Hitoria y Aplicaciones de La Mineragrafia

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Decana de América )

FACULTAD DE INGENIRÍA GEOLÓGICA, METALÚRGICA, MINERA, GEOGRÁFICA Y CIVIL

HISTORIA DE LA MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS Y SUS APLICACIONES

Escuela de Ingeniería Geológica

Microscopia de Minerales Opacos

Historia y Aplicaciones

La mineragrafía o microscopía de minerales opacos o de menas necesitó el diseño de un epiluminador eficaz para proyectar y reflejar verticalmente luz polarizada sobre la superficie pulida horizontal del mineral opaco. Antes de 1900, hubo algunos intentos, referencias y sugerencias sobre la posibilidad de investigación microscópica de minerales opacos, pero, fueron únicamente muy breves antes de la primera guerra mundial, que la Microscopia Mineral alcanzara, una aceptación general, que en los subsecuentes años llego a un nivel sin precedentes. Las primeras observaciones microscópicas fueron hechas hace 300 años usando un aumento ordinario y luz reflejada simple, no obstante tan pronto fue realizada, tal iluminación, solo permitía aumentos limitados debidos a que la brillantez de la imagen rápidamente disminuía con grandes aumentos. Cerca de 1783 Lieberkühm, desarrollo un espejo que permitía la investigación de materiales opacos a razonables aumentos. La aplicación actual de la microscopia de luz reflejada en el campo de la mineralogía teórica y aplicada, la ciencia de investigación de depósitos de menas, la concentración de minerales, petrografía del carbón así como en la metalurgia física y en muchas ramas de la industria; no nos indica la relativa naturaleza reciente del desarrollo de esta fase de la Microscopia. Antes de 1900, hubo algunos intentos, referencias y sugerencias sobre la posibilidad de investigación microscópica de minerales opacos, pero, fueron únicamente muy breves antes de la primera guerra mundial, que la Microscopia Mineral alcanzara, una aceptación general, que en los subsecuentes años llego a un nivel sin precedentes. Las primeras observaciones microscópicas fueron hechas hace 300 años usando un aumento ordinario y luz reflejada simple, no obstante tan pronto fue realizada, tal iluminación, solo permitía aumentos limitados debidos a que la brillantez de la imagen rápidamente disminuía con grandes aumentos. La investigación biológica de esos días, debido a su gran interés, requerían el uso de la mayor amplificación posible y de la mayor calidad de la imagen obtenida, este estricto requerimiento forzó, al investigador a hacer uso de la luz transmitida para sus observaciones de secciones delgadas del material en cuestión, con este método de luz transmitida podía ser condensado y adecuadamente ser utilizado para grandes aumentos. Los avances tecnológicos de los años siguientes desarrollo este método particularmente para los materiales transparentes o translúcidos. Sin embargo, cerca de 1783 Lieberkühm, desarrollo un espejo que permitía la investigación de materiales opacos a razonables aumentos. Es posible que este espejo haya sido desarrollado por Van Leeuwenhoek quien, diseña el primer microscopio.

Van Leeuwenhoek

Espejo para materiales opacos




Desafortunadamente el espejo de Leeuwenhoek no era adecuado para grandes aumentos debido a la pequeña distancia de trabajo de los objetivos de alto aumento interferían con la distribución apropiada de la luz mediante el espejo, este no fue desarrollado posteriormente en ese tiempo y fue casi olvidado hasta después de la primera guerra mundial cuando la compañía Emil Busch en Rathenow (Alemania) lo mismo que la compañía Carl Reichert en Viena (Austria), desarrollaron un improvisado diseño del espejo que permitió, la simple investigación microscópica de minerales opacos bajo luz ordinaria. De todos los minerales que no son transparentes o translúcidos en sección delgada son llamados también minerales opacos, el hierro meteórico fue el primero que provoco un amplio interés y fue investigado microscópicamente por Widmanstatten en 1808. El preparo la primera sección pulida de hierro meteórico atacado para examen microscópico y así desarrolló el procedimiento básico de preparación de secciones opacas que es generalmente usada hoy en día. El así demostró que aquellas estructuras notables de hierro que son todavía referidas como las “estructura de Widmanstatten”. En 1820, C. von Schreibers en Viena, publico el primer reportaje comprensivo con respecto al hierro meteórico, en el cual el microscopio de investigación fue específicamente enfatizada y las particularidades de la investigación, descritos. Como resultado de esta publicación Viena llega a ser el líder en investigación microscópica del hierro meteórico. En 1874, G. Tshermak él más famoso mineralogista Vienés, publicó un esbozo de las varías texturas de hierro meteórico y en 1885 resume los resultados de sus investigaciones en forma tabulada. Durante el periodo de 1887 a 1906, A Brezina y E.Cohen efectuaron similares investigaciones. Aproximadamente en 1860, dos americanos Harttig y Hewitt desarrollaron el iluminador o reflector de opacos, que consistía de un pequeño espejo construido dentro del tubo del microscopio e iluminado desde el exterior por una abertura en el frente del tubo, este espejo fue reemplazado unos años después por el bien conocido espejo de Gauss, que permitió la utilización de la abertura completa de los objetivos y mejoro considerablemente la calidad de la imagen obtenida, sin embargo, este espejo disminuye la claridad de la imagen. Casi al final del siglo 19, la compañía Nachet et Fils en París, desarrollo el prisma de reflexión total y por bastante tiempo caracterizaba los primeros microscopios y dio una imagen microscópica excelente y brillante. Este fue posteriormente mejorado más tarde por un nuevo diseño de Berek quien descubrió el anisotropismo de los minerales.

