Clasificación y Propiedades de los Minerales

Elementos Nativos

Los elementos nativos son sustancias formadas por una sola especie de átomos que se encuentran en la naturaleza en estado nativo. Forman un grupo poco numeroso de minerales con carácter inerte. Tienen varios tipos de enlaces, lo que resulta en propiedades dispares: algunos son blandos, como el azufre y el grafito, mientras que otros, como el diamante, son muy duros. La mayoría son sólidos, pero existen excepciones líquidas como el mercurio (Hg). En la Clase I, encontramos:

• Minerales Metálicos: Grupo del Oro, Grupo del Platino y Grupo del Hierro.
• Minerales Semimetales: Grupo del Arsénico.
• No Metales: Azufre, Diamante y Grafito.

Sulfuros y Sulfosales

Los sulfuros y sulfosales tienen gran importancia económica. Incluyen combinaciones de azufre (y frecuentemente As, Sb, Bi, Se y Te) con metales o semimetales. La mayoría presenta aspecto y brillo metálico, peso específico muy elevado y dureza variable. Son opacos y buenos conductores del calor y la electricidad.

Las sulfosales son sulfuros «dobles» o «complejos» donde As, Sb y Bi juegan un papel similar al de los metales. En los arseniuros, antimoniuros y bismuturos, estos metales ocupan el lugar del azufre. Se caracterizan por menor dureza, mayor solubilidad en ácidos, inferior poder de reflexión y una fórmula química más compleja.

Ejemplos representativos:

• Blenda (ZnS)
• Galena (PbS)
• Pirita (FeS₂)
• Marcasita (FeS₂)
• Cinabrio (HgS)

Halogenuros

Los halogenuros se forman por la unión de halógenos (F, Cl, Br y I) con metales. Generalmente no tienen aspecto metálico, poseen escasa dureza y muchos son solubles en agua. La mayoría son incoloros, a menos que contengan cationes de color o impurezas. Los cloruros y fluoruros son más comunes, mientras que los bromuros y yoduros son raros.

• Los fluoruros suelen ser de origen ígneo, aunque a veces se encuentran como minerales secundarios o productos de evaporación de lagos salados.
• Los cloruros, más numerosos, aparecen como productos de evaporación de mares o lagos salados y son raros en rocas ígneas o metamórficas.

También existen cloruros, bromuros y yoduros en la zona oxidada de muchos yacimientos minerales.

Ejemplos:

• Halita (NaCl)
• Silvina (KCl)
• Fluorita (CaF₂)

Óxidos e Hidróxidos

Los óxidos son compuestos naturales donde el oxígeno se combina con uno o más metales. Son relativamente duros, densos y refractarios. Se presentan como accesorios en rocas ígneas y metamórficas, y como granos detríticos en sedimentos. Algunos son menas principales de hierro, manganeso, estaño, cromo y uranio, representando una gran importancia económica. Las relaciones metal:oxígeno (X:O) varían: XO, X₂O, X₂O₃, XO₂, XY₂O₄.

Ejemplos:

• Hematites (Fe₂O₃)
• Corindón (Al₂O₃)
• Espinela (MgAl₂O₄)
• Magnetita (Fe₃O₄)

Los hidróxidos se caracterizan por la presencia del grupo (OH)^– o moléculas de H₂O. Son menos duros y menos densos que los óxidos. Aparecen como alteración secundaria o productos de la meteorización. Un ejemplo común es la Limonita (FeO·OH·nH₂O).

Carbonatos, Nitratos y Boratos

Los carbonatos se forman a partir de la unión de unidades aniónicas (CO₃)^2- y un catión. El CO₃^2- es responsable de gran parte de sus propiedades. Los más abundantes son los carbonatos anhidros, con tres grupos isoestructurales: Calcita, Aragonito y Dolomita. Son poco duros, con densidad variable y colores diversos. Se disuelven fácilmente en ambientes acuosos ácidos. Forman parte esencial de rocas como calizas (calcita), dolomías (dolomita) y mármoles cristalinos, teniendo aplicaciones industriales.

Grupos principales:

• Grupo de la Calcita: Calcita (CaCO₃), Magnesita (MgCO₃), Siderita (FeCO₃)
• Grupo del Aragonito: Aragonito (CaCO₃)
• Grupo de la Dolomita: Dolomita (CaMg(CO₃)₂)
• Carbonatos monoclínicos con grupo (OH): Malaquita (Cu₂CO₃(OH)₂)
• Carbonatos hidratados

Los nitratos son escasos y contienen el grupo (NO₃)^–. Existen dos fases minerales importantes: Nitratina (NaNO₃) y Nitro (KNO₃). Son minerales claros, solubles y blandos, presentes en masas cristalinas o eflorescencias en zonas áridas.

Los boratos son muy pocos y estructuralmente diversos. Son polímeros de unidades BO₃. Un ejemplo es la Kernita (Na₂B₄O₆(OH)₂ · 3H₂O).

Sulfatos, Cromatos, Molibdatos y Wolframatos

Los sulfatos son minerales abundantes, con alrededor de 200 especies. Su estructura se basa en un tetraedro de (SO₄)^2-. En los cromatos, molibdatos y wolframatos, el S se sustituye por Cr, Mo y W, respectivamente. Se subdividen en:

• Sulfatos anhidros: Anhidrita (CaSO₄) y el grupo de la Baritina (Baritina (BaSO₄), Celestina (SrSO₄)).
• Sulfatos hidratados: Yeso (CaSO₄ · 2H₂O), Thenardita.

