PROPIEDADES FSICAS DE LOS MINERALES
1. Elementos nativos (oro, plata, cobre, azufre)
2. Sulfuros (pirita, calcopirita, galena)
3. Sulfosales (enargita, proustita)
4. xidos (rutilo, magnetita, cromita)
5. Haluros (halita, fluorita, silvita)
6. Carbonatos (calcita, siderita, malaquita)
7. Nitratos (nitratina, nitro)
8. Boratos (brax, ulexita, colemanita)
9. Fosfatos, Arseniatos, Vanadatos (apatito, eritrina, vanadinita)
10. Sulfatos, Cromatos (baritina, yeso, alunita, crocota)
11. Tungstatos, Molibdatos. (wolframita, scheelita, wulfenita)
12. Silicatos (cuarzo, feldespatos, olivino)
Clasificacin Qumica los Minerales
El grupo de los silicatos constituye
>90% de la corteza terrestre
Clasificacin general de minerales
Los minerales presentan propiedades
diagnsticas, tanto fsicas, qumicas como pticas
que incluyen: color, brillo, dureza, densidad,
raya, clivaje, fractura, solubilidad, luminiscencia,
fosforescencia, magnetismo, punto de fusin, etc.
Reconocimiento:
Macroscpico (lupa de mano)
Lupa binocular
Microscopio ptico
Difraccin de Rayos-X
Anlisis qumico
Microsonda electrnica
Hbito cristalino
Llamamos hbito al desarrollo relativo del conjunto de caras de un cristal bajo la
influencia de los factores fisicoqumicos
del medio (temperatura, presin,
radiactividad, concentracin, viscosidad,
etc.), que actan durante su gnesis.
Tipos de Hbito
Hbitos cristalinos Columnar: alargado en una direccin y semejante a las columnas. Ej:
cristales de corindn.
Prismtico: alargado en una direccin. Ej. cristales de andalucita.
Tabular: alargado en dos direcciones. Ej. cristales de barita.
Laminar: alargado en una direccin y con bordes finos. Ej.: cristales de hornblenda.
Hojoso: similar a las hojas, que fcilmente se separa en hojas. Ej: moscovita.
Botroidal: grupo de masas globulares, por ejemplo grupo de masas esferoidales de malaquita.
Reniforme: fibras radiadas, que terminan en superficies redondeadas. Ej: hematita.
Granular: formado por un agregado de granos.
Masivo: compacta, irregular, sin ningn hbito sobresaliente.
MORFOLOGA DE LOS CRISTALES
Forma
Consideramos aqu el juego de formas base con sus ndices
(hkl) determinados que constituyen las caras del cristal.
Hbito cristalino
Se llama hbito cristalino el tipo de facetas dominantes en el
facetado del cristal. Esta caracterstica se suele estimar
visualmente, destacando los tipos de facetas que tienen reas
ms amplias, por ejemplo, hbito cubooctadrico, hbito
dipiramidal, etc.
Berilo de hbito prismtico
Agregados cristalinos: Acicular: cristales delgados parecidos
a agujas Azurita: Cu2+3(CO3)2(OH)2 -
http://www.uned.es/cristamine/mineral
Ooltico: Agregados esfricos a modo de huevos de pescado.
Calcita: CaCO3
Dendrtico: ramas divergentes similares a plantas.
Pirolusita: Mn4+O2
Reticulado: cristales delgados entrelazados
simulando redes
Rutilo: TiO2
Radiante: cristales radiales a partir de un
centro
Prehnita: Ca2Al2Si3O10(OH)2
Columnar:
Aragonito: CaCO3
Fibroso: facilmente separables Grunerita:
(Fe2+,Mg)7Si8O22(OH)2
Filiforme: parecidos a cabellos o hebras.
Jamesonita: Pb4FeSb6S14
Estrellado: Cristales concntricos simulando estrellas.
Mesolita: Na2Ca2Al6Si9O30.8H2O
Globular: Individuos de forma esfrica. Esferocobaltita: CoCO3
Exfoliable: se separa facilmente en capas. Cuando las capas son hojosas muy finas se dice micceo.
