UNIVERSIDAD PEDRO DE VALDIVIA
INGENIERÍA EN MINAS FRANS CASILLA NINA 17/06/13
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Ingeniaría
ÍNDICE
1. Introducción………………….………………...…….……………………….. 3
2.-Conceptos básicos …………………………………………….……………. 4 2.1.-Cristalografía………………………………………………….………...…. 4 2.2.-Cristaloquímica ………….………….………….………….…………..… 10 2.3.-Propiedades 2.3.-Propiedades físicas de los minerales …....……….……………...… …....……….……………...… 15 2.4.-Propiedades 2.4.-Propiedades ópticas……………………….………………….…..……. 16 2.5.-Propiedades 2.5.-Propiedades escalares………………………….……….……………... 19 3.-Principales propiedades propiedades de los Minerales…...…….…………………. 20 3.1.-Elementos 3.1.-Elementos nativos…………...………….…………………….……...…. 20 3.2.-Oxidos ………….………….………….………….………….………….… 20 3.3.-Feldespatos ……….………….………….………….……….……..…… 20 3.4.-Piroxenos ……….………….………….………….……….……….….… 22 3.5.-Anfíboles ….………….………….………….……….………….……….. 23 3.6.-Micas ….………….………….………….……….………….…………… 23 3.7.-Carbonatos ….………….………….………….……….………….…….. 24 3.8.-Sulfatos ….………….………….………….……….………….…………. 25 3.9.-Haluros ….………….………….………….……….………….………….. 25 3.10.-Silicatos ….………….………….………….……….………….……….. 25 4.- Minerales formadores de rocas ….………….………….…………..….. 27 4.1 Clasificación de minerales formadores de rocas …………………31 5 Bibliografía ….………….………….………….……….………….…………..32
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INTRODUCCIÓN
El suelo es un sistema complejo de tres fases: sólido, líquido y gases. La fase solida comprende los constituyentes inorgánicos y los constituyentes orgánicos. Los constituyent constituyentes es inorgánicos inorgánicos lo conforman conforman las fracciones fracciones denominadas arenas, limos y arcillas. Cada una de estas últimas están formadas de minerales. Los minerales son producidos durante el ciclo de las rocas. Las Las roca rocass son son como como ¨caj ¨cajas as negr negras as¨¨ que que grab graban an en su inte interi rior or una una vali valios osa a información sobre los procesos históricos de nuestro planeta. Una buena parte de la actividad de la Geología consiste en interrogar a las rocas para extraer de ellas la información necesaria y poder contar esta historia. Existe una gran variedad de rocas pero éstas pueden ser agrupadas en solo tres grandes grupos según su origen y su aspecto. Las rocas varían en color, tamaño de sus cristales o granos y los tipos de minerales que la componen. Si observamos un corte de ruta de un terreno montañoso podremos ver, por ejemplo, cómo una roca de color gris claro y muy compacta, constituida principalmente por cristales visibles a simple vista de cuarzo y feldespatos, pasa bruscamente a otro tipo de roca, de color gris plateado, que pres presen enta tan n las las carac aractterí erísti sticas cas de aquel quella lass roc rocas tran transf sfor orm madas adas en las las profundidades de la corteza, con cristales laminares de micas y granates. Por encima de las rocas anteriores podría verse un tercer tipo, de aspecto más friable, dispuesta en capas horizontales y de colores amarillentos con la apariencia de ser un agregado de granos de arena cementados entre sí y con restos fósiles de plantas.
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2.1 CRISTALOGRAFIA
La cristalografía es la ciencia que se dedica al estudio y resolución de estructuras cristalinas. La mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando se forman en condiciones condiciones favorables. favorables. La cristalograf cristalografía ía es el estudio del crecimiento, crecimiento, la forma y la geometría de estos cristales. La disposición de los átomos en un cristal puede conocerse por difracción de los rayos rayos X. La quím químic ica a cris crista talog lográ ráfifica ca estu estudi dia a la rela relaci ción ón entr entre e la compo composi sici ción ón química, la disposición de los átomos y las fuerzas de enlace entre éstos. Esta relación determina las propiedades físicas y químicas de los minerales. Cuando las condiciones son favorables, cada elemento o compuesto químico tiende a cristalizarse en una forma definida y característica. Así, la sal tiende a formar cristales cúbicos, mientras que el granate, que a veces forma también cubos, se encuentra con más frecuencia endodecaedros o triaquisoctaedros. A pesar de sus diferentes formas de cristalización, la sal y el granate cristalizan siempre en la misma clase y sistema. En teoría son posibles treinta y dos clases cristalinas, pero sólo una docena incluye prácticamente a todos los minerales comunes y algunas clases nunca se han observado. Estas treinta y dos clases se agrupan en seis sistemas cristalinos, caracterizados por la longitud y posición de sus ejes. Los minerales de cada sistema comparten algunas características de simetría y forma cristalina, así como muchas propiedades ópticas importantes. Métodos Los métodos cristalográficos se apoyan fuertemente en el análisis de los patrones de difracción que surgen de una muestra cristalina al irradiarla con un haz de rayos rayos X, neutrone neutroness o electr electrone ones. s. La estruct estructura ura crista cristalin lina a tambié también n puede puede ser estudiada por medio de microscopía electrónica. Un material cristalino es aquel en el que los átomos se estructuran en redes basadas en la repetición tridimensiona tridimensionall de sus componentes. componentes. A la estructura que se repite se le denomina célula o celda cristalina. Los cristales se clasifican según sean las propiedades de simetría de la célula cristalina. Estas propiedades de simetría simetría también se manifiestan manifiestan en ocasiones ocasiones en simetrías simetrías macroscópicas macroscópicas de los cris crista tale les, s, como como form formas as geom geomét étric ricas as o plan planos os de frac fractu tura ra.. El estud estudio io de la cristalografía requiere un cierto conocimiento del grupo de simetría. La cristalografía en biología La cristalografía asistida por rayos X es el principal método de obtención de info inform rmaci ación ón estr estruct uctura urall en el estu estudi dio o de prot proteí eína nass y otras otrasma macr crom omol oléc écul ulas as orgánicas orgánicas (como la doble hélice de ADN, cuya forma se identificó identificó en patrones patrones de dif difracc racció ión n de rayo rayoss X). X). El anál análiisis sis de moléc olécul ulas as tan comp compllejas ejas y, muy especialment especialmente, e, con poca simetría requiere un análisis análisis muy complejo utilizándose utilizándose ordenadores para ajustar el patrón de difracción a las posibles estructuras. El Banco de Datos de Proteínas (PDB) contiene información estructural de proteínas y otras macromoléculas biológicas. La cristalografía en ingeniería de materiales Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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Las propiedades de los materiales cristalinos dependen en gran medida de su estructura cristalina. Los materiales de ingeniería son por lo general materiales policristalinos. Así como las propiedades del monocristal están dadas por las características de los átomos del material, las propiedades de los policristales son determinadas determinadas por las características características y la orientación orientación espacial espacial de los cristales que lo componen. La técnica de difracción de rayos X permite estudiar la estructura del monocristal mediante la identificación de los planos difractantes según la ley de Bragg, lo cual es útil para la determinación de fases. Además, los métodos cristalográficos permiten estudiar también la distribución de orientaciones cristalográficas en un material, conocida también como textura cristalográfica Elementos de simetría Las celdas fundamentales de un cristal presentan elementos de simetría, que son: - Eje de simetría: es una línea imaginaria que pasa a través del cristal, alrededor de la cual, al realizar éste un giro completo, repite dos o más veces el mismo aspec aspecto to.. Los ejes ejes pued pueden en ser: ser: mona monari rios, os, si gira giran n