1.2 Propiedades químico-estructurales

La estructura cristalina guarda relación con la composición química, pero no siempre forman las mismas estructuras cristalinas, ni las mismas estructuras están formadas por los mismos elementos.

Isomorfismo

Se produce cuando dos o más sustancias minerales presentan idénticas estructuras cristalinas pero diferente composición química. Normalmente constituye series isomórficas que sustituyen iones similares en cuanto a carga y configuración electrónica.

• Serie isomorfa del olivino: Constituida por minerales que cristalizan en el sistema rómbico. Existe un intercambio de Mg (forsterita) y Fe (fayalita).
• Serie de las plagioclasas: Minerales que cristalizan en el sistema triclínico. La sustitución de Na (albita) por Ca (anortita) da lugar a la plagioclasa cálcica.

Polimorfismo

Ocurre si dos minerales tienen idéntica composición química pero presentan diferente estructura cristalina, en función de las condiciones de presión y temperatura.

• Calcita-Aragonito: Ambos son carbonatos de calcio (CaCO₃); sin embargo, la calcita cristaliza en el sistema romboédrico y el aragonito en el sistema rómbico.
• Grafito-Diamante: Ambos están compuestos por carbono (C). El diamante pertenece al sistema cúbico y el grafito al sistema hexagonal.

1.3 Propiedades físicas

Dureza

Es la resistencia de un mineral a ser rayado. Los minerales con enlaces covalentes suelen presentar una mayor dureza.

Brillo

Es el aspecto general de la superficie de un mineral cuando se refleja la luz. Se divide en:

• Metálico: Aspecto de metal, son opacos. Ejemplos: galena o pirita.
• No metálico: Generalmente de colores claros.
  • Vítreo: Parece vidrio. Ejemplos: cuarzo, yeso o calcita.
  • Resinoso: Parece resina. Ejemplo: azufre.
  • Nacarado: El exterior es irisado, como las perlas. Ejemplo: talco.
  • Graso: Aspecto de aceite. Ejemplo: blenda.
  • Sedoso: Aspecto de seda. Ejemplo: malaquita.
  • Adamantino: Reflejan mucha luz. Ejemplo: diamante.

Exfoliación

Capacidad de algunos minerales de romperse por determinados planos cristalográficos debido a la presencia de enlaces débiles. Ejemplos: calcita, micas, halita, piroxenos y anfíboles.

Fractura

Se da cuando determinados minerales se rompen de forma irregular y no por planos de exfoliación.

• Concoidea: Origina superficies cóncavas y lisas que parecen conchas.
• Fibrosa: Se rompe en forma de astillas.
• Ganchuda: Superficies irregulares, con formas de pinchos y dientes.

Propiedades magnéticas y eléctricas

Las propiedades magnéticas se refieren al comportamiento que presentan los minerales ante un campo magnético:

• Diamagnéticos: No se imantan y son repelidos por el campo magnético. Ejemplos: cuarzo o calcita.
• Paramagnéticos: Se imantan débilmente. Ejemplos: hematites o siderita.
• Ferromagnéticos: Se imantan fuertemente. Ejemplo: magnetita.

En cuanto a las propiedades eléctricas, se refiere a la acumulación de cargas eléctricas como respuesta a:

• Calor (Piroeléctricos): Ejemplo: turmalina.
• Esfuerzo mecánico (Piezoeléctricos): Ejemplo: cuarzo.

Otras propiedades físicas

• Tenacidad: Resistencia a ser partido, molido o doblado. Puede ser frágil (rompe fácil), maleable (puede formar hojas delgadas), dúctil (estirado en hilos) o flexible (doblado).
• Color: Depende de las longitudes de onda de luz que absorben y reflejan. El color de la raya (producido al frotar el mineral con porcelana) es siempre el mismo para un mineral dado.
• Luminiscencia: Capacidad de algunos minerales de emitir luz al recibir energía.
  • Fluorescencia: Bajo luz UVA, dura poco y es independiente de la temperatura.
  • Fosforescencia: Aumenta con el calor y la emisión de luz perdura después de retirar la fuente de energía.

2. Clasificación de los minerales

La clasificación actual está basada principalmente en su composición química:

• Elementos nativos: Formados por un solo elemento químico. Existen unos veinte. Metales (oro, plata) y no metales (azufre, diamante).
• Sulfuros: Combinación de azufre con un elemento metálico. Ejemplos: pirita, calcopirita.
• Óxidos e hidróxidos: Oxígeno combinado con uno o más metales. Ejemplos: oligisto y magnetita.
• Haluros: Formados por un elemento halógeno. Ejemplos: halita, silvina.
• Carbonatos: Contienen el anión carbonato unido a metales. Ejemplos: calcita, siderita.
• Nitratos y boratos: Ejemplos: nitratina, bórax.
• Fosfatos: Contienen el anión fosfato. Ejemplos: apatito y turquesa.
• Sulfatos: Contienen el grupo aniónico sulfato. Ejemplos: yeso, baritina.
• Wolframatos: Anión wolframato con cationes metálicos. Ejemplos: wolframita, scheelita.
• Silicatos: Minerales petrogénicos fundamentales. Constituyen el 92% de la composición mineralógica de las rocas de la corteza terrestre.

