- Identificar y clasificar los minerales comunes que forman las rocas.
- Lo que aprenderá a hacer
- Características físicas de los minerales
- ¿Qué son los minerales?
- ¿Cómo se identifican los minerales?
- Color, estrías y brillo
- Color
- El brillo
- Raya
- Gravedad específica
- Dureza
- Fragmentación y fractura
- Disolución
- Fractura
- Forma del cristal
- Otras características identificativas
- Clasificación de los minerales
- Silicatos
- Sulfuros
- Carbonatos
- Oxidos
- Haluros
- Sulfatos
- Fosfatos
- Elementos nativos
- Tablas de clasificación de minerales
- Cómo identificar minerales
- Comprueba tu comprensión
Identificar y clasificar los minerales comunes que forman las rocas.
La tierra sólida está formada por rocas, que están hechas de minerales. Para entender las rocas es necesario familiarizarse con los minerales y cómo se identifican. Este resultado le da los antecedentes necesarios para entender los términos utilizados en la identificación de minerales.
Esta sección le introducirá a los minerales. Aprenderá las diversas técnicas utilizadas por los geólogos para identificar y clasificar los minerales.
Lo que aprenderá a hacer
- Identificar los minerales basándose en sus características físicas.
- Clasificar los minerales en la clase mineral correcta.
Características físicas de los minerales
¿Qué son los minerales?
Todas las rocas, excepto la obsidiana y el carbón, están hechas de minerales. (La obsidiana es una roca volcánica hecha de vidrio y el carbón está hecho de carbono orgánico). La mayoría de las rocas contienen varios minerales en una mezcla característica del tipo de roca en particular. Al identificar una roca, primero hay que identificar los minerales individuales que la componen.
Los minerales son sólidos inorgánicos naturales con una composición química definida y una estructura de red cristalina. Aunque se han identificado miles de minerales en la tierra, sólo diez minerales constituyen la mayor parte del volumen de la corteza terrestre: la plagioclasa, el cuarzo, la ortoclasa, el anfíbol, el piroxeno, el olivino, la calcita, la biotita, el granate y la arcilla.
Juntos, la fórmula química (los tipos y proporciones de los elementos químicos) y la red cristalina (la geometría de cómo los átomos están dispuestos y unidos entre sí) determinan las propiedades físicas de los minerales.
La fórmula química y la red cristalina de un mineral sólo pueden determinarse en un laboratorio, pero examinando un mineral y determinando varias de sus propiedades físicas, se puede identificar el mineral. En primer lugar, debe familiarizarse con las propiedades físicas de los minerales y cómo reconocerlos.
Los minerales pueden identificarse por sus características físicas. Las propiedades físicas de los minerales están relacionadas con su composición química y su enlace. Algunas características, como la dureza de un mineral, son más útiles para su identificación. El color es fácilmente observable y ciertamente obvio, pero suele ser menos fiable que otras propiedades físicas.
¿Cómo se identifican los minerales?
Figura 1. Este mineral tiene cristales cúbicos brillantes y dorados con estrías, por lo que es pirita.
Los mineralogistas son científicos que estudian los minerales. Una de las cosas que deben hacer los mineralogistas es identificar y clasificar los minerales. Aunque un mineralogista puede utilizar un microscopio de alta potencia para identificar algunos minerales, la mayoría son reconocibles utilizando las propiedades físicas.
Observa el mineral de la figura 1. ¿Cuál es el color del mineral? ¿Cuál es su forma? ¿Los cristales individuales son brillantes u opacos? ¿Hay líneas (estrías) que atraviesan los minerales?
Color, estrías y brillo
Los diamantes son piedras preciosas muy populares porque la forma en que reflejan la luz los hace muy brillantes. La turquesa es apreciada por su llamativo color azul verdoso. Observe que se están utilizando términos específicos para describir el aspecto de los minerales.
Color
Figura 2. Este mineral es brillante, muy suave, pesado y de color dorado, y es realmente oro.
El color es a menudo útil, pero no se debe confiar en él. Diferentes minerales pueden tener el mismo color. El oro real, como se ve en la Figura 2, es muy similar en color a la pirita en la Figura 1.