Biotita: K(Mg,Fe2+)(Al,Fe3+)Si3O10(OH,F)2
Arborescente: aspecto similar a un rbol Plata: Ag, sobre calcita
Masivo: Agregados compactos y sin forma
particular
Bismuto: Bi
Discoidal: En forma de discos superpuestos.
Yeso: CaSO42H2O - "Rosa del desierto"
Densidad de un mineral
Razon entre la densidad de un material y la
densidad del agua. Nmero de veces que el
volumen de una sustancia es ms pesada o ms
liviana que igual volumen de agua.
Densidad
Densidad en g/cm3 Mineral
2,65 Cuarzo
2,5 Feldespato
2,6-2,8 Plagioclasa
4,47 Baritina
4,9 Magnetita
5,0-5,2 Pirita
19,3 Oro
Determinacin de densidad
Mtodo fundado en el principio de Arqumides: la masa se mide directamente- Balanza de Kraus-Jolly
Mtodo del picnmetro
Mtodo de las suspenciones - la densidad se obtiene por comparacin con lquidos densos:
bromoformo 2,9
tetrabromoetano 2,96
yoduro de metileno 3,3
solucin de Clerici 4,2
Indice de empaquetamiento
Porcentaje del volumen total de una sustancia ocupada por los tomos de la
celda unidad
Indice de empaquetamiento= volumen de los iones x 10
volumen de la celda unidad
Relacin entre ndice de
empaquetamiento y densidad
Dureza Mineral Comparacin
1 Talco La ua lo raya con facilidad
2 Yeso La ua lo raya
3 Calcita La punta del cuchillo lo raya fcilmente
4 Fluorita La punta de un cuchillo lo raya
5 Apatito La punta de un cuchillo lo raya difcilmente
6 Feldespato K Un trozo de vidrio lo raya con dificultad
7 Cuarzo Raya al vidrio y saca chispas del acero
8 Topacio Raya al vidrio y saca chispas del acero
9 Corindn Raya al vidrio y saca chispas del acero
10 Diamante Raya al vidrio y saca chispas del acero
Escala de dureza de Mohs
COLOR
Color y Raya En los minerales, la impresin de color es producida por la
absorcin de ciertas longitudes de onda, entre las que forman la luz
blanca incidente.
RAYA
Color que presenta el mineral finamente pulverizado
El color de la raya es debido por trozos del cristal molidos muy finos, colocados sobre una base blanca, como p.ej. un trozo de porcelana.
El color de la raya del feldespato potsico siempre ser blanca igualmente si es producido por un feldespato potsico incoloro, de color carne o verde.
El color de la raya tiene importancia en la identificacin de las menas.
El color de la raya
de magnetita es negra,
de hematita es rojo cereza
de goethita es de color caf
PROPIEDADES FSICAS DE LOS MINERALES Minerales idiocromticos: presentan color constante y uniforme
Minerales alocromticos: presentan variacin de color
Cromforos: iones o grupos de iones que dan lugar a colores
caractersticos
Ejs: Cu2 hidratado causa el color verde-azul de los minerales secundarios de
cobre
Cr3 causa el verde del granate uvarovita, de la muscovita crmica y de la
esmeralda
(UO2)2 causa el amarillo en los minerales secundarios de uranio.
Los iones pueden ocasionar un fuerte efecto colorante, an en
cantidades de trazas, ej: cuarzo (cuarzo amatista, cuarzo rosa, etc.)
-Minerales seudocromticos: Minerales cuyo color no es autntico
sino un efecto debido a fenmenos fsicos.
-Ptina: Film de oxidacin. Iridiscencia.
PROPIEDADES FSICAS DE LOS MINERALES
PROPIEDADES PTICAS
Reflexin y Refraccin
Velocidad de la luz
En sustancias amorfas y cbicas la velocidad de la luz es la misma en todas direcciones (Sustancias istropas)
En otros sistemas la velocidad de la luz vara segn la direccin (Sustancias anistropas)
En las sustancias anistropas el rayo luminosos se desdobla en dos rayos que vibran en ngulo recto el uno del otro, viajando con distintas velocidades y por lo tanto tienen diferente ndice de refraccin (n). La diferencia entre los ndices es conocida como birrefringencia.