Los Silicatos

Suponen un tercio del total de los 4.000 minerales conocidos. Su unidad estructural básica es el tetraedro SiO₄⁴⁻, con el Si⁴⁺ en el centro rodeado de cuatro O²⁻ en los vértices. La capacidad de unión de los tetraedros por sus vértices se llama polimerización.

Tipos de silicatos

• Nesosilicatos: Tetraedros independientes unidos entre sí por cationes (Fe, Mg, Mn). Ejemplos: olivino, granates.
• Sorosilicatos: Los tetraedros se unen dos a dos compartiendo un oxígeno. Ejemplos: epidota, vesubianita.
• Ciclosilicatos: Comparten dos oxígenos con el tetraedro vecino formando anillos de 3, 4 o 6 tetraedros. Ejemplos: berilo, cordierita.
• Inosilicatos: Tetraedros dispuestos linealmente formando cadenas de longitud indefinida.
  • Piroxenos: Cadenas sencillas (comparten dos oxígenos). Ejemplos: hiperstena, augita.
  • Anfíboles: Cadenas dobles (unos comparten dos oxígenos y otros tres). Ejemplos: antofilita, glaucofana.
• Filosilicatos: Los tetraedros comparten tres átomos de oxígeno formando láminas de extensión indefinida.
  • Bilaminares: Capas de dos láminas. Ejemplos: caolinita, serpentina.
  • Trilaminares: Capas de tres láminas. Ejemplos: pirofilita, talco.
  • Micas: Estructura trilaminar. Ejemplos: moscovita, biotita.
• Tectosilicatos: Los tetraedros comparten los cuatro oxígenos formando una red tridimensional. Incluye el grupo de la sílice (cuarzo) y los feldespatos (minerales más comunes de la corteza). Ejemplos: ortosa, albita.

3. Minerales de interés económico

3.1 Menas

Se define como el mineral del cual se pueden extraer metales mediante procesos metalúrgicos o sustancias no metálicas para otros usos.

Principales menas metálicas

• Hierro (Fe): De los más abundantes (95% de los metales consumidos). Ejemplos: oligisto, hematites.
• Aluminio (Al): Metal más abundante de la corteza, aunque su extracción debe ser rentable. Ejemplos: bohemita, gibbsita.
• Cobre (Cu): Utilizado en conductores y aparatos eléctricos por su ductilidad, maleabilidad y conductividad. Ejemplo: calcopirita.
• Plomo (Pb): Usado en placas de baterías y cámaras resistentes a ácidos o en centrales nucleares. Ejemplo: galena.
• Zinc (Zn): Importante en la industria; aleado con Cu forma latón. Se usa para galvanizar el hierro y en pilas. Ejemplos: blenda, esfalerita.
• Estaño (Sn): Ejemplo: casiterita. Aleado con Cu forma bronce. Protege metales y se usa en soldaduras y vidrio.
• Uranio (U): Fuente de energía nuclear. Ejemplos: uraninita, pechblenda.
• Wolframio (W): Para aleaciones muy duras y filamentos de lámparas. Ejemplos: wolframita, scheelita.
• Mercurio (Hg): Líquido a temperatura ambiente y tóxico. Usado en termómetros y extracción de metales nobles. Ejemplo: cinabrio.
• Otros metales: Cromo (cromita), Manganeso (pirolusita), Titanio (rutilo), Antimonio (estibina), Cobalto (cobaltina).

Menas no metálicas

• Halita: Fuente de Sodio (carbonatos) y Cloro (HCl, lejía).
• Fluorita: Fuente de Flúor para la elaboración de sustancias (HF).

3.2 Minerales industriales

• Cuarzo: Fabricación de vidrio y aparatos electrónicos.
• Feldespato: Industria de la porcelana.
• Halita: Uso en conservas y salazones.
• Yeso: Recubrimiento de paredes, decoración, férulas y moldes. El alabastro se usa para esculpir.
• Silvina: Fertilizantes potásicos.
• Fluorita: Empleada en la industria del acero y fabricación de lentes.
• Grafito: Mezclado con arcilla para lápices y obtención de grafeno.
• Azufre: Producción de ácido sulfúrico.
• Talco: Lubricante sólido, cerámica y cosméticos.
• Caolinita: Papel, cerámica, plásticos y fertilizantes.
• Sepiolita: Filtros para boquillas y arena para mascotas.
• Nitratina (Nitrato de Chile): Fertilizante y fabricación de explosivos.