Además, Algunos minerales vienen en muchos colores diferentes. El cuarzo, por ejemplo, puede ser claro, blanco, gris, marrón, amarillo, rosa, rojo o naranja. Así que el color puede ayudar, pero no hay que confiar en el color como propiedad determinante. La figura 3 muestra una muestra de cuarzo incoloro y otra de cuarzo morado. Una pequeña cantidad de hierro hace que el cuarzo sea morado. Muchos minerales están coloreados por impurezas químicas.
Figura 3. El cuarzo púrpura, conocido como amatista, y el cuarzo claro son el mismo mineral a pesar de los diferentes colores.
El brillo
El brillo describe el reflejo de la luz en la superficie de un mineral. Los mineralogistas tienen términos especiales para describir el brillo. Una forma sencilla de clasificar el brillo se basa en si el mineral es metálico o no metálico. Los minerales opacos y brillantes, como la pirita, tienen un brillo metálico. Los minerales como el cuarzo tienen un brillo no metálico.
El brillo es la forma en que la superficie de un mineral refleja la luz. No es lo mismo que el color, por lo que es crucial distinguir el brillo del color. Por ejemplo, un mineral descrito como «amarillo brillante» se está describiendo en términos de brillo («brillante») y color («amarillo»), que son dos propiedades físicas diferentes. Los nombres estándar para el lustre incluyen metálico, vidrioso, nacarado, sedoso, graso y opaco. A menudo es útil determinar primero si un mineral tiene un brillo metálico. Un lustre metálico significa que brilla como un metal pulido. Por ejemplo, las piezas pulidas y limpias de cromo, acero, titanio, cobre y latón presentan un brillo metálico, al igual que muchos otros minerales. De los brillos no metálicos, el más común es el vítreo, que significa que la superficie del mineral refleja la luz como el cristal. El brillo nacarado es importante para identificar los feldespatos, que son el tipo de mineral más común. El brillo nacarado se refiere a una sutil iridiscencia o juego de colores en la luz reflejada, del mismo modo que las perlas reflejan la luz. Sedoso significa que refleja la luz con un brillo similar al de la seda. El brillo graso es similar al de la grasa de tocino solidificada. Los minerales de brillo apagado reflejan muy poca luz. Identificar el brillo requiere un poco de práctica. Recuerde distinguir el brillo del color.
Los diferentes tipos de brillo no metálico se describen en la Tabla 1.
| Tabla 1. Seis tipos de brillo no metálico. | |
|---|---|
| Lustre | Aspecto |
| Adamantino | Chispeante |
| Earthy | Sin brillo, arcilloso |
| Perlado | Como una perla |
| Resinoso | Como las resinas, como la savia de los árboles |
| Silky | Soft-looking with long fibers |
| Vitreous | Glassy |
¿Puedes emparejar los minerales de la figura 4 con el lustre correcto de la tabla 1?
Figura 4. (a) El diamante tiene un brillo adamantino. (b) El cuarzo no tiene brillo y tiene un brillo vítreo, o vidrioso. (c) El azufre refleja menos luz que el cuarzo, por lo que tiene un brillo resinoso.
Raya
Figura 5. La raya de la hematita a través de un plato de porcelana sin esmaltar es de color rojo-marrón.
La raya es el color del polvo de un mineral. La raya es una propiedad más fiable que el color porque la raya no varía. Los minerales que son del mismo color pueden tener una veta de diferente color. Muchos minerales, como el cuarzo de la figura 3, no tienen raya.
Para comprobar la raya, raspe el mineral sobre un plato de porcelana sin esmaltar (figura 5). La pirita amarilla-oro tiene una veta negruzca, otro indicador de que la pirita no es oro, que tiene una veta amarilla dorada.
Gravedad específica
La densidad describe cuánta materia hay en una determinada cantidad de espacio: densidad = masa/volumen.
La masa es una medida de la cantidad de materia de un objeto. La cantidad de espacio que ocupa un objeto se describe por su volumen. La densidad de un objeto depende de su masa y su volumen. Por ejemplo, el agua de un vaso tiene la misma densidad que el agua del mismo volumen de una piscina.
La gravedad específica de una sustancia compara su densidad con la del agua. Las sustancias que son más densas tienen una mayor gravedad específica.
