domingo, 22 de diciembre de 2013

LOS AMBIENTES PETROGENÉTICOS.

LOS AMBIENTES PETROGENÉTICOS.

Cada proceso de formación de las rocas tiene lugar en un ambiente petrogenético, una región de la litosfera con una tectónica y unas condiciones fisicoquímicas determinadas. Los principales ambientes petrogenéticos son el magmático, el sedimentario y el metamórfico.



El ambiente magmático.
Es el ambiente en el que se originan las rocas ígneas o magmáticas por la consolidación y cristalización de un magma.
Un magma es una masa caliente y fluida de componentes de minerales con agua y gases disueltos. Resulta de la fusión de las rocas del manto superior y de la corteza profunda debido a fenómenos como un aumento de la temperatura, una disminución de la presión o la presencia de fluidos en las rocas. Al ser fluida, una masa magmática puede ascender desde su lugar de formación hasta zonas más superficiales, donde se enfría. Entonces sus componentes cristalizan en minerales, se recupera el estado sólido y se forman las rocas.
Este conjunto de procesos que interviene desde la génesis de los magmas hasta su consolidación en rocas se denomina magmatismo. El magmatismo se produce en aquellas regiones de la litosfera en las que la dinámica de las placas crea unas condiciones apropiadas. Las principales zonas son:

  1. Magmatismo en las dorsales.- La separación de las placas en estas zonas abre fisura y hace disminuir la presión en el manto superior (que está muy caliente, pero es sólido), lo que causa la fusión de sus rocas. Esto produce magmas basálticos, que salen al exterior por numerosos volcanes submarinos y generan, al enfriarse, nueva corteza oceánica.
  2. Magmatismo en las zonas de subducción.- Cuando la placa oceánica se introduce en el manto en una de estas zonas, aumenta su temperatura y pierde su agua, que asciende y reduce el punto de fusión de las rocas del manto superior situado sobre la placa subducente. Si la placa subduce bajo otra placa oceánica, se produce magma basáltico. Si la placa subduce bajo un continente, el magma se contamina con rocas graníticas medida que asciende y origina magmas andesíticos o graníticos.
  3. Magmatismo en zonas de intraplaca.- Se origina por la actividad de puntos calientes en los que ascienden plumas de materiales supercalientes procedentes del manto profundo. Si estas plumas se sitúan bajo una placa oceánica, funden sus rocas y originan abundantes magmas basálticos que forman islas volcánicas. Si se localizan bajo placas continentales, funden los basaltos de la litosfera continental profunda, que ascienden y se contaminan con rocas más ácidas, dando origen a magmas andesíticos o graníticos.


Tipos de magmas.
    • Basálticos.- Proceden de la fusión de las rocas del manto y son ricos en olivino y pobres en cuarzo. Originan las rocas del tipo de los basaltos.
    • Graníticos.Resultan de la fusión de las rocas de la litosfera continental profunda y son ricos en cuarzo. Dan lugar a las rocas del tipo de los granitos.
    • Andesíticos.Podrían originarse a partir de magmas basálticos que se contaminan con rocas graníticas al ascender a través de la litosfera continental. Forman las andesitas.


El ambiente sedimentario.
En este ambiente se originan las rocas sedimentarias, que se forman como consecuencia de la acción de procesos exógenos según una secuencia como la que sigue.

  • Destrucción de rocas preexistentes por meteorización y erosión.
  • Transporte de los productos de esta alteración y modificación de los mismos para dar origen a los sedimentos.
  • Depósito de los sedimentos en las cuencas de sedimentación, que son lugares cuyas condiciones fisicoquímicas permiten que se produzcan procesos de diagénesis (transformación de sedimentos en rocas).