Todas las mejorías en la iluminación mencionadas previamente fueron concernientes con el microscopio metalográfico, el cual, como un resultado del trabajo de H. C. Sorby alrededor de 1865, rápidamente adquirió aceptación general. La investigación de texturas de hierro carbón por H. Martens en 1878, estimularon grandemente y promovieron el desenvolvimiento de la metalografía. Como la mayor parte de los metales comunes tienen red cúbica y son consecuentemente isotrópicos, el uso de la luz polarizada en la investigación metalográfica no fue requerida. Sin embargo, la luz polarizada ha jugado una parte predominante y ayuda grandemente el desarrollo exitoso de la microscopia de minerales. La introducción de la microscopía metalográfica, facilitó grandemente la investigación de los meteoritos de hierro, sin este tipo de microscopio los resultados excelentes de Tschermak y Brezina, Cohen nunca hubieran sido obtenidos. Antes de la primera guerra mundial el equipo microscópico para la investigación de metales y de hierro meteórico fue adecuado. Aunque los investigadores anteriores de hierro meteórico fueron generalmente mineralógistas, sus investigaciones microscópicas fueron limitadas a este tipo de material opaco sorprendente suficiente para


Microscopia de Minerales Opacos Historia y Aplicaciones las siguientes etapas obvias, el examen microscópico de minerales opacos no fue emprendido. Esto podría ser explicado por el hecho de que el principal campo de interés para los mineralogistas antiguos era cristalográfico y la mineralogía topográfica. Parece que la industria minera en aquellos días no requería o deseaba alguna investigación microscópica de sus generalmente menas de alta ley y no estaba de sobreaviso de sus posibilidades y significancia.

Aristides Brezina (izquierda)

Gustav Tschermak (derecha)

La ciencia de depósitos minerales estaba todavía en sus inicios y estaba imposibilitado para fomentar tales investigaciones satisfactoriamente. Es también posible que las consideraciones teóricas extremadamente complejas de los efectos de la luz incidente, reflejada sobre los minerales anisótropos, descorazonara a la mayoría de los mineralogistas competentes, parecía bastante imposible alcanzar los mismos resultados con minerales opacos como con minerales transparentes. Hasta donde se conoce J.J. Berzelius, quién en 1814, publicó un trabajo de investigación microscópica sobre pirrotina, fue el primer estudiante de microscopía mineral.

Jöns Jacob Berzelius




En una carta fechada el 8 de octubre de 1813, al editor de los “Annals of Physics”, reimpreso por H. Schneiderhöhn en su texto de microscopía de menas, Berzelius escribió: “Los resultados del análisis químico

de la pirrotina, ejecutada por el profesor Stromeyer no me sorprende. Yo solo necesito únicamente desbastar y pulir este sulfuro, para entender la razón de la desviación de sus análisis desde mi propia observación. Ud. observa fácilmente cuanto de la pirrotina analizada, esta entrecrecida, en varias direcciones con algunos otros sulfuros, diferentes de pirrotina en color, tal que éste, actualmente consiste de una mezcla de pirrotina y otros sulfuros. Los mineralogistas también a menudo tienden a despreciar la preparación de una sección pulida cuando la investigando la posible presencia de algunos otros minerales mecánicamente atrapados. Tales asociaciones de varios minerales con diferentes durezas están frecuentemente presentes en los sulfuros naturales de metales con diferentes durezas”.

Esta declaración indica que Berzelius era el primero en observar la alteración peculiar de la pirrotina, el cual, solo recientemente ha sido satisfactoriamente explicado y que además indica Berzelius, tenía avanzadas ideas al respecto. Sin embargo, su sugerencia de investigación de minerales opacos en secciones pulidas desafortunadamente no fue continuada y casi un siglo antes de que pase llega a ser evidente, que la investigación de minerales opacos en sección pulida debe ser llevada anteladamente a algún análisis químico para asegurar la homogeneidad del material bajo investigación. En 1852, una importante contribución al conocimiento de los efectos del isotropismo de los minerales opacos fue hecha por W. Haidinger usando los “lentes dicromáticos” en su investigación de alabandita,

antimonita, galena, molibdenita, plata antimonial, arseniuros, cuprita y cinabrio. En 1860, un medio siglo después de Berzelius, A. Reuss investigó microscópicamente arsénico “colomorfo”