Ej: Para calcita 0.172 (objeto observado aparece doble)
Indice de refraccin (n)
La mayora de los slidos tienen un
ndice de refraccin entre 1.4 y 2.0
El ndice de refraccin se relaciona con:
la composicin qumica
la estructura
la densidad
PROPIEDADES FSICAS DE LOS MINERALES
TRANSMISIN DE LA LUZ (Diafanidad)
Grado con el cual un material transmite la luz.
-Transparente
-Translcido
-Opaco
La diafanidad se correlaciona con el brillo
Ej: Minerales opacos tienen brillo metlico
Brillo metlico:Minerales opacos, n>3 (Ej: metales nativos, sulfuros y
arseniuros, etc.)
Brillo submetlico: n entre 2,6 y 3 (Ej: cuprita, cinabrio y hematita)
Brillo vtreo: Un 70% de los minerales presenta este tipo de brillo, n
entre 1,3 y 1,9 (Ej: la mayora de los silicatos, carbonatos, sulfatos, etc)
Brillo adamantino: Tpico del diamante, n entre 1,9 y 2,6 (Ej: circn,
casiterita, azufre, esfalerita, diamante, rutilo)
Brillo graso, creo, sedoso, perlado, mate o terroso: Variantes de los
brillos no metlicos, debido a la naturaleza de la superficie reflectora
(Ej: palo, arcillas, yeso, asbesto)
Relaciones entre brillo e ndice de refraccin (n)
Brillo
Ejemplos
Metlico pirita, magnetita, hematita, grafito
Semimetlico uraninita, goethita
No-metlico:
Vtreo cuarzo, olivino, siderita
Resinoso como la resina: esfalerita.
Graso grasoso al tacto: cuarzo.
Oleoso olivino.
Perlado brillo de las perlas: talco, biotita, siderita
Sedoso brillo de seda: yeso fibroso, sericita, goethita
Mate brillo de la tiza
Adamantino brillante diamante, rutilo
Azufre: ej. de mineral de brillo no metlico,
resinoso
Pirita: mineral de brillo metlico
Luminiscencia
Toda emisin de luz de un mineral que ha sido irradiado, casi
siempre con rayos ultravioleta.
-Fluorescencia: emisin de luz durante la irradiacin.
-Fosforescencia: emisin que continua despus de la irradiacin.
-Termoluminiscencia: liberacin de energa radiante por
calentamiento.
-Triboluminiscencia: luminiscencia que se presenta ocasionalmente
en algunos minerales al triturarlos, rasparlos o frotarlos.
Propiedades que dependen del
esfuerzo
Clivaje - exfoliacin crucero
Fractura
Particin
Clivaje o Exfoliacin
Rotura de un mineral paralela a un plano
reticulares de mayor densidad de nodos..
Segn el grado de facilidad y perfeccin
con que se manifiesta el clivaje, recibe
calificativos como: excelente, muy bueno,
bueno, manifiesto, pobre o imperfecto, etc.
CLIVAJE O EXFOLIACIN
Cuando un cristal se rompe a lo largo de
superficies planas relacionadas a la
estructura cristalina al ser sometido a
esfuerzos.
Tipos de clivaje
EXFOLIACIN
Exfoliacin completa en 2 direcciones: mica, clorita, talco.
Exfoliacin buena en dos direcciones: feldespato potsico
segn dos superficies perpendiculares entre s, hornblenda
prismtica. Exfoliacin buena en tres direcciones: Calcita,
Baritina BaSO4
Exfoliacin clara en dos direcciones: piroxeno.
Exfoliacin poco clara: olivino
Exfoliacin ausente: cuarzo con su fractura concoidea.
