Introducción
• Los minerales fueron la materia que el
hombre usó con más frecuencia
(paleolítico)
• Luego se presentó la mineralogía en el
neolítico
• Luego aparecieron las aleaciones
• Los egipcios impusieron el hierro
Georgius Agricola
(George Pawer)
• Fundador de la
mineralogía moderna
• Escribió 12 vol de
“De Metales”
• Obra más importante
fue De Re Metallica
Jöns Jacob Berzelius
• Llevó a cabo la
fórmula de notación
química junto con
Dalton, Lavoisier y
Boyle
Rama de la geología que estudia las propiedades físicas y
químicas de los minerales que en encuentran en el planeta en sus
diferentes estados de agregación
Sustancia inorgánica existente en la corteza terrestre
que está formada por uno o varios elementos químicos.
• Introducción a la geología, origen y
formación de la tierra:
– Significado de geología
– Geología física
– Geología histórica
La geología, el hombre y el medio ambiente
– Riesgos geológicos:
• Volcanes
• Inundaciones
• Terremotos
• Deslizamientos
• Catatrosfismo:
– James Ussher plantea que la tierra fue
creada hace sólo 4004 a.C.
– El catastrofismo plantea que los paisajes de
la Tierra habían sido formados inicialmente
por grandes catástrofes
• Nacimiento de la geología moderna:
– Uniformismo: Pilar de la geología actual.
Establece simplemente que las leyes físicas,
químicas y biológicas que actúan hoy, lo han
hecho también en el pasado geológico.
“El presente es la clave del pasado”
– La Theory of the Heart de Hutton fue la
primera en demostrar de forma eficaz que los
procesos geológicos se producían a lo largo
de períodos extremadamente largos.
“No hay un solo paso en toda esta sucesión de
acontecimientos que no se perciba en la
actualidad”
“¿Que más podemos necesitar? Nada, salvo
tiempo”
– Se debe tener cuidado con el uniformismo ya
que en la actualidad algunos procesos
geológicos no pueden observarse en la
actualidad.
• ¿Cómo se mide el tiempo geológico?
– Tiempo relativo: indica simplemente cuando
una roca es más vieja o joven que otra. Se
utilizan los fósiles para ordenar y
correlacionar los estratos en forma relativa
– Tiempo absoluto: es un valor numérico que
expresa la edad en número específico de
años por ejemplo 150 millones de años
• ¿Cómo se mide el tiempo absoluto?
– Usando los llamados relojes de las rocas, es
decir isótopos radiactivos (isótopos padre)
(contenidos en ciertos minerales de la roca)
que decaen espontáneamente para formar
uno nuevo (isótopo hijo): por ejemplo U-238
(padre) produce Pb 206 (hijo) o K-40 produce
Ar – 40 a una tasa o razón de decaimiento fija
• ¿Cómo se datan las rocas?
– Datación en roca total: utiliza la composición
isotrópica promedio para todos los minerales
isotópica promedio para todos los minerales,
por lo tanto indicará la edad promedio del
conjunto de minerales
– Datación en concentrado mineral, utiliza la
composición isotópica, por lo tanto la edad
obtenido será la de ese mineral específico
• Espectrógrafo de masas:
– La muestras de prepara para ser analizadas
con un espectrómetro de masa, ese
procedimiento incluye:
• Disolución de los separados minerales
• Con tecnicas de columnas se incrementa la
concentración de Sr y Rb en la solución
• Determinar la composición isotrópica de las
muestras
• Preparar un diagrama con las curvas de
decaimiento correspondiente (isocrona)
Formación de la tierra
• Nuestro escenario empieza hace unos 12.000 a
15.000 millones de años con el Big Bang, una
explosión incomprensiblemente grande que lanzó
hacia el exterior toda la materia del universo a
velocidades increíbles. En ese momento, los restos de
la explosión, que consistían casi por completo en
hidrógeno y helio, empezaron a enfriarse y
condensarse en las primeras estrellas y galaxias. En
una de estas galaxias, la Vía Láctea, fue donde
nuestro Sistema Solar y el planeta Tierra tomaron
forma.
