mineralogía

cristalino

UNIVERSIDAD NACIONAL JOSE FAUSTINO

SANCHEZ CARRION

manuel_ipa@hotmail.com

GEOLOGIA GENERAL

Profesor: ING. Juan Manuel Ipanaqué Roña.

CIP: 66303

GEOGNOSIA

Estudia los materiales de que se compone la corteza terrestre, comprende dos ciencias:

• Una que estudia los elementos integrantes de la parte sólida o litosfera, llamados minerales,

• Y otra que se ocupa de la asociación de éstos para formar piedras y del estudio de éstas,

• La primera se llama MINERALOGIA y la otra PETROGRAFIA

LOS MATERIALES DE LA CORTEZA TERRESTRE

ELEMENTOS

MINERALES

ROCAS

MINERALOGÍACiencia que estudia los minerales.

• Origen.

• Composición.

• Forma.

• Propiedades.

• Yacimiento.

Además:

- Materia cristalina.

- Geoquímica de los elementos.

- Distribución en la tierra.

MINERALOGÍA

Es una rama de la geología, que se ocupa del estudio de los minerales, composición química,

estructura (forma y modo de presentarse) y propiedades de los minerales, así como su utilidad.

MINERALOGÍA

La mineralogía, comprende dos partes importante:

a).- Mineralogía General: estudia las propiedades de la materia mineral en toda clase de minerales.

b).- Mineralogía Descriptiva: clasifica y describe cada mineral en particular y su agrupación, indicando su

composición química, sistema cristalino y yacimiento.

3.1. MINERALEs un cuerpo natural, homogéneo, inorgánicos con unacomposición química definida, con una disposición atómicaordenada y que forma parte de la corteza terrestre.

3.2. FINALIDAD DE LA MINERALOGÍADeterminar:

• Propiedades de los minerales.• Leyes que los rigen.• Génesis.• Yacimientos.• Aplicaciones.

3.3. DIVISIÓN DE LA MINERALOGÍA• Física mineral y cristalografía.• Química mineral y cristaloquímica.• Génesis y yacimientos.• Mineralotecnia

3.4 AGREGADOS CRISTALINOS

Durante el proceso de formación, los cristales tienden a unirse formando agregados cristalinos

•.Homogéneos. Una sola especie mineral.

- Regulares. Uniáxicos, paralelos y mallas.

- Irregulares. Geodas y drusas.

•Heterogéneos

. Más de una especie (ROCAS)

3.5. ROCA

Agregado de más de una especie mineral que presenta losmismos caracteres de conjunto en una cierta área de ciertaextensión de la corteza terrestre (matriz rocosa).

3.6. MACIZO ROCOSO

Un conjunto constituido por una o varias matrices rocosas que presentan una determinada estructura, está afectado por un cierto grado de alteración y por una serie de discontinuidades.

ROCA + ALTERACIÓN + DISCONTINUIDADES

Método: Identificación de Minerales

• *.- Método mas completo:

.- análisis químico

.- determinaciones su estructura: rayos X

• *.- Método físico: técnica mas utilizada y rápido, se determina a simple vista o con ayuda de un lente de aumento potente.

3.7. PROPIEDADES DE LOS MINERALES

• PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALESLas propiedades físicas de los minerales son muy importantes para la determinación rápida de los minerales y clasificarlos, pues muchos de ellos pueden reconocerse por simple observación. Estas propiedades se pueden agrupar en:

Propiedades vectoriales, aquellas que se verifican según un sentido y dirección de un vector imaginario, (varían con la dirección)

Propiedades ópticas, se verifican de acuerdo al comportamiento de la luz en el mineral,

Propiedades escalares, son aquellas que se verifican de la misma manera en todos los sentidos y direcciones (no varían con la dirección) Presión y Temperatura.

3.7. PROPIEDADES DE LOS MINERALES

Propiedades Vectoriales

Dureza.- Representa la resistencia ofrecida por un mineral a

la abrasión o al rayado y varía con la dirección cristalográfica

considerada. Mohs determinó una escala de durezas

relativas, basado en minerales más comunes. Los números

más altos representan a los minerales más duros.

1- talco, 2- yeso, 3- calcita, 4- fluorita, 5- apatito,6- ortosoa, 7- cuarzo, 8- topacio, 9- corindón,10- diamante.