Dureza
La dureza es la fuerza con la que un mineral resiste a que su superficie sea raspada o perforada. Al trabajar con muestras manuales sin herramientas especializadas, la dureza de los minerales se especifica mediante la escala de dureza de Mohs. La escala de dureza Mohs se basa en 10 minerales de referencia, desde el talco, el más blando (dureza Mohs de 1), hasta el diamante, el más duro (dureza Mohs de 10). Es una escala relativa o no lineal. Una dureza de 2,5 significa simplemente que el mineral es más duro que el yeso (dureza Mohs de 2) y más blando que la calcita (dureza Mohs de 3). Para comparar la dureza de dos minerales vea qué mineral raya la superficie del otro.
| Tabla 2. Escala de dureza de Mohs | ||
|---|---|---|
| Dureza | Índice Minerales | Objetos comunes |
| 1 | talco | |
| 2 | gimas | 2.5-uñas |
| 3 | calcita | 3.5-Cobre puro, no deslustrado |
| 4 | fluorita | |
| 5 | feldespato | 5 a 5.5-acero inoxidable |
| 5,5 a 6-vidrio | ||
| 6 | apatito | 6 a 6.5-lima de acero duro |
| 7 | cuarzo | |
| 8 | topacio | |
| 9 | corindón | |
| 10 | diamante | |
Con una escala de Mohs, cualquiera puede comprobar la dureza de un mineral desconocido. Imagina que tienes un mineral desconocido. Descubres que puede rayar la fluorita o incluso el feldespato, pero la apatita lo raya. Entonces sabe que la dureza del mineral está entre 5 y 6. Tenga en cuenta que ningún otro mineral puede rayar el diamante.
Fragmentación y fractura
Al romper un mineral se rompen sus enlaces químicos. Dado que algunos enlaces son más débiles que otros, cada tipo de mineral es susceptible de romperse allí donde los enlaces entre los átomos son más débiles. Por esa razón, los minerales se rompen de formas características.
Disolución
Figura 6. Un primer plano del cloruro de sodio en una burbuja de agua a bordo de la Estación Espacial Internacional.
El desprendimiento es la tendencia de un mineral a romperse a lo largo de ciertos planos para formar superficies lisas. La halita se rompe entre las capas de sodio y cloro para formar cubos con superficies lisas (Figura 6).
Un mineral que se rompe naturalmente en superficies perfectamente planas está exhibiendo clivaje. No todos los minerales tienen clivaje. Un clivaje representa una dirección de debilidad en la red cristalina. Las superficies de clivaje pueden distinguirse por la forma en que reflejan la luz de forma consistente, como si estuvieran pulidas, lisas y uniformes. Las propiedades del clivaje de un mineral se describen en términos del número de clivajes y, si hay más de un clivaje, de los ángulos entre los clivajes. El número de clivajes es el número o las direcciones en las que el mineral se escinde. Un mineral puede presentar 100 superficies de corte paralelas entre sí. Esto representa un único clivaje porque todas las superficies están orientadas en la misma dirección. El número posible de clivajes que puede tener un mineral es 1, 2, 3, 4 o 6. Si hay más de un clivaje, y no se dispone de un dispositivo para medir los ángulos, simplemente indique si los clivajes se cruzan a 90° o no a 90°.
Para ver el clivaje del mineral, sostenga el mineral bajo una luz fuerte y muévalo, muévalo un poco más, para ver cómo los diferentes lados reflejan la luz. Una dirección de clivaje se mostrará como un brillo suave y uniforme de la luz reflejada por un conjunto de superficies paralelas en el mineral.
La mica tiene clivaje en una dirección y forma láminas (Figura 7).
Figura 7. Láminas de mica.
Figura 8. Este diamante en bruto muestra su escisión octaédrica.
Los minerales pueden escindirse en polígonos. La fluorita forma octaedros (figura 8).
Una de las razones por las que las piedras preciosas son bellas es que los planos de clivaje dan una forma de cristal atractiva con caras lisas.
Fractura
La fractura es una rotura en un mineral que no se produce a lo largo de un plano de clivaje. La fractura no es siempre la misma en el mismo mineral porque la fractura no está determinada por la estructura del mineral.
