ciencia - atlas tematico de mineralogia

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M I NERALOGA

IDEA BOOKS, S.A.

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jQ U ES UN MINERAL?

Se denominan minerales los seres naturales de composicin qum ica definida y de estructura cristalina determinada, que a veces se presentan en formas geomtricas ms o menos regulares.Todo m ineral debe reunir tres cualidades: unidad material, origen natural y pertenecer a la parte slida de la corteza terrestre.La materia de que constan los minerales est formada por la ordenacin sistemtica de las partculas elem entales que la constituyen, tomos, iones o molculas, dando origen a un medio peridicamente homogneo, denominado materia cristalina, que, si tiene forma polidrica, forma un cristal.Cuando se rompe una masa de calcita , los fragmentos resultantes tienen forma polidrica, romboedros en este caso; de los cristales seudohexagonales de mica se pueden separar lminas muy finas que conservan la forma del cristal; los diamantes se tallan aprovechando determinadas superficies de fcil exfoliacin. Esto es debido a la estructura interna de la materia cristalina.

E S T R U C T U R A IN TER N A DE LA M ATERIA CRISTALINA

Es del dominio general que el cloruro sdico est integrado por los iones de los elementos cloro y sodio, pero lo que ya no es tan conocido es que dichos iones, que en disolucin circulan libremente por la masa lquida, en el momento de la cristalizacin se unen ocupando posiciones determinadas de modo que cada in sodio est rodeado por seis cloriones, e inversamente que cada sodin est a su vez rodeado por seis iones cloro. Admitiendo que cada in es una esfera de tamao determinado, el cual depende del nmero de electrones orbitales, cargada positiva o negativamente, los iones de sodio y cloro que integran el cristal de cloruro sdico sern una serie de esferas que permanecern unidas entre s por la fuerza de atraccin entre cargas de distinto signo y, por lo tanto, cada una de estas esferas tendr, rodendola y tangentes a ella, el mximo nmero posible de otras cargadas con signo contrario.Esta d isposicin, que depende nicamente del tamao relativo de ambos iones, determina que cada in adopte una posicin particular. Tomemos un cubo de arista igual a 5,628 unidades arbitrarlas y, en cada vrtice y centro de las caras, coloquemos esferas de radio

igual a 0 ,98 ; si en mitad de cada arista situamos esferas de radio igual a 1,81, tendremos el esquema que, repitindose indefinidamente, constituye el cristal del cloruro sdico. A esta unidad cuya repeticin da la materia cristalina se le denomina celda fundamental. La figura 1 representa el cubo descrito en el prrafo anterior; las esferas de color verde son los cloriones, mientras que las de color pardo son los sod iones. La figura 2 es exactamente el mismo esquema, pero en ella slo estn representados los centros de los iones; las lneas que los unen, de trazo ms fuerte, marcan el lmite de la celda fundamental. En la figura 3 se han dibujado una serie de celdas fundamentales, dentro de un cristal de cloruro sdico.Las dimensiones de esta unidad elemental, del orden de unos pocos armstrongs (1 A = 10 8 cm), no permiten distinguirlas ni con el microscopio petrogrfico, ni aun con el electrnico, siendo nicamente los rayos X los que nos informan sobre su existencia, ya que, al ser su longitud de onda de la misma magnitud que las dimensiones de la celda fundamental, sufren el fenmeno de la difraccin. Este fenmeno fue descubierto por von Laue en 1912, y Sir W illiam Bragg, en 1913, dedujo una sencilla frmula que abri un inmenso campo a la investigacin de los cristales. Existen otros tipos de estructura cristalina, distintos del descrito para el cloruro sdico. Si consideramos l cristal de cuarzo, en l los tomos de silicio y oxgeno se disponen de modo que cada silicio est situado en el centro de un tetraedro cuyos vrtices ocupan cuatro oxgenos. Cada tetraedro se une con sus vecinos por los vrtices, formando una armazn tridimensional que origina el cristal de cuarzo. El esquema del mismo se puede observar en la figura 4. Las estructuras que poseen estos grupos discretos, tales como los carbonates, sulfatos, etc., se diferencian de las tpicamente inicas en que el tamao relativo de sus tomos no influye de manera preponderante, siendo ms importantes las direcciones en que se unen los tomos entre s.Como ejemplo mineralgico tpico de estructuras cristalinas con grupos definidos en su interior, citaremos el cristal de m ica, esquemticamente dibujado en la figura 5.

Colores convencionales adoptados internacionalmente para la representacin de los iones: H, color crema; H .O , anaranjado; O, rojo ; S, amarillo; N, azuT ultramar; P, prpura; Halgenos, verde; O H , azul celeste; y Metales, pardo o gris.

A T LA S D E M IN E R A L O G A6

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Estructura interna de la mater ia cr istal ina

Estructura cristalina de

la sal gema

Fig. 1.- Disposicin inica.

Fig. 2.- Celda fundamental.

o 1 e 3 4 s A

r*,J2 &O 1 2 3 4 5

Fig. 5.- Estructura cristalina de la muscovita.

o 5 10 AFig. 3.- Constitucin interna de un cristal de sal gema.

0 1 2 3 4 5

Fig. 4.- Estructura cristalina del cuarzo.

C R IS T A L O G R A F IA

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SIMETRA CRISTALINA

La ordenacin sistemtica que adoptan las partculas que forman la materia cristalina hace que aparezcan en ella elementos geomtricos de simetra, tales como ejes, planos y centro de simetra.En la celda fundamental del cloruro sdico (fig. 1) se observa que, al efectuar giros de 90 alrededor de las rectas que unen los centros de las caras, AA', todos los elementos materiales van a posiciones ocupadas por elementos similares antes del giro, mantenindose la disposicin relativa de todos ellos. Exactamente ocurre al girar 120 alrededor de BB', o 180 alrededor de C C '. Esto determina la existencia de eje cuaternario segn AA', ternario segn BB' o binario segn CC'.Por otra parte, el plano ACACA'C'A 'C 'A (fig. 2) divide a la celda en dos partes iguales, que son como el objeto y su imagen; en esta posicin existe un plano de simetra.Finalmente, alrededor de B y B' existe la misma disposicin m aterial, lo cual motiva la aparicin de un centro de s/metra.En los cristales aparecen estos elementos de simetra regulando la disposicin de sus elementos reales (caras, aristas y vrtices), de manera que el estudio de estos ltimos nos indica la simetra que posee el cristal.Los elementos de simetra que, solos o combinados entre s, pueden aparecer en los cristales, son siete: 5 ejes de simetra de orden binario, ternario, cuaternario y senario, plano de simetra y centro de simetra.

SISTEMAS CRISTALINOS

La asociacin de los elementos de simetra cristalogrfica entre s da origen a las 32 clases cristalinas.Reunindolas en grupos de manera que en cada uno haya aquellas que poseen ejes de simetra del mismo orden, se forman 6 sistemas cristalinos, cuya caracterstica simtrica es el eje comn.

CONSTANTES CRISTALOGRFICAS

La simetra interna de la materia cristalina se

traduce en la relacin constante que guardan entre s los elementos reales del cristal, quedando determinada la posicin de una cara cualquiera por los ngulos que forman con otras que se toman como planos de referencia. Si en el cristal de cloruro sdico consideramos el punto O como origen de coordenadas (fig. 3), las rectas OA, O B y O C sern los tres ejes de un sistema coordenado y formarn entre s tres ngulos: a ; / y y, que son las constantes angulares del cristal. A estos ejes se les denomina ejes cristalogrficos. El plano A B C , paralelo a una cara de octaedro, corta los tres ejes anteriores a distancias fijas, a, b, c, que en este caso son iguales; la relacin existente entre estos tres parmetros, a :b :c , se denomina relacin paramtrica, y con los ngulos anteriores constituyen las constantes cristalogrficas del cristal.Variando la relacin de estas constantes entre s, se deducen 7 formas fundamentales, que corresponden a las siete singonas cristalinas, en las que pueden tambin agruparse las 32 clases cristalinas. En la figura 4 pueden observarse las constantes cristalogrficas y el poliedro fundamental para cada singona, as como la relacin de stas con los sistemas.

FORMAS CRISTALINAS

El cristal est formado por un conjunto de caras, aristas y vrtices, que se disponen segn la simetra que posee la materia cristalina que lo integra. De acuerdo con esta simetra, una cara, que denominaremos cara generadora, engendrar un nmero determinado de caras, todas equivalentes a ella y cuyo conjunto es una forma cristalina sencilla. s, el cubo de cloruro sdico ser una forma sencilla. Si varias de estas formas se combinan en un mismo crista l, se engendrar una forma com puesta; por ejemplo, un cubo de galena con caras de octaedro en los vrtices. En la Naturaleza, los cristales se presentan como formas compuestas, excepto en raras ocasiones. Cuando una forma sencilla limita una porcin de espacio, caso del cubo, se dice que es forma cerrada, mientras que si no cierra un espacio determinado, caso de los prismas, se la denomina forma abierta.


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Simetra cristal ina

Fig .3 Constantes cristalogrficas del cristal.

Elementos de simetra de la sal gema

Fg. 1.- Ejes de simetra. Fig. 2.- Plano de simetra.

Slngona

Regular

Constantescristalogrficas

a = S = y = 90 a = b = c

Poliedrofundamental

c

Sistema

Regular

Caractersticasimtrica

3 ejes cuaternarios

4 ejes ternarios

Tetragonal a = fc = y = 90

a = b * c Tetragonal 1 eje cuaternario

Hexagonal

Rombodrica

Rmbica

Monoclnica

a = 6 = 90,y = 120 a = b i t c

a = G = y * 9 0

a = b = c

a = fr = y = 90

a * b * c

a = y = 90 &a b c

A H Av v

Hexagonal 1 eje senario

Rombodrico 1 eje ternario

Diagonal I eje binario

Triclnica[a yJ ^ 90

a * b * cNo tiene eje

C R IS T A L O G R A F IA9

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SISTEMA REGULAR

Tambin denominado cbico, est formado por cinco clases cristalinas, cuya caracterstica simtrica es poseer cuatro ejes ternarios equidistantes entre s, que dan origen a tres ejes binarios normales entre s y equidistantes de los ternarios y que pasan a cuaternarios en las dos clases de mayor simetra del sistema.El poliedro fundamental es el cubo (fig. 1), forma sencilla y cerrada, como todas las de este sistema, integrada por seis caras equivalentes y normales a los ejes cuaternarios; sus aristas son los ejes cristalogrficos del sistema, formando tres ngulos rectos, o sea a = i= y= 90.La forma que determina la relacin paramtrica es el octaedro, cuyas caras, normales a los ejes ternarios, forman ngulos iguales con las del cubo, siendo sus parmetros guales, y la relacin paramtrica a:b :c =1:1 :1 = 1.La clase de mayor simetra es la holoedria regular, que posee: tres ejes cuaternarios, normales entre s y equivalentes; cuatro ejes ternarios, equidistantes de los anteriores; seis ejes binarios, que son bisectriz de los ngulos que forman los cuaternarios; tres planos de simetra normales a los ejes cuaternarios, seis planos de simetra normales a los ejes binarios, y centro de simetra (figs. 2, 3 y 4).Este conjunto de elementos de simetra produce la forma sencilla de mayor nmero de caras, el hexaoctaedro o hexaquisoctaedro, con 48 caras triangulares iguales.