Escala de MOHS:

Dureza Mineral Comparación

1 Talco La uña lo raya con facilidad

2 Yeso La uña lo raya

3 Calcita La punta de un cuchillo lo raya con facilidad

4 Fluorita La punta de un cuchillo lo raya

5 Apatito La punta de un cuchillo lo raya con dificultad

6 Feldespato Potásico Un trozo de vidrio lo raya con dificultad

7 Cuarzo Puede rayar un trozo de vidrio y con ello el acero despide chispas

8 Topacio Puede rayar un trozo de vidrio y con ello el acero despide chispas

9 Corindón Puede rayar un trozo de vidrio y con ello el acero despide chispas

10 Diamante Puede rayar un trozo de vidrio y con ello el acero despide chispas

Propiedades vectoriales

Exfoliación y fractura.- Esta propiedad física representa el

modo de separarse los cristales al aplicarles una fuerza (golpe o

caída),

Diferenciándose en: exfoliación si se rompe en fragmentos con

formas geométricas, y direcciones definidas. Produciendo

superficies lisa y esta superficie se llama “Planos Clivaje”,

algunos minerales se dividen:

Ejemplo: PbS, la Sal: al romperse tiene clivaje, granos

cristalizados y superficies lisa, en forma de cubos, y la Calcita:

en romboedros.

Cuarzo: no tiene clivaje,

Mica, Clorita, Yeso: se puede deshojar fácilmente en finas hojas

o laminas.

Propiedades vectoriales

Fractura , al romperse un mineral no tiene una dirección

definida y tiene características (si aparece una superficie de

rotura irregular como concoidea o astillosa).

Fractura Concoidal; presenta una superficie lisa, suave como la

caras inferior de una concha,

Fractura Astillosas: al romperse un mineral en forma de astillas o

fibras.

Fractura Ganchuda: al romperse un mineral tiene una superficie

irregular dentada, con filos puntiagudo.

Fractura Irregular: cuando se rompe un mineral según una

superficie basta e irregular.

Propiedades vectoriales

Tenacidad.- Es la resistencia que un mineral opone a ser roto,

molido, doblado o desgarrado y es típica de los minerales

metálicos. Y pueden ser:

Frágil /quebradizo: mineral que se rompe fácilmente o se reduce a

polvo. Ejm: PbS: tiene alto peso especifico.

Sectil: puede cortar al mineral en viruta delgada con el cuchillo.

Maleable: se puede sacar tajadas y aplanarse con el martillo.

Ejm: oro, plata

Flexible o Plasticidad: mineral puede ser doblado no recupera su

forma original al cesar la presión. Ejm: micas y el talco.

Elástico. mineral puede ser doblado, pero recupera su forma

original al cesar la presión, propiedad que tiene muchos

minerales

Propiedades vectoriales Cohesión.- Los minerales se dejan romper o cortar con mas o menos

facilidad; unos se fragmentan fácilmente al golpearse con el martillo y

se llaman frágil o quebradizas; otros se desagregan fácilmente, hasta

apretándolos con los dedos, y se reducen a polvo o tierra; otros se

dejan cortar fácilmente con el cuchillo, como si fuera madera, y se

llama sectiles.

Coherencia. resistencia a disgregarse.

Peso Especifico (Densidad relativa): relación entre el peso de un

volumen de mineral y el del mismo volumen de agua destilada a 4ªC.

Ejm: la balanzas hidrostáticas, el picnómetro, etc.

G = W / (W –W´ )

Donde W = peso del mineral en el aire

W´ = peso del mineral en el agua.

Propiedades ópticas

Brillo.- Es la posibilidad que tiene el mineral de refractar o

reflejar el rayo de luz que sobre él incide. Esta propiedad

además de óptica puede ser considerada vectorial debido al

comportamiento dual de la luz.

Tipos de brillo:

brillo metálico, al reflejar la luz tiene apariencia de un metal,

generalmente son minerales opacos y de colores oscuros. Ejm:

galena, pirita.

Brillo no metálico, al reflejar la luz no toma apariencia de un

metal, generalmente son minerales de colores claros y

transparentes. adamantino, vítreo, nacarado, resinoso,

mate/terroso, etc.

Propiedades ópticas

Transparencia.- La propiedad de la transparencia está

estrechamente vinculada con el brillo y es función del

comportamiento del rayo de luz en los cristales de los

minerales, de dejar pasar o no la luz . Así los minerales

pueden ser: Transparentes, semitransparentes, translúcidos y

opacos.