de Pribram (Bohemia) y encontró finas partículas de antimonio, en adición al arsénico predominante. En 1861, A. Knop describió el entrecrecimiento microscópico de cobre nativo con cuprita y calcosina en la mina Matchless (hereroland, Africa) y obtuvo por primera vez información, respecto a zonas de oxidación y al enriquecimiento supergénico de un cuerpo mineralizado. Antes de que pase una década en 1871, H. Fisher, como J. Berzelius enfatizó la necesidad de una investigación microscópica de minerales opacos antes que el análisis químico para evitar errores en sus composiciones mineralógicas. El notó particularmente que el contenido de calcopirita y esfalerita de los depósitos de menas de estaño de Cornwal como ejemplo de la asociación de calcopirita y esfalerita con estanina. La presencia de estos minerales en estannina solamente fue reconocida como material exsoluto medio siglo más tarde. En 1885, durante su investigación microscópica de secciones pulida H. Baumhauer aplicó varios métodos de ataque para identificación de minerales, también como para el estudio de sus texturas. El también trabajo satisfactoriamente sobre la investigación microscópica, de la serie de minerales cobalto-níquel-arsénico. En 1904, E. Hussak estableció la presencia de ilmenita y espínela en titanomagnetita de brasil en virtud de sus diferentes propiedades de ataque. Un año más tarde, W. Lindgren mostró que el cobre contenido en los sulfuros de Clifton and Morenci, Arizona, fue debido al fino, reemplazamiento supergénico de pirita por calcopirita. A pesar de nuestra presente apreciación de sus esfuerzos pioneros, todos los investigadores anteriormente mencionados podrían no ser considerados microscopistas de menas. Ellos eran más bien exploradores aislados de la investigación microscópica y su trabajo no era apropiadamente reconocido por sus colegas profesionales.




En aquellos días no era considerado que la microscopía de minerales podría ser de valor a la industria minera, como una ayuda en la identificación de minerales en una mena y para el estudio de su asociación mutua. La investigación microscópica de una mena, es sin embargo, indispensable en la adecuada selección de un apropiado proceso de beneficio. En el pasado la gran abundancia de mineral de alta ley de composición mineralógica simple no requería ninguna investigación. Debido a la falta de menas complejas, la industria minera descuido este campo de investigación hasta el final de la primera guerra mundial.

La historia de la microscopía de polarización para el estudio de los minerales opacos, aquellos minerales metalíferos que no dejan pasar la luz en sección delgada y no se pueden examinar por refracción en el microscopio petrográfico. La mineragrafía o microscopía de menas necesitó el diseño de un epiluminador eficaz para proyectar y reflejar verticalmente luz polarizada sobre la superficie pulida horizontal del mineral opaco. Además demandó las técnicas especiales para la confección de máquinas pulidoras capaces de proporcionar un acabado especular, de alta calidad, en probetas pulidas conteniendo minerales de durezas y microestructuras muy contrastadas. La mineragrafía devino en un apoyo im portante a la geología económica de los yacimientos minerales metalíferos y su desarrollo amplió el conocimiento de las especies minerales en las clases 1- elementos; 2- sulfuros y sulfosales y 4- óxidos e hidróxidos de la mineralogía sistemática, en las cuales predominan los minerales opacos. Técnicas complementarias de fotometría y microdureza adecuadas facilitaron el equipo necesario para definir, en forma cuantitativa, la reflectividad y la dureza en esos minerales. Sin duda los avances tecnológicos en la química analítica instrumental fueron decisivos para obtener análisis químicos de calidad, cuantitativos y puntuales, mediante el empleo del microscopio electrónico y las microsondas analíticas (electrónica, protónica o de iones pesados). Así se pudo establecer la composición de minerales o fases vítreas que forman inclusiones muy pequeñas en otros minerales, con tamaños de pocos micrómetros. En 1906 y 1907 respectivamente, W. Campbell y C. W. Knigth, empezaron la introducción sistemática de la microscopia de menas y pueden ser considerados en consecuencia como los fundadores de la microscopia de minerales aplicada. Los resultados espectaculares de sus investigaciones de los minerales niquelíferos de las menas de Sudbury, estableció la presencia de níquel en pentlandita, que había sido disuelta a partir de pirrotina. Dando se cuenta del valor de la información obtenida a partir de tales investigaciones de cuerpo entero mineralizado, particularmente en Norte América. El journal “Economic Geology” e n el cual, aquellos primeros reportes sobre microscopia de menas aparecieron, ha permanecido como una publicación más importante en este campo de investigación. En 1907, un importante trabajo sobre menas de platino, fue publicado en Europa por R. Beck y en los años siguientes continuos trayendo reportajes de estudios microscópicos, estableciendo así la importancia de tales investigaciones. En 1908 y 1909, J. Königsberger desarrollo un dispositivo para la observación y medición del efecto del anisotropismo en luz polarizada y así dio al mineralogista una importante ayuda para la identificación de los minerales opacos. Sin embargo, el fundamento teórico de su dispositivo fue tan evolucionado y su procedimiento tan complicado, que él pudo difícilmente inducir a alguien a seguir sus pasos en este campo de investigación. Quedando para Max Berek proceder con éste en una fecha posterior.


