Minerales: definición, propiedades, tipos y ejemplos
Descubre qué son los minerales: definición, propiedades, tipos y ejemplos (cuarzo, feldespato). Aprende mineralogía, cómo se forman estos sólidos inorgánicos y cristalinos.
Los minerales son sustancias que se forman de forma natural en la Tierra. Son los componentes básicos de las rocas.
Los minerales suelen ser sólidos, inorgánicos, tienen una estructura cristalina y se forman de forma natural por procesos geológicos.
El estudio de los minerales se denomina mineralogía.
Un mineral puede estar formado por un solo elemento químico o, más habitualmente, por un compuesto. Hay más de 4.000 tipos de minerales conocidos. Dos minerales comunes son el cuarzo y el feldespato.
Propiedades principales de los minerales
Los minerales se distinguen mediante una combinación de propiedades físicas y propiedades químicas. Entre las más útiles para identificarlos se incluyen:
- Dureza: resistencia a ser rayado (escala de Mohs, del 1 al 10).
- Exfoliación o fractura: tendencia a romperse siguiendo planos de debilidad (exfoliación) o por fractura irregular.
- Color: a veces variable y poco fiable por impurezas; útil en combinación con otras pruebas.
- Brillo: aspecto superficial al reflejar la luz (vítreo, metálico, nacarado, sedoso, mate).
- Traza o raya: color del polvo del mineral al frotarlo sobre una placa de porcelana.
- Densidad o gravedad específica: relación entre la masa y el volumen; algunos minerales son notablemente pesados (p. ej., oro).
- Estructura cristalina: disposición geométrica de los átomos; se agrupan en sistemas cristalinos (cúbico, tetragonal, ortorrómbico, hexagonal, triclínico, monoclínico, trigonal).
- Reactividad química: por ejemplo, la efervescencia con ácidos débiles en el caso de los carbonatos (calcita).
Clasificación y tipos de minerales
Los minerales se agrupan según su composición química dominante en clases principales. Las más importantes son:
- Silicatos: la clase más abundante en la corteza terrestre; contienen silicio y oxígeno (SiO4). Ejemplos: cuarzo, feldespatos, mica.
- Óxidos: contienen oxígeno más un metal (p. ej., hematites, magnetita).
- Sulfatos: contienen el anión sulfato (SO4), como la yeso (gipso).
- Sulfuros: contienen azufre unido a metales; muchos minerales metálicos son sulfuros (p. ej., pirita, galena).
- Carbonatos: contienen el anión carbonato (CO3); ejemplo típico: calcita.
- Halogenuros: minerales con aniones halógeno (Cl, F, Br); ejemplo: halita (sal gema).
- Fósfatos: contienen el anión fosfato (PO4); ejemplo: apatito.
- Elementos nativos: minerales formados por un solo elemento en forma casi pura (p. ej., oro, cobre, diamante).
Ejemplos comunes y sus usos
- Cuarzo: muy abundante; usado en joyería, electrónica (cristales de reloj) y en la industria del vidrio.
- Feldespato: componente principal de muchas rocas ígneas; se emplea en cerámica y vidrio.
- Calcita: forma la mayor parte de las rocas calizas; se usa en la producción de cemento y cal.
- Micas (muscovita, biotita): laminadas y con buen aislamiento eléctrico; usadas en aislantes y en la industria electrónica.
- Halita (sal común): esencial como condimento y conservante; también tiene usos industriales.
- Pirita: sulfuro de hierro; de aspecto metálico y a veces confundida con oro (“el oro de los tontos”).
- Oro y otros elementos nativos: imprescindibles en joyería, electrónica y como reserva de valor.
Cómo se forman los minerales
Los minerales se forman por diversos procesos geológicos:
- Solidificación de magmas: al enfriarse el magma se cristalizan minerales (p. ej., feldespatos, olivino).
- Precipitación de soluciones: disoluciones acuosas supersaturadas depositan minerales (p. ej., halita, yeso).
- Metamorfismo: cambios en temperatura y presión reorganizan minerales existentes para formar otros nuevos (p. ej., garnet, kyanita).
- Procesos biogénicos: organismos pueden precipitar minerales (p. ej., carbonato en conchas y esqueletos).