el moti motivo vo una una vez vez (360º) (360º);; binarios, si lo giran dos veces (180º); ternarios, si lo giran tres veces (120º); cuaternarios, si lo giran cuatro veces (90º); o senarios, si giran el motivo seis veces (60º). - Plano de simetría: es un plano imaginario que divide el cristal en dos mitades simétricas especulares, como el reflejo en un espejo, dentro de la celda. Puede haber múltiples planos de simetría. Se representa con la letra m. - Centro de simetría: es un punto dentro de la celda que, al unirlo con cualquiera de la superficie, repite al otro lado del centro y a la misma distancia un punto similar. - Sistemas cristalinos: todas la redes cristalinas, al igual que los cristales, que son una consecuencia consecuencia de las redes, presentan presentan elementos elementos de simetría.S simetría.Sii se clasifican clasifican los 230 grupos espaciales según los elementos de simetria que poseen, se obtienen 32 clases de simetria (cada una de las cuales reúne todas las formas crista cristalin linas as que poseen poseen los mismos mismos elemen elementos tos de simetr simetria)e ia)ess decir, decir, regula regularr o cubico, tetragonal, hexagonal, romboedrico, rómbico, monoclínico y triclínico. - Hábito cristalino: es el aspecto que presenta un cristal como consecuencia del diferente desarrollo de sus caras. - Hábito acicular: cristales con gran desarrollo de caras verticales. Tienen aspecto de agujas. - Hábito honojoso: cristales con aspecto de hojas por el gran desarrollo de las caras horizontales. Formas cristalográficas Es el conjunto de caras iguales que están relacionadas por su simetría: - Una sola cara: pedion. Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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- Dos caras: - Pinacoide: iguales y paralelas relacionadas por un plano o eje binario. - Domo: no paralelas que se relacionan por un plano. - Esfenoide: no paralelas relacionadas por un eje binario. - Prismas, pirámides, bipirámides, trapezoedros, escalenoedros. - Clases cristalinas. Las posibles agrupaciones de los elementos de simetría son treinta y dos y a éstos corresponden otras tantas clases cristalinas, más una a la que no corresponde ning ningun uno o de tales ales elem elemen ento toss de sim simetrí etría. a. Todos odos los los cris cristtales ales se halla allan n comprendidos en estas treinta y dos clases que, a su vez, se reagrupan en siete sistemas (cúbico o manométrico, tetragonal, hexagonal, trigonal o romboédrico, rómbico, monoclínico y triclínico). Propiedades - Sistema triclínico (a≠b≠c α≠β≠γ≠90º): no posee ninguna simetría mínima. - Sistema monoclínico (a≠b≠c α=γ=90º≠β>90º): Presenta como simetría mínima un eje de rotación binario o un eje de inversión binario (=plano de simetría) - Sistem Sistema a rómbic rómbico o (a≠b≠c (a≠b≠c α=β=γ= α=β=γ=90º) 90º):: Como Como mínimo mínimo posee posee tres tres ejes ejes binari binarios os perpendiculares entre sí. - Sistema tetragonal (a=b≠c α=β=γ=90º): posee como característica fundamental un eje de rotación cuaternario o un eje de inversión cuaternario. - Sistema hexagonal (a=b≠c α=β=90º, γ=120º): su característica fundamental es la presencia de un eje de rotación senario o un eje de inversión senario (eje ternario + plan plano o de sime simetr tría ía perpe perpend ndic icul ular) ar).. Para Para mayor mayor prec precis isió ión, n, gene genera ralm lmen ente te se introduce un cuarto eje i, coplanario con a y b, que forma un ángulo de 120º con cada uno de ellos, así la cruz axial será (a=b=i≠c α=β=90º, γ=120º). - Índices de Miller hexagonales: como se trabaja con un cuarto índice, que se sitúa en el plano a1 a2 y a 120º de cada uno de estos ejes, los planos hexagonales hexagonales se van a representar por cuatro índices (hkil). El valor de i se determina como h+k. - Sistema romboédrico o trigonal (a=b=c α=β=γ≠90º): su característica común es la presencia de un eje de rotación ternario o un eje de inversión ternario (eje ternario + centro de simetría). - Sistem Sistema a cúbico cúbico (a=b=c (a=b=c α=β=γ= α=β=γ=90º 90º): ): posee posee como caracte caracterís rístic tica a fundam fundament ental al cuatro ejes de rotación ternarios inclinados a 109,47º.
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Tipos de cristales Cristales sólidos Aparte del vidrio y las sustancias amorfas, cuya estructura no aparece ordenada sino corrida, toda la materia materia sólida se encuentra encuentra en estado estado cristalino. cristalino. En general, se presenta en forma de agregado de pequeños cristales(o policristalinos) como en el hielo, la rocas muy duras, los ladrillos, el hormigón, los plásticos, los metales muy proporc proporcion ionale ales, s, los huesos, huesos, etc., o mal cristaliz cristalizado adoss como como las fibras de madera corridas. También pueden constituir cristales únicos de dimensiones minúsculas como el azúcar o la sal, las piedras preciosas y la mayoría de losminerales, de los cuales algunos se utilizan en tecnología moderna por sus sofisticadas aplicaciones, como el cuar cuarzo zo de los los osci oscila lado dore ress o los los semi semico cond nduc ucto tore ress de los los disp dispos osititiv ivos os electrónicos. Cristales líquidos Algunos líquidos anisótropos (ver anisotropía), denominados a veces "cristales líquidos", han de considerarse en realidad como cuerpos mesomorfos, es decir, estados de la materia intermedios entre el estado amorfo y el estado cristalino. Los cristales líquidos se usan en pantallas (displays) de aparatos electrónicos. Su diseño más corriente consta de dos láminas de vidrio vidrio metalizado metalizado que emparedan una fina película de sustancia mesomorfa. La aplicación de una tensión eléctrica a la película provoca una intensa turbulencia que comporta una difusión local de la luz, con la cual la zona cargada se vuelve opaca. Al desaparecer desaparecer la excitación, excitación, el cristal líquido recupera su transparencia. Cristal de rubí antes de ser pulido. Las propiedades de los cristales, como su punto de fusión, densidad y dureza están determinadas por el tipo de fuerzas que mantienen unidas a las partículas. Se clasifican en: iónico, covalente, molecular o metálico.Ej: las pantallas LCD. Cristales iónicos Los cristales iónicos tienen dos características importantes: están formados de enlaces cargados y los aniones y cationes suelen ser de distinto tamaño. Son duros y a la vez quebradizos. La fuerza que los mantiene unidos es electrostática. Ejemplos: KCl, CsCl, ZnS y CF2. La mayoría de los cristales iónicos tienen puntos de fusión altos, lo cual refleja la gran fuerza de cohesión que mantiene juntos a los iones. Su estabilidad estabilidad depende en parte de su energía energía reticular; cuanto mayor sea esta energía, más estable será el compuesto. Cristales covalentes Los Los átom átomos os de los los cris crista tale less cova covale lent ntes es se mant mantie iene nen n unid unidos os en una una red red tridim tridimens ension ional al únicam únicament ente e por enlaces enlaces covale covalente ntes. s. El grafito grafito y el diaman diamante, te, alótropos del carbono, son buenos ejemplos. Debido a sus enlaces covalentes fuertes en tres dimensiones, el diamante presenta una dureza particular y un elevado punto de fusión. El cuarzo (SiO2) es otro ejemplo de cristal covalente. La Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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distribución de los átomos de silicio en el cuarzo es semejante a la del carbono en el diamante, pero en el cuarzo hay un átomo de oxígeno entre cada par de átomos de Si. Cristales moleculares En un cristal cristal molecular, los puntos reticulares reticulares están ocupados por moléculas moléculas que se mantienen unidas por fuerzas de van der Waals y/o de enlaces de hidrógeno. El dióxido de azufre (SO2) sólido es un ejemplo de un cristal molecular al igual que los cristales de I2, P4 y S8. Con excepción del hielo, los cristales moleculares suelen empaquetarse tan juntos como su forma y tamaño lo