Adems de las indicadas, las formas holodricas de este sistema son el rombododecaedro, con doce caras romboidales normales a los ejes binarios, y el trapezoedro, con 24 caras trapecios issceles, que se encuentran con gran frecuencia en los granates; el tetrahexaedro o cubo piramidado, con 24 caras tringulos issceles, y el trioctaedro u octaedro piramidado.Las cuatro restantes clases del sistema poseen menor grado de simetra, existiendo tres he- ( miedrias, la enantiomrfica, la hemimrfica y la paramrfica y la tetartoedria, que slo posee los elementos de simetra de la caracterstica simtrica.Entre las formas hemidricas ms frecuentes hay las paramrficas, el dodecaedro pentagonal o piritoedro, formado por doce caras pentgonos irregulares, que, como su nombre indica, se presenta con gran frecuencia en los cristales de Pirita; el icositetraedro trapezoidal o diploedro, con 24 caras trapezoidales, que se encuentra en los cristales de Leucita. Entre las hemimrficas tenemos el tetraedro, con cuatro caras tringulos equilteros, todas ellas normales a los ejes ternarios, y el trlte- traedro o tetraedro piramidado, con doce caras tringulos issceles, que, combinados con el cubo, se presentan en la Blenda, principalmente en las variedades de Blenda acaramelada.La nica forma tetartodrica nueva es el dodecaedro pentagonal tetartodrico, del que muy raramente se encuentran cristales naturales.

SISTEMA REGULAR:

H O LO ED RIA . Cubo, Octaedro, Rombododecaedro, Tetrahexaedro, Trapezoedro, Trioctaedro, Hexaoctaedro.

Enantiomrfica. Icositetraedro pentagonal.HEM IEDRIAS Hemimrfica. Tetraedro, Tritetraedro, Dodecaedro trapezoidal, Hexatetraedro.

Paramrfica. Dodecaedro pentagonal, Icositetraedro trapezoidal.

TETARTOEDRIA . Dodecaedro pentagonal tetartodrico.


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Fig. 2.- Ejes de simetra principales y secundarios.

Sistemaregular

Fig. 3.- Planos de simetra principales.Fig. 1.- Poliedro fundamental: cubo.

:.... I-..-.:.:.......

Fig. 4.- Planos de simetra secundarios.

Cubo Rom bododecaed roOctaedro Tetrahexaedro Trapezoedro

Hexaoctaedro I cos i et raed ro pentgona I Tetraedro Tritetraedr

Dodecaedro trapezoidal etraedro Dodecaedro pentagonal

Fig. 5.- Formas cristalinas sencillas del sistema.Diploedro Dodecaedro pentagonal

tetartodrico

C RISTA L*

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SISTEMA TETRAGONAL

Est formado por siete clases cristalinas, cuya caracterstica simtrica es poseer un eje cuaternario, que en dos de ellas presenta condiciones especiales, por lo cual se le denomina de 2.- especie.El poliedro fundamental es el prisma tetragonal, cerrado en sus extremos por caras de pinacoide bsico, siendo forma compuesta integrada por cuatro caras equivalentes y paralelas al eje cuaternario, y dos caras, la superior y la inferior, normales a dicho eje. Los ejes cristalogrficos del sistema son las aristas de esta forma compuesta, formando entre s tres ngulos rectos: a = S = y = 90.La forma que determina la relacin paramtrica es la bipirm ide tetragonal, con ocho caras que forman ngulos iguales con las del prisma anterior, pero distintos del que forman con el pinacoide. Los parmetros con que estas caras cortan a los ejes horizontales son iguales y distintos del parmetro sobre el eje vertical: a = b * c.La clase de mayor simetra es la holoedria tetragonal, con 1 eje cuaternario vertica l, 4 ejes binarios normales al cuaternario y formando ngulos de 45; 1 plano de simetra normal al eje cuaternario, 4 planos de simetra que se cortan segn este eje, forman entre s ngulos de 45 y son perpendiculares a los ejes binarios y centro de simetra.Adems de las tres formas ya citadas aparecen, en la holoedria, el prisma ditetragonal, con ocho caras verticales, que forman ngulos guales dos a dos, y la bipirmide ditetragonal, con diecisis caras, ocho superiores y ocho inferiores, que convergen en dos vrtices, culminantes, superior e inferior respectivamente. En esta clase cristalizan la Casiterita y el Rutilo, con formas compuestas de prismas y bipirmides.Las formas hemidricas ms importantes son: el trapezoedro tetragonal, integrado por ocho caras trapezoides, que se cortan segn aristas en zigzag; las pirmides tetragonales y di tetragonal, verdaderas hemiformas holodricas; y los esfenoedros y escalenoedro tetragonales, de forma semejante a la del tetraedro, siendo sus caras tringulos issceles en lugar de equilteros. Los cristales de Calcopirita presentan la combinacin de estas ltimas formas.

SISTEMA HEXAGONAL

Al igual que el sistema tetragonal, est formado por siete clases cristalinas, cuya caracterstica simtrica es poseer un eje senario; en dos de ellas presenta condiciones especiales que lo hacen equivalente a un eje ternario y un plano, motivo por el cual algunos autores agrupan estas clases con las cinco rombodricas, para formar un sistema de siete clases que denominan trigonal.El poliedro fundamental es el prisma hexagonal, cerrado en sus extremos por el pinacoide bsico , siendo forma compuesta integrada por seis caras equivalentes y paralelas al eje senario, y dos caras, la superior y la inferior, normales a dicho eje. Los ejes cristalogrficos del sistema son tres aristas de este poliedro, formando entre s los ngulos siguientes: a = (i = 90, y = 120.La forma que determina la relacin paramtrica es la bipirmide hexagonal, provista de doce caras que forman ngulos iguales con las caras del prisma, pero distintos del que forman con el pinacoide. Los parmetros con que estas caras cortan a los ejes horizontales son guales, y distintos del parmetro sobre el eje vertical: a = b ^ c.La clase de mayor simetra, holoedria hexagonal, posee 1 eje senario vertical; 6 ejes binarios horizontales formando ngulos de 30; 1 plano de simetra normal al eje senario; 6 planos contenidos en este eje y normales a los binarios, y centro de simetra.La semejanza entre este sistema y el tetragonal va hasta la denominacin de las formas sencillas. As, adems de las tres formas citadas, aparecen , en la ho loedra , el prism a dihexagonal y la bipirmide dihexagonal, de caractersticas idnticas a las tetragonales, salvando el nmero de caras, que ser mayor. Cristaliza en esta clase un mineral tan importante como es el Berilo.Las formas hemidricas son el trapezoedro hexagonal, y los prismas y bipirmides trigonales, que aparecen en las dos ltimas clases del sistema y son de naturaleza totalmente diferente de la de aquellos que hemos visto en el sistema tetragonal. Estas ltimas formas las hallarem os en el sistema rombodrico, dando ocasin a que ste haya sido considerado como una hemiedria del sistema hexagonal.

A T LA S D E M IN E R A L O G A 2

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Sistemas tetragonal y hexagonal

Sistema tetragonal

Bipirmidetetragonal

Bipirmideditetragonal

Fig. 1.- Poliedro fundamentar: prisma tetragonal y pinacoide bsico.


Fig. 3.- Planos de simetra principales y secundarios.

Irapezoedro Pirmide Pirmide Biestenoide Escalenoedrotetragonal tetragonal ditetragonal tetragonal tetragonal

Fig. 4.- Formas cristalinas del sistema.

Sistema hexagonal


Fig. 5.- Poliedro fundamental: prisma hexagonal y pinacoide bsico.

Bipirmidehexagonal

Prisma dilrigonal

F'g- 7.- Planos de simetra principales y secundarios.

Fig. 8.- Formas cristalinas del sistema.

dihexagonalBipirmide

dihexagonalirapezoedro Pirmidehexagonal hexagonal

Pirmidedihexagonal

C R IS T A L O G R A F A13

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SISTEMA ROMBODRICO

Incluido por una serie de autores dentro del sistema hexagonal, se independiza de ste por aparecer en todas sus clases el romboedro, forma fundamental del sistema, que puede considerarse derivado del cubo con slo deformar a este ltimo homogneamente; est integrado por seis caras, rombos, y doce aristas, seis de ellas culminantes tres a tres en los vrtices superior e inferior.Los ejes cristalogrficos racionales de este sistema son las tres aristas culminantes del romboedro, que forman ngulos iguales entre s y distintos de 90: a = 6 = 90. La carafundamental es el plnacoide bsico que trunca este vrtice y corta a los tres ejes segn parmetros iguales entre s: a = b = c . No obstante, debido a que aparecen en este sistema formas hexagonales, y con el fin de no orientar la misma forma cristalina de manera distinta, se adoptan, para el estudio morfolgico, los ejes del sistema hexagonal.Las cinco clases cristalinas del sistema carecen de plano principal de simetra, poseyendo la holoedria un eje ternario vertical; tres ejes binarios, normales al ternario y formando ngulos de 60 entre s; tres planos de simetra verticales y normales a los ejes binarios, y centro de simetra.Las formas sencillas ms importantes, adems del romboedro ya citado, son el escalenoedro ditrigonal, formado por doce caras tringulos escalenos, seis superiores y seis inferiores, con las aristas medias en zigzag; los trapezoedros trigonales, con seis caras trapezo id a les , tres superiores y tres inferiores, enantiomorfos entre s y cuyas caras determinan la naturaleza dextrglra o levgira del cristal de Cuarzo ; las pirm ides trigonales, tambin denominadas hem irrom boedros ; y los prismas y bipirmides hexagonales, exactamente guales que los vistos en el sistema hexagonal.M inera les tan im portantes com o C a lc ita , Cuarzo, C inabrio , O lig isto , Corindn, etc:., cristalizan en este sistema, siendo tpicos los escalenoedros ditrigonales de Calcita y los Cuarzos form ados por prism a hexagonal, romboedros positivo y negativo, caras pequeas de bipirmide trigonal y las caractersticas caritas del trapezoedro trigonal.

SISTEMA DIGONAL

Est formado por las singonas rmbica y nio- noclnica, caracterizndose sus clases cristalinas por tener un eje binario principal.

a) S1NGONA RM BICA. El poliedro fundamental es un paraleleppedo rectangular, forma compuesta por los tres pinacoides bsicos. Las aristas del poliedro fundamental son los ejes cristalogrficos de la singona, formando tres ngulos rectos: a = Lx = y = 90 . La b ip irm ide rm bica , formada por ocho caras tringulos escalenos, cuatro superiores y cuatro inferiores, determina la relacin paramtrica, cortando a los tres ejes segn parmetros desiguales: a A b * c.La holoedria rmbica posee tres ejes binarios normales entre s y no equivalentes; tres planos de simetra, perpendiculares a los ejes binarios, y centro de simetra. Las formas de esta singona, adems de las ya citadas, son prismas rmbicos, pirmide rmbica y esfenoedro rmbico.El Aragonito, la Baritina, etc., cristalizan en esta singona, con formas generalmente de hbito tabular, dando magnficos agregados.

b) SIN G O N A M O N O CLN ICA . El poliedro fundamental es un paraleleppedo inclinado, forma compuesta por los tres pinacoides m on ocln ico s. Las aristas del poliedro son los ejes cristalogrficos de la singona, formando dos ngulos rectos y un tercer ngulo de valor distinto: a = y = 90 * S. El prisma m onoclnico de 4.- especie, formado por cuatro caras que cortan a los ejes cristalogrficos a distancias desiguales, determina la relacin paramtrica: a * b * c.La holoedria monoclnica posee: un eje binario, un plano de simetra, normal a l, y centro de simetra.Las formas ms importantes de esta singona son los prismas m onoclnicos, con las distintas posiciones que pueden adoptar; los domos m onoclnicos y los esfenoides.La holoedria monoclnica es una de las clases cristalinas en que cristalizan mayor nmero de compuestos.