Identificación en campo y laboratorio
Para identificar un mineral se combinan pruebas de campo simples con técnicas de laboratorio:
- Pruebas rápidas: dureza (con objetos comunes), raya (placa de porcelana), reacción con ácido, observación de exfoliación y brillo.
- Técnicas de laboratorio: difracción de rayos X (identificación de la estructura cristalina), espectroscopía (composición química), microscopía petrográfica, análisis químico por fluorescencia de rayos X o espectrometría.
Importancia económica y ambiental
Los minerales son fundamentales para la economía: proporcionan metales, materiales de construcción, fertilizantes y componentes industriales. La extracción y uso de minerales también tiene impactos ambientales (alteración del paisaje, contaminación y consumo de agua). Por ello, la minería responsable, la rehabilitación de minas y el reciclaje son cada vez más importantes.
Consejos básicos para el reconocimiento
- Observe varias propiedades juntas; ninguna sola propiedad suele ser concluyente.
- Use una guía de campo regional, ya que la ocurrencia de minerales varía con la geología local.
- Si encuentra una muestra sospechosa de valor (metálica o cristalina), será útil documentar el lugar y consultar con un experto antes de extraerla.
En resumen, los minerales son sustancias naturales sólidas con estructura cristalina, variadas en composición y propiedades, y forman la base de las rocas y muchos recursos industriales. El conocimiento de sus propiedades y clasificación permite identificarlos, explotarlos de manera responsable y comprender mejor los procesos geológicos de la Tierra.
Un surtido de minerales.
Características de los minerales
Un mineral es una sustancia que suele
- es un sólido inorgánico. (el mercurio elemental es una excepción) p184
- Tiene una composición química definida
- suele tener una estructura cristalina; algunos no la tienen
- se forma naturalmente por procesos geológicos
Una definición reciente es:
"Un mineral es una sustancia homogénea (es decir, compuesta por partes o elementos que son todos del mismo tipo) que se produce naturalmente con una composición química definida pero no necesariamente fija. La mayoría de los minerales son sólidos con una disposición atómica ordenada, y la mayoría son inorgánicos en el sentido químico de esa palabra".
Por otra parte, un mineral es aquel que está catalogado como tal por la Asociación Mineralógica Internacional.
Minerales y rocas
Los minerales son diferentes de las rocas. Un mineral es un compuesto químico con una composición determinada y una estructura cristalina definida. Una roca es una mezcla de uno o varios minerales, en proporciones variables.
Una roca sólo tiene dos de las características de los minerales: es un sólido y se forma de forma natural. Una roca suele contener dos o más tipos de minerales. Dos muestras del mismo tipo de roca pueden tener diferentes tipos de minerales. Los minerales siempre están formados por los mismos materiales en casi las mismas proporciones. Un rubí es un mineral. Por lo tanto, un rubí encontrado en la India tiene una composición similar a la de un rubí encontrado en Australia.
Formado en la naturaleza
Los minerales se forman mediante procesos naturales. Algunas sustancias con la misma composición química que los minerales pueden ser producidas por los seres vivos como parte de sus conchas o huesos. Las conchas de los moluscos están compuestas de calcita, aragonito o ambos.
Tradicionalmente, las sustancias químicas producidas por los seres vivos no se consideran minerales. Sin embargo, es difícil ver por qué una sustancia orgánica no debería llamarse mineral si su naturaleza química y su estructura cristalina son idénticas a las de su gemela inorgánica. Esta cuestión es ahora objeto de debate: véase la parte II de Railsback.
Los minerales se forman de muchas maneras. El mineral halita, que se utiliza como sal de mesa, se forma cuando el agua se evapora en una parte caliente y poco profunda del océano, dejando atrás la sal que contenía. Muchos tipos de minerales se forman cuando la roca fundida, o magma, se enfría y se convierte en un sólido. El talco, un mineral que puede utilizarse para fabricar polvos para bebés, se forma en las profundidades de la Tierra cuando la alta presión y la temperatura provocan cambios en la roca sólida.
Lo extraordinario es que la mayoría de los minerales deben su formación a la vida, o al menos al Gran Evento de Oxigenación. "Los minerales robustos, más que los frágiles restos orgánicos, pueden proporcionar los signos más robustos y duraderos de la biología".