permitan. Debido a que las fuerzas de van der Waals y los enlaces de hidrógeno son más débiles que los enlaces iónicos o covalentes, los cristales moleculares suelen ser quebradizos y la mayoría funden a temperaturas menores de 100 °C. Cristales metálicos La estructura de los cristales metálicos es más simple porque cada punto reticular del cristal está ocupado por un átomo del mismo metal. Los cristales metálicos por lo regular tienen una estructura cúbica centrada en el cuerpo o en las caras; también pueden ser hexagonales de empaquetamiento compacto, por lo que suelen ser muy densos. Sus propiedades varían de acuerdo a la especie y van desde blandos a duros y de puntos de fusión bajos a altos, pero todos en general son buenos conductores de calor y electricidad. [editar]Elementos de simetría de un cristal Los cristales presentan generalmente elementos de simetría que son ejes, planos o centros. Un cristal es invariante con relación a un eje de orden Q, si el conjunto conjunto de las propiedades del cristal son las mismas a lo largo de dos direcciones, que se deducen una de otra por una rotación de un ángulo 2N/Q radianes en torno a ese eje. Por lo que, como consecuencia de su triple periocidad, se demuestra que el medio cristalino sólo puede poseer ejes de orden 2,3,4 ó 6. Son muchos los métodos existentes para determinar la simetría y la estructura de un cristal, en particular el goniómetro óptico y elmicroscopio polarizante y sobre todo la difracción de las radiacciones. quimico [editar]Sistemas cristalinos Si se tienen en cuenta los elementos de simetría, se pueden distinguir siete sistemas cristalinos, que toman el nombre de una figura geométrica elemental. Como son: 1. Cúbico (cubo) 2. Tetragonal (prisma recto cuadrangular) 3. Ortorrómbico (prisma recto de base rómbica) 4. Monoclínico (prisma oblicuo de base rómbica) 5. Triclínico (paralelepípedo cualquiera) Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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6. Romboédrico (paralepípedo cuyas caras son rombos) 7. Hexagonal (prisma recto de base hexagonal) Las diversas formas de un mismo cristal pueden proceder de dislocaciones, por los vértices o por las aristas, de la forma típica. Estas modificaciones se pueden interpretar a partir del conocimiento de la estructura reticular de un cristal. El conjunto de caras externas que limita un cristal constituye una forma cristalina. Estas caras se deducen unas de otras por acción de las operaciones de simetría del cristal. [editar]Pro [editar]Propiedade piedadess físicas, físicas, simetría: simetría: leyes de Pierre Curie y propiedades propiedades ópticas no lineales Las relaciones que existen entre los fenómenos físicos y la simetría se conocen desde hace tiempo, pero fueron concretadas a del S.XIX, por Pierre Curie, que las expresó en forma de principios que suelen llamarse leyes de Curie. En general puede considerarse que un fenómeno físico traduce una relación de causa a efecto. Curie planteó en principio que la dismetría que se encuentra en los efectos debe preexistir en las causas, pero que, por el contrario, los efectos pueden ser más simétricos que las causas. A partir de estas consideraciones es posible demostrar que ciertas simetrías cristalinas son incompatibles con la existencia de ciertas propiedades físicas. Por ejemplo, un cristal no puede estar dotado de poder rotatorio si es superponible a su imagen en un espejo; del mismo modo un cristal es piroeléctrico, es decir, posee una polarización eléctrica espontánea, sólo si pertenece a uno entre diez de los 32 grupos cristalográficos. A partir de un razonamiento que afecta a esas consideraciones de simetría, Curie descubrió la piezoelectricidad, es decir, la presencia de una polarización eléctrica cuando se aplica una presión. Ese efecto, que, en particular, no puede aparecer en los cristales que poseen un centro de simetría, ha sido objeto de un gran núme número ro de apli aplica caci cion ones es (osc (oscililad ador ores es,, relo reloje jess de cuar cuarzo zo,, cabe cabeza zale less de fonocaptores, micrófonos, sonars, etc.).
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2.2 CRISTALOQUIMICA
Dentro de la química, como esta es una ciencia, tiene muchas ramas que se dedican dedican a tocar temas específicos específicos que a su vez también son muy complejos complejos y en sus sus inve invest stig igac acio ione ness se avan avanza za much mucho. o. Así Así es como como en esta esta opor oportu tuni nida dad d trataremos a La Cristaloquímica. Ésta es una de las especialidades que tiene la químic química a que se combin combina a con otra otra cienci ciencia, a, la crista cristalog lograf rafía. ía. En genera general,l, esta esta especialidad química se ocupa del estudio de las composiciones y estructuras de los átomos, moléculas y todos los componentes que existen en el mundo de la química. Profundizando un poco en los temas de estudio de esta ciencia, encontramos que aquí se tratan las configuraciones de los enlaces químicos, las morfologías y las estructuras cristalinas que se dan dentro del mundo de la química. Gracias a ésta se han logrado logrado grandes grandes avances en el desarrollo de materiales materiales mas resistentes resistentes y duraderos, de los cuales se le dieron las propiedades que se piden en los nuevos inventos e industrias emergentes. Aquí también se estudian e investigan todas las características y posibles avances que se pueden lograr desde configuraciones especiales y particulares de átomos, iones o moléculas, según como sean sus enlaces entre elementos.
Hablando un poco sobre la ciencia que se complementa con la cristaloquímica, la Cristalografia es una ciencia que se enfoca en el estudio de las redes cristalinas que que exis existe ten n en el mund mundo. o. Cabe Cabe dest destac acar ar que que eso eso que que llam llamam amos os “Red “Redes es Cristalinas” son la forma en que se ubican los átomos en el nivel mas simple y bási básico co de las las molé molécu culas las.. La cris crista talo logr graf afía ía se cent centra ra part partic icul ularm armen ente te en los los elementos que se encuentran en la naturaleza, para extraer las propiedades de sus configuraciones de átomos y luego poder innovar en conjunción con la cristaloquímica. Uno de los principales métodos que tiene la cristalografía para el estudio de los cristales es la información que se obtiene a través de la emisión de rayos X y lo que estos difractan sobre una pantalla especial. HABITO CRISTALINO: Se usa para designar la forma general de los cristales como puede ser cúbica, octaédrica o prismática. El hábito esta controlado por el medio ambiente en el cual el cristal se ha desarrollado. Estas condiciones van a variar de un yacimiento a otro, aunque no varíe el sistema cristalino en el que cristaliza el mineral. Así en unos yacimientos el hábito puede ser alargado, mientras que en otros puede tener un hábito tabular. Los cristales presentan sólo raramente su forma geométrica ideal, pero aún en cristales mal formados o subédricos la evidencia de su simetría va a estar presente en la disposición simétrica de sus ángulos interfaciales (Ley de Steno). Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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MACLAS: Es un crecimiento conjunto, simétrico de 2 o más cristales de la misma sustancia. Tales crecimientos conjuntos o simultáneos controlados cristalográficamente se denominan también cristales gemelos (siameses). Las operaciones geométricas que pueden relacionar un cristal con su o sus acompañantes en la macla puede ser: -una reflexión por un plano especular. -una rotación alrededor de una o unas direcciones cristalinas comunes a ambos cristales (ejes de maclas). -una inversión respecto de un punto (centro de macla). La superficie según la cual los 2 cristales individuales están unidos en la macla se conoce con el nombre de superficie de composición de macla, que puede ser irregular, un plano o un eje. Tipos de maclas atendiendo al tipo de superficie de composición: .
