MINERALOGÍA GENERAL INTRODUCCIÓN. La Mineralogía es la ciencia que estudia a los minerales bajo los conceptos de origen, estructura interna, forma externa, composición, propiedades físicas y químicas, asociaciones, asociaciones, usos y aplicaciones. El objetivo fundamental de la Mineralogía es dilucidar los aspectos químicos y físicos, así como la evolución geológica geológica de la corteza terrestre. t errestre. Existe una variada gama de definiciones que se tienen para mineral , desde el punto de vista geológico inorgánico, con estructura estructura interna interna definida definida y qu se consi conside dera ra a un sólido de ori orige gen n inorgánico, que posee propiedades físicas !uímicas "ien definidas adems definidas adems de que puede ser representado mediante una fórmula !uímica# considerndose !uímica# considerndose que puede manifestarse en forma de cristales bajo cristales bajo condiciones favorables. En t!rminos estrictos, lo que caracteriza plenamente a un mineral es" • • •
su estructura interna definida propiedades propiedades físicas y químicas definidas definidas representación representación mediante una fórmula química
Las otras características son tambi!n necesarias bajo ciertas excepciones. Los minerales pueden presentarse en un estado líquido como el mercurio, un mineral nativo# o el agua que corresponde a los óxidos, estableci!ndose para !ste $ltimo como la presentación líquida del mineral %ielo. El origen inorgnico no es exclusivo para los minerales, ya que conocido es el origen del diamante, del aragonito, las fosforitas y la sílice como orgnicos. El %ec%o de que los minerales se presenten en cristales apreciables a simple vista, pone de manifiesto que tuvieron suficiente espacio, así como el tiempo y presión y temperatura adecuadas para su formación# no siendo así para los minerales micro o criptocristalinos. La estr estruc uctu tura ra inte intern rna a defi defini nida da,, esto esto es, es, el orde orden n inte intera rató tómi mico co o inte interi rión ónic ico o trid tridim imen ensi sion onal al,, es representativa representativa de la materia cristalina, cristalina, sin embargo, si un sólido inorgnico carece de esta propiedad se le conoce como mineraloide. &ndependientemente de la localidad, una especie mineral siempre tendr las mismas propiedades físicas y químicas y dentro de las primeras, las propiedades ópticas son las que definen a un mineral. 'or $ltimo, la representación mediante una fórmula química, descarta a los productos de fundición y a las aleaciones sint!ticas. mineral se deriva del latín ( minare ), que significa practicar la minería. La palabra mineral se Cristalografía, es la ciencia que estudia a los cristales en su estructura interna, forma externa y las La Cristalografía, leyes que gobiernan el crecimiento de los cristales. *u desarrollo inicial esta íntimamente ligado a la Mineralogía, pero en la actualidad dada su especialización del orden en la materia, que incluye a lo orgnico, se desprende y especializa como una ciencia independiente. independiente. La cual suele dividirse en cuatro partes principales" Cristalografía Cristalografía Geométrica, que se ocupa de la forma externa de los cristales# Cristalografía Cristalografía Estructural , la cual trata de la descripción y determinación de la geometría de la estructura interna# Cristalografía Química, que describe y estudia la disposición estructural de los tomos o iones y las uniones entre Cristalografía Física, la cual explica y describe las propiedades físicas de los cristales. !stos# y la Cristalografía La Cristaloquímica es definida como la ciencia que estudia las relaciones entre la estructura cristalina de los cuerpos y sus propiedades físicas y químicas. El objetivo de !sta ciencia es predecir las
propiedades físicas y químicas de un cuerpo cuya estructura sea conocida, así como elaborar una sistemtica de tipos estructurales a los que se pueda asociar cierto n$mero de propiedades físicas y químicas. Esta interrelación se puede manifestar como sigue" “La naturaleza química m!s el tipo de enlace químico m!s el arreglo interno definido de !tomos o iones" son función directa de las propiedades físicas y químicas de los minerales#
'or otro lado, debemos de entender por cristal a un sólido %omog!neo que posee un orden interno tridimensional y que se encuentra delimitado por superficies planas. +tras definiciones que debemos tener en mente son las siguientes" Roca, es una asociación armónica de minerales. Mena, es una asociación de minerales con rendimiento económico. Ganga, los minerales sin valor económico presentes en la mena. Gema, cualquier mineral, mineraloide o mineral orgnico utilizados con fines ornamentales. LA MINRALOG!A " LA# CI$ILI%ACION#. El desarrollo de la Mineralogía es relativamente reciente, aunque los minerales, cristales y rocas fueron los primeros materiales usados en el desarrollo de la civilización. En la edad de piedra, las rocas o piedras se labraron en diversas formas y se emplearon para diferentes objetivos, incluso como armas# utilizndose inicialmente sin pulir y con el tiempo se fueron descubriendo