En el cuarzo los tomos estn dispuestos con tal regularidad
que los enlaces entre los mismos son muy similares en todas
direcciones. En consecuencia, no existe tendencia a que el
mineral se rompa segn un plano particular, y en los cristales
de cuarzo se desarrollan fracturas concoidales.
PARTICIN
Cuando un cristal se rompe a lo largo de superficies
planas que no estn controladas directamente por la
estructura cristalogrfica del mineral (Ej: Planos de
macla, deformacin, etc)
FRACTURA
Cuando un cristal se rompe
irregularmente al ser
sometido a un esfuerzo.
Concoidal si los planos de fractura
presentan superficies lisas y suaves, con
bordes agudos y cortantes
Cuarzo:SiO2
Ganchuda: se rompe segn una superficie
dentada, con filos puntiagudos
Plata: Ag
TENACIDAD
Resistencia que un material ofrece a la deformacin
mecnica y a la desintegracin, es decir, es la resistencia
que ofrecen los tomos y los iones de un material a ser
separados cuando es sometido a ruptura, molienda o corte.
Expresiones de tenacidad: elstico, plstico, frgil,
maleable, sctil, flexible y resistente.
La magnetita es un imn natural
PROPIEDADES MAGNTICAS
Magnetita: Fe3 O4
Pirrotina: Fe1-x S
Maghemita: Fe2 O3
Ferromagnticos
Paramagnticos
Todos los minerales se afectan por el campo magntico
Diamagnticos: repeldos por un imn
Paramagnticos: atrados por un imn
Separaciones en funcin de esta propiedad utilizando
electroimn
Prospeccin geofsica: Se usa un magnetmetro, el cual mide
variaciones del campo magntico terrestre identificando
diferentes masas minerales.
Minerales conductores: enlace metlico (metales nativos y sulfuros).
Minerales no conductores.
Induccin de cargas elctricas en minerales no conductores:
piroelectricidad o piezoelectricidad.
-Piroelectricidad: se presenta en sustancias que cristalizan en clases
con ejes de simetra polares. El extremo del eje polar se carga
positivamente al calentar el cristal.
-Piezoelectricidad en sustancias sin centro de simetra. Debido a la
polaridad de la estructura cristalina al suministrar energa, como calor
o presin, el mineral genera una carga elctrica en los dos extremos
del eje polar. Se utiliza cuarzo debido a estabilidad fsica y qumica y
elevada elasticidad. En el cuarzo los ejes polares son los ejes a.
PROPIEDADES ELCTRICAS
PROPIEDADES DE SUPERFICIE
Mojabilidad: facilidad que presenta una superficie para
recubrirse de una capa de agua.
a) Lifilos: Se humedecen rpidamente (minerales con
enlace inico).
b) Lifobos: No se humedecen rpidamente (minerales
con enlace metlico o covalente).
RADIOACTIVIDAD
La radiactividad es la propiedad que poseen determinados minerales para emitir partculas radiactivas
de forma natural y espontnea.
La radiactividad natural fue descubierta por Becquerel en 1896 en el U.
Ms tarde, el matrimonio Pierre y Marie Curie consiguieron aislar el Ra, que es un milln de veces ms
radiactivo que el U.
La radiactividad natural tiene muchas aplicaciones cientficas, mdicas e industriales, y los minerales que la
poseen raramente alcanzan niveles peligrosos.
Esta propiedad se relaciona en los minerales con la presencia de U y Th. Hay adems otros elementos que
presentan radiactividad natural menor: ej. K y Rb
Los tomos de uranio y torio se desintegran espontneamente
emitiendo radiacin alfa (ncleos de helio), beta (electrones) y
radiacin gamma(semejantes a los rayos X pero de menor).
El ltimo producto de la desintegracin de estos elementos es el Pb
U238 >>> Pb206 + 8He4
U235 >>> Pb207 + 7He4
Th232 >>> Pb208 + 6He4
Conocida la velocidad de estas reacciones (vida media) se puede
calcular a partir de ellas la edad de un mineral radiactivo.
RADIOACTIVIDAD