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Blog de Mme García Senín

1ºBachiBac · 1ère S

La materia mineral: cristalización y ambientes petrogenéticos

Escrito por el 8 diciembre, 2013 en 1º BACHIBAC - GEOLOGÍA | 1 comentario

La materia en la Tierra se encuentra en los tres estados conocidos: sólido, líquido y gaseoso. La materia mineral es la materia sólida de la Tierra, y por extensión la de los otros planetas.

estados

La materia mineral de la Tierra puede aparecer de dos formas:

Como materia amorfa (vítrea)  o como materia cristalina

red cristalina

 ¿Qué es un cristal?

Un cristal es un sólido orgánico o inorgánico, con estructura interna ordenada y una composición química definida, que puede ser de origen natural o sintético.

cristal

 ¿Qué determina que un cristal sea un cristal?

El término cristalino, como se usa generalmente en mineralogía, significa orden atómico a una escala que pueda producir un diagrama de difracción al que se le puedan poner índices (índices de Miller) cuando la sustancia es atravesada por una radiación con una longitud de onda determinada (rayos X, electrones, neutrones, etcétera).

La formación de los cristales se denomina cristalogénesis. El primer paso en el desarrollo de un cristal es la sobresaturación de la solución o el fundido a partir del que se forma; a continuación comienza la nucleación y, después, el crecimiento cristalino.

cristal formacion

La formación de nuevos cristales tiene lugar por solidificación, precipitación y sublimación. Existen otros dos procesos que representan la formación de cristales por transformaciones en estado sólido de cristales previos. Estos procesos son la recristalización y el reajuste mineralógico.

Factores de cristalización:

 • Descenso de la temperatura (del material en proceso de cristalización).

 • Descenso de la presión (del material en proceso de cristalización).

 • Variación del tiempo durante la cristalización.

 • Espacio disponible para la cristalización.

 • Cantidad de material a cristalizar.

 En función de cómo se combinan los factores de cristalización, tendremos:

 • Sustancias macrominerales: los cristales se observan a simple vista.

 • Sustancias microcristalinas: cristales reconocibles por microscopio petrográfico.

 • Sustancias criptocristalinas: cristales y estructura cristalina reconocibles por difracción de rayos X.

¿Qué es un mineral?

Un mineral es una sustancia sólida, elemento o compuesto químico, de composición definida o que varía entre ciertos límites, inorgánica, de origen natural, con una estructura cristalina definida.

 La especie mineral

Identidad de composición: Requisito indispensable para definir la especie mineral pero no válido por sí solo. Los polimorfos (igual composición y diferente estructura) pertenecen a especies distintas. Ejemplos: cuarzo-tridimita (SiO2), grafito-diamante (C).

CUARZO-TRIDIMITA

Identidad estructural: Requisito indispensable para definir la especie mineral pero no válido por sí solo. Las sustancias isomorfas (igual estructura y distinta composición) pueden pertenecer a especies minerales distintas. Ejemplo: galena-halita (cúbicas). Una especie mineral queda definida por una igual identidad de composición y por una misma identidad estructural.

HALITA_2DW

 Clasificación de los minerales:

Tabla: Clasificación minerales

 Minerales petrogenéticos silicatados: los silicatos

Los silicatos son los minerales que forman mayoritariamente las rocas. Están formados esencialmente por silicio y oxígeno, a los que se asocian, normalmente, algunos cationes.

silicatos

 Minerales petrogenéticos petrogenéticos no silicatados

Los principales minerales petrogenéticos no silicatados pertenecen a los carbonatos, los sulfatos, los haluros y los fosfatos.

Diagrama triangular donde se muestra la composición de los feldespatos.

triangulo feldespatos

¿Cómo se identifican los minerales?

Los minerales se identifican por sus propiedades cristalográficas, físicas y químicas.

Se denominan minerales petrogenéticos a los minerales que forman las rocas. Se dividen en minerales petrogenéticos silicatados y no silicatados.

