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PROPIEDADES FISICAS DE LOS MINERALES
Podemos clasificar los minerales por sus propiedades físicas, ópticas, eléctricas,
magnéticas y por su composición química, aunque este último no es el método
habitual, ya la mayoría pueden ser identificados mediante observación espectroscópica
e incluso visual. Aún así, el análisis químico es la única forma de identificar con
exactitud la naturaleza de un mineral.
Las propiedades físicas son de gran importancia en el estudio de los minerales. Muchas
se pueden observar fácilmente, o recurrir a un espectroscopio.
DUREZA DE UN MINERAL
La dureza de un mineral es la resistencia que presenta a ser rayado. Un mineral posee
una dureza mayor que otro, cuando el primero es capaz de rayar al segundo.
El mineralogista alemán Mohs estableció en 1822 una escala de medidas que lleva su
nombre, y que se utiliza en la actualidad, en la que cada mineral puede ser rayado por
los que le siguen. Se toman 10 minerales comparativos de más blando a más duro, que
son: talco, yeso, calcita, fluorita, apatito, ortosa (feldespato), cuarzo, topacio, corindón
y diamante.
TENACIDAD O COHECION
La tenacidad o cohesión es el mayor o menor grado de resistencia que ofrece un
mineral a la rotura, deformación, aplastamiento, curvatura o pulverización. Se
distinguen las siguientes clases de tenacidad:
- Frágil: es el mineral que se rompe o pulveriza con facilidad. Ejemplos: cuarzo y el
azufre.
- Maleable: el que puede ser batido y extendido en láminas o planchas. Ejemplos: oro,
plata, platino, cobre, estaño.
- Dúctil: el que puede ser reducido a hilos o alambres delgados. Ejemplos: oro, plata y
cobre.
- Flexible: si se dobla fácilmente pero, una vez deja de recibir presión, no es capaz de
recobrar su forma original. Ejemplos: yeso y talco.
- Elástico: el que puede ser doblado y, una vez deja de recibir presión, recupera su
forma original. Ejemplo: la mica.
FRACTURA DE UN MINERAL
Cuando un mineral se rompe lo puede hacer de diversas formas:
- Exfoliación: significa que el mineral se puede separar por superficies planas y
paralelas a las caras reales. Ejemplos: mica, galena, fluorita y yeso.
- Laminar o fibrosa: cuando presenta una superficie irregular en forma de astillas o
fibras. Ejemplo: la actinolita.
- Concoidea: la fractura presenta una superficie lisa y de suave curva, como la que
muestra una concha por su parte interior. Ejemplos: sílex y obsidiana.
- Ganchuda: cuando se produce una superficie tosca e irregular, con bordes agudos y
dentados. Ejemplos: magnetita y cobre nativo.
- Lisa: es la que presenta una superficie lisa y regular.
- Terrosa: es la que se fractura dejando una superficie con aspecto granuloso o
pulverulento.
ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
Muchos minerales conducen bien la electricidad (conductores), mientras que se oponen
a su paso (aislantes). Unos pocos la conducen medianamente (semiconductores).
Gracias a estos últimos se han desarrollado semiconductores que permiten al ser
humano conseguir un alto nivel tecnológico. Pero hay más comportamientos de los
minerales en relación con las fuerzas electromagnéticas:
- Magnetismo: consiste en atraer el hierro y sus derivados. Los imanes naturales son
permanentes. La magnetita es un imán natural conocido desde tiempos muy remotos.
- Piezoelectricidad: es la capacidad para producir corrientes eléctricas cuando se les
aplica presión. Si se aplica una fuerza a las caras de un cristal, genera cargas eléctricas
y, si se aplican cargas eléctricas, entonces se produce una deformación de las caras del
cristal. Ejemplo: el cuarzo.
- Piroelectricidad: se producen corrientes eléctricas en el extremo de las caras
cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y
turmalina.
- Radiactividad: es la propiedad que poseen determinados minerales para emitir
partículas de forma natural y espontánea. La radiactividad natural tiene muchas
aplicaciones científicas, médicas e industriales, y los minerales que la poseen
raramente alcanzan niveles peligrosos. Ejemplo: la uraninita.
