Clase propiedades físicas de los minerales AUXILIAR 1 GL31A Semestre 02/2007 Manuel I. Muñoz C.

Cristal de Pirita cúbico ¿Qué es un mineral? Hay cuatro condiciones que un mineral debe cumplir Sólido homogéneo Estructura interna ordenada Composición química definida (variable dentro ciertos límites) Origen natural e inorgánico Cristal de Pirita cúbico

Red cristalina de la Halita ¿Qué es un mineral? Estructura interna Los minerales son el resultado de la unión de átomos a través de enlaces atómicos. Esta unión es la que producen una estructura interna definida. La naturaleza de los átomos y la fuerza de los enlaces determinan muchas de la propiedades físicas y químicas de los Minerales Red cristalina de la Halita Rojo = Sodio Verde = Cloro Halita (sal) desde Searles Lake, CA

¿Qué es un mineral? Composición química definida (variables entre ciertos límites) Quiere decir que el mineral puede ser expresado por una fórmula química específica. Ej: Halita, NaCl, es una sustancia pura. Sin embargo, muchos minerales no tienen tal composición tan bien definida. Ej: dolomita CaMg(CO3)2 puede tener cantidades considerables de Fe y Mn en lugar de Mg. Halita - NaCl Por cada átomo de Sodio hay un átomo de Cloro

Cristal de Tourmaline desde Brazil ¿Qué es un mineral? Origen natural e inorgánico Los minerales no son sintéticos, ellos son producidos por procesos geológicos naturales sobre la Tierra. El acero, bronce y aluminio no se encuentran en forma natural, por lo tanto no son considerados minerales. No son producidos por procesos orgánicos, por esto las perlas, ambar, coral y carbón no son considerados como mineral. Cristal de Tourmaline desde Brazil

Definición de mineraloide Mineraloide: Algunos materiales no cumplen estrictamente todos los requerimientos para ser mineral. Ej: sólido amorfo como el ópalo o el vidrio. Tienen una estructura interna desordenada.

Definición de paragénesis y cristal Paragénisis: Los minerales rara vez se presentan aislados, por lo general forman una agrupación de ellos que es característica de un determinado proceso de formación. Cristal: Sólido con estructura interna ordenada, limitado, bajo condiciones razonables, por caras planas, las cuales son la expresión externa de un ordenamiento interno. Ej: sal (halita)

Definición de polimorfismo Polimorfismo: Dos minerales con la misma fórmula química crecen bajo sistemas cristalográficos distintos. Ej: C Grafito, diamante CaCO3 Calcita, aragonita Al2SiO5 Kyanita, Sillimanita, Andalusita.

Definición de roca Roca: Agregado de uno o más minerales y/o mineraloides (ej: vidrio – rocas basálticas) Ej.: Granito

Propiedades físicas y químicas de los minerales Las propiedades físicas y químicas de los minerales nos sirve para tratar de identificar y distinguir entre distintos tipos de minerales. Entre las propiedades de minerales más comunes podemos mencionar: Hábito Clivaje Partición Fractura Dureza Color Raya Propiedades eléctricas y magnéticas Brillo Tenacidad Peso Específico Luminiscencia

Hábito Definición: Apariencia externa de los monocristales y forma en que los cristales crecen juntos. Para que se desarrollen las caras de un cristal estas dependen del espacio disponible, la abundancia de componentes que forman el mineral y tiempo para crecer. Si crece sin interferencia, el cristal adopta formas, las cuales son relacionadas a la estructura interna de él. En la naturaleza un cristal perfecto es raro.

Hábito 1. Minerales aislados: Acicular: alargados, cristales delgados forma de aguja. Cúbico: forma cúbica. Filiforme: pelos o hilos Espadas: cristales elongados y planos. Octaedro: muestra formas octaédricas. Prismático: abundantes caras de prismas. Tabular: formas rectangulares, alargados en 2 direcciones. Micáceo: láminas o escamas muy delgadas (laminar).