Aplicaciones de los cristales:

Los minerales o cristales naturales constituyen las materias primas a partir de las cuales se obtienen todos los materiales que utilizamos en nuestra vida diaria. Una piedra preciosa o gema es un mineral que tiene belleza, durabilidad y rareza. Las piedras semipreciosas son minerales que tienen una o dos de estas cualidades.

nombres de gemas

Los ambientes petrogenéticos:

Los ambientes petrogenéticos son zonas de la Tierra donde se producen los procesos geológicos que dan como consecuencia la formación de minerales y rocas. Cada ambiente está caracterizado por unas condiciones de presión y temperatura. Los ambientes petrogenéticos son el ígneo o magmático, el metamórfico y el sedimentario.

ambietes petrogenéticos

El ambiente magmático se caracteriza por presiones y temperaturas que hacen fundir las rocas, y dan lugar a los magmas.

El ambiente metamórfico se caracteriza por presiones y temperaturas intermedias, que no producen fusión de los materiales terrestres, pero sí sus transformaciones en estado sólido.

El ambiente sedimentario se caracteriza por presiones y temperaturas bajas, donde tienen lugar los procesos externos: meteorización, erosión, transporte, sedimentación y diagénesis, que se denominan procesos sedimentarios, y dan lugar a las rocas sedimentarias.

Las rocas:

Las rocas son agregados de minerales. El término agregado significa que los minerales que las constituyen están unidos de manera que conservan las propiedades de cada uno, es decir, las rocas son mezclas heterogéneas de sustancias. Las rocas pueden ser de tres tipos: magmáticas, metamórficas y sedimentarias.

El ciclo de las rocas ilustra estas transformaciones y ayuda a entender su origen y ver que cada tipo está vinculado a los otros por los procesos geológicos que tienen lugar en la Tierra.

 ambiente petrogenético resumen

Curiosidades:

Mineraloide

No todos los mineralistas aceptan como minerales las sustancias amorfas. Su dificultad para determinar si la sustancia es un verdadero compuesto químico o una mezcla de varios y la imposibilidad de caracterizarla completamente, hacen que estos mineralogistas prefieran denominar a estas sustancias mineraloides. Pese a ello, varias sustancias amorfas han sido admitidas ya como minerales por la CNMMN (Comisión de Nomenclatura Mineral y Nuevos Minerales).

Minerales líquidos

Un caso especial de substancias no cristalinas de origen natural son aquellas que son líquidas en condiciones ambientales. El agua, en su forma líquida, no se considera que sea un mineral, pero su forma sólida, el hielo, sí lo es. El mercurio, sin embargo, está reconocido como un mineral por la IUMAC (Unión Internacional de Cristalografía y Mineralogía), aun cuando no se encuentra en estado cristalino en la Tierra. El petróleo y sus manifestaciones bituminosas no cristalinas no son considerados como minerales.

 Dureza y fragilidad son conceptos distintos

Por ejemplo, un caso extremo es el diamante. El diamante es el mineral más duro que existe y solo puede ser rayado por otro diamante, pero es extremadamente frágil porque por un simple impacto se cuartea, se rompe en pedazos. Es por ello que una roca frágil, por muy dura que sea, puede ser reducida a pedazos sin necesidad de emplear para ello herramientas más duras que la misma roca.