TIPOS DE MINERALES
Los minerales que constituyen la corteza terrestre se han formado a partir de los
elementos químicos que originaron el planeta, gracias a reacciones ocurridas en su
interior. Por este motivo, la cantidad de combinaciones es inmensa.
Para poner un poco de orden, se clasifican los minerales atendiendo a la forma en que
se originan, a sus características cristalográficas, a su composición química,... Mención
aparte merecen los cristales y, entre ellos, los llamados "piedras preciosas" que
siempre han cautivado a la humanidad.
Clasificación química
La clasificación química divide los minerales en grupos según sus compuestos
químicos. Cualquier mineral conocido puede ser integrado dentro de estos grupos, pues
la práctica totalidad de ellos incluyen alguno de estos compuestos.
1.- Elementos nativos: son los que se encuentran en la naturaleza en estado libre,
puro o nativo, sin combinar o formar compuestos químicos. Ejemplos: oro, plata,
azufre, diamante.
2.- Sulfuros: compuestos de diversos minerales combinados con el azufre. Ejemplos:
pirita, galena, blenda, cinabrio.
3.- Sulfosales: minerales compuestos de plomo, plata y cobre combinados con azufre
y algún otro mineral como el arsénico, bismuto o antimonio. Ejemplos: pirargirita,
proustita.
4.- Óxidos: producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Ejemplos:
oligisto, corindón, casiterita, bauxita.
5.- Haluros: compuestos de un halógeno con otro elemento, como el cloro, flúor, yodo
o bromo. Ejemplos: sal común, halita.
6.- Carbonatos: sales derivadas de la combinación del ácido carbónico y un metal.
Ejemplos: calcita, azurita, mármol, malaquita.
7.- Nitratos: sales derivadas del ácido nítrico. Ejemplos: nitrato sódico (o de Chile),
salitre o nitrato potásico.
8.- Boratos: constituidos por sales minerales o ésteres del ácido bórico. Ejemplos:
borax, rasorita.
9.- Fosfatos, arseniatos y vanadatos: sales o ésteres del ácido fosfórico, arsénico y
vanadio. Ejemplos: apatita, turquesa, piromorfita.
10.- Sulfatos: sales o ésteres del ácido sulfúrico. Ejemplos: yeso, anhidrita, barita.
11.- Cromatos, volframatos y molibdatos: compuestos de cromo, molibdeno o
wolframio. Ejemplos: wolframita, crocoita.
12.- Silicatos: sales de ácido silícico, los compuestos fundamentales de la litosfera,
formando el 95% de la corteza terrestre. Ejemplos: sílice, feldespato, mica, cuarzo,
piroxeno, talco, arcilla.
13.- Minerales radioactivos: compuestos de elementos emisores de radiación.
Ejemplos: uraninita, torianita, torita.
PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES
Las propiedades físicas de los minerales permiten identificarlos y caracterizarlos con
mayor precisión. Estas se pueden reconocer a simple vista o determinarse por medio
de pruebas sencillas. Las más importantes son:
1. LUSTRE
Es la apariencia de la superficie de un mineral al reflejar la luz.
El lustre o brillo se expresa con intensidad diferente según el ángulo de incidencia
de la luz sobre el mineral. Esto es patente en muchos minerales en los que los
destellos son más intensos en una orientación que en otra.
El brillo de los minerales se clasifica según el índice de refracción "Se llama
refracción a la variación de la dirección de un rayo luminoso al pasar de un medio a
otro." En metálico, submetálico, vítreo y adamantino.
2. COLOR
Es la tonalidad del mineral
El color es la característica física más evidente. No obstante, debido a su
variabilidad, no se la considera una propiedad confiable para su identificación.
3. ROTURA y EXFOLIACION
La rotura en la cual el mineral tiende a partirse, siguiendo planos paralelos a las
caras de los cristales, y presentando superficies planas y pulidas (en forma de
láminas o escamas) a lo largo de las mismas, recibe el nombre de exfoliación o
clivaje.
En algunos minerales el clivaje presenta una dirección única, mientras que en otras
puede presentar dos, tres o más direcciones. Cualquier otro tipo de rotura distinta
del clivaje recibe el nombre de fractura.