m!todos que permitían pulimentarlas. medida que se desarrollaba el conocimiento sobre las rocas y minerales, y fue posible obtener metales de ellos, surgiendo sucesivamente las edades del "ronce, del $ierro del car"ón% -ebido al enorme progreso que se %a experimentado en la ciencia y en la tecnología, se %a generado un gran aumento en el empleo de los metales y minerales, por lo que a los sucesivos periodos de progreso se les %a llamado" Era de la má!uina Era del motor Era del petróleo Era atómica Era nuclear El empleo de los minerales %a aumentado considerablemente a causa de las guerras mundiales. dems, se %an desarrollado muc%os nuevos usos industriales para los minerales conocidos desde %ace muc%o tiempo. omo ejemplos, se tiene al cuarzo variedad cristal de roca el cual se emplea actualmente en el control de frecuencias en modernos aparatos de radio y electrónicos# el diamante es utilizado en los rpidos y precisos procesos de mecanización de metales y otros materiales# la cianita en la preparación de porcelanas# el rutilo es una mena importante de titanio y !ste metal se caracteriza por su bajo peso específico, elevado punto de fusión y su resistencia a la corrosión, propiedades importantes para la fabricación de motores a reacción. on el desarrollo de la energía nuclear, %an cobrado extraordinaria importancia todos aquellos minerales que contienen uranio o torio, tales como la uraninita y la betafita. /ambi!n es importante recordar que para satisfacer las necesidades tecnológicas actuales, se requieren grandes cantidades de minerales que contengan boro, litio, berilio, germanio y tierras raras 0itrio, lantano, cerio, praseodimio, neodimio y samario1. Los metales y minerales %an ayudado a crear civilizaciones dominantes. simismo, la industria minera %a respaldado revoluciones industriales, avances tecnológicos y desarrollo económico, destacndose !stos en la economía internacional y %an servido para medir la riqueza de un país.
ctualmente los recursos minerales de una nación son la base de su poderío y depende de esos minerales en innumerables aplicaciones, desde la construcción de un edificio, la manufacturación de un televisor, de una computadora, de un turborreactor o la puesta en órbita de un sat!lite artificial. &I#TORIA D LA MINRALOG!A. omo se mencionó anteriormente, el surgimiento de la Mineralogía como ciencia es relativamente reciente, pero en la prctica de las artes mineralógicas es tan antigua como la civilización %umana. 'igmentos naturales como el rojo y el negro, obtenidos de la %ematita y de la pirolusita respectivamente, fueron usadas en las pinturas de las cavernas de los primeros %ombres y las %erramientas de pedernal fueron instrumentos valiosos durante la edad de piedra. 'inturas en tumbas encontradas en el valle del 2ío 3ilo, realizadas %ace aproximadamente 4,555 a6os, muestran coloraciones como el verde de la malaquita, óxidos de fierro y metales preciosos obtenidos al fundir menas y confeccionadas en delicadas gemas de lapislzuli y esmeraldas. omo la edad de piedra cedió a la edad de "ronce, otros minerales como la casiterita fueron investigados, de los cuales obtuvieron nuevos metales. *e considera que el primer trabajo escrito sobre mineralogía fue realizado por el filósofo griego T'eofrastus ()*+ , +-* a. C./ titulado $ery Lyton del que se conserva una parte considerable, y otra obra de !l mismo titulada %ratado de los metales que se perdió. uatrocientos a6os despu!s, 0linio registró el pensamiento mineralógico de su tiempo. -urante los siguientes siglos, pocos trabajos sobre minerales fueron publicados, los cuales contenían erudición y consejos con poca información verídica. El surgimiento de la Mineralogía como ciencia, bien puede ser se6alado por la obra del físico alemn Georgius Agricola quien en 7448 publicó “&e 'e (etallica# , obra en la cual manifiesta las prcticas mineras y metal$rgicas de aquel tiempo e incluye el primer informe verdadero de minerales. 'osteriormente, en 7889, Nicolas #teno %ace un gran aporte a la ristalografía, la “Ley de la constancia de los !ngulos interfaciales# propuesta a partir del estudio de cristales de cuarzo, en donde independientemente del origen, tama6o u %bito cristalino, los ngulos entre caras correspondientes son constantes. Ms de un siglo pasó antes de que la siguiente contribución fuera %ec%a. En 7:;5 Carangeot inventó un dispositivo para medir los ngulos interfaciales de los cristales, esto es, el goniómetro de contacto. Rom1 2e L3isle, en 7:;<, %izo mediciones angulares sobre diferentes cristales, confirmando de !sta manera la ley de la constancia de los ngulos interfaciales. En el siguiente a6o, 7:;=, Ren1 4. &a56 demostró que los cristales son construidos por apilamiento y sin interrupción de peque6os bloques id!nticos, a los cuales !l llamó moléculas integrales , t!rmino que subsiste casi en su sentido original en las celdas unitarias de la ristalografía moderna. 'osteriormente este físico franc!s, en 7;57 desarrolla la teoría de los índices racionales para las caras de los cristales. principios del *iglo >&>, fueron %ec%os rpidos avances en el campo de la Mineralogía. En 7;59, 7ollaston inventó el goniómetro de refle)ión , mediante el cual se realizan mediciones exactas y precisas de las posiciones de las caras de los cristales. 