SISTEMA TRICLNICO

La caracterstica de las clases de este sistema es su falta de simetra. El poliedro fundamental es un paraleleppedo inclinado sobre sus tres lados, forma compuesta por los tres pinaco ides tric ln ico s. Los ejes cristalogrficos son las aristas del poliedro, no poseyendo ningn ngulo igual, ni entre s ni a 90: (a A fi, * y) 90. La cara fundamental corta a los tres ejes a distancias desiguales, siendo la relacin paramtrica: a = b = c.

(Contina en la TARJETA A/6.)

A T LA S D E M IN E R A L O G A

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Sistemas rombodrico digonal y triclnico R / 5

Sistema rombodrico.Fig. 2.- Ejes de simetra

p r in c ip a le s y \ S . secundarios.

Fig. 1.- Poliedro fundamental: 'romboedro.

Trapezoedrotrigonal

Cuarzo levgiro Cuarzo dextrgiroEscalenoedro ^

ditrigonal pig. 3.- Planos de simetra secundarios. Fig. 4.- Formas cristalinas del sistema.

Sistema digonal

n-

prismas nionoclnicos de 4- especie

Fig. 10.- Eje y plano de simetra.

Sistema triclnico

Singona monoclnica

Fig. 9.- Poliedro fundamental: paraleleppedo inclinado.

Fig. 8 .- Formas cristalinas sencillas del sistema. Fig. 11.- Poliedro fundamental: paraleleppedoclinado sobre sus tres lados.

Singona rmbica

Bipirmide rmbica Prisma rmbico de 3 especie

Poliedro fundamental: 3 pinacoides rmbicos.

Fig. 6.- Ejes de simetra.

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A G R EG A D O S CRISTALIN O S

En el momento de la cristalizacin, los cristales tienden a unirse, formando asociaciones que se denominan agregados cristalinos. stos pueden estar integrados por una sola especie mineral, agregados homogneos, o por varias especies, agregados heterogneos. De estos ltimos tenemos buenos ejemplos en las rocas, verdaderas asociaciones de varias especies minerales, como el granito, agregado granudo heterogneo de Cuarzo, Feldespato y M ica ; Individualmente, la crista lizacin de Circn sobre Monacita es un caso tpico de agregado heterogneo regular.En los agregados homogneos, al asociarse dos o varios cristales de una misma especie mineral, pueden efectuarlo de forma fortuita o bien de manera que sus elementos mantengan una relacin fija que obedece a determinadas leyes. En el primer caso se producen los agregados irregulares, como consecuencia de las condiciones ambientales durante el crecimiento cristalino, siendo buenos ejemplos las formaciones estalactticas, las geodas, los crecimientos arborescentes del hielo, etc.En el segundo caso, el motivo de la asociacin reside en el crecimiento interno del cristal, formndose los agregados regulares, entre los cuales debemos distinguir los agregados holoxicos, unixicos y bixicos o maclas.Si las caras y aristas anlogas de los distintos cristales que forman el agregado se mantienen paralelas entre s con el mximo grado de regularidad en la orientacin de los distintos elementos, se ha formado un agregado holoxico o crecim iento en paralelo; el Cuarzo en cetro, la Calcita en cabeza de clavo y el crecimiento en paralelo de los octaedros del Alumbre potsico son de esto ejemplos claros.Varios cristales pueden asociarse de modo que todos ellos posean un elemento real, ya sea arista o cara, comn o paralelo, dando un agregado unixico. Es el caso de los cristales tabulares de Baritina, que, unindose por una arista comn, presentan el aspecto de libro abierto.Los agregados regulares ms importantes son los b ix icos . Cuando dos o ms c r is ta les se unen de modo que dos de sus e lem entos c o in c id a n o sean p a ra le lo s ,

(Continuacin de la TARJETA 5.)

Las formas sencillas de esta singona son nicamente p in aco ides y ped iones, formados

siendo la sim etra del conjunto superior a la de cada ind iv iduo , se ha formado una m acla.Supongamos que un cristal de yeso se refleja sobre un plano paralelo a las caras del 1. pinacoide; uniendo el cristal y su imagen, se nos formar la macla en lanza del yeso, pasando el plano de reflexin a ser plano de simetra del conjunto. A este nuevo plano de simetra se le denomina plano de macla. Si a uno de los dos individuos de esta macla le imprimimos un giro de 180 alrededor de la recta normal al plano de macla, se formar el cristal de yeso. A esta recta se le denomina eje de macla y puede ser arista del cristal, como ocurre en la macla de las Espinelas. Las caras de 2 pinacoide de los dos cristales maclados forman un plano comn sin solucin de continuidad; a las caras que presentan esta propiedad se les llam a p lano de unin.Las maclas pueden ser bigemlnadas, cuando estn formadas por dos individuos, o poligeminadas, si contienen varios cristales. Entre las primeras distinguiremos las maclas por yuxtaposicin, en las que el plano de macla separa a los dos cristales (maclas de la Casiterita, del Yeso en lanza y de las Espinelas), y las maclas de com penetracin, cuando los dos individuos crecen a ambos lados del plano de macla, siendo imposible deslindarlos en dos mitades rigurosamente simtricas (macla de Carlsbad de la Ortosa y macla en Cruz de Hierro de la Pirita).Las poligeminadas pueden ser maclas mltiples, cuando varios cristales se maclan uno detrs de otro del mismo modo, dando conjuntos cerrados, como la corona del Rutilo, o bien abiertos, como la m acla en zigzag del Aragonlto. S una serie de cristales se maclan compenetrndose de modo que su conjunto parezca tener una simetra que en realidad no posee, falsa simetra o seudosi- metra, forman las maclas m imticas, cuyo ejemplo ms clsico son las torrecicas del Aragonito. Finalmente, las maclas po lisintticas son la yuxtaposicin de una serie de finas lam inillas, dando un conjunto en el que no se distinguen los individuos que lo forman; las Plagioclasas dan una macla de este tipo, en la que las lam inillas slo son observables por medio del m icroscopio petrogrfico.

respectivamente por pares de caras paralelas o por una sola cara.Las P lag ioclasas c ris ta lizan en este sistema.

A T LA S D E M IN E R A L O G AT 6

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Hgregados cristal inos

Agregados heterogneos Agregados homogneos Agregados irregulares

Agregados unixicos Agregados paralelos

Macla en codo del rutilo

Corona del rutilo

Macla en zig-zag del aragonito

Maclas de yuxtaposicin

Pico del estao de la casiterita

Macla de Carlsbad de la ortosa

Cruz de hierro de la pirita

\ Prisma seudohexagonal del aragonitoMaclas polisintticas

Macla de la albita

Yeso en lanzaAgregado en libro de la baritina

Maclas bigeminadas

Maclas de compenetracin

Crecimiento en paralelo del cuarzo Octaedros

de alumbre

Maclas polgeminadas

Maclas mimticas Maclas mltiples


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PROPIEDADES PTICAS DE LOS CRISTALES

Si un rayo de luz atraviesa un cristal de Sal gema, el efecto que se observa es el mismo que cuando pasa a travs de una masa de agua: si la incidencia es recta, no sufre desviacin, y si es inclinada, se desva de acuerdo con su ndice de refraccin, que tiene el mismo valor en todas las direcciones del espacio. El fenmeno se denomina refraccin sencilla, y la Sal gema es pticamente istropa. Todos los cristales de este tipo cristalizan en el sistema regular.Si el mismo rayo atraviesa un romboedro de Calcita, tanto si la incidencia es recta como inclinada, se divide en dos rayos, de los que uno se comporta como si el cristal fuese istropo, mientras que el otro se desva segn leyes propias. A este fenmeno se le llama doble refraccin, y decimos que la Calcita es pticamente anistropa; el primer rayo es el ordinario y el segundo, el extraordinario (fig. 1).La velocidad de propagacin del rayo ordinario es constante en todas las direcciones del cristal, siendo su superficie de propagacin una esfera, mientras que la del extraordinario vara dentro de ciertos lmites, al variar la direccin de la trayectoria, propagndose segn un elipsoide (fig. .2). La luz de ambos rayos est polarizada en dos planos perpendiculares entre s, de manera que si los interceptamos cuando salen del romboedro de Espato de Is- landia, mediante una lm ina cristalina que slo deje pasar la luz que vibra en una direccin, un cristal de Turmalina tallado paralelamente al eje ternario, existen dos posiciones de la lmina en que slo se observa uno de los dos rayos (fig. 3). No obstante, hay en el romboedro una direccin paralela al eje ternario, en que la luz pasa a travs del cristal sin que se produzca el fenmeno de la doble refraccin; esta direccin de monorrefringen- cia se denomina eje ptico. Los cristales anistropos poseen, para cada lmina, dos ndices de refraccin, correspondientes a los dos rayos; si trazamos, segn las direcciones de vibracin de ambos rayos, segmentos rectilneos proporcionales a sus ndices de refraccin, el lugar comn de todos ellos ser un elipsoide, obedeciendo la variacin de los n

dices de refraccin a la ley del elipsoide. A ste se le llama indicatriz ptica (fig. 4).La Calcita posee una direccin de monorre- fringencia, el eje ptico, que coincide con el eje de mayor simetra de la clase en que cristaliza (fig. 5). Los cristales que, como la Calcita, poseen un slo eje ptico se denominan unixicos; su indicatriz es un elipsoide de revolucin cuyo eje de revolucin co incide con el eje ptico, y la seccin normal a l es un crculo. Todos ellos cristalizan en los sistemas tetragonal, hexagonal y rombodrico. Existe otra clase de cristales que tiene dos ejes pticos, como el Aragonito, denominndose b ix ico s; su indicatriz es un elipsoide escaleno o de 3 ejes desiguales, con dos secciones cclicas cuyos radios normales coinciden con los ejes pticos (fig. 6). Este elipsoide tiene, como mxima simetra, tres ejes binarios normales entre s, debiendo pertenecer los cristales bixicos a las sigonas rmbica, monoclnica y triclnica (fig. 1). En estos cristales, el ngulo que forman los ejes pticos es una constante.ptica del cristal. Cuando los cristales anistropos se observan con luz polarizada convergente, se forman las denominadas figuras de interferencia, que permiten observar la posicin de los ejes pticos y diferenciar los cristales unixicos de los bixicos. En la figura 8 se ha reproducido la figura de interferencia de un cristal unixico correspondiente al eje ptico.