Los minerales pueden tener fracturas características (Figura 9). Los metales suelen fracturarse en bordes dentados. Si un mineral se astilla como la madera, puede ser fibroso. Algunos minerales, como el cuarzo, forman superficies curvas lisas cuando se fracturan.
Figura 9. El crisotilo tiene fractura astillada.
Todos los minerales tienen fractura. La fractura es la rotura, que se produce en direcciones que no son de clivaje. Algunos minerales, como el cuarzo, no tienen ningún tipo de clivaje. Cuando un mineral sin división se rompe con un martillo, se fractura en todas las direcciones. Se dice que el cuarzo presenta una fractura concoidea. La fractura concoidea es la forma en que se rompe un trozo de vidrio grueso con crestas concéntricas y curvas en las superficies rotas. Sin embargo, algunos cristales de cuarzo tienen tantos defectos que, en lugar de presentar una fractura concoidea, simplemente presentan una fractura irregular. La fractura irregular es un término estándar para las fracturas que no presentan ninguna de las cualidades de los otros tipos de fractura. En la introducción a la geología, los tipos de fractura clave a recordar son la irregular, que la mayoría de los minerales exhiben, y la concoidal, que se ve en el cuarzo.
Forma del cristal
Todos los minerales son cristalinos, pero sólo algunos tienen la oportunidad de exhibir las formas de sus cristales, sus formas cristalinas. Muchos minerales en un laboratorio de introducción a la geología no exhiben su forma cristalina. Si un mineral tiene espacio mientras crece, puede formar cristales naturales, con una forma de cristal que refleja la geometría de la red cristalina interna del mineral. La forma de un cristal sigue la simetría de su red cristalina. El cuarzo, por ejemplo, forma cristales de seis caras, mostrando la simetría hexagonal de su red cristalina. Hay que tener en cuenta dos factores que complican la situación: (1) los minerales no siempre forman cristales bonitos cuando crecen, y (2) una cara de cristal es diferente de una superficie de clivaje. Una cara de cristal se forma durante el crecimiento del mineral. Una superficie de clivaje se forma cuando el mineral se rompe.
Otras características identificativas
Hay algunas propiedades que sólo ayudan a distinguir un pequeño número de minerales, o incluso un solo mineral. Un ejemplo de esta propiedad especial es la reacción efervescente de la calcita a una solución débil de ácido clorhídrico (5% HCl). La calcita efervesce cuando la solución de HCl la disuelve y crea gas CO2. La calcita es fácil de identificar incluso sin probar la reacción al HCl, por su dureza, brillo y escisión.
Otra propiedad especial es el magnetismo. Esto se puede comprobar viendo si un pequeño imán responde al mineral. El mineral más común que es fuertemente magnético es la magnetita. Una propiedad especial que aparece en algunas muestras de feldespato plagioclasa es su tendencia a presentar estrías en las superficies de clivaje. Las estrías son líneas perfectamente rectas, finas y paralelas. Puede ser necesaria una ampliación para ver las estrías en las superficies de clivaje de la plagioclasa. Otras propiedades especiales pueden ser encontradas en una base de mineral a mineral.
Algunos minerales tienen otras propiedades únicas, algunas de las cuales están listadas en la Tabla 3. Puede nombrar una propiedad única que le permita identificar instantáneamente un mineral que se ha descrito bastante en este capítulo? (Pista: lo más probable es que se encuentre en tu mesa.)