'or lo que el goniómetro de contacto aportó los datos necesarios para estudiar la simetría de los cristales y el goniómetro de refle)ión proporciona mediciones exactas de los cristales tanto naturales como sint!ticos. Estos datos %acen a la cristalografía una ciencia exacta. Entre 7::9 y 7;=; el químico sueco 8er9elius y sus discípulos, estudiaron la química de los minerales y desarrollaron los principios de la actual clasificación química de los minerales. En 7;74, el naturalista franc!s Cor2ier aplicó su microscopio a fragmentos de minerales triturados y sumergidos en agua, con esto da inicio al “método de inmersión# el cual fue desarrollado posteriormente como una t!cnica importante para el estudio de las propiedades ópticas de los minerales. La utilidad del microscopio en el estudio de las propiedades ópticas de los minerales se incrementó de manera importante por la innovación, en 7;?; por el escoc!s 7illiam Nicol, de un dispositi*o polarizante que permite el estudio sistemtico del comportamiento de la luz en las sustancias cristalinas.
En la $ltima parte del *iglo >&>, :e2oro;, #c'oenflies y 8arlo<, trabajaron independientemente y desarrollaron casi de manera simultnea las teorías para la simetría interna y el orden dentro de los cristales, con lo cual llegaron a ser los fundadores del trabajo posterior en ristalografía de 'ayos + . El descubrimiento ms trascendente del *iglo >> es atribuido a Ma= $on Laue de la @niversidad de Munic%, quien sugirió un experimento ejecutado por :ie2ric' y >ni??ing, el cual consistió en demostrar que los cristales podían difractar los 'ayos + . -e esta manera fue proporcionado por primera vez el arreglo periódico y ordenado de tomos en la materia cristalina. asi de manera inmediata, la difracción de 2ayos > llegó a ser un m!todo poderoso para el estudio de los minerales y las dems sustancias cristalinas, y en 797= las primeras determinaciones de la estructura cristalina fueron publicadas por 7.&. 8ragg y 7.L. 8ragg en &nglaterra. La aplicación de paquetes computacionales conjuntamente con modernos equipos de difracción y fluorescencia de 'ayos + %a %ec%o posible la relativa rapidez en la determinación de estructuras cristalinas altamente complejas. El advenimiento de la microscopía electrónica y por tunelamiento para el estudio de los minerales a micro escala %a proporcionado a$n otra %erramienta poderosa utilizada en la actualidad de manera rutinaria, para el estudio de la química de los minerales compuestos, sint!ticos y vidrios simismo, la (ineralogical ,ociety of -merica desde 79<: %ace un reconocimiento cada a6o, a investigadores de diferentes nacionalidades, quienes %an dirigido sus investigaciones para incrementar el conocimiento mineralógico y que sean consideradas como contribuciones al enriquecimiento científico de la Mineralogía. continuación se mencionan los autores y sus contribuciones en el desarrollo de la Mineralogía y que fueron galardonados por la *ociedad Mineralógica de m!rica en los a6os recientes. @**. 2aimond astaing, inventor de los microanlisis, uno de los primeros trabajos sobre la teoría de los anlisis cuantitativos. @*-. Aames B. /%ompson Ar., evaluación teórica de sistemas petrológicos# química cristalina de los anfíboles. @*. Cilliam D. /aylor, cristalografía estructural# característica estructural de los feldespatos, zeolitas y aluminosilicatos. @-B. -. *. orz%insFii, autor de ases fisicoquímicas para el an!lisis de la paragénesis de minerales y de %eoría del zonamiento metasom!tico . @-@. 2obert M. Garrels, estudios teóricos de la formación de menas# diagramas de fase para minerales de baja temperatura# coautor de ,oluciones minerales y equili/rio. @-+. Aosep% H. *mit%, cristalografía estructural de minerales formadores de rocas# mineralogía lunar y petrología# autor de Feldespatos 0? vol$menes1. @-). Dans '. Eugster, equilibrio sólidoIfluido en sistemas %idrotermales# sedimentación química del agua en lagos salados. @-. 'aul B. Barton Ar., petrología de menas# la química y física de los procesos formadores de menas. @-. Jrancis A. /urner, petrología metamórfica. @-E. EdKin 2oedder, inclusiones fluidas en minerales. @-*. Gerald H. Gibbs, fundamentos de la cristalografía matemtica# aplicación de la teoría orbital molecular al enlace químico. @--. Aulian 2. Goldsmit%, ordenIdesorden en feldespatos# equilibrio de fases en carbonatos. @-. Delen -. MegaaK, estructura cristalina por rayos > de los feldespatos# origen de la ferroelectricidad en óxidos. @B. *turges C. Bailey, estudios de la química cristalina y estructural de las capas de los silicatos. @@. EIan en, aplicación de la termodinmica a la petrología# r!gimen de temperatura y presión en la cordillera palac%iana. @+. Datten *. oder, petrología experimental y su aplicación a la parag!nesis mineral# estudio de la actividad del agua en el metamorfismo y la petrog!nesis de las rocas ígneas# autor de Generación del magma /as!ltico.