Sólido
Un mineral es un sólido, es decir, tiene un volumen definido y una forma aproximada. El volumen se refiere a la cantidad de espacio que ocupa un objeto. Por ejemplo, una pelota de golf tiene un volumen menor que una pelota de béisbol, y una pelota de béisbol tiene un volumen menor que una pelota de baloncesto.
Una sustancia que es un líquido o un gas no es un mineral. Sin embargo, en algunos casos su forma sólida es un mineral. Por ejemplo, el agua líquida no es un mineral, pero el hielo sí.
Feldespato de labradorita que muestra labradorescencia típica
Rodaja de Esquel. Es un meteorito de hierro-piedra, tipo pallasita
Corindón
Propiedades físicas
Estas propiedades son las más utilizadas:
- Estructura cristalina: véase más abajo
- Dureza: en la escala de Mohs, una escala de diez puntos que va del más blando, el talco, al más duro, el diamante.
- Lustre: apariencia en la luz
- Color
- Veta: color de un mineral cuando ha sido molido hasta convertirse en un polvo fino. A menudo se comprueba frotando el espécimen sobre una placa sin esmaltar.
- Fraccionamiento: cómo se divide el mineral a lo largo de varios planos
- Fractura: cómo se rompe contra sus planos naturales de clivaje
- Peso específico: densidad comparada con el agua
- Cualquier otra propiedad
Estructura de los cristales
Las partículas de hielo que componen la escarcha tienen superficies lisas y planas. Estas superficies planas se forman debido a la disposición de los átomos en el hielo, que es un mineral. Esta disposición interna es una característica de los minerales. Es la estructura de un cristal, un sólido en el que los átomos están dispuestos en un patrón tridimensional ordenado y repetitivo.
Cada mineral tiene su propio tipo de estructura cristalina. En algunos casos, dos minerales tienen la misma composición química pero diferentes estructuras cristalinas. Por ejemplo, tanto el diamante como el grafito están formados por un solo elemento: el carbono. Pero la disposición de los átomos de carbono en estos dos minerales no es la misma, por lo que tienen estructuras cristalinas diferentes y propiedades muy distintas. Los diamantes son extremadamente duros y tienen un brillo intenso. El grafito es blando, gris y opaco.
En la naturaleza, un cristal perfecto es raro. La mayoría de los cristales tienen formas imperfectas porque su crecimiento se vio limitado por la formación de otros cristales a su lado.
Propiedades químicas
Composición química definida
Cada mineral tiene una composición química definida: está formado por una combinación específica de átomos de determinados elementos. Un elemento es una sustancia que contiene un solo tipo de átomo.
Los científicos pueden clasificar los minerales en grupos en función de su composición química. Aunque hay miles de minerales diferentes, sólo unos 30 son comunes en la corteza terrestre. Estos 30 minerales forman la mayoría de las rocas de la corteza. Por ello, se denominan minerales formadores de rocas.
- Los silicatos son el grupo más común. Todos los minerales de este grupo contienen oxígeno y silicio -los dos elementos más comunes de la corteza terrestre- unidos. Los silicatos pueden incluir otros elementos como aluminio, magnesio, hierro y calcio. El cuarzo, el feldespato y la mica son silicatos comunes.
- Los carbonatos son el segundo grupo más común de minerales formadores de rocas. Todos los minerales de este grupo contienen carbono y oxígeno unidos. La calcita, común en las conchas marinas, es un mineral carbonatado.
- Los óxidos son los minerales a partir de los cuales se refinan la mayoría de los metales, como el estaño y el cobre. Un óxido está formado por un elemento, generalmente un metal, unido al oxígeno. Este grupo incluye la hematita, una fuente de hierro.
- Los sulfatos contienen el grupo sulfato SO4 . Los sulfatos suelen formarse en las evaporitas, donde las aguas muy saladas se evaporan lentamente, permitiendo que los sulfatos y los haluros precipiten donde el agua se evapora. Los sulfatos también se producen cuando las aguas calientes son forzadas a atravesar la roca, como ocurre con los géiseres.
Hay muchos otros grupos de minerales.
Brazilianite
Algunos usos de los minerales
La gente utiliza los minerales para muchos fines cotidianos. Cada vez que se enciende un horno microondas o un televisor, se utilizan minerales. El cobre de los cables que llevan la electricidad al aparato está hecho de un mineral. La sal de mesa o halita, es otro mineral que la gente utiliza en su vida cotidiana.
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