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. Constituyen un grupo reducido de minerales con carácter inerte. Presentan 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 extremadamente duros. La mayoría son sólidos, aunque 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

Este grupo tiene gran importancia económica. Incluye combinaciones de azufre (y frecuentemente de arsénico (As), antimonio (Sb), bismuto (Bi), selenio (Se) y teluro (Te)) con metales o semimetales. La mayoría presenta aspecto y brillo metálico, peso específico 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 diferencian de los sulfuros por su menor dureza, mayor solubilidad en ácidos, inferior poder de reflexión y fórmula química más compleja.

Minerales representativos:

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

Halogenuros

Formados por la unión de halógenos (flúor (F), cloro (Cl), bromo (Br) y yodo (I)) con metales. No tienen aspecto metálico, poseen escasa dureza y muchos son solubles en agua. La mayoría son incoloros; si presentan color, se debe a impurezas o a la presencia de un catión coloreado. 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 minerales accesorios en rocas ígneas y metamórficas, y como granos detríticos en sedimentos. Tienen gran importancia económica, ya que algunos son menas principales de hierro, manganeso, estaño, cromo y uranio. 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 hidroxilo (OH^–) o moléculas de H₂O. Son menos duros y menos densos que los óxidos. Aparecen como productos de alteración secundaria o meteorización.

Ejemplo: Limonita (FeO·OH·nH₂O)

Carbonatos, Nitratos y Boratos

Minerales formados por la unión de unidades aniónicas (CO₃)^2- y un catión. El grupo (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. Tienen aplicaciones industriales.

Grupos importantes:

• 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)^–. 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. Ejemplo: Kernita (Na₂B₄O₆(OH)₂ · 3H₂O).

Sulfatos, Cromatos, Molibdatos y Wolframatos

Los sulfatos son minerales abundantes (aproximadamente 200 especies). Su estructura se basa en un tetraedro de (SO₄)^2-. En los cromatos, molibdatos y wolframatos, el azufre (S) se sustituye por cromo (Cr), molibdeno (Mo) y wolframio (W), respectivamente. Se subdividen en sulfatos hidratados y anhidros.

• Sulfatos Anhidros: Anhidrita (CaSO₄), Grupo de la Baritina: Baritina (BaSO₄), Celestina (SrSO₄).
• Sulfatos Hidratados: Yeso (CaSO₄ · 2H₂O), Thenardita (sulfato magnésico hidratado).

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. Estos minerales no suelen encontrarse en rocas, a excepción del yeso y la anhidrita.

Los wolframatos y molibdatos forman un grupo homogéneo, con aniones (WO₄)^2- y (MoO₄)^2-. Grupos isoestructurales: Wolframita ((Fe,Mn)WO₄) y otro.

Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos

El fósforo (P) siempre se encuentra unido al oxígeno (O). Si en lugar de P hay arsénico (As) o vanadio (V), se forman arseniatos y vanadatos, respectivamente. Su clasificación se basa en si son anhidros o hidratados, y en la presencia de aniones adicionales.

• Fosfatos, arseniatos y vanadatos anhidros: Xenotimo y Monacita.
• Anhidros con aniones adicionales: Apatito, Piromorfita, Vanadinita, Ambligonita.
• Hidratados: Varisicita 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 cortical. Los fosfatos son poco solubles y pueden volver a precipitar al entrar en contacto con carbonatos de calcio u otros metales pesados.

Silicatos

Constituyen casi un tercio de todos los minerales y más del 90% de la corteza terrestre y el manto. 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). Los enlaces en esta coordinación tetraédrica son 50% iónicos y 50% covalentes. Dos o más grupos SiO₄ pueden compartir un oxígeno, formando enlaces que generan polimerización entre tetraedros. La clasificación de los silicatos se basa en el grado de polimerización de estos tetraedros.

• Nesosilicatos: Grupos SiO₄ independientes, con alto peso específico y dureza. Ejemplos: granates y olivinos. Fórmula unitaria: (SiO₄)^4-. Grupos: Olivino ((Mg,Fe)SiO₄), Circón (ZrSiO₄), Granates, 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 en cadenas de longitud indefinida. Dos tipos principales:
  • Cadenas sencillas (piroxenos): Los tetraedros comparten un oxígeno. Ejemplo: Diópsido (CaMgSi₂O₆).
  • Cadenas dobles (anfíboles): Agrupan cadenas sencillas. Ejemplo: Horblenda ((Ca,Na)_2-3(Mg,Fe,Al)₅(Si,Al)₂O₂₂(OH)₂).
  Fórmula unitaria: (SiO₃)^2-; (Si₄O₁₁)^6-. Los piroxenos son prismáticos y cortos, mientras que los anfíboles son 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 de grado medio). Los piroxenos son más abundantes que los anfíboles.
• Filosilicatos: Tetraedros SiO₄ enlazados compartiendo tres de sus cuatro oxígenos, formando capas pseudohexagonales. Hábito laminar y exfoliación basal perfecta. Blandos y de bajo peso específico. Formados a temperatura ambiente. Ejemplos: micas, talco, cloritas, amianto y minerales de la arcilla. Fórmula unitaria: (Si₂O₅)^2-. Grupos: serpentina, sepiolita, arcillas, micas y clorita. Son hojosos o escamosos, con exfoliación dominante. Las láminas pueden ser flexibles o elásticas.
• Tectosilicatos: Tetraedros de Si enlazados formando un armazón tridimensional, compartiendo los cuatro oxígenos. Similares entre sí: incoloros, blancos o gris claro, baja densidad, 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 (KAlSi₂O₆), plagioclasas (albita-anortita) ((Ca,Na)KAlSi₂O₆)).