Apuntes Geología
W. Griem (2020)

Apuntes Geología General: Mineralogía

Clasificación de los minerales

Geología
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   E. Nativos / Sulfuros / Haluros / Óxidos y hidrox. / Carbonatos / Sulfatos / Fosfatos / Silicatos

La clasificación de los minerales según la sistemática química de Dana o Strunz es la clasificación más conocida, la clasificación oficial. Aunque hay leves diferencias entre Strunz y Dana están generalmente muy semejante:

1. Elementos nativos

Elementos nativos son los elementos que aparecen sin combinarse con los átomos de otros elementos como por ejemplo oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), azufre (S), diamante (C).

Aparte de la clase de los elementos nativos los minerales se clasifican de acuerdo con el carácter del ion negativo (anión) o grupo de los aniones, los cuales están combinados con iones positivos.
Fotos: Oro (Au) / Cobre (Cu) / Azufre (S)
Véase también: Diamante en "historia de las geociencias"

2. Sulfuros

incluido compuestos de selenio (Selenide), arseniuros (Arsenide), telurios (Telluride), antimoniuros (Antimonide) y compuestos de bismuto (Bismutide).
Los sulfuros se distinguen con base en su proporción metal: azufre según el proposito de STRUNZ (1957, 1978).
Ejemplos son galena PbS, esfalerita ZnS, pirita FeS2, calcopirita CuFeS2, argentita Ag2S, Löllingit FeAs2.
Fotos: Pirita FeS2  / Bornita Cu5FeS4 / Tetraedrita Cu3SbS3,25  / Cinabrio HgS / Molibdenita  MoS2Realgar  As4S4

3. Haluros

Los aniones característicos son los halógenos F, Cl, Br, J, los cuales están combinados con cationes relativamente grandes de poca valencia, por ejemplo Halita NaCl, Silvinita KCl, Fluorita CaF2.
Fotos: Halita NaCl,  /  Atacamita Cu2(OH)3Cl / Fluorita CaF2


4. Los Óxidos y Hidróxidos

Los óxidos son compuestos de metales con oxígeno como anión. Por ejemplo cuprita Cu2O, corindón Al2O3, Hematita Fe2O3, cuarzo SiO2, rutilo TiO2, magnetita Fe3O4.
Los hidróxidos están caracterizados por iones de hidróxido (OH-) o moléculas de H2O-, p.ej. limonita FeOOH: goethita *-FeOOH, lepidocrocita *-FeOOH.
Fotos:  Cuarzo / AmatistaÁgataMagnetita Fe3O4 /   Pirolusita MnO4


5. Los Carbonatos (y Nitratos)

El anión es el radical carbonato (CO3)2-, por ejemplo calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, malaquita Cu3[(OH)2/CO3].
Más de carbonatos
Fotos: Calcita CaCO3 / Aragonito / Dolomita CaMg(CO3)2  / Malaquita Cu2 [(OH)2/CO3]  / Azurita Cu3[(OH/CO3]2 / Un nitrato:  Nitratina - caliche (NaNO3)


6. Los Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y Cromatos

En los sulfatos el anión es el grupo (SO4)2- en el cual el azufre tiene una valencia 6+, p.ej. en la barita BaSO4, en el yeso CaSO4*2H2O.
En los wolframatos el anión es el grupo wolframato (WO4)4-, p.ej. Scheelita o bien esquilita CaWO4.
Fotos: Yeso (CaSO4 x H2O)Baritina (BaSO4)  /  Chalcantita  /  Antlerita  Cu3 [(OH)4 │SO4 / Linarita PbCu[(OH)2/SO4] / Alunita KAl3 (SO4)2 (OH)6 / Celestina (Sr SO4) /
Un Wolframato: Scheelita Ca(WO4)


7. Los Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos

En los fosfatos el complejo aniónico (PO4)3- es el complejo principal, como en el apatito Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3]los arseniatos contienen (AsO4)3- y los vanadatos contienen (VO4)3- como complejo aniónico.
Ejemplos: Apatita Ca5[F, PO4)3], Fosfosiderita: (Mn2+,Fe2+)2(PO4)(F,OH)

Fotos: Apatita Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3], Fosfosiderita (FePO4 X 2H2O)

8. Los Silicatos

(fotos)
Es el grupo más abundante de los minerales formadores de rocas donde el anión está formado por grupos silicatos del tipo (SiO4)4-.


8.1 La estructura de los silicatos

véase también Cuarzo (grupo de SiO2)
Más del 90% de los minerales que forman las rocas son silicatos, compuestos de silicio y oxígeno y uno o más iones metálicos.
Los principios estructurales de los silicatos son los siguientes:

a) Cada uno de los silicatos tiene como compuesto básico un ion complejo de forma tetraédrica. Este tetraedro consiste en una combinación de un ion de silicio con un radio de 0.42Å, rodeado por 4 iones de oxígeno con un radio de 1.32Å tan estrechamente cómo es posible geométricamente. Los iones de oxígeno se encuentran en las esquinas del tetraedro y aportan al tetraedro una carga eléctrica de -8 y el ion de silicio contribuye con +4. Así, el tetraedro puede considerarse como un anión complejo con una carga neta de -4. Su símbolo es [SiO4]4-. Se lo conoce como anión silicato.

b) La unidad básica de la estructura de los silicatos es el tetraedro de [SiO4]4-. Se distinguen algunos pocos tipos estructurales de los silicatos: los neso-, soro-, ciclo-, ino y tectosilicatos.

c) El catión Al3+ puede ser rodeado por 4 o 6 átomos de oxígeno (cifra de coordinación de 4 o 6) y tiene un diámetro iónico muy similar a Si4+ (Si44+: 0.42Å, Al3+: 0.51Å). Por esto reemplaza al Si4+ en el centro del tetraedro por ejemplo en la moscovita KAl[6]2[(OH)2/Si3Al[4]O11] o se ubica en el centro de un octaedro como los cationes Mg2+ o Fe2+ por ejemplo en el piroxeno de sodio Jadeíta NaAl[6]Si2O6.