Maclas

Muchos minerales forman maclas. Un cristal con maclas está constituido por individuos (dos o más) de igual especie mineral, cuyas orientaciones cristalográficas están relacionadas con un elemento simple, por ejemplo, con una rotación de 180º en torno a uno de los ejes cristalográficos o con una reflexión en un plano del cristal. Hay diferentes tipos de maclas y, por tanto, diferentes maneras de expresar leyes de macla. Las leyes se especifican usando los conceptos de eje y plano de macla. Las maclas pueden ser de contacto (se ve un plano de macla claro) o de compenetración (los cristales parecen incrustados). También se distingue entre maclas simples, formadas por dos cristales, y maclas múltiples, formadas por al menos tres cristales. Cuando la macla se repite varias veces los cristales presentan una macla polisintética o macla múltiple; en este caso, las láminas o cristales alternos muestran la misma orientación. Es importante resaltar que un cristal maclado representa precisamente eso, un cristal, y no la unión de varios. El cristal crecerá de este modo especial porque irá ordenando sus átomos condicionado por la presencia de uno o varios planos de imperfección, que modificarán la tendencia original de crecimiento del cristal.

 MACLAS

Isotropía y anisotropía :

La anisotropía es una consecuencia de la estructura interna del mineral. Si éste carece de organización interna (minerales amorfos), o si presenta una organización muy regular, es isótropo; los demás son anisótropos.

Los minerales que cristalizan en el sistema cúbico (o regular), es decir, el de máxima simetría, con sus átomos o iones igualmente distribuidos en las tres direcciones principales del espacio, son isótropos.

Los pertenecientes al resto de los sistemas cristalinos (hexagonal, trigonal, tetragonal, rómbico, monoclínico y triclínico) son anisótropos, las disposiciones de sus elementos constituyentes varían con la dirección y por tanto su elasticidad para las ondas luminosas también es diferente.

ISOTROPIA

Tipos de simetría :

Existen tres tipos de simetría:

Simetría de reflexión: Si al doblar un elemento sobre una línea éste coincide con otro elemento, los elementos tienen simetría bilateral, axial o de reflexión. Un elemento es el reflejo del otro.

S REFLEXION

Simetría de traslación: Si al trasladar un elemento sobre otro moviéndolo de arriba a abajo, de izquierda a derecha o por la combinación de varios de los movimientos anteriores, ambos coinciden. Tenemos entonces una simetría de traslación.

S TRASLACION

Simetría de rotación : Por último, cuando al girar un elemento éste coincide con otro, diremos que existe simetría de rotación.

S RETACION

Carbonatos:

Los carbonatos son unos minerales muy importantes constituidos por grupos (CO3)-2, compuestos por un átomo central de C rodeado por tres O en disposición triangular. El enlace C-O es fuerte pero no tanto como en el CO2. Los carbonatos reaccionan a los ácidos, pues frente al hidrógeno se debilitan.

2H+ + CO3 → H2O + CO2.

Distinguimos tres grupos:

Grupo de la calcita: La estructura es semejante a la del NaCl, donde los grupos triangulares (CO3)-2 serían los grupos esféricos del Cl, y el Ca sería el Na. De esto obtenemos que la estructura de la calcita es romboédrica y no isométrica como la del NaCl. Además, la cristalografía de la calcita es trigonal 3 con raya 2/m. La calcita es un mineral generalmente blanco o incoloro con alta birrefringencia. Es polimorfa del aragonito y constituye gran parte de las rocas sedimentarias y algunas metamórficas. Tiene un índice de coordinación 6 y una gran exfoliación romboédrica.

calcita

 Grupo del aragonito: Es polimorfo de la calcita, es decir, tiene la misma fórmula química pero diferente estructura cristalina. La estructura es semejante a la de la calcita y, a diferencia de ésta, tiene coordinación 9, es decir, cada Ca está rodeado por nueve oxígenos próximos. El aragonito es un mineral rómbico, pseudohexagonal debido a que suele presentarse en maclas miméticas.

aragonito

Grupo de la dolomita: Su estructura es parecida a la de la calcita pero, a diferencia de esta, en la dolomita se van alternando capas de Ca y Mg, la relación Ca:Mg es 1:1. Es trigonal.

dolomita

En la siguente página pueden encontrar un buscador de minerales. Aquí.

EJERCICIOS:

Aquí les dejo 3 mini ejercicios de repaso.

EJERCICIO 1 ejercicio 2