Procesos de Formación, Estructura y Clasificación de los Minerales

Formación de los Minerales

Para la formación de los minerales se necesitan unas condiciones de composición, presión y temperaturas adecuadas. Para que, además, se puedan manifestar al exterior dando formas regulares, es preciso que exista espacio y condiciones estables y duraderas. Los principales procesos de formación de los minerales son los siguientes:

Sublimación: proceso que está asociado con el ambiente geológico de formación magmático.
Precipitación a partir de soluciones: proceso que está asociado con el ambiente geológico de formación metamórfico.
Solidificación a partir de un fundido: proceso que está asociado con el ambiente geológico de formación magmático.
A partir de otro cristal por transformación al estado sólido: proceso que está asociado al ambiente geológico de formación sedimentario.

Mecanismos de Crecimiento

Cuando las condiciones ambientales son apropiadas, comienza el crecimiento del cristal con la formación de pequeñas partículas; a este proceso se le conoce como nucleación y se forma a favor de las impurezas. En ausencia de partículas, solo se puede iniciar en condiciones de sobresaturación.

Tipos de Enlaces Químicos

Enlace iónico: se forma por la atracción electrostática de iones de signo eléctrico opuesto. Los iones tienden a rodearse del mayor número posible de iones de signo contrario; de esa forma se originan las redes cristalinas. El índice de coordinación es el número de iones que se sitúa alrededor de un ion de signo contrario. Un ejemplo es la halita.
Enlace covalente: consiste en la unión de dos átomos no metálicos y se da mayoritariamente en los compuestos de carbono.
Enlace metálico: consiste en la unión de dos átomos metálicos.
Fuerzas de Van der Waals: son enlaces que poseen unas fuerzas atractivas muy débiles; se producen entre moléculas individuales o átomos neutros. Es común en los compuestos de carbono.

Tipos de Red

Existen 14 tipos de redes espaciales llamadas redes de Bravais, que deben el nombre a su descubridor.

Imperfecciones, Maclas y Agregados Cristalinos

Imperfecciones

En muchos casos, los cristales presentan alteraciones en su estructura y no llegan a desarrollarse perfectamente.

Maclas

Cuando dos cristales crecen yuxtapuestos y simétricos entre sí, se denomina macla. Las maclas pueden ser simples o compuestas, y algunas de ellas constituyen unos magníficos identificadores de los minerales. Son, por ejemplo, la punta de flecha típica del yeso o la cruz típica de la estaurolita.

Agregados cristalinos

Normalmente, lo que sucede en la naturaleza es que, en un espacio finito, muchos cristales crecen y se constituyen al mismo tiempo, no teniendo el suficiente espacio para desarrollarse completamente.

Isomorfismo y Polimorfismo

Isomorfismo

Se produce cuando dos iones de radio muy parecido pueden ocupar indistintamente la misma posición en la red cristalina sin obligarla a ninguna otra modificación. Por ejemplo, la forsterita y la fayalita (donde el Mg²⁺ de una es ocupado por Fe²⁺ en la otra).

Polimorfismo

Se dice que unos minerales son polimorfos cuando presentan una composición química idéntica entre ellos, pero estructuras cristalinas totalmente diferentes. Se forman en condiciones diferentes de presión y temperatura, dando lugar a una estructura distinta y a unas propiedades físicas también diferentes. Existen varios ejemplos como la calcita y el aragonito, o el diamante y el grafito.

Propiedades Físicas de los Minerales

Las principales propiedades físicas incluyen: exfoliación, fractura, dureza, peso específico, tenacidad, color, refringencia, luminiscencia, electricidad y magnetismo.

Propiedades Químicas y Clasificación General

Normalmente, los minerales se clasifican en función del tipo de compuesto y del principal componente químico. Dentro del conjunto de todas las clases de minerales, generalmente se realiza una subdivisión en dos grandes grupos: minerales no silicatados y minerales silicatados. La razón de esta división es que los minerales silicatados por sí solos son los principales constituyentes de la mayoría de las rocas comunes de la corteza terrestre.

Minerales No Silicatados

Elementos nativos: se dividen en metales (oro, plata), semimetales (arsénico) y no metales (diamante).
Haluros: dan lugar a cloruros, fluoruros, bromuros y yoduros. Por ejemplo: la halita (cloruro de sodio) y la silvina (cloruro de potasio).
Sulfuros: galena (sulfuro de plomo), cinabrio (sulfuro de mercurio) y blenda (sulfuro de zinc).
Sulfosales.
Carbonatos: calcita (carbonato cálcico), aragonito (carbonato de calcio) y dolomita (carbonato de calcio y magnesio).
Nitratos: nitratina (nitrato de sodio).
Boratos: bórax (borato de sodio).
Fosfatos: apatito (fosfato de calcio que, además, contiene flúor o cloro en forma de sales).
Sulfatos: anhidrita (sulfato de calcio anhidro) y yeso (sulfato de calcio dihidratado).
Wolframatos: wolframita.
Óxidos e hidróxidos: entre los óxidos se encuentran la cuprita (óxido cuproso), el corindón (óxido de aluminio) y la magnetita (óxido de hierro). Un hidróxido común es la goethita (oxihidróxido de hierro).

Estructura y Clasificación de los Silicatos

Los silicatos se pueden clasificar según su morfología y la disposición de sus tetraedros de silicio-oxígeno:

Tetraedros aislados o neosilicatos: son los silicatos con grupos tetraédricos independientes, como son el olivino y la andalucita.
Pares de silicatos o sorosilicatos: son poco abundantes en la naturaleza; presentan estructuras en dobles islas, como la epidota.
Anillos de tetraedros o ciclosilicatos: son aquellos silicatos que forman estructuras cerradas o en anillo al compartir más de dos tetraedros. Los anillos pueden ser de tres, cuatro y seis tetraedros, como el berilo y la turmalina.
Tetraedros en cadenas o inosilicatos: es una estructura en cadena que se caracteriza principalmente por una perfecta exfoliación (como los piroxenos). Las cadenas que se forman pueden ser simples o dobles (como los anfíboles).
Tetraedros en estructura plana o filosilicatos: se obtiene una estructura en hojas o en láminas, como la moscovita, la biotita, la caolinita o el talco.
Tetraedros en estructura de armazón o tectosilicatos: se caracteriza por compartir los cuatro oxígenos de su estructura base, como el cuarzo, el ópalo o la ortosa.