8.2 Tipos de estructuras de silicatos

-Silicatos formados de tetraedros independientes, que alternan con iones metálicos positivos como p.ej. en el olivino.
Además, el oxígeno del anión silicato [SiO4]4- simultáneamente puede pertenecer a 2 diferentes tetraedros de [SiO4]4-. De tal manera se forman aparte de los tetraedros independientes otras unidades tetraédricas.
- Sorosilicatos formados de paras de tetraedros: [Si2O7], por ejemplo epidota.
- Ciclosilicatos formados por anillos de tetraedros de [SiO4]4-: [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12-, p.ej. berilo Be3Al2[Si6O18].
- Inosilicatos formados por cadenas simples o cadenas dobles de tetraedros de [SiO4]4-:
● por cadenas simples por ejemplo piroxenos
● por cadenas dobles por ejemplo anfíboles.
- Filosilicatos formados por placas de tetraedros de [SiO4]4- por ejemplo caolinita, talco.
- Silicatos con estructuras tetraédricas tridimensionales, por ejemplo feldespatos y los feldespatoides.

Estructura cristalina de los silicatos
Figura: Estructura de los silicatos.

Grupos de los minerales (Strunz, 9° edición; IMA, 2009)
Grupo formula ejemplos  
I. Elementos nativos [Elemento] Oro (Au)
Cobre (Cu)
 
II. Sulfuros S Pirita FeS2
Bornita Cu5FeS4
 
III. Haluros -Cl Halita NaCl
Atacamita Cu2(OH)3Cl
 
 IV. Óxidos y hidróxidos O2, OH Cuarzo SiO2
Magnetita Fe3O4
 
 V. Carbonatos
Nitratos
- CO3 Calcita CaCO3
Azurita Cu3[(OH/CO3]2
Nitratina - caliche (NaNO3)
 
VI. Boratos NOx
Bx
Ulexita
Bórax
 
VII. Sulfatos -SO4 Yeso (CaSO4 x H2O)
Baritina (BaSO4)
 
VIII. Fosfatos PO4 Apatita Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3]
Fosfosiderita (FePO4 X 2H2O)
 
IX. Silicatos SixOy    
S
I
L
I
C
A
T
O
S
Nesosilicatos   Olivino
Granate
Cianita
 
Sorosilicatos   Epidota  
Ciclosilicatos   Turmalina  
Inosilicatos   Anfíbol: Antofilita
Piroxenos
 
Filosilicatos   Biotita, Muscovita
Crisocola
 
Tectsilicatos   Feldespato de sodio; Albita,
Plagioclasa
Sodalita Na8(Cl,OH2|Al6Si6O24]
Zeolitas
 
X. Compuestos orgánicos   Succinita  
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véase también los minerales de mena: Minerales de mena por grupo


Clasificación con base en las propiedades externas de los minerales

Clasificaciones de minerales basadas a la química o sus sistemas cristalinos tienen un sentido científico. Es muy recomendable para trabajos en terreno "del día" tener otro concepto más practico en la mente que permite un reconocimiento más fluido:

Se recomienda el uso de mapas conceptuales como:

a) Por color (aunque sabemos el color no es muy fiel)
b) Por su brillo
c) Por reacción con HCl
d) Por su paragénesis
- véase ejemplos aquí

Para los minerales que más abundan en las rocas puede aplicar la clasificación siguiente la que se basa en las propiedades externas de los minerales.
En esta clasificación se distingue:
Los componentes claros los más comunes son cuarzo, los aluminosilicatos de potasio, sodio y calcio como el feldespato potásico y las plagioclasas, los feldespatoides y moscovita. Otros minerales claros importantes formadores de rocas son calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, yeso CaSO4*2H2O, anhidrita CaSO4, apatito, zoisita, cordierita, talco, zeolita, los minerales arcillosos como por ejemplo montmorilonita y caolinita y la mica illita. Los minerales arcillosos y illita son de extraordinaria importancia en el campo sedimentario y sobre todo en la formación del suelo.
Los componentes oscuros los más comunes son los silicatos de hierro y magnesio (máficos) como olivino, piroxeno, anfíbol, biotita, clorita.
Los minerales típicos de las paragenesis metamórficas son los granates y los silicatos de aluminio andalucita, sillimanita disten (cianita).


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Literatura:

HURLBUT, C.S. & KLEIN, C. (1982). Manual de Mineralogía de Dana. Reverté, Barcelona.
HURLBUT, C.S. & KLEIN, C. (1993). Manual of Mineralogy. John Wiley and Sons, New York.
KLEIN, C. (1993). Minerals and Rocks. John Wiley and Sons, New York.
MATTHES, S. (1987):Einfuehrung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstaettenkunde.- 444 pág., 165 fig., 2 tablas, Springer Verlag, Berlin
MEDENBACH, O., SUSSIEK-FORNEFELD, C. (1982): Mineralien.- 287 pág. Mosaik-Verlag
PICHLER, H. & SCHMITT-RIEGRAF, C. (1987): Gesteinsbildende Minerale im Duenschliff.- 230 pág., 322 fig. 22 tabl, Enke Verlag
Strunz mineralogical tables: Chemical-structural mineral classification system
Strunz, K.H., Tennyson, Chr.: Mineralogische Tabellen. 8. Auflage. Akademische Verlagsgesellschaft Geest & Portig KG, Leipzig 1982.

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