Microscopia de Minerales Opacos Historia y Aplicaciones Friedrich Klockmann, el último mineralogista de la época clásica, en Alemania, se dio cuenta temprano del valor de la microscopía para la industria minera como también para la ciencia del depósito de minerales. Su alta consideración para la microscopía de menas posiblemente se desarrolló debido a su interés en la diversidad de la formación de menas en la región montañosa del bajo Harz en el cual él estaba viviendo y enseñando. En 1912, Klockmann introduce la microscopía de menas en la ciencia de la minería mediante la dirección del importante trabajo de tesis de postgraduado de H. v. Scotti en la investigación microscópica de los cuerpos mineralizados de hierro-sulfuro en la parte sur de la península ibérica (España). En este estudio, Scotti, introduce metódicamente el microscopio por primera vez, como una herramienta científica de investigación. En aquellos días, la microscopia de menas fue ampliamente usada, particularmente en el instituto mineralógico de la Universidad Técnica de Aachen (Alemania) mediante gente profesional tales como Ramdohr, Ehrenberg, Schachner (-Korn), quienes siguieron la inspiración de Klockmann. En 1913, el resultado de dos investigaciones fundamentales sobre la microestructura de la titanomagnetita fue publicado por S. T. Singewald y otro más tarde, en más detalle por C. H. Warren. B. Granigg trabajo sobre el mismo objeto. Mediante estas interesantes microestructuras de estas menas recibieron gran atención en ese tiempo.

El primer texto sobre microscopia de menas fue escrito por J. Murdoch, apareció en 1916 en los Estados Unidos sin ser distribuido en Europa, probablemente debido a la primera Guerra Mundial. Sin embargo, en los Estados Unidos, fomentó grandemente la aplicación de la microscopia de menas. En los comienzos de 1914, H. Schneiderhöhn fue asignado por la compañía minera de Otavi a la investigación geológica y mineralógica de sus grandes cuerpos mineralizados en la antigua Africa sud occidental alemana. Cuando la reseña estaba casi completa, La primera Guerra Mundial interrumpió su trabajo temporalmente, pero, por los mediados de 1915, él había resumido su trabajo, modificando un microscopio biológico disponible en un microscopio de menas primitivo. Con el equipamiento disponible, él desarrollo un procedimiento adecuado de desbaste y pulido y bajo esas condiciones primitivas resolvió la pregunta más importante, la génesis de la calcosina en los cuerpos mineralizados. Es conocido hoy en día que los minerales de alta ley con una formula química Cu 2S es formada fácilmente y a menudo abundancia desde soluciones supergénicas, el cual disuelve el cobre en la parte superior del cuerpo mineralizado y reacciona con la mena primaria en el nivel freático, a temperaturas debajo de 91 ºC, calcosina ortorómbica,. La formación de esta calcosina es así, limitada a esta zona de enriquecimiento supergénico, y usualmente cesa debajo del nivel freático. Por consiguiente, en las operaciones mineras encontraron que tales cuerpos mineralizados de calcosina la mena se acaba rápidamente y cesa de existir. O de otro modo, como era conocido, algunas de las menas de cobre americanos contenían calcosina en forma cúbica, la cual obviamente originada de soluciones de cobre hipogénico, formadas a temperaturas encima de 91 ºC, esta calcosina cúbica, llamada hoy en día “Neodigenita”, naturalmente no cesa de existir debajo del nivel freático

y se presenta bastante a menudo a profundidades notables en un cuerpo mineralizado. Por consiguiente, en el caso del cuerpo mineralizado de Otavi este era de suma importancia conocer que forma de calcopirita estaba presente. Scheneiderhöhn resolvió esta cuestión con su microscopio de menas primitivo, estableciendo la presencia de calcosina ortorómbica como también de la cúbica, las cuales se podrían distinguir una de la otra microscópicamente. Futuras operaciones mineras confirmaron sus conclusiones acerca de la génesis de la calcosina. Sabemos ahora, como resultado de los extensos trabajos de N. W. Buerger Y P. Ramdohr, que las condiciones de formación de la calcosina son mucho más complicadas de aquellas descritas arriba y que la




“Neodigenita” como un mineral independiente, se presenta en s uma a la calcosina y que la cristalización

compleja como también, una solución sólida de este sulfuro de cobre es posible. P. Ramdohr describe este hecho en forma comprensiva en su importante publicación “Die Erzmineralien und ihre Werwachsungen”. Retornando a Alemania a mediados de 1919, Schneiderhöhn reporto su trabajo en

Africa sud occidental en varios artículos profesionales y empieza a introducir sistemáticamente la investigación microscópica en su trabajo posterior, aunque la microscopía de menas, como tal no era aún disponible. Los metalurgistas tenían microscopios metalográficos grandes, que carecía de luz polarizada y fueron montados en bancos de trabajo largos. Esos microscopios se parecen más cercanamente a equipamiento fotográfico que a microscopios. Tal equipamiento óptico no era la vía más adecuada para la investigación de menas. De sus días como asistente del profesor Theodor Liebisch, en el Instituto Mineralógico de la Universidad de Berlín, Schneiderhöhn, había sido contactado con Max Berek, El científico consejero de la compañía Ernest Leitz en Wetzlar, Alemania. El interesó a Max Berek en los problemas de la microscopía de menas y Berek comienza a trabajar en la solución de esos problemas con entusiasmo y su energía extraordinaria. El microscopio metalográfico, el cual ha estado disponible desde 1906 fue modificado y suministrado con un prisma polarizador, un analizador adecuado y una platina rotatoria. Un desarrollo sistemático de este primer instrumento resulto en microscopio de menas MOP en el presente. Al mismo tiempo, basado sobre el trabajo previo de Königsberger, J. MacCullagh, P. Drude, y W. Voight, Berek extendió las consideraciones teóricas de las propiedades ópticas de los cristales fuertemente absorbentes y publica numerosas investigaciones compresivas y originales dando el fundamento teórico para las investigaciones microscópicas de las menas de minerales opacos. En suma a esas consideraciones teóricas Berek permanentemente mejoró los instrumentos ópticos, particularmente el iluminador de opacos y el reflector, una importante pieza del equipamiento, para obtener luz polarizada homogénea y distribuida apropiadamente.