.
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MACLAS DE CONTACTO: La macla viene definida por un plano de macla. MACLA DE PENETRACIÓN: Están formadas por distintos cristales interpretados entre sí, que tienen una superficie de unión irregular estando su ley de macla definida por un eje. MACLAS REPETIDAS O MULTIPLES: Se forman por 3 o más partes macladas según la misma ley (normalmente es un plano de macla). Si todas las superficies de composición sucesivas son paralelas el grupo resultante es una macla polisintética. Si los planos no son paralelos va a resultar una macla en anillo o cíclica.(dentro de estas están las maclas miméticas, que se confunden con un cristal único, pero las maclas miméticas han de tener entrantes en los lados y depresiones en el centro)
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS MINERALES: La composición química del mineral tiene importancia fundamental ya que de ella va a depender las propiedades físicas y la estructura geométrica de sus átomos (sistema cristalino). Los elementos más abundantes en la corteza terrestre son: O2(47%) Si(28%) Al(8%) Fe(5%) Ca(4%) Na(3%) Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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K(2.5%) Mg(2%) Sólo estos elementos constituyen más del 99% en peso de la corteza terrestre. Es decir los compuestos químicos naturales que comprenden la corteza son los silicatos, de Al, Fe, Na y K. En cuanto a minerales esto representa a cuarzo, micas y feldespatos. Sin embargo los elementos importantes para la industria y la economía poseen concentraciones medias muy bajas (inferior al 1%), estos depósitos se extraen de depósitos de menas o yacimientos en las cuales se han concentrado por procesos naturales. FUERZAS DE ENLACE DE LOS CRISTALES: Tienen carácter eléctrico y el tipo y clase de enlace condiciona las propiedades físicas y químicas. En general, cuanto más fuerte es el enlace más duro es el cristal y más elevado es su punto de fusión. Existen 4 tipos de enlace: Iónico, Covalente, Metálico, y de Van der Waals, pudiendo existir mezclas entre todos los tipos. Los cristales con un solo tipo de enlace se denominan homodésmicos y los que tienen varios tipos de enlace heterodésmicos. •
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ENLACE IONICO: Se realiza mediante fuerzas eléctricas rompiéndose debido a la reacción de disolventes polares (p. e. Agua), dando lugar a soluciones iónicas. Los cristales con este tipo de enlace presentan dureza y peso específico moderado, puntos de fusión y ebullición y poco conductores de la electricidad y el calor. ENLACE COVALENTE: Los átomos adyacentes comparten los electrones de las órbitas más externas para completar sus últimas capas de electrones, formando así compuestos más estables. Los minerales con enlace covalente son insolubles con puntos de fusión y ebullición muy altos. ENLACE METALICO: Ciertos átomos (metales) liberan electrones dejándolos moverse libremente y con gran rapidez por la estructura molecular o incluso fuera de ella sin alterar el mecanismo del enlace (nube de electrones). A él deben los metales su gran plasticidad, tenacidad, ductilidad y conductibilidad eléctrica, así como su baja dureza, puntos de fusión y ebullición. Entre los minerales sólo los metales nativos presentan este tipo de enlace. ENLACE DE VAN DER WAALS: Es un enlace débil que fija moléculas neutras dipolares (con cargas de distinto signo en sus extremos opuestos). Las moléculas se alinean con los polos - frente a los polos + de las moléculas próximas. Es el tipo más débil de enlace químico.
La mayoría de los minerales son heterodésmicos, como consecuencia las propiedades físicas sufren cambios direccionales. Así por ejemplo con el grafito y con las micas. La exfoliación plana de estas sustancias se debe a un tipo de enlace más fuerte en el plano que da lugar a las hojas y más débil entre ellas que normalmente suelen ser de tipo Van der Waals.
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POLIMORFISMO, ISOMORFISMO, PSEUODOMORFISMO: •
POLIMORFISMO: Es la propiedad que presenta una sustancia química en cristalizar en más de un tipo de estructura cristalina. Las distintas estructuras cristalinas del compuesto químico se denominan polimorfos.
C => Diamante > Cúbico FeS2=> Pirita > Cúbico Grafito > Hexagonal Marcasita > Rómbico CaCo3 => Calcita > Hexagonal Aragonito > Rómbico Una misma sustancia puede cambiar de un tipo de estructura a otra en función de las condiciones de presión y temperatura (estabilidad termodinámica) o bien debido a la existencia de iones contaminantes que se añaden a la red cristalina del mineral en pequeñas cantidades y la distorsionan originando una estructura cristalina más estable. •
ISOMORFISMO (O ISOESTRUCTURALISMO): Dos sustancias de distinta naturaleza o composición cristalizan en el mismo sistema, si bien las dimensiones de la celda pueden ser diferentes.
Pirita (FeS2) >Cúbico Blenda (SZn) >Cúbico Fluorita (F2Ca) >Cúbico •
PSEUDOMORFISMO: Algunos minerales presentan una forma cristalizada externa que no es propia de su estructura interna cristalina. El pseudomorfismo se puede producir por sustitución de un mineral por otro. Por ejemplo por alteración o por relleno de huecos o cavidades dejadas por un mineral anterior.
VARIACION COMPOSICIONAL DE LOS MINERALES: La mayor parte de los minerales muestran una variación amplia en su composición debido a : •
ciertos átomos presentan un radio atómico similar (una diferencia de tamaño menor del 15% y carga eléctrica igual) de manera que se pueden sustituir unos átomos por otros en todas las posiciones cristalográficas de la sustancia mineral dando lugar a soluciones sólidas.
Mg2+ <> Fe2+; Ca2+Mg2+ <> Na+Cl3+; Mg2+Al23+ <> Fe22+Ti4+ •
presencia de ciertos huecos en la estructura cristalina. Por ejemplo en el caso del berilo ( que es un ciclosilicato). En este caso los huecos adoptan forma de canales pudiendo ser ocupados por grandes iones o por moléculas complejas.
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REPRESENTACION GRÁFICA DE LA VARIACION COMPOSICIONAL: •
Diagramas binarios o de barras
•
Diagramas triangulares:
SOLUCIONES SÓLIDAS EN FUNCION DE LA TEMPERATURA: Los gráficos que relacionan la solución sólida de 2 componentes en función de la temperatura se denominan sistemas de 2 componentes. DESMEZCLA: Se refiere al proceso según el cual un mineral homogéneo homogéneo cristalizado cristalizado a partir partir de un fundido ( en estado sólido) se separa en 2 o más minerales cristalinos distintos, sin la adició adición n o elimin eliminaci ación ón del materi material al asiste asistente nte.. La desmez desmezcla cla tiene tiene lugar lugar generalmente por enfriamiento en estado sólido por un proceso de difusión. Es decir un mineral se segrega en 2 minerales químicamente diferentes en estado sólido.