| Tabla 3. Algunos minerales tienen propiedades inusuales que pueden utilizarse para su identificación. | ||
|---|---|---|
| Propiedad | Descripción | Ejemplo de mineral |
| Fluorescencia | El mineral brilla bajo la luz ultravioleta | Fluorita |
| Magnetismo | El mineral es atraído por un imán | Magnetita |
| Radioactividad | El mineral emite radiaciones que se pueden medir con el contador Geiger | Uraninita |
| Reactividad | Se forman burbujas cuando el mineral se expone a un ácido débil | Calcita |
| Olor | Algunos minerales tienen un olor característico | Azufre (huele a huevos podridos) |
| Sabor | Algunos minerales tienen un sabor salado | Halita |
Clasificación de los minerales
Los minerales se clasifican según sus propiedades químicas. A excepción de la clase de elemento nativo, la base química para clasificar los minerales es el anión, el ion con carga negativa que suele aparecer al final de la fórmula química del mineral. Por ejemplo, los sulfuros se basan en el ion sufuro, S2-. La pirita, por ejemplo, FeS2, es un mineral de sulfuro. En algunos casos, el anión de una clase de mineral es poliatómico, como (CO3)2-, el ion carbonato. Las principales clases de minerales son:
- silicatos
- sulfuros
- carbonatos
- óxidos
- haluros
- sulfatos
- fosfatos
- elementos nativos
Silicatos
Basado en el anión poliatómico, (SiO4)4-, que tiene forma tetraédrica. La mayoría de los minerales de la corteza y el manto terrestre son minerales de silicato. Todos los minerales de silicato están formados por tetraedros de silicio-oxígeno (SiO4)4- en diferentes disposiciones de enlace que crean diferentes redes cristalinas. Se pueden entender las propiedades de un mineral de silicato, como la forma del cristal y la división, conociendo el tipo de red cristalina que tiene.
- En los nesosilicatos, también llamados silicatos isla, los tetraedros de silicato están separados unos de otros y unidos completamente a átomos no silicatados. El olivino es un silicato de isla.
- En los sorosilicatos o silicatos emparejados, como la epidota, los tetraedros de silicato están unidos por pares.
- En los ciclosilicatos, también llamados silicatos anulares, los tetraedros de silicato están unidos en anillos. El berilo o esmeralda es un silicato anular.
- En los filosilicatos o silicatos en lámina, los tetraedros se unen en tres esquinas para formar láminas planas. La biotita es un silicato en lámina.
- En los inosilicatos de cadena simple los tetraedros de silicato están unidos en cadenas simples. Los piroxenos son inosilicatos de cadena simple.
- En los inosilicatos de cadena doble los tetraedros de silicato están unidos en cadenas dobles. Los anfíboles son inosilicatos de doble cadena.
- En los tectosilicatos, también conocidos como silicatos marco, todas las esquinas de los tetraedros de silicato están unidas a las esquinas de otros tetraedros de silicato, formando un marco completo de tetraedros de silicato en todas las direcciones. El feldespato, el mineral más común en la corteza terrestre, y el cuarzo son silicatos de estructura.
Sulfuros
Estos se basan en el ion sulfuro, S2-. Algunos ejemplos son la pirita, FeS2, la galena, PbS, y la esfalerita, ZnS en su forma pura de zinc. Algunos sulfuros se extraen como fuentes de metales como el zinc, el plomo, el cobre y el estaño.
Carbonatos
Estos se basan en el ion carbonato, (CO3)2-. La calcita, CaCO3, y la dolomita, CaMg(CO3)2, son minerales carbonatados. Los minerales carbonatados tienden a disolverse con relativa facilidad en el agua, especialmente en el agua ácida, y el agua de lluvia natural es ligeramente ácida.
Oxidos
Estos se basan en el anión oxígeno, O2-. Algunos ejemplos son los óxidos de hierro como la hematita, Fe2O3 y la magnetita, Fe3O4, y la pirolusita, MgO.
Haluros
Sulfatos
Estos tienen el ion sulfato poliatómico, (SO4)2-, como anión. La anhidrita, CaSO4, es un sulfato.
Fosfatos
Tienen el ion fosfato poliatómico, (PO4)3-, como anión. La fluorapatita, Ca5(PO4)3F, que endurece los dientes, es un mineral de fosfato.
Elementos nativos
Están hechos de un solo elemento. El oro (Au), el cobre nativo (Cu), y el diamante y el grafito, que están hechos de carbono, son todos minerales de elementos nativos. Recordemos que un mineral se define como de origen natural. Por lo tanto, los elementos purificados y cristalizados en un laboratorio no se califican como minerales, a menos que también se hayan encontrado en la naturaleza.