4. TRANSPARENCIA
Es el grado en que los minerales transmiten la luz
Los minerales transparentes permiten el paso de la totalidad de la luz. Los
translúcidos permiten el paso de la luz, pero no el color, ni la formación de
imágenes y los opacos no dejan pasar la luz.
5. FLUORESCENCIA
Es la emisión de luz por una sustancia en respuesta a una excitación
Para identificar minerales y piedras preciosas con fluorescencia se emplea luz
ultravioleta, que es una fracción del espectro electromagnético y tiene una longitud
de onda más corta que la luz visible.
Al proyectar luz ultravioleta sobre determinados materiales, éstos presentan una
fluorescencia con diferentes longitudes de onda características.
6. SISTEMA CRISTALINO
Es la forma externa del mineral, reflejo de la disposición interna de los átomos
La mayoría de los minerales son cristalinos y a la disposición definida de su
estructura atómica interna corresponde una determinada disposición exterior.
Pocos minerales son no cristalinos (amorfos)
La pirita pertenece al sistema cúbico, presenta tres ejes perpendiculares de la
misma longitud. Esta estructura es la más simétrica de todas.
La axinita brasileña pertenece al sistema triclínico, presenta ejes desiguales y
nunca forman ángulos rectos... Esta estructura es la menos simétrica de todas
7. DENSIDAD RELATIVA
La densidad relativa de un mineral de composición uniforme es constante. Para
determinar con exactitud la densidad relativa de un mineral deben tenerse en
cuenta varias condiciones.
En primer lugar debe ser puro (requisito difícil de cumplir), compacto y sin grietas
ni cavidades que puedan encerrar burbujas o capas de aire
8. DUREZA
Es la resistencia que el mineral presenta al rayado.
Se clasifican de acuerdo con una escala de dureza comprendida entre 1 y 10 en la
que 1 corresponde a los más blandos y 10 a los más duros.
El grado de dureza relativa de un mineral puede establecerse por comparación de
una muestra del mismo con una serie de minerales previamente elegidos como
escala de dureza.
ESCALA
1 - Talco
2 - Yeso
3 - Calcita
4 - Fluorita
5 - Apatito
6 - Feldespato
7 - Cuarzo
8 - Topacio
9 - Corindón
10 - Diamante
TALCO .- Es un mineral blando, graso y granular o fibroso, compuesto por
metasilicato ácido de magnesio.
Es muy común y se encuentra en lechos grandes de esquistos cristalinos junto a
dolomita y clorita. La mayoría de las veces se encuentra en rocas metamórficas
en forma hojosa o granular.
Propiedades físicas
Lustre: perlado y graso
Dureza: entre 1 y 1,5
Color: verde manzana, gris o blanco
Densidad relativa: 2,7 - 2,8
Rotura: exfoliación basal perfecta
Sistema cristalino: monoclínico y ortorrómbico
YESO .-Sulfato de calcio hidratado. Se lo encuentra en las proximidades de los
yacimientos salinos, en las minas de azufre y en rocas sedimentarias. También
en zonas volcánicas, originándose por la acción de ácido sulfúrico sobre
minerales con contenido en calcio.
Cuando este material se mezcla con agua, se solidifica en un breve lapso de
tiempo en un bloque duro; los cristales rehidratados se forman y entrelazan de
tal manera que se produce una expansión de volumen.
Propiedades físicas
Dureza: entre 1,5 y 2
Color: blanco o incoloro. los colores verdes, amarillos o negros se deben a la
presencia de impurezas
densidad relativa: 2,3
Rotura: exfoliación perfecta.
Sistema cristalino: Monoclínico
CALCITA .- Está compuesto principalmente de carbonato de calcio. Después del
cuarzo, es el más abundante de todos los minerales de la Tierra.
Es el constituyente elemental de distintos tipos de rocas sedimentarias (calizas,
travertinos), o metamórficas (mármoles, esquistos calcáreos). Su importancia
industrial radica en que es la materia prima para la preparación de la cal.