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2.3 PROPIEDADES FISICAS DE LOS MINERALES
Podemos Podemos clasificar clasificar los minerales minerales por sus propiedades propiedades físicas, ópticas, eléctricas, eléctricas, magnéticas y por su composición química, aunque este último no es el método habi habitu tual al,, ya la mayo mayorí ría a pued pueden en ser ser iden identitififica cado doss medi median ante te obse observ rvac ació ión n espectroscópica e incluso visual. Aún así, el análisis químico es la única forma de identificar con exactitud la naturaleza de un mineral.Las propiedades físicas son de gran importancia en el estudio de los minerales. Muchas se pueden observar fácilmente, o recurrir a un espectroscopio. Dureza de un mineral La dureza de un mineral es la resistencia que presenta a ser rayado. Un mineral posee una dureza mayor que otro, cuando el primero es capaz de rayar al segundo.El mineralogista alemán Mohs estableció en 1822 una escala de medidas que lleva su nombre, y que se utiliza en la actualidad, en la que cada mineral puede ser rayado por los que le siguen. Se toman 10 minerales comparativos de más blando a más duro, que son: talco, yeso, calcita, fluorita, apatito, ortosa (feldespato), cuarzo, topacio, corindón y diamante. Tenacidad o cohesión La tenacidad o cohesión es el mayor o menor grado de resistencia resistencia que ofrece un mineral a la rotura, deformación, aplastamiento, curvatura o pulverización. Se distinguen distinguen las siguientes clases de tenacidad:tenacidad:- Frágil: es el mineral mineral que se rompe o pulveriza con facilidad. Ejemplos: cuarzo y el azufre.- Maleable: el que puede ser batido y extendido en láminas o planchas. Ejemplos: oro, plata, platino, cobre, estaño.- Dúctil: el que puede ser reducido a hilos o alambres delgados. Ejemplos: oro, plata y cobre.- Flexible: si se dobla fácilmente pero, una vez deja de recibir presión, no es capaz de recobrar su forma original. Ejemplos: yeso y talco.Elástico: el que puede ser doblado y, una vez deja de recibir presión, recupera su forma original. Ejemplo: la mica. Fractura de un mineral Cuando un mineral se rompe lo puede hacer de diversas formas:- Exfoliación: significa que el mineral se puede separar por superficies planas y paralelas a las caras reales. Ejemplos: mica, galena, fluorita y yeso.- Laminar o fibrosa: cuando prese present nta a una una supe superf rfic icie ie irre irregu gular lar en form forma a de asti astillllas as o fibra fibras. s. Ejem Ejempl plo: o: la actinolita.- Concoidea: la fractura presenta una superficie lisa y de suave curva, como la que muestra una concha por su parte interior. Ejemplos: sílex y obsidiana. - Ganchuda: cuando se produce una superficie tosca e irregular, con bordes agudos y dentados. Ejemplos: magnetita y cobre nativo.- Lisa: es la que presenta una superficie lisa y regular.- Terrosa: es la que se fractura dejando una superficie con aspecto granuloso o pulverulento. Electricidad y magnetismo Muchos minerales conducen bien la electricidad (conductores), mientras que se opon oponen en a su paso paso (ais (aisla lant ntes es). ). Unos Unos poco pocoss la cond conduc ucen en medi median anam amen ente te (semiconduct (semiconductores). ores). Gracias a estos últimos se han desarrollado desarrollado semiconductores semiconductores que permitien al ser humano conseguir un alto nivel tecnológico. Pero hay más comportamientos de los minerales en relación con las fuerzas electromagnéticas:Magnetismo: consiste en atraer el hierro y sus derivados. Los imanes naturales son permanentes. La magnetita es un imán natural conocido desde tiempos muy remotos.- Piezoelectricidad: es la capacidad para producir corrientes eléctricas cuando se les aplica presión. Si se aplica una fuerza a las caras de un cristal, genera cargas eléctricas y, si se aplican cargas eléctricas, entonces se produce Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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una deformación deformación de las caras del cristal. Ejemplo: Ejemplo: el cuarzo.cuarzo.- Piroelectricidad: Piroelectricidad: se producen corrientes eléctricas en el extremo de las caras cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y turmalina.- Radiactividad: es la propiedad que poseen determinados minerales para emitir partículas de forma natural y espontánea. La radiactividad natural tiene muchas aplicaciones cientí científic ficas, as, médica médicass e indust industria riales les,, y los mineral minerales es que la poseen poseen raramen raramente te alcanzan niveles peligrosos. Ejemplo: la uraninita.
2.4 PROPIEDADES OPTICAS DE LOS MINERALES
COLOR En general, el color es un medio poco eficiente para identificar minerales debido a qye estos no se presentan siempre con el mismo color, lo que hace que no sea un indicador unívoco. En relación con el color se distinguen dos grupos de minerales -
Idiocro Idiocromát mático icos, s, que son son aquello aquelloss que tienen tienen colo colores res caract caracterí erísti sticos cos según según su comp compos osic ició ión. n. Solo Solo para para este este grup grupo o de mine minera rale less el colo colorr es un antecedente útil como medio de identificación.
-
Alocrom Alocromáti áticos cos,, son aquel aquellos los minera minerales les que que present presentan an un rango rango de colo colores res debido a la presencia de impurezas o de inclusiones en su estructura.
Para reconocer coloración de alocromáticos: -
Feldesp Feldespato ato potá potásic sico: o: Su colo colorr varia varia de incolo incoloro ro a blanc blanco o pasando pasando por por color color carne hasta rojo intenso o incluso verde.
-
Cuarzo Cuarzo:: En su estad estado o puro es es incolo incoloro. ro. La prese presenci ncia a de varias varias incl inclusi usione oness liquidas le da un color blanco lechoso.
-
Amat Amatis ista ta:: Es de colo colorr purp purpur ura a cara caract cter erís ístitico co,, prob probab able leme ment nte e debi debido do a
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impurezas de Fe3+ y Ti3+ y a la irradiación radiactiva. -
Corind Corindón: ón: En En su esta esta puro puro es inco incoloro loro.. Si port porta a cromo cromo como como eleme elemento nto traza traza es de color rojo y se lo llama rubí. A su vez, el zafiro es una variedad transparente de corindón de varios colores.
RAYA Para determinar este parámetro, se raya el mineral utilizando otro de mayor dureza. Se determina determina el color del polvo fino obtenido. Este parámetro parámetro es útil para identificar minerales y menas, ya que suele ser constante, incluso si varia el color del trozo. Para reconocer rayas -
La raya raya del felde feldespa spato to potási potásico co siemp siempre re es blanca blanca,, sin impo importa rtarr si el trozo trozo es incoloro, color carne o verde.
-
La raya raya de la magn magnet etitita a es es neg negra ra..
-
La raya raya de la hemat hematitita a es es roj rojo o cere cereza. za.
HÁBITO El habito se refiere a la forma mas común en que se presenta un mineral. Puede corresponder a cristales bien formados o a formas aparentemente no cristalinas. Según Según las formas formas básica básicass de los minera minerales, les, se pueden pueden distin distingui guirr difere diferente ntess hábitos. El cobre puede presentarse como oxido de cobre, sulfuro de cobre o en estado nativo, por lo que puede tener diferentes hábitos dependiendo del tipo, estado y condiciones de entorno (alteraciones).