• La hipótesis de la nebulosa primitiva
sugiere que los cuerpos de nuestro
sSstema Solar se formaron a partir de una
enorme nube en rotación denominada
nebulosa solar
• Capas de la tierra:
– Litosfera
– Astenósfera
– Mesosfera o manto inferior
– Núcleo interno y externo
Mineral
• Un mineral es una sustancia natural e
inorgánica en estado sólido, que posee una
composición química fija o variable dentro de
límites estrechos, y que además posee un
ordenamiento atómico tridimensional (red
cristalina espacial) y sistemático entre los iones,
átomos o moléculas que componen su fórmula
química. Puede ser homogéneo en su
propiedades químicas y físicas o mostrar
pequeñas variaciones sistemáticas
Mineraloide
• La materia amorfa no posee ordenamiento interno
ni cristalización, sus partículas están dispuestas al
azar (como granos de azúcar en un azucarero), no
ocupan posiciones fijas en el espacio. Las
distancias que separan una partículas de otra son
constantes
• El concepto mineraloide se ha creado para agrupar
los escasos ejemplos de sustancias líquidas o
sólidas en estado amorfo, consideradas
clásicamente como minerales. Ejemplos de ellos
son el ámbar, el ópalo, la obsidiana, la calcedonia,
la limonita y el mercurio líquido
Átomo
• Se define como la unidad básica de un
elemento que puede intervenir en una
combinación química. Dalton describió un
átomo como una partícula
extremadamente pequeña e indivisible.
• Están conformadas por partículas aún
más pequeñas llamadas partículas
subatómicas: electrón, protón y neutrón.
Número atómico, número de masa e
isótopos
• Número atómico (Z): es el número de
protones en el núcleo del átomo de un
elemento
• Número de masa (A): es el número total
de neutrones y protones presentes en el
núcleo de un átomo de un elemento.
• Isótopos: átomos que tiene el mismo
número atómico pero diferente número de
masa.
Peso atómico • Por acuerdo internacional, la masa atómica (algunas veces
conocida como peso atómico) es la masa de un átomo, en
unidades de masa atómica (uma). Una unidad de masa
atómica se define como una masa exactamente igual a un
doceavo de la masa de un átomo de carbono-12. El carbono-
12 es el isotopo del carbono que tiene seis protones y seis
neutrones. Al fijar la masa del carbono-12 como 12 uma, se
tiene al átomo que se utiliza como referencia para medir la
masa atómica de los demás elementos. Por ejemplo, ciertos
experimentos han demostrado que, en promedio, un átomo
de hidrogeno tiene solo 8.400% de la masa del átomo de
carbono-12. De modo que si la masa de un átomo de
carbono-12 es exactamente de 12 uma, la masa atómica del
hidrogeno debe ser de 0.084 × 12.00 uma, es decir, 1.008
uma.
Cristales
• Sólido homogéneo que
posee un orden interno
tridimensional y que bajo
condiciones favorables
puede presentar caras
planas y pulidas
• Naturales o cultivados
artificialmente
• Orgánicos o inorgánicos
• Posee simetría
característica,
consecuencia del arreglo
interno de los átomos que
los forman
An investigation of the factors affecting the recovery of molybdenite in the Kennecott Utah Copper bulk flotation circuit B. Triffett *, C. Veloo, B.J.I. Adair, D. Bradshaw. Minerals Engineering 21 (2008) 832–840
• La correlación negativa de la recuperación
de Moly y los minerales de ganga (talco,
calcita, andradita y anfíbola) se explica en
este estudio, como efecto de la
contaminación cruzada del mineral de
cabeza con calizas mineralizadas.
Redes de Bravais
• Unidades idénticas que se distribuyen en
los puntos de una red tridimensional de tal
manera que todos ellos tiene mismo
alrededor. La red viene definida por las
tres direcciones y las distancias según las
cuales el motivo se repite. Sólo son
posibles 14 combinaciones de puntos
llamados retículos de Bravais
• Empaquetamiento compacto: átomos en
contacto unos con otros. Puede haber una
distancia mínima dada por las nubes
electrónicas
• Parámetro de red: Es la longitud de los
lados de la celda unitaria.
• Nodos o átomos por celdas: Una celda
cuadrada, por ejemplo, poseerá un nodo
por celda ya que cada esquina la
comparte con cuatro celdas más.
Redes tridimensionales
• Según los parámetros de las celdas
unitarias se distinguen 7 sistemas
cristalinos.
• Puntos reticulares: posiciones en la celda
de los átomos o moléculas que forman el
sólido cristalino
• P: celda primitiva o simple
• F: celda centrada en las caras
• I: celda centrada en el cuerpo que tiene un
punto reticular en el centro de la celda, además
de los vértices
• C: primitiva con ejes iguales o ángulos iguales o
hexagonal doblemente centrada en el cuerpo
además de los vértices
• Celda fundamental: La unidad más simple de
una red es un paralelepípedo conocido como
celda unidad
• Los átomos, iones o grupos iónicos que forman
el cristal pueden considerarse como
empaquetados o apilados según reglas
geométricas, alrededor de los nudos o puntos
que definen la red de Bravais
• Celdas primitivas: son aquellas que sólo
tienen puntos en los vértices.