SIGNO PTICO

Es necesario diferenciar el signo ptico de los cristales unixicos, del de los bixicos.En los primeros, el cristal es positivo o negativo segn que el ndice de refraccin del rayo extraordinario, e, sea mayor o menor que el del rayo ordinario, cu. El Cuarzo es pticamente positivo, ya que e > cu, mientras que la Calcita es pticamente negativa, porque cu e. El signo que tiene la diferencia e cu es el signo ptico del cristal.En los bixicos, el concepto de signo ptico va ligado al valor del ngulo de los ejes pticos. Cuando es menor de 90, el cristal es positivo, mientras que si es mayor de 90, el cristal es negativo.


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pticamineral

RAYOORDINARIO

RAYOEXTRAORDINARIO

ANALIZADOR (LMINA DL TURMALINA)

Fig. 2.- Superficie de velocidad de los rayos ordinario y extraordinario. DIRECCIONES DE VIBRACIN

n = n d ic e d e re fra cci n d e l rayo extraord ina rio PLACA CRISTALINA

LUZNATURAL

Fig. 1.- Esquema de un romboedro de calcita.

POLARIZADORiLMINA DE TURMALINAi

In d ic e d e re f ra c d e l rayo o rd in a rio Fig. 3.- Esquema de la dobre refrac

cin en una lmina mineral.Fig. 4.- Indicatriz ptica de los cristales unixicos positivos y negativos. EJE TERNARIO EJE PTICO

FIGURA DE INTERFERENCIAEJES PTICOS

EJEPTICO "SECCIN''CICLICA pg 5 _ indicatriz ptica de un romboedro

de ca lc ita .

tjB PTICOSLMINACRISTALINA

SECCINCCLICA

SECCINCCLICA

i SECCIN CCLICA

CO NO DE LUZ

Fig. 7.- Indicatriz ptica de cristal monoclnico.

Fig. 8.- Figura de interferencia en un cristal unixico.

6.- Indicatriz ptica de los cristales bixicos.

C R IS T A L O G R A F A

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Cristalografa

MICROSCOPIO POLARIZANTE

El estudio de las propiedades pticas de los cristales, en secciones delgadas de minerales y de rocas, se efecta mediante un tipo especial de m icroscopio denominado m icroscopio petrogrfico o de polarizacin. Consta de todas las partes del microscopio ordinario, y adems tiene un sistema de polarizacin formado por el polarizador, que transforma la luz natural en polarizada, y el analizador, el cual analiza la luz que sale de la lmina cristalina. El primero se sita antes del condensador, y el segundo, en el tubo del microscopio, entre el objetivo y el ocular. El condensador, en este tipo de microscopios, es m vil, pudiendo intercalarse a voluntad; los objetivos son de construccin especial, libres de tensiones, no siendo aconsejable em plear los objetivos corrientes; los oculares suelen llevar un retculo, formado por dos hilos muy finos que se cortan en ngulo recto. El polarizador y el analizador, que consta de un prisma de Nicol formado por un romboedro de exfoliacin de Espato de Islandia, tallado de modo que el rayo ordinario sufra la reflexin total y slo se observe el extraordinario, estn montados de manera que puedan girar sobre s mismos el ngulo que se desee, y adems son ntercalables a voluntad en el sistema ptico. Los m icroscopios modernos llevan lminas de polarolde en lugar de los prismas de Nicol, obtenindose mayor luminosidad y adems sin limitacin en su tamao.Existe una lente que se intercala a voluntad, denominada lente de Bertrand, que permite la observacin de las figuras de interferencia. En este caso debe estar en el sistema ptico el condensador, llegando a la lmina cristalina un haz de rayos convergentes; este dispositivo se denomina conoscpico . Cuando el haz de rayos que llega a la placa cristalina es aproximadamente paralelo, y no hay condensador ni lente de Bertrand, el dispositivo se llama ortoscpico.La platina de estos microscopios debe ser giratoria, graduada en los bordes en grados, con dos nonios que permiten apreciar medios grados en los modelos de enseanza y dcimas de grado en los de Investigacin. El enfoque se verifica por un movimiento rpido, que eleva o desciende el tubo del microscopio, y otro lento (para el enfoque fino de la imagen), que acta sobre la platina.Los grandes modelos modernos poseen un sistema de prismas que les permite construir el

tubo del microscopio inclinado, pudindose adaptar un binocular para evitar el cansancio derivado del desigual esfuerzo de los dos ojos. La figura I es la fotografa del microscopio de investigacin Zeiss, modelo Standard GFL 666. Esta casa constructora tiene el modelo Standard Jnior KFT para estudiantes y los Ultraphot II Pol y Standard W L Pol, de alta investigacin. Las figuras 2 y 3 muestran un corte transversal del microscopio, con la trayectoria de los rayos en el caso de montaje ortoscpico y conoscpico.Con ambos montajes se efectan las siguientes observaciones:

CON DISPOSITIVO O RTO SC PICOA) Sin polarizador ni analizador.Medida de los ngulos planos entre lneas en la lm ina crista lina (lnea de exfo liac i n , etc.).Determinacin del espesor de la placa cristalina.Determ inacin de ndices de refraccin de cristales microscpicos.B) Con polarizador.Observacin del pleocrosmo.C) Con polarizador y analizador. Determinacin de las direcciones de extincin (direcciones en que vibran los dos rayos polarizados).Determinacin de la blrrefringencla y del color de polarizacin.Determinacin del signo de la extincin.

CON DISPOSITIVO CO N O SC PICO Observacin de las figuras de interferencia. Determinacin del signo ptico.Medida del ngulo de los ejes pticos en los cristales bixicos.

POLARIZACIN ROTATORIA

Cuando un rayo de luz polarizada atraviesa un cristal en la direccin del eje ptico, contina vibrando segn el mismo plano, sin sufrir variacin alguna. Existen cristales, como el Cuarzo, que en las condiciones anteriores poseen la propiedad de hacer girar el plano de vibracin de la luz. El ngulo girado depende del espesor del cristal, aunque es constante para una misma especie mineral bajo espesores guales. A esta propiedad se le denomina polarizacin rotatoria. Los cristales que la poseen cristalizan en las hemiedrias enantlo- mrficas, y es consecuencia de la distribucin atmica de estos compuestos (fig. 4).


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Microscopiopolar izante

4 1112

513

14

15Fig. 1.- Microscopio. 16

Fig. 3.- Esquema del recorrido de los rayos (mtodo de li minacin de Kohler).

Polarizacin rotatoria del cuarzo

Fig. 2 .- Corte del microscopio con el re- Esquema de la rotacin del plano decorrido de los rayos. polarizacin


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Clase I: elementos

Clase I. ELEMENTOS

Comprende los elementos qum icos que se hallan libres en la Naturaleza y que a la temperatura ambiente son slidos o lquidos, al Igual que sus mezclas homogneas. Para su estudio mineralgico los dividiremos en M etales y No Metales.

METALES

Los elementos metlicos naturales cristalizan casi todos en el sistema cbico, caracterizndose por ser maleables, tener peso especfico elevado y brillo metlico. Todos ellos tienen enlace metlico, formado por los centros de los tomos que estn unidos entre s por una especie de nube electrnica, en la que los electrones pueden viajar libremente.Si pudiramos observar un cristal de Cobre en sus ms internos detalles, veramos que, al cristalizar, sus tomos se disponen del mismo modo que lo haran una serie de bolas de igual tamao que quisieran ocupar el menor espacio posible. Esta disposicin se logra en una sola capa de esferas cuando sus centros forman tringulos equilteros de modo que cada una quede rodeada por otras seis, tal como indican las bolas 1 de la fig. 1. Colocando una segunda capa, cada esfera tocar a tres de la capa inferior, estando sus centros en las posiciones 2 (fig. 1). Si se sita una tercera capa, las esferas pueden estar superpuestas ortogonalmente a las de la primera capa, de modo que sus centros se proyecten en las posiciones 1, produciendo una distribucin denominada empaquetado hexagonal com pacto ; su simetra es hexagonal y posee un eje senario normal a las capas de esferas.Si las esferas de esta ltima capa no se superponen ortogonalmente con las de las dos anteriores, o sea que sus centros se sitan en las posiciones de la figura 2, se produce un empaquetado cbico com pacto; su simetra es cubica, y, normalmente a las capas de esferas, existen los ejes ternarios. La distribucin es la misma que se lograra si en un cubo situramos esferas en los vrtices y en mitad de las caras, denom inndose, por esta razn, tambin, red cbica compacta de caras centradas. Existe otra disposicin estructural que presentan algunos metales; es el empaquetado cbico centrado o red cbica centrada en el interior (t'lg. 3). Las esferas se sitan en los vrtices y en el centro de un cubo, ocupando ms espacio que en los empaquetados compactos.

Grupo del Cobre

Son los metales naturales ms representativos, comprendiendo el Cobre y los metales nobles Plata y Oro.Cristalizan en la holoedria regular, en forma de octaedros, cubos y rombododecaedros. Se maclan del mismo modo que las Espinelas y tienen gran tendencia a formar crecimientos paralelos de tipo dendrtico. Son blandos, y por ello sus cristales pierden rpidamente las aristas, pasando a formas redondeadas; tenaces y pesados, con brillo Intenso; buenos conductores del calor y de la electricidad. No se hallan puros, sino conteniendo pequeas cantidades de los otros dos, en forma de disoluciones slidas.O RO . De color amarillo tpico, con raya del mismo color, en lminas muy finas, tiene tonalidades azul-verdosas por transparencia. Se presenta en yacimientos de dos tipos: el oro en minas, contenido en filones unidos a rocas de tipo grantico, acompaando al Cuarzo, y el oro de placer, concentracin de partculas aurferas, transportadas por las aguas y acum uladas en lugares donde la corriente disminuye su fuerza. Entre los primeros, citaremos el riqusimo de Witwatersrand, en la regin africana del Transvaal, y entre los segundos, los de C a lifo rn ia y A laska , en la Am rica Septentrional, que produjeron las fiebres del oro de los aos 1849 y 1896, respectivamente. Hasta el ao 1890, fueron los Estados Unidos el mayor pas productor de oro, pero en esta poca frica del Sur rebas su produccin, debido al descubrimiento de las minas del Rand, y se ha mantenido en posicin predominante hasta la fecha. PLATA. De color blanco tpico, con raya del mismo color, en lminas muy finas, es azul por transparencia. Se presenta con alteracin superficial de xido, dando una ptina de color gris- negro. La Plata nativa tiene poca importancia como mena del metal, presentndose en yacimientos del mismo tipo que los aurferos. Son famosos los yacimientos de Potos, en Solivia. C O BRE . De color rojo tp ico, con raya del mismo color, se presenta siempre alterado, con ptina de color verde o azul, debida a los carbonatas bsicos de cobre que se forman. En lminas muy delgadas es verde por transparencia. No tiene importancia como mena del Cobre. Citaremos los yacimientos del Lago Superior, situado entre los Estados Unidos de Norteamrica y Canad, ms que por su im portancia econm ica por los hermosos cristales que en ellos se encuentran.

A T LA S D E M IN E R A L O G A

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Metales

Fig. 1.- Empaquetamiento hexagonal. Fig. 2.- Empaquetamiento cbico.

Fig. 3.- Empaquetamiento cbico con centrado interior. Fig. 4 Oro nativo. Eldorado. California. (E.U.A.).

Fig. 5.- Plata nativa. Lago Superior. Michigan. (E .U .A .). Fig. 6.- Cobre nativo. Lago Superior. Michigan. (E.U.A.).