Para reconocer hábitos -
Miner Mineral ales es isomé isométr tric icos os o cúbi cúbicos cos:: en los que el desarro desarrollllo o es por por igual igual en todos los sentidos (galena, granate)
-
Alar Alarga gado doss en una una dire direcc cció ión: n: pued puede e ser ser dire direcc cció ión n colu column mnar ar (anf (anfíb íbol ola) a),, acicular o en agujas (atacamita) o fibrosa (asbesto)
-
Alarga Alargados dos en dos dos direcci direcciones ones:: puede puede ser tabu tabular lar (barit (baritina ina)) u hojosa hojosa (micas (micas). ).
-
Form Formas as inter interme medi dias as:: es el caso caso del del tonel, tonel, una form forma a de trans transic ició ión n entr entre e isométrica y alargada (zafiro).
-
Gran Granul ular ares es,, con con form forma a de de gra grano no..
-
Lamela Lamelares res o lamin laminares ares:: se observa observan n cristal cristales es forma formados dos por por placas placas u hojas hojas algo separables (por ejemplo, el yeso).
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-
Oolít olític icos os:: se obse observ rvan an agreg grega ados, dos, form formad ados os por pequ peque eñas ñas esfe esfera rass semejantes a huevos de pescado.
-
Concre Concrecio ciones: nes: se trata trata de de masas masas formad formadas as por depó depósit sitos os de mine mineral ral sobre sobre un núcleo.
-
Detr Detrít ític ico o o arbo arbore resc scen ente te:: grup grupos os de cris crista tale less en form forma a arbo arbore resc scen ente te,, semejante a la de las plantas.
-
Estala Estalacti ctitas tas:: crista cristales les con con forma forma de de conos conos o cilin cilindro dross colgan colgantes tes..
Según los limites de las formas cristalinas, se pueden distinguir cristales: -
Idio Idiomo morf rfos: os: pos poseen een car caras as bien bien desar desarrol rolla lada das. s.
-
Hipidi Hipidiomo omorfo rfos: s: posee poseen n caras caras desarro desarrolla lladas das impe imperfe rfecta ctamen mente. te.
-
Alot Alotri riom omorf orfos: os: posee poseen n caras caras deform deformad adas as por falta falta de espac espacio io durant durante e su crecimiento.
Además, dentro de los caracteres morfológicos de los cristales se incluyen también las formas dobles o múltiples (maclas de yeso, fluorita, rutilo, ortoclasa).
BRILLO Se refiere al aspecto general que se observa en la sperficie de un mineral cuando este refleja la luz. En general, es una distinción difícil de establecer, ya que es muy subjetiva. Para reconocer brillos existen tres grandes tipos de brillo o lustre: -
Metáli Metálico: co: mine mineral ral opac opaco o a la luz, luz, que tien tiene e el aspect aspecto o brilla brillante nte de de un metal, metal, y una raya negra o muy ascua. Por ejemplo, galena, pirita y calcopirita.
-
Semime Semimetál tálico: ico: brill brillo o propio propio de minerales minerales transp transparen arentes tes o semitra semitransp nsparen arentes tes.. Por ejemplo, argentita.
-
No metál metálic icos os:: bril brillo lo que no tien tiene e aspe aspect cto o metá metálilico co.. En gener general al,, son son de colores colores claros y transmiten transmiten la luz a través de laminas delgadas. delgadas. Su raya es incolora o de color muy débil.
Los minerales de brillo no metálico se pueden agrupar en categorías, siendo las dos primeras las mas frecuentes. -
Vítr Vítreo eo:: si si bri brilllla a com como o el vidr vidrio io..
-
Resino Resinoso: so: tien tiene e el aspe aspecto cto de de la resi resina na (por (por ejemp ejemplo, lo, blenda) blenda)
-
Graso: Graso: si parec parece e como como cubi cubiert erto o por por una pelícu película la de de grasa. grasa.
-
Nacara Nacarado: do: si si se parec parece e al brill brillo o de las las perlas perlas,, ligera ligeramen mente te irisa irisado. do.
-
Adamant Adamantino ino:: si posee posee un brillo brillo muy inte intenso nso como como el diam diamant ante. e.
-
Sedoso: Sedoso: sí brill brilla a como como la seda; seda; típi típico co de los los mater material iales es fibros fibrosos. os.
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2.5 PROPIEDADES ESCALARES DE LOS MINERALES
PESO ESPECÍFICO Y DENSIDAD El peso específico es la relación entre el peso de un mineral con el peso del mismo volumen de agua pura a 4º C (que es la temperatura en la que el agua alca alcanz nza a su dens densid idad ad exac exacta ta de 1 g/cm g/cm3) 3).. Se mues muestr tra a numé numéri rica came ment nte e sin sin unidades. Un PE de 3,5 indica que el mineral pesa tres veces y media el peso del agua. El PE está determinado por la estructura cristalina y por la composición química. Cuanto mayor es número atómico de los elementos que forman el mineral y más compacto es su ordenamiento interno mayor es el peso específico. Se consideran ligeros los minerales con pesos específicos inferiores a 2, entre 2 y 4 se consideran normales y pesados los superiores a 4. La mayoría de los minerales que forman las rocas tienen un peso específico de alrededor de 2,7. Aunque físicamente el concepto de peso específico es diferente al de densidad, es común utilizar estos términos como sinónimos (la densidad es la masa por unidad de volumen de un material. Suele expresarse en gramos por centímetro cúbico). El PE es un dato de gran fiabilidad para la determinación de los minerales. Con un poco poco de práct práctic ica a se pued pueden en reali realizar zar buen buenas as apro aproxi xima maci cion ones es sopes sopesan ando do los los minerales en nuestras manos, pero es bastante fácil determinarlo con exactitud utilizando una balanza. Conductividad Depend Dependien iendo do del tipo tipo de enlace enlace atómic atómico o que poseen poseen cierto ciertoss mineral minerales. es. Los mejores conductores de la electricidad, presentan enlace metálico, como el cobre, plata u oro.Hay veces que los enlaces no son metálicos sino que tienen cierto carácter metálico, se les llama semiconductores. Ejemplo: Galena.Luego están los minerales con enlace covalente y compuestos iónicos como el diamante y la fluorit fluorita a respect respectiva ivament mente. e. Piezoe Piezoelec lectri tricid cidadE adEss cuando cuando un mineral mineral produce produce una corriente eléctrica sometido a una variación de temperatura. Ejemplo: Turmalina Magnetismo La manifestación más conocida del magnetismo es la fuerza de atracción o repulsión que actúa entre los materiales ferromagnéticos como el hierro. Desde la antigüedad se ha visto la interacción entre el hierro y minerales como la magnetita con el campo magnético terrestre, de modo que el polo norte de un imante tiende a apuntar al polo sur de otro. En los minerales minerales como la magnetita magnetita o la pirrotina pirrotina se puede apreciar este efecto.