Max Berek fue un físico y matemático alemán, asociado a la firma de E. Leitz, que ha diseñado una amplia gama de instrumentos de óptica, en particular para microscopía de luz polarizada y varios lentes de cámara innovadores. Profesor Berek es reconocido como el inventor del sistema de lente de la cámara Leica en su fábrica de Wetzlar. Se unió E. Leitz en 1912 y los diseños calculados para la primera lente Leica, la Anastigmat 50 milímetros (que más tarde se convirtió en la de cuatro elementos Elmax) y la lente Elmar cinco elementos. Debido a su negativa a cumplir con las exigencias del régimen nazi, fue despojado de su cátedra en la década de 1940, pero se restableció en 1946, tres años antes de su muerte.

En 1922, organizada por la división de concentración de minerales de la sociedad Alemana de Minas y Metalurgia y por la compañía Ernest Leitz en Wetzlar, H. Schneiderhöhn publicó el primer libro alemán sobre microscopia de menas, este fue (junto con libro de texto de Murdoch y el similar de W. M. Davy y C.M.




Farnham en 1920) el tercer libro de texto, suplementado con muchas tablas, en este campo de la ciencia. M. Berek contribuyo con un capítulo especial sobre los fundamentos de la óptica. Mientras tanto, a sugerencia de Schneiderhöhn, un dispositivo fotométrico fue desarrollado en 1931 por Max Berek, y la compañía Ernst Leitz, este dispositivo sin el equipamiento complicado una vez desarrollado por Königsberger media la parte reflejada de la luz proveniente de una superficie pulida de un mineral y comparada este con la cantidad total de luz incidente. De aquí que fuese posible medir, uno de los más importantes, propiedad permanente de los minerales opacos, su reflectividad, las brillantes aparente de un mineral bajo el microscopio. Los resultados comprensivos de las mediciones de la reflectividad de varios minerales en aire como también bajo aceite de inmersión fueron publicados por Schneiderhöhn y Cissarz) En 1924, P. Ramdohr publicó sus investigaciones microscópicas comprensivas, particularmente sobre minerales de tierras raras y desde ahora en adelante el tomo una parte activa en el desarrollo posterior de la microscopia de menas. Fue por consiguiente, solo natural que Schneiderhöhn y Ramdohr trabajaran juntos en un libro de texto de dos volúmenes sobre microscopia de minerales, de los cuales el segundo volumen, escrito por P. Ramdohr apareció en 1931. Este segundo volumen publicación fundamental sobre microscopia de menas, contenía descripciones de todos los minerales opacos y semiopacos adecuados para el examen en luz incidente. Este contenía las propiedades identificables de aquellos minerales, su composición química forma del cristal, estructura cristalina, propiedades de clivaje, dureza y las propiedades ópticas. . Este también contenía referencias a la paragénesis y a varios cuerpos mineralizados investigados. Nunca antes tenía tanta observación original, información y experiencia sido acumulada en un libro de texto. Por consiguiente, no era sorprendente que el conocimiento ganado de este trabajo fuera indispensable para cualquiera que esté ocupado en la investigación microscópica de menas o con la exploración de un cuerpo mineralizado. El primer volumen del texto fue escrito por Schneiderhöhn y una parte de este volumen apareció en 1934, éste contenía los principios fundamentales ampliados de la microscopía de luz reflejada por M. Berek, los instrumentos y la preparación de las secciones pulidas y los procedimientos para observación e investigación de menas minerales. Sin embargo, la primera Guerra Mundial interrumpió la conclusión de este volumen. En vez de eso, u n nuevo libro de texto “Erzmikroskopisches Praktikum” fue publicado por Schneiderhöhn en 1952, conteniendo no solo el material publicado en 1934, pero también algo adicional y hasta datos de información en este campo de la microscopía de menas aplicada. Mientras tanto, M. Berek se mantenía ocupado eliminando las fuentes residuales de problemas en el equipamiento óptico, a ritmo constante sobre problemas teóricos de extrema dificultad y finalmente en 1937, publicó sus artículos sobre métodos ópticos de medición de la luz incidente y polarizada particularmente para la determinación de menas minerales. En este trabajo discutió el fundamento teórico de las propiedades de los cristales absorbentes de luz. Por aquella época el gran microscopio mineralógico universal AMOP y un instrumento para la determinación de los efectos del anisotropismo en luz polarizada fueron desarrollado y construido por la compañía Ernst Leitz en estrecha cooperación con M. Berek. Objetivos libres de tensión y lentes especiales secos y de aceite de inmersión, tales como los objetivos secos Leitz 3b y 6ª y los lentes de inmersión, tales como el 8 y 16 mm, particularmente adecuados para microscopia de menas fueron desarrollados. Una colección de lentes con un diafragma de apertura empotrado al iluminador vertical, incrementa considerablemente la calidad de la imagen microscópica. El fotómetro de microscopio previamente descrito permitió la medición de la reflectividad de varios minerales en aire y bajo aceite de inmersión. Además, Fueron desarrollados equipamientos más adecuados y lentes