C LA S E I: E LE M E N T O S

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Clase I: e lementas

NO METALES

Los elementos reunidos en este apartado poseen propiedades que van desde las manifiestamente m etlicas, caso del Bismuto, hasta las especficam ente no m etlicas, caso del Azufre y Diamante, segn que el enlace entre sus tomos sea metlico o covalente. La mayor parte de ellos son polimorfos, hallndose en la Naturaleza la m odificacin ms estable en las condiciones ambientales. A ZU FRE . El azufre nativo es la forma polimorfa a, estable a la temperatura ambiente, y en la que se transforman lentamente las li y y que se hallan en estado natural en algunas localidades.El a-azufre cristaliza en hermosos cristales de la holoedria rmbica, de forma bipiramidal o esfenoidal, color amarillo limn, transparentes o translcidos y brillo adamantino. Raya blanca.Su estructura, formada por empaquetamiento en la celda fundamental de 16 anillos de 8 tomos de azufre, es tpicamente molecular. Los tomos de los anillos estn unidos fuertemente entre s, dando verdaderas molculas, que, a su vez, se juntan con enlace ms dbil. Esta estructura corresponde a las propiedades del azufre al calentarlo: a 119 C funde en lquido limpio y fluido, que se vuelve viscoso a 200, cambiando su color al rojo; en la primera fusin se conservan los anillos S8 circulando libremente por la masa fluida, mientras que a 200 se rompen, dando cadenas que son causantes de la viscosidad del medio.Opticamente, los cristales de azufre son ple- ocroicos, bixico-posltivos, con birrefringencia muy fuerte (directamente apreciables en algunos casos); mal conductores del calor y la electricidad, se electrizan negativamente por friccin.Los yacimientos de azufre se presentan: 1) alrededor de los volcanes (Japn, M xico, Chile); 2) en casquetes sobre los domos de sal (Costa del Golfo, Texas, Luisiana), y 3) en forma de capas edimentarias (Rusia, isla italiana de Sicilia , Espaa).El azufre nativo, relativamente inerte, arde a 247 C, transformndose en S 0 2, que se utiliza para la obtencin de cido sulfrico, ya sea por el mtodo de contacto, ya sea en las cmaras de plomo. Tiene propiedades anti- criptogmicas y edafolgicas como corrector de suelos alcalinos, y se utiliza en Farmacia como medicamento externo. A su vez, el cido sulfrico es materia prima en la obtencin de superfosfatos, importantes abonos .La produccin mundial de azufre bruto es de

unos 4 millones de toneladas, de las cuales corresponden a Estados Unidos de Norteamrica el 92 por 100. Italia, Japn, Chile, Espaa, M xico, Francia e Indonesia producen el resto. Rusia tiene una produccin elevada, aunque desconocida.G RAFITO . Mineral constituido por carbono puro, es su variedad polimorfa ms estable. Los tomos se disponen en capas formadas por hexgonos casi coplanares, de modo que cada C est rodeado por otros tres a 1 '42 , distancia nteratmica igual a la que separa a los tomos de carbono del benceno; esto hace suponer la existencia de dobles enlaces entre ellos. Estas capas, que se hallan a 3'40 unas de otras, se unen entre s por enlaces dbiles del tipo de van der W aals, siendo la causa de la fcil exfoliacin que presenta este mineral paralelamente a ellas, as como de su poca dureza y su hbito tabular.Los cristales en forma de tablas hexagonales son raros, hallndoseles en masas prismticas bastante hojosas. Tiene color gris de acero, con brillo metlico y raya gris puro. Es transparente en lminas muy delgadas, con tonalidades azul profundo; fuertemente pleocroico y unixico negativo. Flexible, pero no elstico, tiene tacto suave y tizna los dedos. Es buen conductor de la electricidad y ampliamente transparente a las radiaciones infrarrojas. Infusible al soplete (funde a 3000 C) e inatacable por los cidos; calentado al rojo con cido ntrico fumante sobre lmina de platino se hincha (grafitito) y, agregando C I0 4K, se descompone dando el cido grafitico.Aunque los yacimientos de grafito se presentan en rocas eruptivas y sedimentarias, son caractersticos de las rocas metamrficas. Los procesos de metasomatismo de contacto y metamorfismo regional han producido los criaderos ms importantes, tales como los de S iberia , M adagascar y M xico . El m ineral procedente de la gran isla asitica de Ceiln (Srl Lanka) es muy apreciado por su pureza y estado de cristalizacin, presentndose en filones hidrotermales.La produccin anual de grafito es de 250.000 toneladas, aproximadamente, siendo Rusia, Corea, Austria, Sri lanka, la Repblica y gran isla africana de Madagascar y Mxico los pases productores, aunque tambin se extrae, en escala mucho menor, de Italia, Estados Unidos de Norteamrica y Espaa.Se utiliza su variedad hojosa para la fabricacin de crisoles Industriales, para el revestimiento de hornos de fundicin y como lubricante. La variedad terrosa, de textura micro- cristalina, se emplea en pinturas antioxidantes y para la fabricacin de minas de lpices.


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No metales: azufre y granito

Fig. 2.- Estructura del azufre.

Fig. 1.- Cristal de azufre (bipirmide rmbica). La Catlica (Sicilia).

Fig. 3.- Esquema del domo de sal de Hork Mound (E.U.A.) con casquete de azufre.

Fig. 4.- Grafito. Mozambique. Fig. 5.- Estructura del grafito.

C LA S E I: E J-EM EN TO S

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Clase I: e lementos

DIAM ANTE. Es la piedra preciosa ms apreciada y la sustancia natural ms dura que se conoce. Est formado por carbono puro, es inatacable por los medios ordinarios, y su elevado ndice de refraccin y dispersin le proporciona un brillo y reflejo de imposible superacin.Parece que el descubrimiento del primer diamante aconteci en la India (Asia meridional), aproximadamente 800 aos a. C ., y, aunque conocido y apreciado por griegos y romanos, no alcanz todo su valor hasta que en la Edad Media se hall el modo de tallarlo. A partir de entonces, su valor ha do en aumento continuamente, de tal manera que la cantidad de diamantes equivalente al precio de 1 2 toneladas de oro podra ocultarse en una sola persona.El diamante cristaliza en el sistema regular, existiendo opiniones dispares sobre la clase cristalina a que pertenece, ya que los datos experimentales apoyan tanto su inclusin en la holoedria como en la hemiedria hemimrfica.En su estructura existen dos tipos de tomos de carbono (fig. 1), marcados A y B. Los primeros se disponen en los vrtices y centros de las caras de un cubo, dando una red cbica de caras centradas, y los segundos se hallan entre 4 tomos de carbono en coordinacin tetradrica con ellos. El enlace se verifica entre los tomos de carbono A y B, que estn separados por 1,54 A, y forman un ngulo de 108 54 ', que es exactamente la distancia y el ngulo de enlace de los compuestos alifticos.Se presenta en cristales octadricos, algunas veces dodecadricos, raramente cbicos, de gran perfeccin , desarrollados en todo su contorno y aislados, o en cristales deformados Irregulares, con fenmenos de corrosin y redondeamiento de sus caras.Tiene exfoliacin perfecta segn las caras del octaedro, propiedad que se aprovecha para su talla; es muy frgil, rompindose por percusin y pudindole reducir a polvo en mortero de acero.Tiene brillo adamantino caracterstico, fuerte refraccin y elevada dispersin, pudiendo ser transparente y claro como el agua, o bien turbio y opaco. Incoloro, se presenta en tonalidades difciles de observar, y raras veces de color rojo intenso y azul. Al tallarlo, se aprovechan sus propiedades pticas para producir en su interior el fenmeno de la refrac

cin total, obtenindose la piedra preciosa conocida por brillante (fig. 2). Es fuertemente fluorescente a la luz ultravioleta, buen conductor del calor y triboelctrico.En el diamante podemos distinguir las variedades: diamante, cristales aislados y muy puros, piedra preciosa; esferas de bort o balas, masas densas, irregulares, fibrosorradiadas; carbonado, cantos rodados del tamao de un guisante y aspecto de coque. Las dos ltimas variedades constituyen los diamantes industriales.Se hallan en yacimientos primarios (fig. 3), en el frica del Sur, en chimeneas verticales llenas de una roca ultrabsica, rica en d iv ino , denominada kim berlita, en la que los diamantes estn disem inados; en yacimientos secundarios, en forma de placeres diamantferos, de gran d ifusin , acom paados de cuarzo y de otras piedras preciosas.Los diamantes antiguos procedan principalmente de la India, hasta que con el descubrimiento de las minas sudafricanas, que aumentaron grandemente la produccin de diamantes, la Costa de Oro (hoy Ghana, frica) y, posteriormente, la Unin Sudafricana pasaron a ser los primeros pases productores. Se calcula que la mitad de la produccin anual de diamantes es bort; una cuarta parte de ellos tiene imperfecciones y no tiene el color adecuado, pero se puede ta llar, y slo la cuarta parte es material precioso, aunque pequeo la mayor parte del mismo. Slo un 5 por 100 son piedras de 2 quilates (1 quilate = 0,2 gramos) en bruto, que, talladas, dan brillantes de 1 quilate.En el precio de los diamantes interviene gran nmero de factores; as, entre dos piedras del mismo peso siendo una de ellas de un blanco pursimo y la otra ligeramente amarillenta, hay gran diferencia de valor.Las piedras ms famosas proceden de las Indias O rientales, el antiguo pas de los d iamantes, hoy agotado, entre las que son de destacar: el Kohinoor, perteneciente a la Corona inglesa, de 106 quilates; el Florentino o Toscano, de 139 quilates; el Gran M ogol, que pesaba 793 quilates, hoy da disgregado. Del frica del Sur se han extrado piedras enormes, como el Excelsior, de 971,75 q, y el Cullinam, que pes 3024,75 q, y, regalado al rey Eduardo de Inglaterra, se parti en 105 piezas, dos de las cuales, de 516 y 309 q, son los mayores diamantes tallados que se conservan.


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No metales: diamante

Cubo Macla

Fig. 2.- Diamante, cristales naturales.

Celda fundamental

Fig! 1.- Estructura clel diamante.

Fig. 3.- Seccin clel tubo diamantfero de Kimberiey (frica del Sur).

Kohmor (ltima talla) (106 )

Toscano (130 )

Shah de Persia (95

Fig. 4.- Algunos diamantes tallados clebres.

C LA S E I: E LEM EN TO S

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Clase I I: sulfuros

Clase II. SULFUROS

Se renen en esta clase aquellos minerales cuya composicin es la combinacin no oxigenada de metales y metaloides con S, As, Sb, Bi, Se y Te; comprende los sulfuros sencillos y dobles y las sulfosales. Fsicamente se caracteriza por su aspecto metlico, peso especfico elevado y opacidad. Econm icamente es muy importante, ya que en ella se hallan las menas metlicas ms tiles.

