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Mineralogía

"Mineralogía" es la ciencia de los minerales. El término "mineral" tiene su origen en la edad media tardía. Lo usaron los mineros de esta época, según las palabras del idioma latín "mina" (pique) y "minare" (extracción de materiales del suelo, es decir, realizar actividad minera). El "mineral" era entonces el material que se obtuvo por excavación.

Hoy en día, se reconoce unos 4000 especies de minerales, y cada año se suman algunos minerales nuevos. Los minerales se clasifica habitualmente acorde a sus caracteristicas químicas y cristalográficas. Para los nombres de los minerales, en cambio, no existe una nomenclatura obligatoria sino convenciones internacionales que deteminen y aprueban propuestas de nombres de minerales. Cuando se descubre un mineral nuevo, el descubridor tiene el derecho de proponer el nombre. La Comisión Internacional de Mineralogía debe aprobar estas propuestas para que sean válidas. Ejemplo: la Juangodoyita, descubierta en 2003 fue bautizada por su descubridor en honor a Juan Godoy, el arriero quién descubrió en 1832 la mina de plata de Chañarcillo (Atacama) (aúnque no tiene relación directa con el mineral o su lugar de descubrimiento). Por lo general, no se aceptan propuestas que contienen nombres de empresas comerciales o personas que no han contribuido específicamente a la ciencia mineralógica, o que han tenido al menos alguna relevancia para el descubrimiento del mineral u otra relación significativa con éste(conmo en el caso de la Juangodoyita).. Dada la larga historia de la ciencia de la mineralogía, hay muchos nombres muy tradicionales; tambien se da en caso que un mineral puede ser conocido con varios nombres a la vez (ejemplo: los nombre Esfalerita y Blenda se refieren al mismo mineral, el sulfuro de Zinc ZnS)

Los nombres pueden tener relación con la zona geográfica donde se descubrió, alguna característica típica del mineral, el nombre del descubridor, o el nombre de alguna persona importante de la disciplina de la mineralogía.

Ejemplos:

  • Atacamita Cu2Cl(OH)3 según la Región de Atacama
  • Hematita Fe2O3 por el color rojizo (como la sangre) del mineral pulverizado
  • Magnetita Fe3O4 por la característica magnética del mineral
  • Magnesita MgCO3 por ser un mineral del elemento magnesio
  • Pirita FeS2 del griego "pyros", por ser tan duro que desprende chispas al golpearlo
  • Calcopirita CuFeS2 del griego "Chalcos" por contener cobre, y por ser similar a la Pirita

En el idioma español, la mayoría de los nombres de los minerales terminan en "-ita". Esto se debe a una convención internacional, que lo determinó así. El sufijo "-ita" alude al término griego "lithos" (= la piedra, la roca). Al menos minerales nuevos deberían ser nombrados con la terminación "ita". Sin embargo, minerales conocidos desde hace mucho tiempo se conoce más con su nombre tradicional. Esto puede llevar a confusiones: El nombre correcto de uno de los minerales más frecuentes es "Cuarzo" mientras la "Cuarcita" no es un mineral sino una roca metamórfica. (Una roca siempre es un conjunto de muchos individuos de minerales.)

Definiciones:

A) Mineral:

En la ciencia de la mineralogía, el término "mineral" se aplica a un material sólido, homogéneo de origen natural (de la tierra, luna, u otros cuerpos estelares, y no solamente de la corteza terrestre como dicen algunas definiciones antiguas).

Basalto, Hawaii (76)

Formado por los minerales Olivino, Piroxeno y Plagioclasa

Roca lunar (basalto) (70)

Formado por los minerales Olivino, Piroxeno y Plagioclasa

Meteorito Allende (composición basáltica) (71)

Formado por los minerales Olivino, Piroxeno y Plagioclasa

Solido:

en su mayoría los minerales son cuerpos sólidos. Excepción: Mercurio nativo. El agua en estado líquido no es considerado mineral. En su mayoría los minerales tienen una estructura cristalina, es decir, sus componentes (átomos, iones, moléculas) poseen una estructura molecular tridimensional periódica. Minerales que no poseen esta estructura interna se llama "amorficos" (= no-cristalino). Un ejemplo es el Opalo (SiO2 x n H2O)