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3. PRINCIPALES PROPIEDADES DE LOS MINERALES:
3.1 ELEMENTOS NATIVOS: Son minerales formados por un solo elemento químico. De todos los elementos químicos que aparecen en la tabla periódica se han encontrado unos 20 en estado nativo. Los más abundantes son: oro, plata, cobre, azufre y carbono (en forma de grafito y diamante)
3.2 OXIDOS E HIDROXIDOS: Los óxidos son minerales que presentan oxígeno y el grupo hidroxilo (-OH), respe respect ctiv ivam amen ente te.. Suel Suelen en ser mine mineral rales es duros duros,, dens densos os y refrac refracta tario rios. s. Los hidró hidróxi xidos dos son más más blan blandos dos y menos menos dens densos os debi debido do a que que se form forman an por por alteración de los óxidos. Algunos ejemplos son el corindón (rubí), la casiterita y la goethita 3.3 Feldespatos Los Los feld feldes espa pato toss son son un grup grupo o de mine minera rale less tect tecto o y alum alumin inos osililic icat atos os que que corresponden en volumen a tanto como el 60% de la corteza terrestre.1 2 La composición de feldespatos constituyentes de rocas corresponde a un sistema tern ternari ario o comp compues uesto to de ortoc ortocla lasa sa (KAlS (KAlSii3O8), albi albita ta (NaA (NaAlS lSii3O8) y anort ortita (CaAl2Si2O8).1 2 Feldespatos con una composición química entre anortita y albita se llaman plagioclasas, en cambio los feldespatos con una composición entre albita y ortoclasa se llaman feldespatos potásicos.1 El feldespato es un componente esencial de muchas rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas de tal modo que muchas de estas rocas se clasifican según su contenido de feldespato.1 Las estructura de los feldespatos se puede describir como un armazón de silicio y aluminio con bases alcali y metales alcalinotérreo en los espacios vacíos.
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3.4 Piroxenos Son un importante grupo de silicatos que forman parte de muchas rocas ígneas y metamórficas. Su nombre proviene de las palabas "piro" y "xeno" del griego antiguo antiguo que significan significan "fuego" y "extraño". "extraño". Este nombre se lo dio René Just Haüy debi debido do a que que este este cons consid ider erab aba a su ocur ocurre renc ncia ia en lava lavass como como algo algo ajen ajeno. o.
3.5 Anfíboles Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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Los anfíboles son un conjunto de minerales de la clase de los silicatos, grupo inosilicatos. El nombre de anfíbol deriva del griego αμφιβολος - amphibolos, que significa ambiguo, en alusión a las variedades cambiantes, en composición y apariencia, que presentan estos minerales.
3.6 Micas Las Las mica micass cons constititu tuye yen n un grup grupo o muy muy natu natura rall de mine minera rale les, s, comp compon onen ente tess esenciales de las más diversas rocas eruptivas y pizarras cristalinas, y así mismo de rocas rocas sedi sedime ment ntari arias as.. Su orige origen n es muy muy vari variad ado: o: desd desde e la fusi fusión ón ígnea ígnea,, metamorfismo de contacto y profundo, hasta la acción hidrotermal y neumatolítica. Se caracterizan por poseer una exfoliación sumamente fácil según el pinacoide básico, que da lugar a su división en láminas o escamas muy delgadas a la vez flexibles y elásticas, que brillan intensamente ( y de aquí su nombre). Es un mineral del grupo de los filosilicatos, constituido por silicatos de Potasio (K) y Alum Alumin inio io (Al) (Al),, y que que puede puede cont conten ener er adem además ás Magn Magnes esio io (Mg), (Mg), Hier Hierro ro (Fe), (Fe), Manganeso Manganeso (Mn), Litio (Li), etc. Sus colores varían del verde amarillento amarillento al pardo oscuro según su composición química. Se dividen en dos series, la primera de colores claros o incoloros o muscovita cuya fórmula es Al Si 3O10 Al Al2 (OH)2K, y la segunda de colores oscuros o biotita de fórmula Al Si 3O10 Al Al2 (Mg.Fe)3(OH)2K.
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3.7 Carbonatos Son Son mine mineral rales es orig origin inad ados os por por la comb combin inac ació ión n del del ion ion carb carbona onato to (CO32-) con metales. La característica más destacada de este grupo es su descomposición en presencia de ácidos que provoca efervescencia por liberación de CO 2. Algunos ejemplos son la calcita (CaCO 3), la siderita, la dolomita y la malaquita
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3.8 Sulfatos Los sulfatos son minerales formados por la combinación del ion sulfato (SO 42-) con metales. Entre estos los más comunes son el yeso, la anhidrita y la baritina
3.9 Haluros Son minerales formados por combinaciones del flúor, cloro, bromo o yodo con distintos metales. Son compuestos iónicos de dureza relativamente baja y malos conductores del calor y la electricidad. Algunos ejemplos son la halita, la fluorita, y la silvina
3.10 Silicatos Los silicatos son el grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen más del 95% de la corteza terrestre, además del grupo de más importancia geológica por ser petrogénicos, es decir, los minerales que forman las rocas. Todos Todos los silica silicatos tos están están compue compuesto stoss por silici silicio o y oxígeno oxígeno.. Estos Estos elemen elementos tos pueden estar acompañados de otros entre los que destacan aluminio, hierro, magnesio o calcio. Quí Química micam ment ente son son sale saless del del ácid ácido o silí ilícico cico.. Los Los sil silicat icatos os,, así como como los aluminosilicatos, son la base de numerosos minerales que tienen al tetraedro de silici silicio-ox o-oxíge ígeno no (un átomo átomo de silici silicio o coordi coordinad nado o tetraéd tetraédric ricame amente nte a átomos átomos de oxígeno) como su estructura básica: feldespatos, micas, arcillas. Los silicatos forman materiales basados en la repetición de la unidad tetraédrica SiO44-. La unidad SiO44- tien tiene e carg cargas as nega negatitiva vass que que gene genera ralm lmen ente te son son compensadas por la presencia de iones de metales alcalinos o alcalinotérreos, así como de otros metales como el aluminio. Los silicatos forman parte de la mayoría de las rocas, arenas y arcillas. También Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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se puede obtener vidrio a partir de muchos silicatos. Los átomos de oxígeno pueden compartirse entre dos de estas unidades SiO 44-, es decir, se comparte uno de los vértices del tetraedro. Por ejemplo, el disilicato tiene como fórmula [Si 2O5]6y, en general, los silicatos tiene como fórmula [(SiO 3)2-]n.
MINERALES FORMADORES DE ROCAS Universidad Pedro de Valdivia de Ingeniería
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Corresponden principalmente a: 1. Cuarzo; 2. Feld Feldesp espat ato o Potá Potási sico; co; 3. Feld Feldesp espat ato o Plagi Plagioc ocla lasa; sa; 4. Biot Biotitita; a; Mus Musco covi vita ta;; 5. Pirox iroxen enos os;; 6. Anf Anfíbola bolas; s; 7. Olivino. Cuarzo. (SiO2) Sistema: Hexagonal. Dureza: 7. Color: Incoloro, blanco, rosado, gris o negro. Brillo: Vítreo a graso; transparente a translúcido. Clivaje: No tiene. Fractura: Concoidal. Raya: Blanca. Macla: Solo en cristales bien formados. Es insoluble en ácidos, excepto en ácido fluorhídrico. Es infusible a la llama del soplete. El cuarzo es uno de los minerales que mejor resiste la meteorización, y por tal razón aparece en forma de granos o fragmentos de cristales, aún después que las rocas que lo contienen han sido descompuestas, así es un mineral muy común en depósitos sedimentarios. Variedades cristalinas Cristal de roca, Amatista, Cuarzo rosado, Cuarzo ahumado. Variedades criptocristalinas El estado cristalino se detecta solo con examen de rayos X. Calcedonia, Cornalina, Agata, Onix, Pedernal, Opalo.