Grupo Argentita-Calcosina

Los minerales de este grupo son sulfuros, te- lururos y seleniuros de plata y cobre. Todos ellos son dimorfos, con una forma cbica de alta temperatura, estable por encima de los 180-200 C , de estructura sencilla , y otra rmbica, estable a la temperatura ambiente, de estructura muy compleja y no perfectamente conocida. Los cristales cbicos formados por encima de los 200 C pasan a rmbicos al descender la temperatura, conservando la forma cbica. Esta propiedad ha motivado que se hayan descrito estos minerales como pertenecientes al sistema cbico, aunque con marcada anisotropa ptica. ARGEN TITA , SAg2. Se presenta en octaedros o en grupos de agregados holoxicos; tambin en formas retlculadas, arborescentes, etc. Color gris de plomo oscuro y brillo metlico, que pasa a mate al oxidarse; raya de las mismas caractersticas. Los cristales rmbicos, de ngulos muy semejantes a los cbicos, forman la Acantita. Es el mineral primario ms importante de plata, hallndosele p rincipalm ente en M xico , y, bellam ente cristalizado, en la regln alemana de Sajorna (fig. 1).C A LC O S IN A , S C u 2. Se renen bajo este nombre una serle de minerales que responden a la frm ula anterior, pudiendo agruparse en tres tipos claramente definidos: I) C a lco sina rm bica , form ada por bajo de 103; II) Calcosina formada por encima de 103, como a SCu^, e invertida a la forma rmbica al bajar la temperatura; y III) C a lcosina cb ica , formada por SCu2, estabilizada debido a tener en suspensin SCu, pticam ente istropa y de co lor azul tp ico . La ms frecuente es la ca lcosina rmbica que se presenta en cristales seudohexagonales, formando una m acla m ltip le de 3 cristales, muy tp ica. Es mena de cobre, hallndose, entre otros minerales de cobre, en las minas de Rlotinto (prov. de Huelva, Espaa) (fig. 2).

Este grupo, al Igual que en el caso anterior, presenta un claro ejemplo de dimorfismo: la Blenda y la Wurtzita tienen Idntica composicin qumica SZn, pero la primera cristaliza en el sistema regular y la segunda en el hexagonal.La Blenda posee estructura tipo Diamante, en la que los tomos de Zn estn ordenados segn una red cbica de caras centradas, posiciones A del Diamante (lm. B/3, fig. 1), y los de S, dispuestos segn otra red idntica, estn situados entre 4 tomos de Zn, en coordinacin tetradrlca con ellos, posiciones B del D iam ante. Cada tomo de Zn , en relacin con los de S, est en el centro de un tetraedro cuyos vrtices los ocupan estos ltimos, y cada tomo de S est, a su vez, en el centro de otro tetraedro en cuyos vrtices estn los Zn (fig. 3). Esta estructura es tpicamente hemi- drica, de modo que los cristales de Blenda se presentan en tetraedros, o en formas tetradri- cas, como el tritetraedro y el hexatetraedro, o en la combinacin de ellos con el cubo.La Wurtzita, forma polimorfa ms rara, tiene una estructura (fig. 4) en la que se conserva la disposicin relativa de los tomos de Zn con respecto a los de S, estando relacionada con la Blenda, al igual como lo estn los empaquetamientos cbicos y hexagonal compactos (lmina B/1); uno de los ejes ternarios de la Blenda ha pasado a senario, desapareciendo los restantes ejes y quedando los planos. As im ism o , los rarsim os crista les de Wurtzita son hemidncos.BLENDA. Se presenta en cristales deformados y en mezclas de tipo espinela; en agregados granudos y como material fosilizante. En general, de color pardo oscuro a negro, brillo adamantino, opaco, con raya pardo de hgado a blan- coamarlllenta (fig. 5). En cristales bien conformados, de color amarillo de miel, brillo adamantino y translcido o incluso transparente, dando la variedad de Blenda acaramelada o melada. Es istropa, algunas veces con anomalas debido a contener Wurtzita. Presenta los fenmenos de la trlboluminiscencla y fluorescencia, siendo piroelctrica y dlatrmana. Mena muy Importante de Zn, se encuentra en innumerables localidades y en los ms diversos yacimientos, casi siempre acompaando a la Galena, de la que se separa por el mtodo de flotacin. Es abundante en Espaa, donde, en los Picos de Europa, se hallan bellos cristales de Blenda acaramelada (fig. 6). El 60 por 100 de la produccin mundial de Zn procede de la Blenda.

Grupo Blenda-Wurtzita


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Grupos argent ita-ca lcos ina y b lenda-w urtz ita

Grupo argentita - calcosina

Fig. 1.- Argentita. Freiberg. Saj'onla (Alemania). Fg 2 _ Ca|cosna. cornualles (Inglaterra).

Grupo blenda - wurtzita

Fig. 3.- Estructura de la blenda. Fig. 4.- Estructura de la wurtzita.

Fig. 5.- Blenda sobre ankerita y cuarzo. Cumberland (Inglaterra).

Fig. 6.- Blenda acaramelada sobre dolomita. Picos de Europa. Santander (Espaa).

C LA S E II: S U L F U R O S29

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Clase 11: sulfuros

Grupo Calcopirita

Minerales de composicin qumica compleja y estructura casi idntica a la Blenda, de la que se diferencian por el hecho de que los tomos de Zn estn sustituidos por tomos de Fe y Cu en el caso de la Calcopirita, y de Cu, Ag, Fe, Zn o Hg, en el de la serie de las Tetra- edritas. En la Calcopirita, los tomos de Fe y Cu alternan en sus posiciones, de modo que la celda fundamental es doble y tiene una de sus aristas mayor que las otras dos, poseyendo simetra tetragonal; en la Tetraedrita, los tomos de metal estn distribuidos al azar, producindose toda una serie de sustituciones y siendo, la celda fundamental, del mismo tamao aproximado que el de la Blenda, lo cual motiva la simetra cbica del mineral. CALCOPIRITA, S2FeCu. Cristales tetragonales pequeos deformados, de tipo esfenodrico y reunidos en drusas; en agregados masivos y compactos. El esfenoedro de este mineral es casi un tetraedro regular, motivo por el que, durante largo tiempo, se supuso que la Calcopirita era de simetra regular. Presenta maclas de compenetracin de dos esfenoedros. Color amarillo latn, con tinte verdoso, a menudo iridiscente y algunas veces abigarrado y negro por alteracin superficial. Brillo metlico y raya negro-verdosa. Es uno de los minerales ms frecuentes y es la mena de Cobre ms difundida, aunque no la ms importante; se presenta en muy diversos tipos de yacimientos. Se halla en grandes cantidades en el complejo cuprfero de Arizona (E .U .A .) y en el de Chile ; en Espaa no hay yacimientos de Calcopirita propiamente dichos, pero abunda acompaando a otros m inerales, principalmente Pirita. En Cornualles (Inglaterra) se encuentran hermosos cristales sobre Cuarzo. TETRAED RITA , S6(Sb, As, B i)2(Cu2, Ag2, Fe, Zn, FHg)v Cristales de hermosa conform acin, gran nmero de caras y tpicamente he- midricos; su nombre deriva de la forma tetradrica en que se presenta; se denomina Tennantita cuando contiene As en lugar de Sb. Gran nmero de maclas de compenetracin, generalmente del tipo Espinela. Color que vara segn su composicin, al igual que las restantes propiedades fsicas; gris de acero con tinte olivceo en las variedades con Sb y Cu ; tirando a negro de hierro en aquellas que contienen Fe y Zn; blanco amarillento, si hay Hg y Bi, y azulado, si existe As. Brillo metlico en superficies recientes, que pa

san a mate al oxidarse. Raya negra, que pasa a pardo-rojiza por frotacin. Toda la serie son esencialmente minerales de cobre de gran difusin y de origen hidrotermal; los cobres grises son menas importantes de Cobre y Plata.

Grupo de la Niquelina

Los minerales de este grupo se caracterizan por sus estructuras semejantes, carcter fuertemente metlico, peso especfico elevado y la inconstancia en su composicin qumica, que, a su vez, es sencilla.La estructura tipo para todos ellos es la de la Niquelina, AsNi; en ella, los tomos de As estn ordenados en dos redes hexagonales, que recuerdan el empaquetado compacto, con seis tomos de Ni coordinando con cada uno de ellos. A su vez, los tomos de Ni estn rodeados por seis tomos de As, pero tienen a dos de Ni a distancias tan cercanas, que debe considerarse que coordinan con ellos.En la Pirrotina, SFe, tambin denominada pirita magntica, siempre existe una cantidad de S superior a la relacin S :Fe=1:1, siendo la verdadera de 7:6 o de 12:11. No obstante, su estructura es idntica a la descrita, sustituyendo el As por S y el Ni por Fe. Esta variacin de la relacin S/Fe es debida a que existen en la estructura de la Pirrotina una serie de posiciones correspondientes a tomos metlicos que estn vacas; es decir, existe una falta de Fe en el mineral, a pesar de lo cual la estructura es perfectamente estable.N IQ U ELIN A , AsNi. Cristales raros, de color rojo de cobre claro, que pasa a gris por alteracin. Brillo metlico en fractura reciente. Raya negro-azulada. A la luz reflejada es fuertemente anistropa y pleocroica. Es mena de N i, existiendo en grandes cantidades en Ontario (E .U .A .); en Espaa se la encuentra en los Pirineos aragoneses y en la provincia de Mlaga.M ILLERITA, SNi. Se presenta en cristales aciculares, pertenecientes al sistema rombodrico, formando agrupaciones alargadas y radiadas, que tienen la apariencia de un filtro capilar.Color amarillo latn y brillo metlico, los cristales muy finos son gris-verdosos, pardos y aun negros. No se encuentra en grandes cantidades y casi siempre proviene de otros minerales de nquel, hallndosele en los yacimientos de nquel de las ms diversas especies.


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Grupos calcopirita y de la niquelina

Grupo calcopirita

Fig. 1.- Calcopirita sobre cuarzo. Cornualles (Inglaterra).

Fig. 3.- Tennanita. Oruro (Bolivia.Fe

Prisma hexagonal

Fig. 2.- Estructura de la calcopirita.

Grupo de la niquelina

Fig. 4.- Estructura de la niquelina.

Fig. 5.- Pirrotina con blenda. Trepka (Yugoslavia). Fig. 6.- Millerita. Bellmunt. Tarragona (Espaa).