Homogéneo:

El mineral se puede dividir mediante fuerza mecánica en partículas "infinitamente" pequeñas, sin alterar las características químicas o físicas (composición química, peso específico, características ópticas, dureza, etc). Muchos minerales tienen una composición química relativamente simple como el Cuarzo (SiO2). Sin embargo, el cuarzo puede tener impurezas de aluminio, hierro etc. Aún así es considerado "químicamente homogéneo". Otros minerales tienen una composición química homogénea pero variable dentro de ciertos límites. Ejemplo: La composición del mineral Olivino varía entre los extremos Forsterita (Mg2SiO4) y Fayalita (Fe2SiO4). La formula general del olivino se escribe: (Mg,Fe)2SiO4. Otros ejemplos de esta caracteristica son Anfíbola, Granate, Apatita, los feldespatos, etc.

Origen natural:

Los minerales tienen su origen en procesos naturales, sin influencia del hombre. Un cristal de cuarzo generado en un laboratorio no es un mineral, y en consecuencia se habla de un "cuarzo sintético", aún que las características químicas y físicas de este son iguales a los del cuarzo natural.

Especie mineral:

A una "especie de mineral" pertenecen todos los individuos y variedades de igual composición química y estructura cristalina, aún cuando forma y color pueden variar. Ejemplo: a la especie "cuarzo" pertenecen las variedades "cristal de roca" (transparente), "cuarzo ahumado" (gris), "cuarzo lechoso" (blanco), etc. Es por eso (entre otros motivos), que es muy difícil entregar un número exacto de la cantidad de minerales que existen, ya que se puede contar todas las variedades de una especie como un solo mineral o como varios minerales. Sin embargo, existen alrededor de 4000 especies de minerales. Un listado oficial actualizado se puede desacargar en el sitio de la Asociación Internacional de Mineralogía IMA. De todos modos, muy pocos de de los minerales conocidos son de importancia para el trabajo práctico de geología y minería (como minerales formadores de roca o minerales de mena).

La gran mayoría de los minerales es de origen inorgánico. Sin embargo, un mineral puede ser formado por interacción con organismos ("biomineralización"). Los huesos de mamíferos contienen un 50 % del mineral Hidroxiapatito (Ca5(PO4)3(OH)), el esmalte dental contiene un 95 % del mismo mineral. Otros ejemplos son los esqueletos de Calcita (CaCO3), Aragonita (CaCO3), sílice etc de muchos organismos marinos.

Hueso de mamífero

(Apatito; Ca5(PO4)3(OH)) (72)

Caparazón de erizo

(carbonato de calcio; CaCO3) (73)

Esqueleto de coral

(carbonato de calcio; CaCO3) (74)

Esqueleto de diatomea

(óxido de sílice; SiO2 (75)

Un ejemplo de un mineral orgánico es la Humboltina, un oxalato hidratado (Fe2+(C2O4)·2H2O). "Amber" es una resina fosilizada; en la mayoría de los textos se considera como una roca. La madera no es considerada un mineral, igual que los tejidos orgánicos de otras plantas o animales.

Observaciones:

1) Según algunas definiciones (por ejemplo Dana, "El Manual de Mineralogía", última edición Klein-Hurlbut), todos los minerales a la vez son cristales. En este caso, se utiliza el término "mineraloide" para compuestos químicos sólidos, homogéneos y naturales que no poseen una estructura cristalina. Ambas definiciones son válidas, tampoco no hay motivo para grandes discusiones al respecto. Sin embargo, si (por ejemplo, en un informe técnico) se utiliza cierta terminología, puede ser conveniente (o necesario) destacar en que sentido se utiliza el término "mineral".

2) Otros autores utilizan el término "mineraloide" para sustancias de origen no-natural, pero con características similares a los minerales (por ejemplo algunos compuestos químicos de relaves mineros, producto de un tratamiento metalúrgico de minerales de mena, y que en la naturaleza no se conoce.