La formación de rocas en ambiente sedimentario requiere de la existencia de cuencas de sedimentación, lo que solo es posible allí donde la dinámica de las placas litosféricas produce unas características tectónicas peculiares. La relación entre las cuencas sedimentarias y la dinámica de las placas litosféricas son:

  1. Cuencas en erógenos de colisión.- Se disponen en las proximidades de zonas que han experimentado un levantamiento tectónico y presentan un relieve importante, debido a la convergencia de dos márgenes continentales de placas litósfericas. Los materiales resultantes de la intensa erosión del erógeno que se está levantando se acumulan en las zonas bajas colindantes con él.
  2. Cuencas en zonas de subducción.- Si la subducción es de tipo andino (océano-continente), los sedimentos procedentes de la erosión del continente se acumulan en gran cantidad en las proximidades del margen continental y en las fosas oceánicas. Si se trata de una subducción entre dos placas oceánicas entre dos placas oceánicas, se acumulan en las fosas y zonas próximas al arco insular. En ambos casos, son frecuentes los detritos de origen volcánico, asociados al intenso vulcanismo de estas zonas.
  3. Cuencas en márgenes continentes del interior de las placas.- Estas regiones acumulan sedimentos procedentes de la erosión de las áreas continentales cercanas. Pueden llegar a acumular espesores de más de 10000m de sedimentos, que, al ser examinados, revelan una deposición en aguas de profundidad inferior a los 200m. Tales espesores solo son posibles si la zona, a pesar de ser tectónicamente pasiva, ha sufrido un proceso de hundimiento o subsistencia simultánea a la acumulación de sedimentos y equivalente al espesor del depósito.



El ambiente metamórfico.
El conjunto de procesos que imperan en este tipo de ambiente se llama metamorfismo. Este fenómeno geológico afecta a rocas ya existentes en la litosfera y, sin destruirlas, produce cambios en su composición mineralógica y en su disposición interna. El resultado de estos procesos son las rocas metamórficas, que tienen características propias pero que suelen conservar rasgos de la roca original.
El metamorfismo puede afectar a cualquier roca de la litosfera que alcance las condiciones propias de este ambiente: aumento de la temperatura, de la presión o de ambos factores a la vez, todo ello con o sin presencia de fluidos y a lo largo de largos períodos. Estas condiciones se producen en regiones de la litosfera sometidas a esfuerzos tectónicos intensos, situadas alrededor de bolsas de magma muy calientes o enterradas bajo capas de sedimentos hasta alcanzar profundidades con mayor presión y temperatura. Todas ellas son zonas de la litosfera muy activas, lo que hace pensar que existe una estrecha relación entre el metamorfismo y la dinámica de las placas litosféricas.


  1. Metamorfismo en los bordes constructivos.- Los ascensos magmáticos en la zona de la dorsal producen una elevación de la temperatura, que, asociada a la abundancia de agua en los poros de la roca, produce un metamorfismo asociado a fluidos calientes.
  2. Metamorfismo en los bordes destructivos.- La convergencia de las placas en las zonas de subducción produce esfuerzos tectónicos intensos en todo el borde afectado, con incrementos de presión y de temperatura. Como consecuencia se produce un metamorfismo que ocupa gran extensión. A lo largo del plano de Benioff se forman magmas muy calientes que ascienden a zonas más superficiales de la litosfera continental, produciendo metamorfismo de sus rocas.
  3. Metamorfismo en los bordes pasivos.- La actividad tectónica más importante en estas zonas de fractura es la de desgarre, que produce metamorfismo debido a la fricción. Aunque pueden aparecer magmas en estos bordes, el metamorfismo debido a ellos es escaso.
  4. Metamorfismo en zonas de intraplaca.- La tectónica poco activa de estas zonas reduce la presencia de metamorfismo a la proximidad de los magmas de los puntos calientes.
  5. Metamorfismo en cuencas sedimentarias.- Las grandes acumulaciones de sedimentos que se producen en estas zonas pueden sepultar rocas a gran profundidad y someterlas a altas presiones e incrementos térmicos que causan metamorfismo