PROPIEDADES FÍSICAS
Dureza: 3
Color: en estado puro es incolora, pero puede estar coloreada en los más
diversos colores, en relación con la presencia de pigmentos o impurezas.
Densidad relativa: 2,71
Rotura: exfoliación fácil y perfecta
Transparencia: en estado puro es transparente.
Sistema cristalino: hexagonal
Otros: fluorescente y fosforescente en algunos ejemplares. fácilmente soluble
con fuerte efervescencia en ácidos.
Variedad de formas y colores
La calcita adopta una amplia variedad de formas cristalinas: romboedros más o
menos agudos, escalenoedros que confieren la típica forma aguda, y prismas
que en combinación entre ellos dan al cristal un carácter muy variado. No faltan
también cristales muy aplanados o foliados, de extrema fragilidad, o bien
lenticulares que reunidos pueden dar lugar a delicadas "inflorescencias" de
notable efecto estético.
Entre las variaciones de color son importantes las coloraciones rosáceas o
marrones con inclusiones diseminadas de hematites o cuprita; verde, de clorita o
de malaquita y amarillas, cuya coloración está determinada por trozos de hierro
que están casi siempre.
FLUORITA .- Fluoruro de calcio. Es el mineral más abundante del flúor. Suele
encontrarse en vetas puras o asociado con menas de plomo, plata o cinc. Es
común en caliza y en dolomitas y, en algunas ocasiones, es un mineral accesorio
en pegmatitas y en otras rocas ígneas.
El uso principal de la fluorita ha sido la producción de ácido fluorhídrico y
fluoruro de aluminio y en muchas otras aplicaciones de la industria química.
PROPIEDADES FÍSICAS
Lustre: vítreo
Dureza: 4
Color: en estado puro es incolora, también, amarilla, azul, morada, verde, rosa o
castaño por presencia de impurezas
Densidad relativa: entre 3 y 3,3
Transparencia: transparente ó translúcida
Rotura: exfoliación perfecta
Otros: Soluble en ácido sulfúrico concentrado caliente
APATITO
Fosfato de calcio. Se presenta como componente accesorio de muchas rocas y
cristales individualizados en las pegmatitas y en los yacimientos metalíferos,
sobre todo en los hidrotermales formados por altas temperaturas como los
filones de estaño y en fisuras alpinas. El apatito es uno de los componentes de
los huesos y del esmalte de los dientes.
PROPIEDADES FÍSICAS
Dureza: 5
Color: incoloro, amarillo, lila, gris azulado, etc.
Densidad relativa: entre 2,9 y 3,2
Rotura: exfoliación clara
Sistema cristalino: hexagonal
FELDESPATOS .-
Aluminosilicatos de potasio, sodio, calcio o bario. Se presentan como cristales
aislados o en masas y componen muchas rocas ígneas y metamórficas.
Son los minerales más abundantes y ocupan casi la mitad del volumen de la
corteza terrestre. Sus variedades, consideradas en su conjunto, constituyen la
más abundante y difusa familia de minerales que se conozcan. Los feldespatos
tienen gran interés científico por componer gran número de rocas y porque,
mediante su estudio, es posible comprender los mecanismos químico-físicos que
han intervenido en la formación de la litosfera.
PROPIEDADES FÍSICAS (Los valores son promedio ya que varían según la
variedad que se estudie)
Lustre: vítreo a perlado
Dureza: entre 6 y 6,5
Color: incoloro, blanco, grisáceo, amarillento, verdoso, rosa o rojo carne
Densidad relativa: entre 2,5 y 2,8
Rotura: exfoliación casi perfecta
Transparencia: transparentes, traslúcido u opaco
Sistema cristalino: monoclínico o triclínico
SUBDIVISIÓN DE LOS FELDESPATOS: Se distinguen tres subfamilias:
Potásicos
- ortoclasa, (u ortosa)
- adularia,
- sanidina y
- microclina, entre otros.
Plagioclasas (sodio y calcio)
- albita,
- labradorita,
- oligoclasa y
- anortita, entre otros.
De bario
- hialofana,
- celsita,
- paracelsita y
- banalsita, entre otros.