3) La clasificación del hielo (por ejemplo, cristales de nieve o el hielo de glaciares) no es muy clara: algunos autores lo consideran como mineral, otros no. Por otro lado, el hielo de un glaciar es considerada una roca (al menos por parte de la mayoría de los autores).

4) En Chile, frecuentemente se habla de "el mineral de Chañarcillo" (por ejemplo), refiriéndose al yacimiento minero, y no a un mineral específico en un sentido científico.

5) Denominaciones como "agua mineral", "aceite mineral" etc. no tienen ninguna relación con "minerales". Estos términos solamente quieren destacar el origen natural de estos productos (aludiendo a veces también a ciertas, supuestas calidades mayores), o bien, que se puede extraerlos mediante bombeo de la profundidad de la corteza terrestre rocosa. En este contexto se puede recordar el origen del término "petroleo": "Petra oleo" significa "Aceite de roca". En la antigüedad se denominó así aceite que brotó de la roca hacía la superficie en algunos lugares del medio oriente (Mesopotamia, el actual Irak). En Chile, frecuentemente se habla de "el mineral de Chañarcillo" (por ejemplo), refiriéndose al yacimiento, y no a un mineral específico en un sentido científico.

B) Cristal:

La principal caracteristica de un cristal es su estructura molecular tresdimensional periódica. La imagen demuesta en forma simplificada la estructura del mineral Halita (=sal de roca, sal de mesa), donde se alternan en todas las direcciones del espacio los iones de Sodio (Na) y Cloro (Cl):

(77)

En consecuencia, todos los cristales son sólidos. ("Cristales líquidos" no son cristales sino líquidos que tienen la característica de tener diferentes propiedades físicas (como la conductividad eléctrica, por ejemplo) en función de su orientación, lo que tienen en común con los cristales). Un sólido que no posee una estructura molecular tresdimensional periódica se llama "amorfo". La gran mayoría de los minerales a su vez son cristales, con excepción de algunos pocos minerales (por ejemplo el mineral mercurio, que a temperatura de ambiente es líquido). (Para algunos autores, todos los minerales a la vez son cristales; los demás sólidos sin estructura cristalina serían entonces "mineraloides").

Los cristales pueden ser de origen natural o sintético. La mayoría de las sustancias sólidas que nos rodean son cristales, desde materiales geológicos (los minerales que forman las rocas), metales (cualquier artefacto de hierro, aluminio, cobre etc) hasta algunos alimentos (cristales de azucar, sal de cocina, etc). Los cristales pueden ser materiales inorgánicos u orgánicos (especialmente algunas macromolécolas como las proteinas).

(Más detalles en el apartado "Cristalografía".)

C) Roca:

Una roca es un compuesto de diferentes materiales, como por ejemplo::

  • minerales (frecuentemente cristales),
  • fragmentos de minerales,
  • fragmentos de otras rocas,
  • cemento,
  • fósiles etc.

Las rocas generalmente están formadas por varias especies mineralógicas (rocas compuestas = rocas poli-mineralicas). Ttambién existen rocas constituidas por un solo especie de mineral (rocas mono-mineralicas).

A diferencia de un mineral, una roca no es homogénea, ya que un mineral se puede dividir mediante fuerza mecánica en partículas “infinitamente” pequeñas, sin alterar las características químicas o físicas (composición química, peso específico, características ópticas, dureza, etc). Es decir, cada partícula es idéntico al otro.Con una roca, esto no es posible:

La roca Granito de la imagen al lado es formada por los minerales Ortoclasa (rosado), Plagioclasa (blanco) y Cuarzo (gris) (entre otros), todos con un tamaño de 3 a 4 mm de diámetro.

Si se divide la muestra en partículas menores a 3 mm, lo más probable es que el polvo que se obtiene es formado por pequeñissimas partículas de Ortoclasa, Plagioclasa, Cuarzo, etc. La composición química y las características físicas de cada una de estas particulas, por supuesto, son diferentes de las características de la roca entera, por lo tanto, la roca no es homogénea en el sentido de la definición.

(Más información acerca de la rocas en la sección "Petrografía".)

 

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