• Se diferencian entre si por las longitud de
las aristas y los ángulos
• Celdas múltiples: son aquellas que tienen
puntos en el centro de las caras o en la
diagonal espacial
• Los elementos nativos no están cargados
• Los iones tiene carga eléctrica. Positivo,
cationes; negativos, aniones
• Minerales están formados por iones o grupos
de iones unidos entre si por fuerzas
eléctricas que surgen entre cuerpos
cargados con electricidad opuesta
• La distribución en el espacio de estos
iones y grupos iónicos y la naturaleza de
las fuerzas eléctricas que los mantienen
unidos forman la estructura del cristal
• Ladrillos serán los átomos, las cargas
eléctricas serán el mortero
• La celda unidad no puede ser jamás
menor que un átomo
• Numero de átomos es por lo general,
pequeño, entero o un múltiplo de la
fórmula química más sencilla
• Por ejemplo la unidad estructural del
cuarzo es SiO2, halita NaCl
• Forma externa:
– Cristales formados por una repetición
tridimensional de una celda unitaria
– Influencias internas del medio ambiente
(temperatura, presión, naturaleza de la
solución, velocidad de formación del cristal,
tensión superficial y dirección de difusión en
la solución)
Clases de simetría
• Para clasificar los cristales, se debe
sistematizar las posibles combinaciones de
elementos de simetría.
• Los ejes de rotación, planos de reflexión y
centros de inversión, establecen un total de 32
combinaciones posibles de estos elementos,
definidas como clases cristalográficas.
Elementos de simetría
• El plano de simetría, m, o de reflexión,
refleja partes, o todos, idénticos del objeto
a través de un plano.
• El eje de rotación origina una rotación al
objeto de 360º/n alrededor del eje (de
derecha a izquierda).
eje monario n=1 (360º/1=360º)
eje binario n=2 (360º/2=180º)
eje ternario n=3 (360º/3=120º)
eje cuaternario n=4 (360º/4=90º)
eje senario n=6 (360º/6=60º)
• Por su parte el centro de simetría, i, o
centro de inversión, es un elemento de
simetría puntual que invierte el objeto a
través de una línea recta.
• Periodicidad por traslación en el cristal, 32
clases cristalinas = 14 redes de Bravais
• 32 clases cristalinas + 14 redes de
Bravais = 230 grupos espaciales
• Grupos espaciales: A estos 230 modos de
repetición de motivos en el espacio, que
son compatibles con las clases cristalinas
y con las redes de Bravais, se les
denomina grupos espaciales, que
representan las diferentes formas de
adecuar la redes de Bravais con la
simetría de las estructuras
Fluorita: sistema cúbico , CaF2
mineral más abundante de fluor
• Cristales cúbicos,
octaédricos o de formas compuestas; masivo o granular.
Magnetita: Fe3O4
Mena de Fe: 72,04 % de Fe
• Cúbico; cristales octaédricos, más
raro en dodecaedro,
ocasionalmente presentan caras
estriadas.
• Agregados hojosos y masas
granulares de grano grueso o
fino; los cristales incluidos en
otros minerales como ilmenita o
hematitas
Albita, NaAlSi3O8
• Triclínico, prismático o
tabular, Maclas
polisintéticas. Maclas
de Carlsbad, Baveno
y Manebach. Masas
granulares o
compactas
Sistemas cristalinos • Sistema cúbico: a = b = c = = = 90º
• Sistema hexagonal: a1 = a2 = a3 # c = = 90º =120º
• Sistema tetragonal: a = b # c = = = 90º
• Sistema rómboédrico*: a1 = a2 = a3 # c = = 90º =120º
• Sistema ortorrómbico: a # b # c = = = 90º
• Sistema monoclínico: a # b # c = = 90º # 90º
• Sistema triclínico: a # b # c # #
• * También se le conoce como Sistema Trigonal
Indices de Miller
• Se obtienen calculando las intersecciones (h,k,l) o número de
traslaciones, con los tres ejes fundamentales del cristal.
Posteriormente se invierten y se eliminan denominadores
El plano ABD
Deducir las intersecciones de cada
plano con los ejes cristalográficos
a, b y c.
Contar el número de traslaciones
t1, t2 y t3
que ocupa el plano sobre los ejes
2t1 en el eje a
2t2 en el eje b
4t3 en el eje c
• Los índices de Miller de c/plano se
calculan, a partir de las
intersecciones de estos con los
ejes.
• Se invierten los valores y se
eliminan las fracciones.
• El plano ABD corta a los ejes en
2, 2 y 4
Inversión:
1/2, 1/2, 1/4
Se amplifica por 4
• Índices de Miller: (221)
El plano EBD corta a los ejes en 4, 2 y
4
Su inversión es
1/4, 1/2, 1/4
Se amplifica por 4
Índices de Miller: (121)