especiales para los llamados “campo oscuro” de luz incidente por la Ernst Leitz (“Ultropack”) como también por la C. Reichert (“Epilum”) y C. Zeiss (“Epikondensor”). La recientemente desarrollado platina integ radora

permitió el análisis planimétrico cuantitativo de varios constituyentes de una mena, proporcionando por ello, un método rápido para la determinación de la cantidad de cada constituyente, comparada con el largo y complicado procedimiento químico previamente necesario. Estos instrumentos ópticos bien equipados, esta disponibles para cualquier investigación microscópica, no solo de menas minerales pero también para otros materiales opacos numerosos, los cuales requieren luz polarizada para su investigación, tales como los materiales refractarios, escorias metalúrgicas, cerámicas, etc. No existe duda que M. Berek fue la personalidad líder en los primeros días de este campo de la ciencia, en el desarrollo del fundamento teórico, en su aplicación práctica y la construcción del equipamiento óptico adecuado. En 1925, Van der Veen Publica el excelente, bien recibido, las fotomicrografías las cuales actualmente constituyen una parte de un libro de texto comprensivo sobre microscopia de menas en preparación. El discutió artículos tales como diferentes fuentes de luz, desbaste y pulido de especímenes de menas, formación y alteración de varios minerales como también los diagramas de solidificación. Además, discutió las texturas de equilibrio de varios minerales y publicó una excelente tabla de identificación de minerales. Desafortunadamente Van der Veen murió prematuramente, solo el primer volumen de su trabajo, conteniendo descripciones de los metales nativos fue completado. Casi simultáneamente con el primer volumen de “libro de texto” de Schneiderhöhn -Ramdohr un libro de texto por M. N. Short apareció en los Estados Unidos. Sin embargo, éste fue menos comprensible e informativo y la identificación de varios minerales estaba basado particularmente en ensayos de ataque inconclusos. Sin embargo, éste discute reacciones microquímicas excelentes para la identificación cualitativa, ejecutada sobre partículas de minerales, separadas bajo el microscopio con un dispositivo especial, aunque no era, caro, a pesar de una nueva edición publicada en 1940, este no es ampliamente usada en el presente tiempo. En los siguientes años, P. Ramdohr trabajo con energía sobresaliente en prácticamente cada mineral opaco puro que él consiguió en condición pura. Su extraordinaria experiencia y su gran colección de minerales el cual salvo afortunadamente durante la segunda guerra mundial le permitió, como no tenía otro lugar, trabajar continuamente sobre nuevos minerales y su paragénesis, en el periodo más difícil después de la guerra, la primera edición de “libro de texto” y en 1950 publicó un volumen independiente y grandemente expandida bajo el bien conocido internacionalmente título “Die Erzmineralien un ihre Werwachsungen”. Una

segunda edición de esta edición de este libro sobresaliente de referencia apareció en 1960. Este libro de referencia comprensivo ha llegado a ser indispensable donde quiera que se esté ejecutando trabajos serios de microscopía. Los Americanos, quienes des los principios de la microscopia de menas han estado interesados en este campo de investigación debido a sus extensos desarrollos, donde, después de la primera Guerra mundial. Se interesaron particularmente en el desarrollo de las técnicas del desbaste y pulido en la preparación de secciones pulidas. Además G. M. Schwartz trabajo en la aplicación de los estudios microscópicos a la solución de problemas metalúrgicos y sobre la clasificación y definición de texturas y estructuras minerales. Con respecto al desarrollo de un adecuado procedimiento de desbaste y pulido resultado alentadores fueron obtenidos, particularmente a través de la aplicación de compuestos de desbaste y molienda distribuidos sobre la superficie de disco de metal de desbaste y pulido. J. W. Wanderwilt desarrollo su bien conocida máquina de pulido automática, el cual, comparada con el procedimiento manual, fue capaz de producir secciones pulidas casi libres de relieve.