CUARZO .-
Oxido de silicio. El cuarzo por su aspecto se asemeja a trozos de vidrio y existe
en las rocas de coloración clara. Dada su resistencia a la erosión, constituye uno
de los principales componentes de los productos del desgaste, como las
areniscas y rocas sedimentarias.
Muy común en la constitución de distintos tipos de rocas ígneas, metamórficas y
sedimentarías, representa, después de los feldespatos, el mineral más
abundante de la corteza terrestre.
PROPIEDADES FÍSICAS
Lustre: vítreo o graso
Dureza: 7
Color: puro es incoloro, pero puede ser castaño, negro, violeta, amarillo, rosa,
azul, etc.
densidad relativa: 2,65
Rotura: no presenta exfoliación
Transparencia: algunos son transparentes y otros translúcidos
Sistema cristalino: hexagonal
Otros: índices de refracción entre 1,55 y 1,54
VARIEDADES DE CUARZO
Los cristales de cuarzo son generalmente incoloros y transparentes pero son
numerosas las variedades que, por la presencia de algunas inclusiones o
coloraciones, dan al mineral características particulares.
Entre las variedades más conocidas están la amatista y el cristal de roca.
TOPACIO .-
Variedad mineral de fluorosilicato de aluminio. Se presenta en cristales
prismáticos, a menudo limpios y susceptibles de ser tallados. Debido a su
dureza, las variedades cristalinas son apreciadas como gemas
El topacio se encuentra en gneis o en granito asociado con berilio, mica,
turmalina y, en ocasiones, con apatito, casiterita y fluorita; también se halla en
algunas rocas de talco, pizarras de mica y riolita, en depósitos aluviales y en
restos rocosos arrastrados.
PROPIEDADES FÍSICAS
Lustre: vítreo
Dureza: 8
Color: puede ser incoloro, amarillo, verde, azul, marrón, rojo y raramente
también rosados o tipo amatista.
Densidad relativa: entre 3,4 y 3,6
Rotura: exfoliación perfecta
Sistema cristalino: Ortorrómbico
CORINDÓN .-
Es un mineral compuesto de óxido de aluminio. Dada su elevada dureza es
susceptible de ser tallado, dando lugar a piedras preciosas muy solicitadas.
El corindón es un típico mineral accesorio de rocas de alto grado de
metamorfismo, rico en aluminio y pobres de silicio, o de algunos tipos de rocas
ígneas.
PROPIEDADES FÍSICAS
Lustre: diamantino o vítreo
Dureza: 9
Color: la gama es muy variada, los opacos son grises o castaños rojizos y los
transparentes van desde el rojo al azul pasando por el violeta, amarillo o verde.
Densidad relativa: entre 4,0 y 4,1
Rotura: no presenta exfoliación
Transparencia: opacos o transparentes
Sistema cristalino: hexagonal
Otros: Inatacable por todos los ácidos
Tan amplia variedad de colores se debe a la existencia de "trazos" de
determinados elementos, tales como el cromo, que confiere la coloración
característica al rubí, mientras que el hierro y el titanio serían los responsables
del color de zafiro.
Variedades de corindón
El corindón común, cristalizado o granular, suele ser gris, azul grisáceo o
castaño; la variedad granular negra, con contenido variable de hematites y
magnetita, se llama esmeril. El corindón común y el esmeril se usan como
abrasivos. Las variedades con cristales transparentes, con calidad de gemas,
forman zafiros y rubíes.
Algunas piedras muestran una estrella cuando son iluminadas, este efecto se
llama asterismo y se debe a inclusiones de milimétricos cristales aciculares de
rutilo. Dando un corte a las piedras se puede observar la estrella de seis o doce
radios que se "mueve" en la superficie de la piedra al mínimo movimiento.
DIAMANTE .-
Se encuentra dentro de determinadas rocas (kimberlitas) ricas en olivino. Como
el grafito, está formado exclusivamente por carbono, generalmente de gran
pureza.
Además de como gema, el diamante se utiliza en la fabricación de objetos muy
resistentes al desgaste (puntas, sierras circulares), para el tratamiento de
materiales duros.