Transparentes: deja pasar la luz, ejemplo, topacio, mica.

semitransparentes: Ejemplo, esmeralda, esfalerita, cinabrio.

translúcidos y opacos: no deja pasar la luz. Ejm. Pirita,

magnetita, grafito, etc.

Propiedades ópticas

Color.- El color de los minerales depende de la incidencia del

rayo de luz y de la absorción diferencial de las ondas

luminosas. En algunos casos el color es propio del mineral,

debido a cantidades apreciables de un elemento dado, como el

hierro que tiene un fuerte poder de pigmentación, es el caso

de los minerales

idiocromáticos (un solo color), ejemplo: la galena, gris plomizo.

En otros casos el color se debe a la presencia de impurezas, es

lo que ocurre en los minerales alocromáticos (varios colores)

ejemplo: cuarzo, negro, rozado, etc. Bornita, diferentes colores.

Violeta, azul, amarillo, amarillo pálido, amarillo latón, gris

plomo, rojo, rosado y blanco.

Propiedades ópticas

Color de raya.- viene a ser el color del polvo fino del

mineral obtenido. Practica: Es el verdadero color de los

minerales al comprobarlos sobre una porcelana o

biscocho.

Ejm:

Pirita (S2Fe) color: amarillo oro, color de raya: negro.

Galena (PbS), gris plomizo, mineral que coincide con el

color de la raya.

Propiedades ópticas

Sentidos.- mineral al pasar la lengua si es

salado: alita.

Al tacto: talco,

Al Imán: atracción, imatismo: hematita.

Propiedades Escalares

Hábito.- Es el aspecto natural en que se presentan los minerales

en la naturaleza y los más corrientes son: masivo, prismático,hojoso, bandeado, laminar, acicular, etc.

Otras:

Peso especificoDensidadCalor especificoFluorescenceFosforecenciaMagnetismo

OtrosColor y raya. Longitudes de onda no absorbida. Negro: cuando absorbe todas.Luminiscencia. Emisión de luz de un mineral.Fluorescencia. Por irradiación con rayos ultravioleta.Fosforescencia. Después de la radiación.Termoluminiscencia

. Por calentamiento

Propiedades eléctricas: son propiedad que presentan losminerales malos conductores de electricidad, como son lamayoría de brillo vítreo o diamantino, así como los metálicosbuenos conductores-Conductores: . Enlace metálico (elementos metálicos y sulfatos).

-No conductores: . Enlace covalentes.

-Piro eléctricos: muestran ciertos cristales de que al variar latemperatura presentan en los extremos de algunos ejes odirecciones cargas eléctricas iguales y de signo contrario. Porcalentamiento (turmalina).

-Piezoeléctricos: la que desarrollan los minerales cuando se lescomprime o dilata mecánicamente, rompiéndoles oexfoliándoles. Por presión (cuarzo).

Propiedades magnéticas:

-Minerales atraídos o repulsión, que ejercen sobre ellos el imán, o porsu acción sobre la aguja imantada.. La intensidad magnética es igual entodas direcciones en los minerales amorfos o cristalizados en el sistemaregular.

Se usa en los minerales ferri ticos de los demás, para separar de lasarenas y rocas trituradas. Empleando imanes o electroimanes.

-Magnéticos – paramagnéticos – diamagnéticos.

Propiedades que dependen de la superficie:

-Humesdescibilidad : propiedad de un mineral para cubrir su superficie de una película de agua.

-Liófilos: . Se mojan.

-Liófobos: Repelen el agua.

Propiedades radiactivas: emitir radiaciones o emanacionesespeciales en forma de energía luminosa, calorífica y eléctrica, quepresentan el radio y sus compuestos y los minerales que los contienen.Estas radiaciones, son capaces de atravesar grandes espesores demateria, impregnar cuanto rodea al cuerpo productor e impresionarlas placas fotográficas.Ejemplo: se han utilizado para reconocer la edad de los mineralesradiactivos y de ella deducir la de la roca que lo contienen y por lotanto, del terreno en que se encuentran originalmente.En los minerales la radiación se relaciona con la presencia de Uranio yThorio. La desintegración de los átomos de dichos elementos U y Th.

