T2. La geosfera (I): Minerales

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN: "Haciendo cristales"

1.2. Manto

Es la capa más voluminosa de la geosfera. Está formada fundamentalmente por una roca llamada PERIDOTITA.

Aunque está sólida, tiene movimientos convectivos muy lentos que recorren todo el manto y son responsables del movimiento de las placas tectónicas.

1.3. Núcleo

El núcleo es la parte más densa de la Tierra, está formada de hierro y níquel.

La parte externa del núcleo está fundida (líquida) y la interna sólida. El núcleo externo tiene corrientes de convección que lo recorren y que son el origen del campo magnético terrestre.

2. TECTÓNICA DE PLACAS

La corteza está unida a la parte superior del manto formando la LITOSFERA. La litosfera no forma una única capa si no que está dividida en placas que se mueven y cambian de forma y tamaño con el tiempo. Estos movimientos originan el relieve de la Tierra y los terremotos.

3. LOS MINERALES

La corteza terrestre está compuesta por rocas y minerales.

3.1. Definición de mineral

Un mineral es una sustancia sólida, natural, inorgánica, con una composición química definida y una estructura interna cristalina.

Ejercicio: De las siguientes sustancias di cuáles son minerales (S) y cuáles no (N)

Granito (N), agua (N), azabache (N), carey (N), turmalina (S), nácar (N), obsidiana (N), gneis (N), coral (N), marfil (N), pirita (S), ámbar (N), piropo (S), mercurio (N), olivino (S) y plástico (N).

3.2. Propiedades de los minerales

3.2.1. Color

Algunos minerales tienen color característico que ayuda a reconocerlos (p.e. azufre o cinabrio). Sin embargo, algunos minerales, debido a las impurezas en su composición, pueden tener colores muy diversos (p.e. cuarzo)*.

*Variedades de cuarzo según su color:

• Blanco: cuarzo lechoso

• Hialino (incoloro y transparente): cristal de roca

• Amarillo: cuarzo citrino

• Rojo: jacinto de Compostela

• Verde: cuarzo prasio

• Morado: amatista

• Negro: cuarzo ahumado

• Rosa: cuarzo rosado

3.2.2. Color de la raya o polvo

El color del polvo de algunos minerales es diferente al color del propio mineral, lo cual es muy útil para reconocerlo. Por ejemplo, la raya del oro es color oro y sin embargo la raya de la pirita (que es dorada) es de color negruzco.

3.2.3. Brillo

Es la capacidad de un objeto de reflejar con mayor o menor intensidad la luz. Se describe con ayuda de “reflejos” de materiales muy conocidos como el diamante (brillo adamantino), la cera (brillo céreo), el vidrio (brillo vítreo), el metal (brillo metálico), etc.

3.2.4. Dureza

Es la capacidad de un material de rayar o ser rayado. Siendo más duro el que raya y más blanco el que es rayado. En caso de tener igual dureza, dos materiales, no se rayan entre si.

La dureza de los minerales se mide con la escala de Mohs:

1. Talco 6. Ortosa

2. Yeso 7. Cuarzo

3. Calcita 8. Topacio

4. Fluorita 9. Corindón

5. Apatito 10. Diamante

3.2.5. Densidad

Es el valor resultante de dividir la masa entre el volumen. Algunos minerales tienen una densidad muy alta, que se puede apreciar al cogerlos, lo que puede ayudar para reconocerlos (p.e. galena, magnetita, pirita, baritina, etc.)

3.2.6. Hábito cristalino

Algunos minerales suelen presentarse formando cristales macroscópicos de formas típicas que ayudan a reconcerlos. P.e. halita y pirita formando cubos, cuarzos en prismas hexaédricos rematados en pirámides de seis caras, etc.

Los minerales pueden cristalizar en diferentes sistemas geométricos, pero un mismo mineral siempre lo hará en el mismo sistema.

3.2.7. Exfoliación

Es la propiedad de un mineral de romperse siguiendo unas líneas de fractura dominantes, de tal manera que los fragmentos mantienen la misma forma que la pieza de la que proceden.