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Feldespato Potásico. (Ortoclasa: KAlSi 3O8) Sistema: Monoclínico. Dureza: 6. G: 2,6. Brillo: Vítreo, transparente a translúcido. Color: Rosado, blanco amarillo. Clivaje: En 2 direcciones que se cortan a 90º. Fractura: concoidal, cuando no se parte según planos de clivaje. Maclas: frecuentemente en cristales bien formados. Nota: Se altera con facilidad, especialmente en presencia de aguas carbonatadas y origina minerales de arcilla tipo caolín. Feldespato Plagioclasa. (Albita: NaAlSi 3O8) (Anortita: CaAl 2Si2O8) Sistema: Triclínico. Dureza: 6 a 6,5. G: 2,6 a 2,8. Brillo: Vítreo. Color: Blanco, gris anaranjado. Clivaje: en dos direcciones que se cortan a 86º. Maclas: Muy comunes del tipo polisintéticas. Nota: Un plano de exfoliación basal en un mineral de plagioclasa aparece normalmente cruzado`por bandas o estrías paralelas que constituyen una de las mejores pruebas de que el mineral pertenece a la serie de las plagioclasas. Se alteran a minerales de arcilla.
Biotita. (K(Mg,Fe) 3(AlSi3O10)(OH)2
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Sistema: Monoclínico. Dureza: 2,5 a 3. G: 2,7 a 3,1. Brillo: reluciente, transparente a ópaco. Color: verde oscuro a negro. Clivaje: en una dirección (perfecto). Maclas: No tiene. Nota: La biotita puede reducirse con gran facilidad a placas, muy delgadas flexibles y elásticas y que son paralelas al plano de clivaje. Muscovita. (KAl2(AlSi3O10)(OH)2 Sistema: Monoclínico. Dureza: 2,5 a 3. G: 2,7 a 3. Brillo: Vítreo a sedoso, transparente a translúcido. Color: incoloro, en bloques gruesos con tonalidad amarillas, pardas, verdes o rosadas. Clivaje: en una dirección (perfecto). Maclas: No tiene. Propiedades análogas a la biotita. Piroxenos. Corresponde a una serie de minerales que cristalizan en los sistemas rómbicos y monoclínicos. Cristales cortos y prismáticos de 4 u 8 lados. Normalmente aparecen en masas compactas o bien en granos diseminados. Son por lo general de colores verde oscuro a negro. Poseen brillo mate a apagado. Presentan clivaje imperfecto en 2 direcciones que se cortan aproximadamente a 80º. Tienen dureza entre 5 y 6. Tienen densidad entre 3,2 a 3,5. Corresponden a silicatos complejos de calcio, magnesio y hierro que aparecen en rocas ígneas, principalmente en rocas básicas tales como gabros y basaltos. Las principales variedades son: Augita, Diópsido e Hiperstena. Anfíbolas
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Familia de minerales similares a los piroxenos en cuanto a composición, pero generalmente con más iones de hidróxilo (OH). Cristalizan en los sistemas rómbicos, monoclniacute;nicos y algunos en tríclinico. Cristales prismáticos, largos y con 6 caras. Color verde a negro o castaño. Tienen brillo más vítreo que los piroxenos. Dureza variable entre 5 y 6. Poseen densidad entre 3,2 a 3,5. Clivaje imperfecto en 2 direcciones que se cortan en 50º ó 120º aproximadamente. Las especies más comunes son: Hornblenda, Actinolita y Tremolita. Olivino (Forsterita: Fe 2(SiO4) (Fayalita: Mg 2(SiO4) Sistema: Ortorrómbico. Dureza: 6,5 a 7. G: 3,3 a 3,4. Brillo: Vítreo a lustroso, transparente a translúcido. Color: Verde olivo, café o rojizo. Clivaje: No tiene. Maclas: No tiene. Fractura: Concoidal. Nota: Es un mineral corriente en rocas ígneas básicas a ultrabásicas, y aparece en cristales deformados y aplastados frecuentemente en forma de granos y masas granulares.
CLASIFICACION DE MINERALES FORMADORES DE ROCAS Clasificación Mineral
Cuarzo
Metal, no metal Minera les metálic os
Composi ción química Óxidos
Magnetit a
Propiedades Físicas
Formula química
Color
Raya
Lustre
Dure za
SiO2
Blanco, transparent e, rosa, rojizo o negro.
Blanco
Vítreo
7
Transparente a translúcido
2,65 g/cm3
Trigonal trapezoéd rico
Fe3O4
Negra
Negra
Metálico
5,5 6,5
Opaco
5,2
Isométrico
Terroso
4-5,5
Opaca
2,7-4,3 g/cm3
De metálico a mate
5a6
Opaco
Limonita
FeO(OH)·nH2O
Hematita
Fe2O3
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Pardo, Pardo pardo amarille claro, nto a pardo rojo amarillento Desde Marrón, pardusco a rojo gris acero y pardusc
Transparenci Densid a ad
Forma
Trigonal
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Corindón
negro hierro Azul, pardo, gris, rojo, amarillo
Al2O3
Ilmenita
Calcita
Feldesp atos Piroxeno s
Vítreo
9
Metálico a submetá lico
5,5 6
Opaco
4,7 g/cm³
Hexagona l
Transparente o translúcido
2,71 g/cm3
Trigonal
2,86 a 3,10
Trigonal, en romboedr os
3 - 3,4 g/cm3
Monoclíni co
3,27 a 4,37 g/cm3
Ortorrómb ico, piramidal
2,7-3 g/cm3
Monoclíni co
FeTiO3
Negro
CaCO3
Blanco, fosforito, amarillo, rojo, naranja, azul, verde, castaño, gris, etc.
Blanca
Vítreo o perlado
3
CaMg(CO3)2
Sin color, rosa
Blanca
Vítreo, perlado
3,5 4
Lustre mata
4,5
Incolora
Vítreo a mate
56.0
Blanca
Vítreo a graso
6,5-7
Blanca
Nacarad oo perlado
24.0
Tornasol , resinoso
2
(K,Na,Ca,Ba,NH4) Color (Si,Al)4O8 variado (Ca,Mg,Fe,Mn,Na,Li) (Al,Mg,Fe,Mn,Cr,Sc,Ti)(Si,Al)2O6 (Na,Ca)23(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22( OH)2
Hornblen da
Olivino
Blanca
Transparente , de translúcido a opaco
Negra rojiza
Carbonat os
Dolomita
a
Minera les no metalic os
A2SiO4
Silicatos
Negro, verde oscuro Verde amarillento, verde oliva o café Varía de acuerdo a su composició n Verde esmeralda metálico, rojo, morado, marrón, negro y blanco
Opaco, excepcional mente transparente
Transparente o translúcida
4,05 g/cm3
Trigonal
Micas
AC2-3T4O10X2
Serpenti na
(Mg,Al,Fe,Mn,Ni,Zn)23(Si,Al,Fe)2O5(OH)4
Zeolita
(Ca,Fe,K,Mg,Na)36Si30Al6O72.24H2O
Yeso
CaSO4·2H2O
Incoloro, blanco, gris
Blanca
Vítreo y sedoso en los cristales
1,5 2
Transparente a traslucido
2,31 2,33 g/cm3
Monoclíni co
CaSO4
Incoloro a azulado o violeta. Blanco o rosado.
Blanca
Vítreo a perlado
3,5
Transparente a opaca
3,90 g/cm3
Ortorrómb ico
Sulfuros Anhidrita
2,6
BIBLIOGRAFÍA
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Frans Casilla Nina Geología en Minas
Ingeniaría
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