PROPIEDADES FÍSICAS
Lustre: sin tallar tienen un lustre graso y no son brillantes
Dureza: 10
Color: amplia gama de colores. Su color se debe a la presencia de impurezas
densidad relativa: entre 3,15 y 3.53
Rotura: exfoliación perfecta
Transparencia: amplia gama de transparencias
Sistema cristalino: cúbico
Otros: es prácticamente infusible e inatacable por los ácidos. Buenos
conductores del calor.
El color más frecuente es el blanco con varios tonos de amarillo y gris, pero se
tienen también cristales perfectamente limpios e incoloros. Existen además
muchísimos otros colores, se han encontrado diamantes negros, amarillos,
naranjas, verdes, rosados, etc.
Gemas Dos características importantes de los diamantes, cuando se usan como
piedras preciosas, son el brillo y el fuego. Las propiedades físicas que los
determinan (índice de refracción y dispersión), son mayores en el diamante que
en cualquier otro mineral natural, transparente e incoloro.
El efecto de la dispersión elevada es la separación de los colores de la luz blanca,
de tal manera que la piedra centellea cuando se corta de forma adecuada. Los
diamantes auténticos tallados, a diferencia de los falsos, son transparentes a los
rayos X.
Algunos ejemplares coloreados tienen un precio elevadísimo: el célebre
diamante "Hope", de color azul zafiro intenso, el "Dresden" (verde), el "Tiffani",
(amarillo naranja), el "Paul I" (rojo rubí). Entre los más grandes se encuentran el
célebre "Culliman", el "Ko-Hi-Noor" y el "Orlov"
La pirita presenta brillo metálico
El topacio es una piedra dura con
lustre vítreo suave
El ópalo tiene una dureza entre 5,5 y 6,5
La baritina muestra exfoliación perfecta
Efecto del empleo de luz ultravioleta en una roca
La pirita pertenece al sistema cúbico, presenta Tres ejes perpendiculares de la misma longitud. Esta estructura es la más simétrica de todas.
La axinita brasileña pertenece al sistema triclínico, presenta ejes desiguales y nunca forman ángulos rectos.. Esta estructura es la menos simétrica de todas
Cristal de roca, variedad clara del cuarzo que tiene una densidad relativa de 2,65
La plata en estado puro tiene una densidad de 10,5.
El ópalo tiene una dureza entre 5,5 y 6,5
Nº
NOMBRE FORMULA QUIM. DUREZA PESO ESPEC.
BRILLO S.C COLOR FRACTURA
EXFOLIACION
1
2 PIRITA FeS 6.5 metalico cubico amarillo palido concoide muy perfecta
3 BARITINA FIBROSA
BaSO 3.5 4.5 vitreo rombico marron oscuro
4 CIRCON ZrSiO 7.5 4,6 - 4,7 opaco blanco
cremoso
5 CUARZO SiO 7 2.6 vitreo trigonalblanco
cremosoconcoide
6 CUARZO AHUMADO
SiO 7 2.6 vitreo ahumado
7 MALAQUITA CuCo (OH) 3.5 4 monoclini
coazulado
8 AZUFRE S 2 2.1no
metalicorombo amarillo
9 BIOTITA K(MgFe) AlSiO (OHF) 2.3 2,7 - 3,4 nacarado negro
10
CALCITA CaCo 5 2.7 trigonal blanco lechoso
11
CUPRITA CuO 3,5 - 4 6.1 cubico
12
OLIVINO MgFe SiO 6.5 3.4 vitreo rombico verde olivo irregular
13
CALCIPIRITA CuFeS 4.2 5.2 metalicotetragona
lamarillo laton
14
CALCEDONIA SiO 6.5 2.6 vitreo blanco lechoso
15
MICA MOSCOVITA
K Al (Al SiO OHF) 02-Mar 2,8 - 2,9 vitreo laminar blanco opaco
16
AEPSOMITA MgSO 7HO 4 3,4 - 3,6no
metalicotetragona
lblanco lechoso
17
18
ALUMBRE AlSO 5.8 3.4 vitreo rombicoblanco
traslucido
19
GALENA PbS 2.5 7.6 metalico cubico gris perfecta
20
CUARZO AMATISTA
SiO 7 2.65 exagonal rosado concoide