Electrones e Radiaciones Registro de sondeo (natural)

Alfa Nucleos de Helio++

Radiaciones

Beta Electrones e Radiaciones

Gama Rayos X Radiaciones

Propiedades Morfológicas

• Formas que presentan los minerales. Cualquier cuerpoen el espacio tiene 3 dimensiones y nosotros debemosdistinguir entre las diversas formas de cristales y degranos de cristales

• a).- Forma Cristalizada,

• b).- Agregados Cristalinos,

• c).- Macizos

a).- Forma Cristalizada

b.- Agregados Cristalinos

.- Acicular: Cristales delgados

.- Hojoso: agregados de muchos hojas aplastadas,

.- Columna: individuos como columnas robustas,

.- Fibroso: agregados fibrosos,

.- Botroidal: presentan como racimos de uvas,

.- Reniforme: forma de riñón.

c.- Macizos

Agregado de mineral formado por material compacto: MASA con una forma de cuerpo irregular, no se puede

apreciar caras.

Ejm: cuarzo (masa, no tiene clivaje y fractura irregular)

3.8. MINERALOGÍA DESCRIPTIVA

La clasificación moderna se basan en la composiciónquímica y la forma cristalina;

En mineralogía existen varios sistemas de dosificación de losminerales

3.8.1. Sistemas histórico – natural (Berzelius 1.850)

Se base en:

- Forma cristalina.

- Propiedades físicas.

-Composición química

- Condiciones de yacimiento

Se conocen del orden de 3.000 especies de minerales y se descubren 25 por año.

Los nombres de los minerales derivan de las raíces griegas o latinas.

Los minerales se dividen en 8 clases:

Clase I. Elementos nativos.

Clase II. Sulfuros.

Clase III. Óxidos e hidróxidos.

Clase IV. Halogenuros.

Clase V. Carbonatos, nitratos, boratos y yodatos.

Clase VI. Sulfatos, cromatos, molibdatos y volframatos.

Clase VII. Fosfatos, arseniatos y vanadiatos.

Clase VIII. Silicatos

a) CLASE I. ELEMENTOS NATIVOS

Se presentan aislados. Tienen poca afinidad química suelen ser de alta densidad y tienen enlace metálico, o no metálico.

• Elementos metálicos (cúbico).

Au, Ag, Pt, Cu, Hg y Fe

• Elementos no metálicos

S, As, Sb, Bi, Grafito y diamante.

Grafito: carbono puro, propiedades diferentes, cristaliza enlaminas monoclínicas (hexagonal), exfoliación muy fácil, decolor negro o gris de plomo, opaco y con brillo metálico;muy blando 1, buen conductor de electricidad

Diamante: carbono puro (cúbico), muy duro 10, frágil y buenconductor

b) CLASE II. SULFUROS

Clase muy importante de minerales, de ella corresponden las menas masricas de muchos metales de gran aplicación industrial. Combinaciones nooxigenadas de azufre con metales y no metales. Son opacos, de aspectometálico y peso específico elevado.

Se presentan en filones y empapando rocas, o en pequeñas cantidadformando parte de los componentes de rocas eruptivas y metamórficas.

BLENDA o esfalerita (SZn). Mena de Zinc, color caramelo (Asturias yGalicia).

GALENA (SPb). Mena de plomo, color gris (Linares y Cartagena).

PIRITA (S 2Fe). Fe, Cu, Ag, S y Au (Riotinto).

CALCOPIRITA (S2CuFe). SO4H2 industria química.

CINABRIO (SMg). Mena de Magnesio

c) CLASE III. ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS

Combinaciones oxigenadas que no tienen carácter salino. Menas de Fe, Al, Si y Sn.

Óxidos:• Magnetita (Fe3O4).• Oligisto (Fe2O3)• Corindón (Al2O3).• Rutilo (Ti 2O).• Casiterita (Sn 2O).

Hidróxidos:• Bauxita.• Laterita.• Limonita.

d) CLASE IV. HALOGENUROS

Combinaciones de los halógenos (F, Cl, Br, I) con otros elementos alcalinos o alcalinotérreos (Na, K, Mg, Ca). Enlace iónico, aspecto lapídeo y generalmente solubles.

Su génesis: por evaporación de lagos salares o por sublimación en zonas volcánicas.

HALITA o sal común (ClNa).

SILVINA (ClK).

FLUORITA (F2Ca).

CARNALITA (ClK, Cl 2Mg, 6H2O).

Una vez evaporados las sales de los lagos salados subterráneos, éstos se usan para almacenar gas. Lo hacen la empresas como gas natural

e) CLASE V. CARBONATOS, NITRATOS, BORATOS Y YODATOS

• Carbonatos (CO3=)

*Grupo de la calcita (trigonales)

Calcita (CO3Ca).