miércoles, 18 de diciembre de 2013

METEORIZACIÓN

                                                         METEORIZACIÓN


         En geología, es el proceso de desintegración física y química de los materiales sólidos en o cerca de la superficie de la Tierra, bajo la acción de los agentes atmosféricos.
También puede definirse como la descomposición de la roca, en su lugar; seria un proceso estático por el cual la roca se rompe en pequeños fragmentos, se disuelve, se descompone, se forman nuevos minerales, obteniendo así la remoción y el transporte de detritus en la etapa siguiente que vendría a ser la erosión. La meteorización entonces, al reducir la consistencia de las masas pétreas, abre el camino a la erosión .
Pero como la meteorización esta íntegramente relacionada con los minerales, esta posee ciertas características que la hacen más o menos resistente al proceso de meteorización o alteración de allí la importancia que tiene la  serie de Goldich, debido a que esta nos permitirá determinar dicha resistencia.

TIPOS DE METEORIZACIÓN

          Como objeto de análisis se suele clasificar a la meteorización en tres tipos: físico-mecánico , químico y biológico , pero  en la realidad estos tipos se combinan lo que hace difícil  definir cual de ellos actuó en determinado proceso de alteración.           
         Actualmente se tiende a establecer una inicial distinción entre las fragmentaciones o clásticas  para la  mecánico y descomposiciones o alteraciones para la químico.  A continuación se presentara una explicación de cada uno de estos tipos y sus implicaciones en el modelado del relieve.

METEORIZACIÓN MECANICA
(Fragmentaciones o clastias)
         Los procesos mecánicos de la meteorización conducen a la transformación física de los minerales o también llamada desintegración, esto producido por variaciones térmicas o hídricas, lo cual trae como resultado partículas sueltas de diversos tamaños y forma angulosas (clastros) de allí que desde el punto de vista de la geomorfología se distinguen clastias de origen térmico y clastias de origen hídrico, las cuales serán tratadas a continuación

CLASTIAS DE ORIGEN TÉRMICO
Ø    LA TERMOCLASTIA:
         Se denomina termoclastia la fragmentación o desagregación  superficial de una roca coherente como consecuencia directa de los cambios de temperatura que la afectan, estos son capaces de provocar  una alternancia de fenómenos de dilatación y retracción que al afectar de forma desigual a la masa rocosa debido a su limitada conductividad térmica, se traducen en tensiones mecánicas mientras que en los niveles externos se registran  variaciones de volumen. La masa interna no afectada por las pulsaciones de la temperatura ambiente se mantienen volumétricamente estable. Este diferente comportamiento es susceptible de desembocar en un efecto de separación de las partículas superficiales que puede manifestarse en una desagregación granular (desprendimiento de granos o elementos pequeños), en una descamación o en un cuarteamiento (fragmentación superficial de clastros de tamaño medio). Probablemente para nuestro país el cambio de temperatura deba ser el proceso que altere mayormente a las rocas, ya que durante el día las rocas se calientan y durante el día se enfrían, de tal manera que la diferencia de temperatura puede alcanzar 30 o más grados centígrados, como las rocas son agregados de minerales que tienen diferente coeficiente de dilatación, con los cambios de temperatura tiende a producirse grietas y fisuras favoreciendo la desintegración.
Ø    LA CRIOCLASTIA O GELIFRACCIÓN:
         En la actualidad se considera este proceso él mas eficaz para el caso de las fragmentaciones mecánicas, el mismo consiste  en la ruptura de las rocas como consecuencia de la congelación, y el deshielo del agua acogida en los huecos o fisuras superficiales existentes en ellas, siendo por lo tanto una clastia de origen térmico pero en las que las variaciones de la temperatura no actúan directamente sino a través del comportamiento en relación con ellas de un agente, el agua. Ello producto de que el agua al pasar del estado liquido al sólido sufre un aumento de volumen  del orden del 10%, de tal manera que la congelación producida por el descenso de la temperatura por debajo de los 0º somete a las paredes de los poros y diaclasas de las rocas a unas presiones que pueden llegar a los 15 gr/cm2, estos efectos mecánicos son capaces de separar fragmentos de la roca o de producir la disyución de los elementos o granos.