Los sulfatos suelen ser incoloros o coloreados accidentalmente, con baja densidad y poca dureza. Son solubles en agua, excepto los alcalinotérreos. Existen sulfatos primarios y secundarios. No se encuentran comúnmente en rocas, a excepción del yeso y la anhidrita.

Los wolframatos y molibdatos forman un grupo homogéneo, con aniones (WO₄)^2- y (MoO₄)^2-. Pertenecen a dos grupos isoestructurales, incluyendo la Wolframita ((Fe,Mn)WO₄).

Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos

En los fosfatos, el fósforo (P) siempre se encuentra unido al oxígeno (O). Si el P se sustituye por As o V, se obtienen arseniatos y vanadatos, respectivamente. Su clasificación se basa en si son anhidros o hidratados, y en la presencia de aniones adicionales:

• Anhidros: Xenotimo y Monacita.
• Anhidros con aniones adicionales: Apatito, Piromorfita, Vanadinita, Ambligonita.
• Hidratados: Varisvita y Vivianita.
• Hidratados con aniones adicionales: Turquesa.

El fósforo primario en la corteza terrestre se encuentra principalmente como Apatito en rocas ígneas. El Apatito (Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)) representa el 95% del fósforo en la corteza. Los fosfatos son poco solubles y pueden volver a precipitarse en contacto con carbonatos de calcio u otros metales pesados.

Silicatos

Los silicatos constituyen casi un tercio de todos los minerales y ocupan más del 90% de la corteza y el manto terrestre. El cuarzo y los feldespatos son los más abundantes en la corteza, mientras que los piroxenos y el olivino predominan en el manto superior.

La unidad fundamental de la estructura de los silicatos es un tetraedro de cuatro iones de oxígeno (O) unidos a un silicio (Si). Estos enlaces son 50% iónicos y 50% covalentes. La polimerización de estos tetraedros, donde dos o más grupos SiO₄ comparten un oxígeno, es la base de la clasificación de los silicatos, dando lugar a estructuras en cadenas, hojas, anillos, etc.

• Nesosilicatos: Grupos SiO₄ independientes, con alto peso específico y dureza. Ejemplos: Granates y Olivinos. Fórmula unitaria: (SiO₄)^4-. Grupos importantes: Olivino ((Mg,Fe)₂SiO₄), Circón (ZrSiO₄), Granates y Aluminosilicatos (Al₂SiO₅: Andalucita, Distena, Sillimanita).
• Sorosilicatos: Grupos tetraédricos dobles e independientes de SiO₄ que comparten un oxígeno. Ejemplos: Epidota e Idocrasa.
• Ciclosilicatos: Anillos de tetraedros SiO₄ enlazados, con al menos tres grupos por anillo. Cristalizan en sistemas hexagonal y trigonal, con gran dureza. Fórmula unitaria: (Si₆O₁₈)^12-. Ejemplo: Cordierita ((Mg, Fe)₂Al₄Si₅O₁₈·nH₂O).
• Inosilicatos: Tetraedros SiO₄ enlazados formando cadenas de longitud indefinida. Dos tipos principales:
  • Cadenas sencillas (Piroxenos): Los tetraedros comparten un oxígeno.
  • Cadenas dobles (Anfíboles): Agrupan cadenas sencillas.
  Fórmula unitaria: (SiO₃)^2-; (Si₄O₁₁)^6-. Piroxenos comunes: Diópsido (CaMgSi₂O₆). Anfíboles conocidos: Horblenda ((Ca,Na)_2-3(Mg,Fe,Al)₅(Si,Al)₈O₂₂(OH)₂). Los piroxenos son prismas gruesos y cortos, mientras que los anfíboles tienen cristales alargados. Los piroxenos son de alta temperatura (rocas ígneas básicas y ultrabásicas), mientras que los anfíboles son de menor temperatura (rocas ígneas intermedias y metamórficas). Los piroxenos son más abundantes que los anfíboles.
• Filosilicatos: Tetraedros SiO₄ enlazados compartiendo tres de sus cuatro oxígenos, formando capas de redes pseudohexagonales. Hábito laminar pseudohexagonal y exfoliación basal perfecta. Blandos y de bajo peso específico. Formados a temperatura natural. Incluyen Micas, Talco, Cloritas, Amianto y minerales de la arcilla. Fórmula unitaria: (Si₂O₅)^2-. Grupos isoestructurales: Serpentina, Sepiolita, Arcillas, Micas y Clorita. Son hojosos o escamosos, con exfoliación dominante, flexibles e incluso elásticos.
• Tectosilicatos: Tetraedros de Si enlazados formando un armazón tridimensional, donde cada tetraedro comparte sus cuatro oxígenos. Similares entre sí: incoloros, blancos o gris claro, con baja densidad y dureza entre 4 y 6. Incluyen Feldespatos y Feldespatoides. Constituyen tres cuartas partes de los minerales de la corteza terrestre. Fórmula unitaria: (SiO₂)⁰. Grupos: SiO₂ (Cuarzo, Tridimita, Cristobalita), Feldespatos (Microclina, Ortosa, Sanidina (KAlSi₃O₈), Plagioclasas (Albita-Anortita) ((Ca,Na)AlSi₃O₈)).