Esta máquina de pulir fue posteriormente mejorada por G. Rehwald en Alemania, quién producía secciones pulidas de una calidad nunca alcanzada. Desde ahora en adelante, es posible producir excelentes secciones pulidas aun desde minerales finamente entrecrecidos de varias durezas tales como la covelina en magnetita u oro en pirita. La importancia de este desarrollo en la preparación de secciones pulidas libre de relieve para la investigación microscópica apropiada es realizada cuando las secciones más viejas son re-examinadas después de que su superficie ha sido repulida de acuerdo a los nuevos métodos. Frecuentemente, una abundante nueva información fue obtenida, la cual había escapado a la observación en las muestras viejas. La elección de un material adecuado para los discos de desbaste y pulido y la impregnación de muestras de menas porosas con resinas licuadas prevenían el arrancado de partículas finas durante el proceso de desbaste y pulido. F. Trojer, fue exitoso particularmente en este campo de investigación y desarrollo. El examen microscópico de producto de plantas es de una gran importancia en el curso del beneficio de una mena y por este trabajo los americanos sugirieron el uso de la bakelita para el montaje y preparación de secciones pulidas de los productos finamente granulados de la concentración de menas. En los años posteriores a la segunda Guerra Mundial, un nuevo procedimiento de preparación de secciones pulidas fue desarrollado por E. Sampson. El aplicó polvo de diamante bien clasificado, en varias etapas como una pasta sobre un disco cubierto por un paño de nylon con la última etapa de pulido, siendo alcanzado con polvo de 0.25 micrones. La preparación de las secciones pulidas de acuerdo a este procedimiento fue supuesto que requisiera solo de 15 a 20 minutos y puede ser usado para una reparación rápida sí una máquina de pulido automático Vanderwilt-Rehwald no estaba disponible. Los resultados alcanzados fueron extraordinariamente buenos, sin embargo, la calidad de secciones pulidas no puede ser comparada a la apariencia superior de aquellos obtenidos mediante el proceso Vanderwilt-Rehwald, particularmente bajo altas ampliaciones. Por un largo tiempo el deseo de datos ópticos cuantitativos ha sido particularmente fuerte en Estados Unidos. Siguiendo los principios ópticos fundamentales establecidos por Berek, varios dispositivos fotoeléctricos para la medición de la reflectividad de varios minerales fueron desarrollados por J. H. Moses y aplicada por R. E. Folinsbee. El microscopista de menas Francés J. Orcel, fue actualmente el primero en aplicar una celda fotoeléctrica para la medición de la reflectividad de los minerales opacos. H. Ehrenberg y D. Malmquist mejoraron la célula fotoeléctrica y contribuyeron posteriormente información al conocimiento de la reflectividad de los minerales. H. Ehrenberg utilizó recientemente una platina rotatoria y un segmento semiesférico de un único, simple cristal para medir la indicatriz de la reflectividad. La compañía E. Leitz introdujo recientemente un nuevo fotómetro el cual opera en forma más precisa que los antiguos y el cual permite la determinación de la reflectividad de cristales mucho más pequeños. Basado en las investigaciones y estandards de dureza establecidos por S. B. Talmage, los microdurímetros han sido usados frecuentemente bajo el microscopio como una herramienta cuantitativa en la identificación de los minerales opacos, en particular por F. Robertson. La sugerencia de la utilización figura de interferencia óptica como una prueba de diagnóstico para varios minerales por E. Cameron desafortunadamente ha fallado, en producir resultados aceptables. La determinación de varias menas minerales opacas, particularmente raras, mediante un simple método de medición bajo el microscopio aun no es posible. Comparado con la técnica usada para minerales no opacos la determinación microscópica exacta de minerales opacos aún requiere mucha experiencia y tiempo y también el uso de especímenes de comparación. Sin embargo, Los problemas de las investigaciones futuras han sido indicados por Cameron. A. Tornquist merece crédito, no solo por su investigación microscópica sistemática de varias ocurrencias de menas de las partes occidentales de los Alpes Europeos, pero también el entrenamiento de sus muchos




asociados los cuales le siguieron en este campo de investigación, por ejemplo, O. Friedrich H. Meixner (63bc); F. Trojer. En Rusia, A. Betechtin llego a ser bien conocido debido a sus extensos trabajos de investigación microscópicos del platino proveniente de los Montes Urales. En Australia, alrededor de 1920, F. L. Stillwell comienza a concentrar en la microscopia de menas en los siguientes años publicó varios artículos que tratan con los depósitos de menas de Australia. Otro australiano A. B. Edwards cuya “Textures of the Ore Minerals”

fue primero publicado en 1947 y posteriormente revisado como una segunda edición en 1954, dedicó la mayor parte de su tiempo a la microscopia de menas. En años recientes se han visto diseños y refinamientos en el equipamiento microscópico para el examen con luz incidente introducida por muchas compañías ópticas a través del mundo. Bausch Lomb, E. Leitz, C. Reichert, C. Zeiss y Cooke, Troughton and Simms han participado y competido en esos desarrollos. El equipamiento para el ensayo de la microdureza, microscopios con platinas calefactoras para la observación de alteración de fases, microscopios de alta temperatura, microscopios guiados electrónicamente, etc. fueron desarrollado exitosamente y puestas en el mercado, El fundamento teórico del equipamiento y su actual desarrollo ha sido descrito por H. Ehrenberg en el capítulo II de este libro de referencia.



1.


En la exploración minera:

En la búsqueda de depósitos minerales. Cuando hemos realizado un estudio petrográfico en sección delgada y encontramos minerales de color negro (oscuro) que nos indican la presencia de minerales opacos, es necesario un estudio en sección pulida para que puedan ser determinados.

2.

Geología económica – Geología de Yacimientos 

La temperatura de formación del yacimiento (uso de inclusiones fluidas)

Determinación de la asociación mineralógica, observación e identificación de todo el conjunto de minerales del yacimiento. 



Secuencia paragenética, para establecer la secuencia de cristalización.

Naturaleza de su textura para interpretar la génesis de un yacimiento y luego determinar el tipo de yacimiento. 

3.

En Metalurgia – Mineralurgia

Cuando se realizan estudios con una mayor exactitud como en el caso de análisis modales en donde se hacen cálculos de liberación y asociación, los protocolos de muestreo se hacen aún más estrictos llevándose a cabo en zonas precisas de la planta o de pruebas realizadas en el laboratorio metalúrgico. La muestra de análisis en estos casos debe ser cribada y el análisis de caracterización de cada fracción se realiza en forma independiente. Se estudian las asociaciones minerales presentes en los yacimientos minerales y se comparan los valores de reluctancia correspondientes. Las posibilidades de confusión son mínimas, si se limita la selección a los componentes presentes en asociaciones reales. Se elaboran tablas con tipologías simplificadas de yacimientos y de las correspondientes asociaciones minerales, ilustrando su aplicación con ejemplos reales. 