Hábito: ejemplos Prismático o cristalino Cúbico Acicular

Hábito Prismático Micáceo

Hábito 2. Grupo de cristales o granos: Dendrítico: arborescente, ramas divergentes Radiados: cristales divergentes de un centro común Drusas: superficie cubierta por pequeños cristales Granular: en red de cristales visibles a simple vista. Masivo: Grupo de minerales imposible de diferenciar a simple vista

Hábito: ejemplos Radiados Dendrítico

Hábito: ejemplos Masivo Granular

Hábito 3. Grupo de cristales individuales paralelos o agregados subesféricos: Botroidal: racimo de uvas Coloforme: formas esféricas de individuos radiados. Fibroso: con forma de fibras. Globular: radiado en forma esférica. Reniforme, masas con forma de riñón. 4. Otros: Geoda Estalactítico Estalacmitico

Hábito Botroidal y globular Reniforme

Hábito Fibroso Geoda

Clivaje Propiedad que poseen ciertos minerales de partirse según planos preferenciales. Estos planos son reflejo de zonas de debilidad de la estructura cristalina. Puede existir más de un clivaje. Se describe la cantidad, dirección y la calidad: Excelente: se exfolia en finas láminas. Ej.: Micas. Perfecto: los planos de exfoliación limitan formas regulares, como cubos (galena, halita), romboedros (calcita). Bueno: planos menos visibles y no siempre perfectamente rectos (feldespato, anfíbola, piroxenos). Imperfecto: planos con superficie irregular (azufre, apatito) Muy imperfecto: no existe clivaje, se suele observar fractura

Estos son fragmentos de FLUORITE. Clivaje Estos son fragmentos de FLUORITE. Estos fragmentos de GALENA fueron producidos por el golpe de un martillo, Note la consistencia de los 90º de ángulos a lo largo de los bordes

Clivaje Ej: Dentro de esta red cristalina es fácil ver como los átomos están ordenados y separados lo que produce un clivaje con ángulos de 90º Las líneas representan los quiebres entre los átomos que forman el mineral. Entonces el Clivaje es guiado por la estructura atómica.

Clivaje Fluorita tiene clivaje en cuatro direcciones A thin sheet of Muscovite seen on edge. Mica perfecto clivaje en UNA dirección.

Sal común (mineral HALITA) tiene muy buen clivaje en 3 direcciones. Estas tres direcciones de clivaje son perpendiculares entre si, generando un clivaje cúbico.

Clivaje Rhombohedral Cleavage - 3 directions CALCITE Hasta los fragmentos más pequeños tienen clivaje rombohedral

Clivaje Bueno

Clivaje TALCO tiene clivaje micaceo (perfecto en 1 dirección), pero los cristales de talco son tan pequeños que no se pueden ver fácilmente. La segunda foto muestra algo de talco que debido al clivaje quedo en los dedos

Partición Es la tendencia de los minerales de romperse a lo largo de planos de debilidad estructural producto ya sea de tensiones o presiones (factores externos al mineral). Como la mayoría de las veces es paralelo a las caras de los cristales, suele confundirse con el clivaje.

Fractura Manera en que el cristal se rompe cuando no lo hace según una superficie de clivaje o de partición. La forma de la fractura puede ser característica y distintiva de minerales: concoidal fibrosa o astillosa aserrada irregular Vidrio volcánico llamado OBSIDIANA. NO es un mineral, muestra una excelente fractura concoidal

Note las superficies curvas Fractura Cuarzo, al romperse no repite la forma cristalina. Buen ejemplo de fractura concoidal. Note las superficies curvas

Fracturas: ejemplos Fractura concoidal Fractura irregular Fractura fibrosa o astillosa

Dureza Resistencia que ofrece una superficie lisa de un mineral a ser rayada. Se le asigna un valor numérico simbolizado como H. Depende de la estructura cristalina, es decir, del tipo de enlace interatómico. Es una característica vectorial pues depende de la orientación cristalográfica por donde es rayado. La escala de dureza empleada es la Escala de Mohs, donde se usan 10 minerales de durezas variadas conocidas.

TABLA RELATIVA DE DUREZAS DE MOHS MINERAL INSTRUMENTO 1 TALCO 2 YESO 3 CALCITA UÑA (2 – 2,5) 4 FLUORITA 5 APATITO 6 ORTOCLASA CUCHILLO DE ACERO 7 CUARZO 8 TOPACIO PORCELANA 9 CORINDÓN 10 DIAMANTE RAYADOR DE TUNGSTENO MONEDA DE Cu (3.2) PLACA DE VIDRIO (5.5)

Dureza: ejemplos Raya Placa de vidrio (H>5.5) Raya con la uña (H<2.5) No se raya con la uña, pero tampoco raya el vidrio (2.5<H<5.5)

Tenacidad Término asignado a la cohesión del cristal, o sea, corresponde a la resistencia a ser roto, doblado o desgarrado. Los términos más utilizados son: Frágil: se rompe y pulveriza fácilmente; Maleable: se deforma plásticamente; Séctil: puede ser cortado con cuchillo; Dúctil: deformable en forma de alambres; Flexible: minerales que se doblan pero no vuelven a su forma original (ejemplos son el talco y la clorita); Elástico: minerales que se doblan y logran recuperar su forma posteriormente (un ejemplo claro lo constituyen las micas).

