TEMA 2- la materia mineral PDF

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Tema 2 de la asignatura de geología del primer cuatrimestre del grado de Ciencias del Mar...

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tema 2: la materia mineral Índice Parte 1: La materia mineral 1. Los mierales 2. Materia cristalina

Parte 2: Propiedades físicas de los minerales Parte 3: Clasificación mineral 1. Clase VIII: Silicatos

LA MATERIA MINERAL L o s

mine r ale s

Son los materiales que constituyen las rocas de la corteza y el interior de la Tierra. Son una fuente de recursos usados por el hombre ya que tienen múltiples aplicaciones en diversos campos de la actividad humana. Un mineral es un compuesto sólido natural, homogéneo, formado por un proceso inorgánico, con una composición definida y con una organización atómica ordenada. • Natural: Las especies producidas en laboratorio no son minerales. • Homogéneo: Cualquier parte de un ejemplar tiene la misma composición. • Proceso inorgánico: Los organismos no fabrican el mineral, aunque sí forman parte de sus esqueletos. • Composición definida: No necesariamente fija, pero con los límites de!variabilidad definidos. • Ordenación atómica: Son materia cristalina.

M ate r ia

cr is t alina

Las propiedades físico-químicas de los minerales están controladas no solo por su composición química, sino también por la distribución y estructura que toman sus átomos, creando una cierta simetría y periodicidad que se denomina estructura cristalina. • La periodicidad es responsable de la formación de celdas unidad, distribución de átomos o iones en una estructura tridimensional. • La celda unidad es la más básica y viene definida por la posición de sus vértices (a,b,c) y el ángulo entre estos, según como se dispongan dan lugar a las denominadas 14 redes de Bravais. Las constantes reticulares son propias de cada especie obteniendo los 7 tipos de minerales. Su prolongación periódica en las tres direcciones del espacio constituyen la estructura mineral. · Polimorfos: Una misma sustancia se presenta bajo dos o mas estructuras cristalinas, cada una genera una especie mineral distinta (polimorfos). Ej: Diamante y grafito o calcita y aragonito. · Isomorfos: Sustancias distintas tienen la misma estructura cristalina. Ej: Fosterita y fayalita.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MINERALES Homogeneidad: Todas las direcciones y planos paralelos son equivalentes y tienen iguales propiedades. • Anisotropía: Hay propiedades físicas del cristal que varían con la dirección.!Ej: la luz recorre el cristal con un índice de refracción distinto para cada dirección! • Simetría: Equivalencia en direcciones no paralelas por la repetición de ciertos elementos. Ej: si hacemos girar el cristal según el eje, la cara del prisma se repetirá seis veces en un giro completo y diremos que ese cristal tiene un eje senario de simetría en esa dirección (trinaría, 3…). • Dureza: Es la resistencia a ser rallado. La Escala de Mohs es una relación de diez minerales ordenados por su dureza, de menor a mayor. •

CLASIFICACIÓN MINERAL La clasificación mineral se basa en la composición química y en la estructura interna. Se dividen en: 1

Clases (según el grupo aniónico predominante) →familias (según los tipos químicos) → grupos (presentan similitud cristalográfica y estructural) → especies → variedades Clase I: Elementos nativos → Diamante (C) / Oro (Au) / Plata (Ag) / Cobre Clase II: Sulfuros y sulfosales → Galena (PbS) / Pirita (FeS) • Clase III: Halogenuros → Halita / Fluorita • Clase IV: Óxidos e hidróxidos → Hematites • Clase V: Carbonatos, nitratos y boratos → Calcita • Clase VI: Sulfatos, cromatos, molibdnatos, wolframatos → Yeso • Clase VII: Fosfatos, arseniatos y vanadatos → Apatito • Clase VIII: Silicatos → Ortosa •

•

Clas e

VI I

( Silicat o s )

Es la clase más importante ya que comprende casi un tercio de los minerales conocidos y ocupan un gran volumen terrestre. En la corteza los mas abundantes con el cuarzo y los feldespatos; en el manto superior son los piroxenos y el olivino. Su unidad estructural es tetraédrica (SiO4)4-, donde los enlaces son un 50% iónicos y un 50% covalentes. Su clasificación se basa en el grado de polimerización de los tetraedros (ya que estos pueden tener un oxigeno en común).

Ortosilicatos Son tetraedros libres de forma que cada valencia libre queda saturada por un catión distinto del silicio (para compensar las cargas negativas). Ej: Granate

Soro-silicatos Son tetraedros emparejados unidos por un vértice (comparten un oxígeno). No son muy comunes. Ej: Epidosa e Idocrasa.

Ciclo-silicatos Están formados por anillos de 3, 4 o 6 tetraedros enlazados. La mayoría de esta clase se caracterizan por su gran dureza. Ej: Turmalina, Berilo, Cordierita.

Inosilicatos Son tetraedros enlazados que originan cadenas de longitud indefinida. Existen dos tipos principales: • Las cadenas sencillas: Los tetraedros se unen compartiendo un oxígeno, forman el grupo de los piroxenos (se presentan en prismas gruesos y cortos, son más abundantes). Ej: Enstatita, Diópsido. • Las cadenas dobles: Arrugamiento de dos cadenas sencillas paralelas, forman el grupo de los anfíboles (se presentan en cristales alargados). Ej: Antofilita, Antinolita.

Filosilicatos Están formados por tetraedros unidos (compartiendo tres de sus cuatro oxígenos) formando capas tetraédricas y unas capas superpuestas de redes de octaedros formados por Al y Mg. Esta estructura no es uniforme, por lo que presenta huecos que pueden ser ocupados por otras moléculas lo cual les da un gran valor industrial. Son blandos, de peso específico bajo y poseen foliación. Ej: Talco, coritas, amianto, arcillas.

Tectosilicatos Cada tetraedro comparte sus cuatro oxígenos con tetraedros vacíos. Al no quedar cargas libres la única sustancia posible es el SIO2. Ej: Cuarzo (y sus polimorfos: cristobalita y tridimita). El resto de los tectosilicatos que existen se forman a partir de la pérdida de un silicato que es sustituido por un aluminio dando lugar a las plagioclasas (Ej: feldespatos potásicos).

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