Tablas de clasificación de minerales
En las tablas 1-3, la dureza se mide en la escala de dureza de Mohs. Mientras lees las tablas, puedes hacer clic en las imágenes de los minerales para ver una versión más grande de la foto.
| Tabla 1. Lustre no metálico-Color claro | ||||
|---|---|---|---|---|
| Color típico | Dureza | Disparo/Fractura | Nombre del mineral | Foto del mineral |
| sin color | 7 | fractura concodial | cuarzo |  |
| variable | 7 | fractura concodial | calcedonia (chert, etc.) |  |
| rosa o blanca | 5-6 | 2 planos en ángulo recto | ortoclasa (feldespato) |  |
| blanco | 5-6 | 2 planos en ángulo recto | Na-plagioclasa (feldespato) |  |
| blanco a gris | 5-6 | 2 planos en ángulo recto | Ca-plagioclasa (feldespato) |  |
| variable | 4 | 4 planos | fluorita |  |
| sin color o blanco | 3 | 3 planos en ángulos impares | calcita |  |
| rosa o blanca | 3 | 3 planos en ángulos impares | dolomita |  |
| sin color o blanco | 2.5-3 | 3 planos en ángulos impares | halita |  |
| sin color o blanco | 2.5 | 1 plano | muscovita |  |
| sin color o blanco | 2 | 2 planos en ángulos rectos | gitanos |  |
| variable | 1 | 1 plano | talco |  |
| blanco | < 1 | desigual (se convierte en polvo) | caolinita |  |
| Tabla 2. Brillo no metálico-Color oscuro | ||||
|---|---|---|---|---|
| Color típico | Dureza | Disparo/Fractura | Nombre del mineral | Foto del Mineral |
| verde | 5-6 | irregular | olivina |  |
| rojo | 5-6 | irregular | granate |  |
| rojo | 3-6 | irregular | hematita |  |
| verde oscuro | 3-6 | 2 planos en ángulo recto | piroxeno |  |
| negro | 4.5-6 | 2 planos en ángulos impares | Cornblenda (anfíbol) |  |
| Negro | 2.5 | 1 plano | biotita |  |
| verde | 2 | 1 plano | clorita |  |
| Tabla 3. Brillo metálico | ||||
|---|---|---|---|---|
| Color típico | Dureza | Disparo/Fractura | Nombre del mineral | Foto del mineral |
| Negro o gris oscuro | 6 | Irregular | Magnetita |  |
| Amarillo cobrizo | 6 | irregular | pirita |  |
| amarillo cobrizo | 4 | irregular | calcopirita |  |
| plata | 3 | 3 planos en ángulo recto | galena |  |
Cómo identificar minerales
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Los minerales se identifican en base a sus propiedades físicas, que se han descrito en el apartado anterior. Para identificar un mineral, hay que mirarlo de cerca. A simple vista, la calcita y el cuarzo se parecen. Ambos suelen ser incoloros, con un brillo vítreo. Sin embargo, sus otras propiedades son completamente diferentes. El cuarzo es mucho más duro, tanto como para rayar el vidrio. La calcita es blanda y no raya el vidrio. El cuarzo no tiene ningún tipo de división mineral y se rompe de la misma manera irregular que el vidrio. La calcita tiene tres direcciones de clivaje que se juntan en ángulos diferentes a 90°, por lo que se rompe en piezas sólidas con lados perfectamente planos, lisos y brillantes.
Cuando se identifica un mineral, se debe:
- Observarlo detenidamente por todas sus caras visibles para ver cómo refleja la luz
- Probar su dureza
- Identificar su clivaje o fractura
- Nombrar su brillo
- Evaluar cualquier otra propiedad física necesaria para determinar la identidad del mineral
En las tablas de minerales que acompañan a esta sección, los minerales se agrupan según su brillo y color. También se clasifican en función de su dureza y de su clivaje o fractura. Si puedes identificar varias de estas propiedades físicas, podrás identificar el mineral.
Una sencilla lección sobre cómo identificar minerales se ve en este vídeo.
Comprueba tu comprensión
Responde a la(s) siguiente(s) pregunta(s) para ver hasta qué punto entiendes los temas tratados en la sección anterior. Este breve cuestionario no cuenta para su calificación en la clase, y puede repetirlo un número ilimitado de veces.
Use este cuestionario para comprobar su comprensión y decidir si (1) estudiar más la sección anterior o (2) pasar a la siguiente.