Color El color de un mineral puede ser altamente característico o completamente inservible dependiendo del mineral en cuestión. Existe una amplia gama de minerales que presentan 2 ó más variaciones de color, esto posiblemente a impurezas existentes.

Color Color Indicativo Turquoise Rhodochrosite Malachite Azurita Sulfur no notes

Varios colores de la Calcita Color NO indicativo Varios colores de la Calcita

Color NO indicativo Varios colores del Curazo. Amatista Fierro Iónico Claro – Sin impuresas Inclusiones de Clorita Inclisiones de Hematita Varios colores del Curazo.

Brillo Aspecto general de la superficie de un mineral producto de la reflexión y difracción de la luz. Formalmente se divide en metálico y no metálico, utilizandóse el término submetálico para referirse a términos intermedios. Los no metálicos se pueden dividir en: vítreo (cuarzo), terroso o mate, grasoso (ópalo), sedoso (asbesto), ceroso, resinoso, adamantino, nacarado (yeso).

Brillo: ejemplos Metálico Submetálico

Brillo: ejemplos Vítreo Sedoso

Raya Es el color del fino polvo que arroja un mineral al ser rayado Es una propiedad más confiable que el color de un mineral, generalmente varía menos. Se determina rayando el mineral con otro más duro, determinando el color del polvo fino del mineral. Generalmente se usa una porcelana (H~7)

Hematita sobre porcelana Raya Hematita sobre porcelana Es el color del fino polvo que arroja un mineral al ser rayado Hematita tiene una raya de color café-rojizo

Raya Sphalerita tiene una raya amarillo clara Sphalerita es un mineral oscuro, sin embargo éste tiene una raya color claro. Raya de la sphalerita al lado de la raya de la Hemetita color café-rojiza. Sphalerita tiene una raya amarillo clara

Raya: ejemplos

Peso específico Corresponde a la relación entre el peso de un mineral y el peso de un volumen igual de agua a 4ºC. Depende del empaquetamiento y de los elementos que conforman el mineral. Ejemplos: Cuarzo: 2.65 Feldespatos: 2.60-2.75 Plata: 10.5 Calcita: 2.72

Propiedades eléctricas y magnéticas La condición de electricidad es relativa al tipo de enlace de los cristales. Minerales con enlace metálico son buenos conductores de electricidad. Minerales no metálicos generalmente son malos condutores El magnetismo es una propiedad de algunos minerales de Fierro que atraen cualquier superficie imantada.

LODESTONITA: es una variedad de Magnetita que es naturalmente magnética

Luminiscencia Corresponde a la emisión de luz de un mineral que no es resultado directo de incandescencia. Se pueden tener los siguientes tipos:+ Fluorescencia: ocurre cuando los minerales son expuestos a rayos ultravioletas, rayos X o rayos catódicos. Fosforescencia: corresponde a la luminiscencia que continúa después de cortada la excitación. Termoluminiscencia: propiedad de producir luz visible cuando se calientan a temperatura por debajo del rojo. Triboluminiscencia: propiedad poseída por algunos minerales de volverse luminosos cuando son rotos, rayados o gastados.

Propiedades fisiológicas Son aquellas propiedades inherentes a determinados minerales. Las más características son: Sabor: Halita es salada, chalcantita es mala Olor: azufre (al ser calentado) Tacto: Los de baja dureza y dejan polvo en las manos (caolín, talco); molibdenita mancha los dedos; especularita deja partículas brillantes

Propiedades diagnósticas Son aquellas propiedades que determinan o caracterizan un mineral. Son las que más sirven. Sabor de la halita Efervescencia de la calcita al echarle ácido La crisocola se pega en la lengua La chalcantita es mala El olor del azufre. El magnetismo de la magnetita

EJERCICIO 1 GEOLOGIA GENERAL AUXILIAR OTOÑO 2007 1) ¿Que condiciones debe cumplir un mineral, para ser llamado asi? ¿que es una roca? Discuta si el carbón, ámbar, el oro y cuarzo son minerales o mineraloides 2) Nombre 3 propiedades físicas y/o químicas de los minerales y defínalas. 3) ¿Como diferenciaría ud. entre Cuarzo y Calcita? ¿y entre grafito y diamante?

Clase práctica.