@). Brian Mason, autor de $rincipios de geoquímica y de (eteoritos, coautor de (ineralogía.
RAMI:ICACION# D LA MINRALOG!A. 'ara un conocimiento ms completo, la Mineralogía se %a ramificado objetivamente en grandes apartados que bien podrían ser, en la actualidad, ciencias totalmente independientes y cada una de ellas se aboca a estudiar un apartado específico de las propiedades de los minerales o bien, enfocarse en el estudio de su origen, asociaciones y forma de ocurrencia, su uso en las industrias como materia prima o sus aplicaciones como materiales ornamentales. *i consideramos la definición inicialmente manifestada para la Mineralogía, como la ciencia que estudia a los minerales bajo los conceptos de origen, estructura interna, forma e&terna, composición, propiedades físicas y !uímicas, asociaciones, usos y aplicaciones, se puede establecer que en función de estos conceptos se den las divisiones o ramificaciones de la Mineralogía, siendo principalmente las siguientes" CRI#TALOGRA:!A.I es la ciencia que estudia a los cristales en su estructura interna, forma externa y las leyes que gobiernan su crecimiento. MINRALOGNIA F MINRALOGN#I#.I es el estudio del origen de los minerales, aplicando los principios bsicos de química y termodinmica. Esta ramificación de la Mineralogía establece que los principales procesos de formación de minerales son" a partir de mezclas silicatadas fundidas por sublimación a partir de soluciones acuosas por procesos metamórficos por procesos metasomticos por procesos de alteración 0transformación1
MINRALOG!A :!#ICA.I es el estudio de las propiedades físicas de los minerales. &dentificndose las propiedades que estn en función de la co%esión, de la luz, propiedades magn!ticas y conductividad el!ctrica. MINRALOG!A Ó0TICA.I -entro de la mineralogía física, una propiedad importante en los minerales es el estudio del comportamiento de las diferentes longitudes de onda a trav!s de ellos, dando lugar a !sta t!cnica de estudio de los minerales. La cual se puede definir como el estudio de los minerales en sección delgada 0<5 micras de grosor1 bajo el microscopio polarizante o petrogrfico. *i el anlisis óptico se realiza por el estudio del comportamiento de las longitudes de onda que son reflejadas por los minerales opacos, se establece una ramificación ms, conocida como M&3E2G2JN, la cual es el estudio de los minerales opacos en sección pulida y bajo el microscopio de reflexión o mineragrfico. MINRALOG!A HU!MICA.I estudia los principios químicos generales aplicados a las especies minerales, como son los ensayes por vía seca y por vía %$meda. CRI#TALOHU!MICA.I estudia las relaciones entre la estructura cristalina de los cuerpos y sus propiedades físicas y químicas. MINRALOG!A #I#TMTICA.I clasifica y describe a las especies minerales, considerando su origen, cristalografía, variedades mineralógicas, propiedades físicas y químicas, asociaciones usos y aplicaciones. MINRALOG!A DTRMINATI$A.I aplica los conocimientos de ristalografía, Mineralogía física 0óptica y mineragrafía1, Mineralogía química y Mineralogía sistemtica para la identificación de las especies minerales. MINRALOG!A CONÓMICA.I es el estudio de los minerales como materia prima de muc%as industrias, ya que su localización, explotación y beneficio juegan un papel importante en la economía de las naciones. La clasificación mayormente aceptada, para el rendimiento económico de los minerales, est en función de la presencia de un elemento químicamente metlico o combinación de metales y se
estudian aparte de los yacimientos o minerales que poseen uno o varios elementos químicamente no metlicos. GMOLOG!A.I es el estudio de las gemas y !stas son minerales, mineraloides, minerales orgnicos y sint!ticos que por sus cualidades de color, brillo y forma nos parecen bellos. En general las gemas y piedras preciosas son aquellos minerales y mineraloides escasos y con dureza mayor a siete, utilizados con fines ornamentales.