Magnesita (CO3Mg)

Dolomita (CO3)2CaMg

Sidorita

*Grupo del aragonito (rómbico)

Aragonito (CO3Ca)

Witherita (CO3Ba)

Estrocianita (CO3Sr)

Cerusita (CO3Pb)

• Nitratos (NO3). Sales de ácido nítrico.

Nitrato sódico (NO3Na). Usado para fertilizantes.

• Boratos (BO3=). Sales de ácido bórico

f) CLASE VI. SULFATOS, CROMATOS, MOLIBDATOS Y WOLFRAMATOS

Minerales de aspecto no metálico, densidad no muy alta y poco duros.

• Sulfatos (SO4+ +)

Baritina (SO4Ba)

Anglesita (SO4Pb)

Celestina (SO4Sr)

Anhidrita (SO4Ca) + H2O aumenta 60% su volumen

Yeso (SO4Ca·2H2O). Soluble en agua circulante, ataca al AC

• Cromatos (CrO4=)

Crocoita (Cr4OPb)

• Molibdatos (MoO4=)

Wulfenita (MoOP4b)

• Wolframatos (WO4=)

Sheelita (WO4Ca)

Wolframia (WO, CFe, Mn)2

Ambos forman el carburo de wolframio WIDIA.

g) CLASE VII. FOSFATOS, ARSENIATOS Y VANADATOS

Formados por tetraedros.

• Fosfatos (PO4=)

Monacita (PO4Co)

Apatito (PO4)3(Cl, F, OH)

• Arseniatos (AsO4=)

• Vanadatos (VO4=)

h) CLASE VII. SILICATOS

Minerales formados por el grupo SiO4++ ,en forma de tetraedros, cuyo centro lo ocupa el Si y el O en los vértices.

- Tetraedros aislados o agrupados. Son una tercera parte de los elementos conocidos.

- El 95% de los materiales de la corteza son silicatos; el 60% de ellos son feldespatos, el 12%cuarzo y el resto piroxenos, anfíboles, arcillas.

- Los elementos más abundantes son: O (47%), Si (28%) y Al (8%).

- Son componentes químicos complejos. Se clasifican por la estructura de los enlaces =Si. Son tan fuertes que adoptan la forma de tetraedros (de ahí su permanencia en la corteza terrestre).

- Diadoquia: sustitución de un átomo de Si por Al.

Algunos minerales silicatados importantes:

1. Cuarzo

2. Feldespato Potásico

3. Feldespato Plagioclasa

5. Biotita, Muscovita

6. Piroxenos y Anfíbolas

7. Olivino

Clasificación de los silicatos:

1 NEOSILICATOS

2 SOROSILICATOS

3 CICLOSILICATOS

4 INOSILICATOS

5 FILOSILICATOS

6 TECTOSILICATOS

Clasificación de los silicatos:

1 NEOSILICATOS

(Nesos = isla). El Si y O se encuentran tetraedros aislados.

- Se unen entre sí por cationes que saturan sus valencias.

- No se sustituye el Si por Al.

- No contienen cationes alcalinos.

- Forman cristales equidimensionales redondeados y de gran dureza.

Los minerales son:

- Olivino: serie isomorfa. Son rocas básicas y ultrabásicas, como basalto y periclotitas.

-Andalucita – sillimanita – distena. Serie polimórfica.

Rocas metamórficas (pizarras, esquistos, gneis):

- Circón (SiO4Zn). Pegmatitas.

- Topacio (SiO4Al2(0H y F). Pegmatitas.

-Granate (SiO4(Fe, Ca, Mg, Mn). Rocas metamórficas.

2 SOROSILICATOS(Soros = grupo).

Estructura en cadenas de dos tetraedros que comparten un átomo de O. Pocos minerales.

- Hemimorfita (calanina) SiO2Zn4(OH)2·H2O

- Epidota SiO7(Al, Fe, Ca) verde

Son piro y piezo-eléctricos. Rocas metamórficas.

3 CICLOSILICATOS

(Ciclo = anillo). Están compuestos por anillos de 3, 4, 6 tetraedros con 6, 8, 12valencias sin saturar:

- 3 Tetraedros. Beniodita. SiO3O(T, Ba). Escaso.

- 4 Tetraedros: aixinita.

- 6 Tetraedros. Berilio Si6O8

Gracias