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Clase 11: sulfuros

Grupo Galena

La Galena, SPb, cristaliza en el sistema regular, con estructura tipo cloruro sdico, en cristales de m agnfica conform acin , casi siempre implantados y de considerable magnitud, integrados principalmente por el cubo y el octaedro, solos o en combinacin. Algunas veces estn deformados en la direccin del eje cuaternario, o presentan caras curvas y escalonadas de bordes dentados. M aclas frecuentes, semejantes a la de la Espinela. Tiene exfoliacin perfecta y caracterstica, segn las caras del cubo, fractura subconcoi- dea; dureza, 2 1/2; punto de fusin, 1.115 C.Color gris de plomo claro, fuerte brillo metlico, sobre todo en las superficies de exfoliacin, que se vuelve mate por oxidacin. Raya negro-griscea, mate. El mineral es opaco e Istropo a la luz reflejada.De com posicin qu m ica muy constante, siempre contiene una pequea cantidad de Plata (entre 0,01 y 0,3 por 100) que puede llegar a ser del 1 por 100 o de ms, en las galenas argentferas. Debido a la produccin mundial de Galena, la pequea cantidad de Plata que lleva es una de las menas ms importantes de este metal precioso.Los yacimientos de este mineral se caracterizan por tener en su superficie numerosos productos de meteorizacin, bellamente cristalizados, tales como la Cerusita, Anglesita y Piromorfita. Son de origen hidrotermal los de mayor difusin, aunque tambin existen de origen metasomtico y sedimentario. En ellos la Galena va siempre acompaada de Blenda, en ntima concrecin con ella, y Cuarzo como ganga, con algo de carbonatas y Baritina.La produccin mundial de plomo procede de tres m inerales: G alena, Cerusita (S 0 3Pb) y Anglesita (S 0 4Pb), siendo, los dos ltimos, productos de transformacin de la Galena y hallndose asociados a los yacim ientos de este mineral. A pesar de la gran difusin de la Galena, el mineral productor de plomo procede de pocas regiones, debindose citar en prim er lugar la del va lle del M ississ ipp i (E .U .A .), centrada en Tri-State, que es donde existe la mayor concentracin mundial de minerales de cinc-plomo; en Mxico existe, en el centro del pas, una rica regin que se extiende por Chihuahua y Coahuila; tambin Amrica del Sur contiene importantes depsitos de m ineral. Casi la mitad de plomo y cinc del mundo procede del continente ame

ricano. En Europa existe la provincia mediterrnea con los ricos yacimientos espaoles, explotados por los romanos hace 3000 aos, siendo los ms importantes los de Sierra Morena en el distrito de Linares-Carolina (Jan, Espaa). Tambin en Espaa, en la regin de Cartagena y Alm era, se extrajeron, durante el siglo pasado, grandes cantidades de Galena argentfera que proporcionaron cierta prosperidad al pas y que actualmente se hallan prcticamente agotadas.

Grupo del Cinabrio

El Cinabrio, SHg, tiene la misma simetra que el Cuarzo, cristalizando en la clase enantiomrfica rombodrica, con estructura tipo Cl- Na deformada homogneamente, de manera que el cubo que constituye la celda fundamental del cloruro sdico se transforma en un romboedro con tomos de Hg en los vrtices y en mitad de las caras, y de S en mitad de las aristas; la distorsin es de naturaleza tal, que se producen formas enantiomrficas pticamente activas.Se presenta en cristales poco frecuentes, de hbito tabular o cuboide, formados por el romboedro, de ngulos muy cercanos al cubo, y por el pinacolde bsico; generalmente Informe, en agregados granudos, diseminado y en eflorescencias. Color y raya rojo cochinilla, variando, en los agregados, del rojo escarlata al rojo oscuro ; b rillo adam antino. Opaco, aunque transparente en seccin delgada. Opticamente, unixico positivo, notable por el alto valor de sus ndices de refraccin, gran birrefringencla y fuerte dispersin; tiene poder rotatorio quince veces superior al del cuarzo.Mineral de gran importancia econmica, es mena de Mercurio. Sus yacimientos son de origen hidrotermal y se han formado a baja temperatura, ya por reemplazamiento (Almadn, en la provincia espaola de Ciudad Real), ya por relleno de fisuras (Italia): las minas de Almadn, en explotacin desde hace ms de 2000 aos, son las ms ricas del mundo. Este yacimiento se halla situado sobre pizarras y cuarcitas silricas, siendo su riqueza media de 5 a 8 por 100 de mercurio y, en algunos lugares, hasta de 20 por 100. Yacimientos de importancia son los de Toscana y Trieste, en Italia, y California, en los Estados Unidos de Norteamrica, aunque la riqueza media sea inferior a la de Almadn. Existen depsitos de menor importancia en Mxico y en Per.


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Grupos galena y del cinabrio

Grupo galena

Cristal compuesto de octaedro y cubo Fig. 2.- Cubo de exfoliacin de

con cara de octaedro.galena

Fig. 1.- Galena (cristal compuesto de cubo y octaedro), sobre calcita. Bellmunt. Tarragona (Espaa).

Grupo del cinabrio

Romboedro

Fig. 4.- Cinabrio con cuarzo. Almadn. Ciudad Real (Espaa).

Fig. 3.- Estructura del cinabrio.

Fig. 5.- Yacimiento de cinabrio de Huancavlica (Per).


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Clase II: sulfuros

Grupo Antimonita

Los minerales de este grupo, Antimonita o Es- tibina S3Sb2, y Bismutita, S3B2, se caracterizan por su estructura formada por cadenas de tomos de S y Sb o Bi, estrechamente unidos por enlace covalente, situadas paralelamente al eje c ; las cadenas se unen entre s por enlaces residuales. Esta estructura determina la perfecta exfoliacin y el hbito alargado paralelamente a la direccin de las cadenas.Los cristales rmbicos, ricos en facetas, se presentan frecuentemente ondulados y aun curvos, con buena conformacin en sus extremos. Mineral blando (D=2), es el primero de la escala de fusibilidad, fundindose a la llama de una cerilla . Color gris de plomo y brillo metlico que se vuelve mate.Es la mena ms importante de Antim onio, siendo China, con los depsitos de Hunn, el principal pas productor. Bollvia y, sobre todo, Per, en una regin que va desde el lago Titicaca hasta Atocha (en la propia Bollvia), y tambin M xico, poseen grandes reservas de este mineral.

Grupo de las Platas Rojas

Forman un grupo muy homogneo, integrado esencialmente por la Proustita, S3AsAg3, y la Pirargirita, S3SbAg3. C ristalizan en la clase hemimrfica rombodrica, en cristales de numerosas facetas, regularmente muy hermosos y bien desarrollados; tambin en maclas de diferentes tipos. En las hendiduras se presenta informe, diseminado y como eflorescencia. Color rojo escarlata a rojo c inabrio , en la Proustita, y rojo oscuro a gris de plomo, en la Pirargirita. La distincin entre ambos se efec

ta mejor con la raya: rojo escarlata en la primera, y rojo cereza en la segunda. Son mena de Plata importante y frecuente, ocurriendo asociadas con otros minerales de Plata y G alena.Son Importantes los yacimientos de Zacatecas y Guanajuato, en M xico ; Chaarclllo , en C h ile ; Colquijlrca, en Per, y Huanchaca, en Bo llv ia . En Espaa se les encuentra en Hlendelaenclna (Guadalajara).

Grupo Rejalgar-Oropimenfe

Minerales de aspecto marcadamente no metlico, constituyen un grupo bastante heterogneo.REJALGAR, SAs. Cristales monoclnicos bien formados, ordinariamente pequeos, prismticos, con estriaciones verticales, de color rojo (el llamado rojo aurora) y raya amarillo- anaranjada, brillo adamantino, y blandos (D = 1 ,5-2 ). pticam ente, b ixico-negativos, con fuerte dispersin. Se le encuentra en bellos cristales en Blnnenthal (Suiza), Nagyag (Hungra), Fels-Banya (Rumania) y Nevada (E .U .A .), casi siempre como mineral subordinado en el yacimiento.O RO PIM EN TE, S3As2. Cristales monoclnicos raros y pequeos, frecuentemente lentlcula- dos. Color am arillo de lim n, translcido, con raya amarilla y brillo graso semejante al de la blenda. pticamente, bixico positivo, pleocroico y fuerte birrefringencia.Se halla en las mismas localidades que el Re- jalgar, del que procede por alteracin. Son dignos de citar los cristales de Tajowa (Hungra) y de Anatolia (Turqua); en Espaa se halla en Pola de Lena, en Almadn y en Sierra Almagrera.

(Continuacin de la TARJETA E/2.)

como Cristobalita a partir de esta temperatura. Las dos ltimas fases son metaestables en las co n d ic io n es am bienta les, hallndose ejemplares naturales de las mismas. Se diferencian en la disposicin de los S 0 4 unidos por los vrtices (fig. 8), dando esquemas distintos para cada m ineral; el Cuarzo es rombodrico; la Trldim lta, hexagonal, y la Cristobalita, cbica. Esto exp lica que sean metaestables, ya que para pasar de una

fase a otra es necesaria la rotura del enlace entre tetraedros, y estas uniones son muy fuertes (resistencia del Cuarzo a la erosin). Adems de estas fases, cada una de ellas tiene formas de alta y baja temperatura, perfectamente reversibles con puntos de inversin a 573, 140 y 240C. Esto sera debido a un movimiento de los tetraedros (fig. 9) que no implicara la rotura de los enlaces tetraedro-tetraedro; lo cual explica la reversibilidad del fenmeno.


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Grupos antimonita, de las platas ro jas y re ja lgar-oropim ente

Grupo antimonita

Fig. 1.- Estructura de la antimonita.

Grupo de las platas rojas

Fig. 2.- Cristal de estibina. lyo (Japn).

. 4.- Pirargirita. Hiendelaencina. f ia 5 - Proustitaadalajara (EspaBa). Chaarcillo (Ch ile}.' F'g' Es ' agreSado cristalino (Bolivia).

Grupo rejalgar-oropimente

Fig. 6.- Rejalgar. Nevada (E.U.A.).Fig. 7.- Oropimente. Anatolia (Turqua).


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Clase 11: sul furas

Grupo Pirita-Marcasita

Los m inerales que integran este grupo responden a la frmula X ,A , siendo A - Fe, Co o Ni, y X , > S_,, A s ,, o SAs. Se pueden diferenciar e dos series; la de los que tienen simetra cbica, serie de la Pirita, y la de los que poseen sim etra d iagonal, serie de la Marcasita. Dentro de los primeros, son para- m rficos los b isulfuros, Pirita, S ,Fe , y los biarseniuros, Sperrylita, As2Pt, mientras que los sulfoarseniuros, Cobaltina, SAsCo, son te- tartodricos; igualmente, entre los segundos, es holodrica rm bica la M arcasita , S ,Fe , mientras el M ispquel, SAsFe, es holodrico monoclnico. Esta disminucin de simetra es debida a la prdida del centro de simetra, al no ser iguales los dos tomos del grupo X2. No hay en ellos ms caso de dimorfismo que el que presentan la Pirita y la Marcasita. PIRITA, S2Fe. La estructura de este mineral tiene como caracterstica la aparicin de grupos m oleculares perfectamente definidos y que actan como si fueran un in sencillo. Los dos tomos de S que forman el grupo X , estn unidos por enlace covalente muy fuerte, siendo verdaderas molculas, coordinando cada una de ellas con seis tomos de Fe, de manera que cada S es tangente a tres Fe. La ordenacin de las partculas en la estructura es exactamente la del cloruro sdico, estando los Fe en los vrtices y mitad de las caras de un cubo y los S , en mitad de las aristas. La direccin del eje de las molculas S, con respecto a las aristas del cubo es constante y determina la aparicin del estriado que presentan las caras del cubo en algunos cristales de pirita, y es la causa del paramor- flsmo de este mineral.Magnficamente cristalizado en cubos, o en dodecaedros pentagonales, denominados pi- ritoedros por la abundancia de su aparicin; algunas veces, cristales con gran nmero de caras, otras, presentando fuertes deformaciones; tambin, en agregados granudos o fibro- so-radiados, informe, en masas, etc. Maclas de complemento caractersticas, denominadas cruz de hierro, formadas por dos piritoe- dros que se compenetran. Se presentan, con frecuencia, agregados heterogneos de Pirita y Marcasita.Color amarillo latn, algunas veces con superficie abigarrada, o bien pardo por alteracin superficial en limonita. Brillo metlico. Raya negro-verdosa. Opaco, a la luz reflejada tiene coloracin blanco-crema. Dureza entre