Se da la composición mineralógica cualitativa y cuantitativa.



Granularidad



Entrelazamiento o asociaciones



Grado de liberación de minerales

El metalurgista requiere los estudios mineragráficos porque le va a indicar a que tamaño moler y asimismo determinar que procesos utilizar. Estos análisis se realizan para las plantas concentradoras en la fase inicial para conocer si es posible concentrar el mineral y posteriormente en la parte final de los procesos metalúrgicos (análisis de relavez) Por ejemplo: Ayuda a responder ciertas incognitas


Microscopia de Minerales Opacos  Se puede tratar : Si 

El método usado: Flotación



Se obtiene: Concentrado de Cu y Zn



Posibilidad de liberar : Fácil, difícil o imposible



Malla se muele: +100, +200, +350, +400


Para mejores resultados se debe tener en cuenta en los minerales:



Como entra al proceso (CABEZA)



En el proceso (CONCENTRADO)



Sale (RELAVE)

4.

En la Investigación:

Ayuda a la mineralogía en la clasificación de especies mineras muy pequeñas, difíciles de identificar en muestra de mano. Ayuda también a la petrología. Sirve para determinar los minerales opacos que se encuentran en las rocas. Es necesario indicar finalmente que para realizar una buena interpretación en un estudio mineralográfico es necesario estudiar varias muestras.

En resumen la microscopia de minerales opacos las aplicaciones serian:



En la exploración minera.



En la búsqueda de depósitos minerales.



Ubicación de futuros yacimientos minerales.



Determinación de Minerales.



Determinación de asociaciones mineralógicas.



Definir tipos de roca




La NASA descubrió un mineral nuevo en un meteorito Se llama wasonita y tiene una estructura inédita hasta ahora en la naturaleza La NASA y un grupo de científicos de Estados Unidos, Japón y Corea del Sur encontraron algo inesperado cuando estudiaban un meteorito caído en 1969: un nuevo mineral, llamado wasonita, con una estructura inédita hasta ahora en la naturaleza. El mineral, uno de los más pequeños identificados en el meteorito Yamato 691, ya ha sido añadido a la lista de 4.500 minerales oficialmente aprobados por la Asociación Mineralógica Internacional, informó hoy la NASA en un comunicado. “La wasonita es un mineral formado solamente por dos elementos, el sulfuro y el titanio, pero posee una estructura cristalina única, que no se había observado hasta ahora en la naturaleza”, dijo el ci entífico de la

NASA Keiko Nakamura-Messenger, que lideró el proyecto. El cristal, que hallaron rodeado de “otros minerales desconocidos que están siendo investigados”, tiene una

anchura de 50 por 450 nanómetros, más de cien veces menor al espesor de un cabello humano. Se espera develar más secretos del universo Encontrar un mineral tan minúsculo fue posible gracias al microscopio de transmisión de electrones de la NASA, capaz de aislar los granos de la wasonita y determinar su composición química y su estructura atómica, según la agencia. Nakamura-Messenger confía en que la nanotecnología permita revelar muchos más “secretos del universo” escondidos en especímenes como el Yamato 691, recuperado en 1969, junto a otros ocho meteoritos, en una expedición de científicos japoneses a las montañas Yamato, en la Antártida. Después de ese descubrimiento, el primero significativo de meteoritos en la Antártida, Estados Unidos y Japón han encontrado más de 40.000 en la zona, entre ellos extraños aerolitos de Marte y la Luna que continúan siendo estudiados hoy. El nombre de wasonita (“wassonite”) es un homenaje a John T. Wasson, un profesor de la Universidad de

California en Los Ángeles (UCLA) especializado en la investigación sobre meteoritos y pionero en el uso de datos de activación de neutrones para clasificarlos. La científica Lindsay Keller, co-creadora del microscopio utilizado para identificar el mineral en el Centro Espacial Johnson de la NASA, aseguró que la investigación de los meteoritos y de los minerales que contienen “es una ventana para conocer la creación de nuestro sistema solar”. “A través de este tipo de estudios podemos aprender sobre las condiciones que existieron para que se formara y los procesos que estaban ocurriendo entonces”, explicó Keller .




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MICROSCOPIA DE MINERALES OPACOS – Ing. Quiñonez Lavado Janet



DANA, E., FORD., 1960



Tratado de mineralogía. Cuarta edición, Co. Ed. Continental,México



Atlas of ore minerals. Ediciones B.R.G.M. Orleans& Elsevier, Amsterdam



http://www.enciclopediadetareas.net/2011/06/que-es-una-mena.html



http://www.ucm.es/info/crismine/Curso_Mane/AMBIENTES_2_010_1_TEXTO.pdf



http://insugeo.org.ar/libros/cg_23/20.htm



http://es.scribd.com/doc/56683147/21/La-mineragrafia-o-microscopia-de-menas-y-su-historia

Hitoria y Aplicaciones de La Mineragrafia

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