Algunos minerales, como la calcita o la galena, tienen exfoliación perfecta, otros tienen exfoliación “imperfecta” y otros, como el cuarzo, no tienen exfoliación.

3.2.8. Otras propiedades

Algunos minerales se pueden reconocer fácilmente por tener propiedades características, y casi exclusivas. Por ejemplo:

• Halita: sabor salado

• Silvina: sabor amargo

• Azufre: crepita con el calor de la mano

• Magnetita: la atrae el imán.

4. CLASIFICACIÓN DE LOS MINERALES

Los minerales se clasifican según su composición en 8 clases:

• Nativos: están compuestos exclusivamente por un único elemento químico. P.e.: oro nativo (Au), grafito (C) y diamante (C).

• Óxidos e hidróxidos: compuestos de elementos combinados con oxígeno u oxígeno e hidrógeno. P.e.: magnetita (Fe₃O₄).

• Sulfuros: compuestos de elementos combinados con azufre. P.e.: cinabrio (HgS).

• Sulfatos: compuestos de elementos combinados con azufre y oxígeno. P.e.: yeso (CaSO₄·2H₂O).

• Haluros: compuestos por flúor, cloro o bromo. P.e.: fluorita (CaF₂), halita (ClNa).

• Carbonatos: compuestos de elementos combinados con carbono y oxígeno. P.e.: calcita (CaCO₃).

• Fosfatos: compuestos de elementos combinados con fósforo y oxígeno. P.e.: apatito (Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)).

• Silicatos: compuestos de elementos combinados con silicio y oxígeno. Son los minerales más abundantes de la corteza terrestre y los principales componentes de las rocas. P.e. cuarzo (SiO₂), feldespato, micas, etc.

5. USO DE LOS MINERALES

Los minerales son materias primas fundamentales para producir numerosos elementos industriales y tecnológicos. Sin los minerales no tendríamos prácticamente ningún objeto de los que usamos habitualmente, excepto los derivados de los vegetales (papel y madera) y de los animales (cuero, lana, etc).

Los minerales no se reparten de manera homogénea por la corteza, acumulándose en algunos lugares unos minerales y en otros lugares otros. El lugar donde hay una gran acumulación de un tipo de mineral se llama: yacimiento.

5.1. Minerales industriales

Algunos ejemplos de minerales de uso industrial serían:

• Uraninita: es la mena principal del uranio, combustible de las centrales nucleares.

• Cuarzo: se utiliza para hacer vidrio.

• Halita: es la sal común que se usa sobre todo para procesos industriales y para evitar la formación de hielo.

• Nitratos y fosfatos: se usan para hacer abonos.

5.2. Minerales metálicos

Los minerales de los que obtienen metales o cualquier otro tipo de elemento se denominan menas de ese elemento. Los minerales que acompañan a una mena y que no tienen un uso conocido, o no se recogen en el yacimiento por que no interesan al que hace la explotación, se llaman ganga.

Las menas metálicas más importantes son:

• Menas de cobre: calcopirita, malaquita y azurita.

• Menas de hierro: magnetita, hematites y pirita.

• Mena de mercurio: cinabrio.

• Mena de estaño: casiterita.

• Mena de cinc: blenda.

• Mena de aluminio: bauxita.

• Mena de plomo: galena.

• Mena de oro: oro nativo.

• Mena de plata: argentita.

5.3. Minerales en joyería

Algunos minerales por su belleza y rareza se utilizan en joyería, siendo considerados gemas.

Por su dureza se pueden distinguir como piedras preciosas (si tienen dureza superior a 7) o como piedras semipreciosas (dureza 7 o menor).

Piedras preciosas principales:

• Diamante, incoloro, dureza 10

• Rubí (corindón), rojo, dureza 9

• Zafiro (corindón), azul oscuro, dureza 9

• Topacio, amarillo (a veces azul claro), dureza 8

• Esmeralda (berilo), verde, dureza 7,5

• Aguamarina (berilo), azul claro, dureza 7,5

Como ejemplo de semipreciosas estarían: malaquita, turquesas, ópalo, amatista, etc.