6 y 6,5; por percusin produce chispas y olor a azufre. Es paramagntico, buen conductor y termoelctrico.Algunas veces contiene Calcopirita interpuesta, dando las mal llamadas piritas cuprferas. Es el ms universal y abundante de todos los sulfuros; se presenta bajo todas las condiciones de deposicin m ineralgica, siendo un ejemplo de mineral persistente. En la provincia espaola de Huelva, donde existen las masas de Pirita ms importantes del mundo (Riotinto y Tharsis), stas son de origen hidrotermal; como segregacin magmtica, registramos las de Sulitjelma (Noruega); en Clifton (Arizona, E .U .A .) se hallan grandes ncleos producidos por metasomatismo de contacto; en el Vesubio (Italia) se ha hallado como producto de sublim acin; es constituyente comn de lechos sedimentarios, de los cristales diseminados en margas y de los depsitos fsil feros. Es prcticamente imposible citar todas las formas de yacer de la Pirita; slo insistiremos en que se presenta en casi todos los tipos de yacimientos conocidos.Los agentes atmosfricos la meteorizan rpidamente, pasndola a Limonita; en los yacimientos de este mineral se halla casi siempre hematites parda, en su parte superior, constituyendo la montera de hierro del depsito. La Pirita es materia prima para la obtencin del cido sulfricoM A R C A SITA , S2Fe. C rista les rm bicos no muy frecuentes, de formas variadas; se presenta ms a menudo en m aclas m ltiples, muy caractersticas, denominadas crestas de gallo, que, cuando se renen en asociacin cclica , producen el hierro en lanza. Algunas veces se presenta en forma compacta (pirita heptica), y en multitud de formas variadsimas. Propiedades iguales a la Pirita, con color ligeramente verdoso y menos amarillo; se altera con mayor facilidad que la Pirita, por lo que a menudo se presenta con corteza de meteorizacin de color de herrumbre.Mineral muy extendido, casi siempre se presenta acompaando a la Pirita.M ISP IQ UEL, SAsFe. Cristales m onoclnicos, seudorrmblcos, que se unen dando una macla de compenetracin de dos individuos. Color blanco, de estao a gris de acero, frecuentemente con alteracin superficial, raya negra y brillo metlico. Es mineral comn, aunque no con tanta difusin como los dos anteriores. Se utiliza para la obtencin del anhdrido arsenioso, y algunas variedades por su contenido en metales preciosos.


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Grupo pir i ta -marcas i ta

Fig. 2.- Pirita (dodecaedro pentagonal). Fig. 3.- Pirita (cristales cbicos).Ambas Aguas. Logroo Espaa). Valdenegrillos. Logroo (Espaa).

Fig. 1.- Estructura de la pirita.

& Fe

S

Fig. 5.- Pirita (macla de dos cubos). Ambas Aguas. Logroo (Espaa).

Fig. 4.- Pirita octadrica. Brosso. Piamonte (Italia).-

Fig. 6.- Marcasita (cristales en cresta de gallo). Oklahoma (E.U.A.).

Fig. 7.- M ispquel sobre cuarzo . El Parral. C h ihuahua (M xico).


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Clase III: sales haloideas

Clase III. SALES HALOIDEAS

Minerales en su mayora de composicin qumica sencilla, incoloros o teidos accidentalmente, de poca dureza, casi siempre solubles en agua y de aspecto salino caracterstico. Formados por cristalizacin en mares o lagos salados, como formaciones secundarias modernas o como productos de sublimacin de los volcanes. SAL GEM A, ClNa. La estructura de este mineral ha sido ampliamente descrita en las primeras lminas. Cristaliza en la holoedria regular, principalmente en cubos que, excepcionalmente, pueden llegar a ser de un metro de arista (Allertal superior y Detroit, E .U .A .) y raras veces en octaedros. Se presenta en agregados granudos y fibrosos y en eflorescencias formando estalactitas. Los cristales son incoloros y transparentes, deformados o redondeados por disolucin, algunas veces con coloraciones rojas o amarillas por contener xido de hierro, o irregularmente teidos de azul, debido, segn algunos autores, a sodio metlico coloidal Interpuesto en la red; de brillo vitreo; con exfoliacin facilsim a, segn las caras del cubo. Muy soluble en agua (35,91 % a 12C), no vara su solubilidad al aumentar la temperatura; no es higroscpico, y tiene sabor salado tpico. Suele contener inclusiones de agua madre, motivo por el cual al calentarlo decrepita; funde a 800, sin descomposicin. pticamente istropo, puede presentar anomalas pticas (birrefringencia) por presin; es fuertemente diatrmano.Es el mineral ms universalmente conocido y empleado. Debido a que es necesidad bsica del hombre, desde los inicios de la Humanidad su posesin ha sido motivo de intercambios com erciales y de guerras. Es de todos conocido el impuesto de la sal, que durante la Edad Media fue causa de opresin y de revoluciones en la mayora de los pases europeos. A pesar de su importancia como a limento, la principal demanda de este mineral es para usos industriales, como materia prima bsica de la moderna industria qum ica. Se producen unos 35 millones de toneladas de sal anualmente, siendo los Estados Unidos de Norteamrica el mayor pas productor. SILVINA, C IK . Mineral con la mayora de las caractersticas descritas para la sal gema; parece que en lugar de cristalizar en la holoedria regular lo hace en la hemiedria enantiomrfica, de acuerdo con la inclinacin que presentan las figuras de corrosin sobre la cara del cubo. Se diferencia de la sal comn por su sabor salado amargo, intermedio entre el de las

sales sdicas y el de las sales magnsicas. Fcilmente soluble en agua, aumenta su solubilidad con la temperatura, lo cual se aprovecha para separarlo industrialmente de la Sal gema. CARN ALITA , C I2M g.C IK .6H O . Se presenta diseminado juntamente con la Sal gema y la Silvina o en cristales holodricos rmbicos raros, de hbito hexagonal, incoloros, o de color rojo por interposicin de gran cantidad de escamitas de OIigisto que le comunican brillo metlico. pticamente bixico positivo, tiene brillo vitreo, que se apaga rpidamente por la higroscopicidad de este mineral. Posee fuerte fosforescencia.Estos dos ltimos minerales son las principales fuentes naturales a partir de las cuales se obtienen las sales potsicas de tan gran aplicacin en agricultura como fertilizantes y en la moderna industria qumica. La produccin mundial es aproximadamente de 3 a 4 m illones de toneladas, expresados en O K2, anualmente. Alem ania, Espaa y Estados Unidos de Norteamrica son los principales pases productores, este ltimo a partir de la primera guerra mundial.

YACIM IENTOS SALINOS Los minerales salinos se han formado por la evaporacin, en clim as clidos y ridos, de grandes masas de agua marina que quedaron aprisionadas en los continentes por fenmenos orognicos o transgresivos. El mecanismo fue exactamente igual al que se utiliza actualmente en las salinas, grandes lagos artificiales de agua salada, de los que procede la mayor parte de la sal que se utiliza como alimento. La deposicin de los compuestos disueltos en las aguas madres se realiza de acuerdo con su solubilidad. Al iniciarse la evaporacin, se deposita, en una primera fase, el sulfato clcico en forma de Yeso y de Anhidrita; seguidamente lo efecta la sal comn en casi su totalidad, y en la ltima fase, cuando la evaporacin casi es total, se depositan las sales potsicas y magnsicas, mezcladas siempre con Sal gema.-Los yacimientos de sal comn estn formados por capas lenticulares, de espesores que varan entre unos centmetros y varios metros, pudiendo llegar a potencias superiores a los 400 metros. En los grandes depsitos salinos existen los llamados domos de sal, en forma de cpula (fig. 5),que son capas profundas, aplastadas y empujadas hacia arriba, y que, debido a la elasticidad del mineral se han fundido en una masa homognea.

(Contina en la TARJETA C/2.)


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Sales haloideas

Fig. 1.- Cristal cbico de sal gema. Torres. Zaragoza (Espaa).

Fig. 2.- Cubos de exfoliacin de sal gema.

Fig. 3.- Carnalita. Cardona. Barcelona (Espaa).

F'g- 5.- Domo de sal (esquema) con casquete de anhidrita.

Fig. 4.- Parte de un pliegue del yacimiento salino de Cardona. Barcelona (Espaa).

C L A S E III: SA LES H A L O ID E A S

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Clase I I I : sa les haloideas

(Viene de la TARJETA C / l.)

Ejemplo de este fenmeno es la montaa de sal de Cardona (Barcelona).Los yacimientos salinos mayores del mundo en los que se benefician sales potsicas son la cuenca de Stassfurt (Alemania) y la navarro-catalana (Espaa), con los yacim ientos catalanes en explotacin de Sria, Cardona, Balsareny y Sallent. La inmensa mayora del mineral es Sal gema, y dentro de ella existen zonas con grandes concentraciones de cama- lita en la primera y silvina en la segunda.

FLU O R ITA , F2C a . Se presenta en cristales perfectos pertenecientes a la holoedria regular, casi siempre con combinaciones de cubo y octaedro o rombododecaedro. Mineral de estructura sencilla dentro de los compuestos X ,A , los iones calcio se disponen segn una red cbica de caras centradas, mientras que los iones flor se sitan en el centro de los ocho cubitos en que puede dividirse la celda fundamental (fig. 1); cada flor est rodeado por cuatro calcios en disposicin tetradrica, y cada calcio lo est por ocho flors, siendo la coordinacin de 4 :8 . Con frecuencia da m aclas de com penetracin integradas por dos cubos. Tambin se presenta informe en agregados granudos.Se exfolia perfectamente segn las caras del cubo; pocas veces es incoloro, sino que por lo comn esf teido con las coloraciones ms diversas, prevaleciendo la violeta; transparente a translcido y de brillo vitreo. Opticamente es istropo, con ndice de refraccin bajo y muy poca dispersin, por lo cual se utiliza para fabricar objetivos apocro- mticos de microscopio. Los cristales coloreados presentan algunas veces birrefringencia anmala, mientras que los fuertemente teidos de Cumberland (Inglaterra) son muy fluorescentes; no es conductor de la electricidad. Mineral de extensin mundial, se le halla por lo comn en cantidad explotable en filones hidrotermales de alta y de baja temperatura;

a menudo, como ganga en los filones metalferos. Son dignos de citarse los magnficos cristales de Cumberland (Inglaterra) y los de las grietas alpinas (Coschener Alp); en Espaa se halla en la mayora de las provincias; as, en Carabia (Asturias), Gistain (Aragn), Papiol (Barcelona).Se le utiliza industrialmente en metalurgia como fundente, y en ptica.C R IO LITA , F6A IN a3. Cristales de hbito cuboide, pertenecientes a la holoedria monoclnica; algunas veces, maclados polisintticamente. En agregados informes acabados en cristales aplanados. De color blanco de nieve, puede ser tambin pardusco, rojizo y aun negro; brillo nacarado en alguna de sus caras, lo presenta vitreo en general. pticamente, bixico positivo. Presenta una forma polimorfa a los 570, perteneciente al sistema regular, lo cual hace que pueda tomarse como termmetro geolgico, ya que los cristales, claros, transparentes y bien desarrollados, se forman po

ciencia - atlas tematico de mineralogia

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