CLASTOS DE ORIGEN HÍDRICO
Ø    HIDROCLASTIA:
        Este proceso es el de mayor importancia causado por la acción directa del agua, recibe el nombre de hidroclastia por el cuarteamiento o la desagregación superficial de ciertas rocas como consecuencia de variaciones marcadas en su contenido de humedad.
         Algunos minerales que constituyen las rocas en especial los de naturaleza arcillosas, son altamente higrófilos pudiendo en relación con esta capacidad absorber agua hincharse incrementando significativamente su volumen, igualmente al desecarse por evaporación, tiende a recuperar su volumen inicial mediante una dinámica de retracción. De ello se derivan tensiones en el espesor rocoso alcanzado por la humedad y los cambios térmicos ambientales, capaces de generar importantes sistemas de rupturas. La actividad de este proceso se limita, a las rocas en cuya composición entran las arcillas o minerales susceptibles  a transformarse en arcillas.

Ø    LA HALOCLASTIA:
         Es la fragmentación superficial de las rocas debida a los esfuerzos mecánicos derivados del crecimiento de los cristales de sal acogidos en las fisuras o los poros de las rocas. Dichos cristales proceden de la evaporación del agua salada que ha penetrado en dichas discontinuidades, por lo que se trata de un proceso que sólo actúa allí donde la salinidad es un aspecto básico del medio ambiente, concretamente en ciertas áreas áridas y sobre todo en las franjas litorales.

METEORIZACIÓN  QUÍMICA
(Disoluciones y Alteraciones)
         Cambio de las rocas por la acción disolvente del agua que se puede acelerar por la meteorización mecánica, también se puede decir que es la alteración de  los minerales provocando otros distintos, los procesos más destacados en la meteorización química son los siguientes:

Ø    LA OXIDACIÓN:
         Es producida por el contacto del oxigeno del aire con ciertos componentes químicos-mineralógicos de las rocas particularmente favorables para combinarse con él (compuestos férricos, carbonatos, sulfuros, etc. Consiste en la transformación química de estos en óxidos; una transformación que cambia la composición de la superficie externa de los afloramientos, sin penetrar más allá de unos milímetros, al tiempo que en la mayor parte de los casos varia su coloración. Puede darse que la consecuencia fundamental de la oxidación es la formación de patinas superficiales, casi siempre de color rojizo u ocre oscuro.

Ø    LA HIDRATACIÓN:
         Afecta con mayor profundidad a las rocas compuestas  de forma casi exclusiva por minerales susceptibles de reaccionar al agua, estas rocas son sobre todo de tipo metamórfico y meta sedimentario compuestas de silicatos aluminosos, las cuales al hidratarse se transforman en arcillas, haciendo que no solo cambie la naturaleza químico - Mineralógica de la roca en un espesor que puede superar la decena de metros sino que su resistencia frente a los agentes erosivos disminuye sustancialmente.

Ø    LA HIDRÓLISIS:
         Es una reacción que tiene por efecto el desdoblamiento de una molécula en presencia de agua, en términos geomorfológicos, es un proceso de meteorización consistente en la combinación hidrolitica de determinados elementos de los minerales que tiene como consecuencia la ruptura de los sistemas de cristalización de estos.  Actúa sobre los componentes silicatados y aluminicos silicatados de las rocas (micas, feldespatos, etc.), destruyendo su estructura cristalina originaria y dando lugar a la progresiva separación de sílice de los elementos con los que se combina, a la neoformación de minerales arcillosos y a la liberación de los elementos metálicos en forma de hidróxidos.
Para que se produzca la meteorización química es necesaria la presencia de agua y con una temperatura alta la velocidad de reacción aumenta.
         La meteorización química es muy alta en zonas ecuatoriales y tropicales, media en zonas de clima templado-húmedo y baja en las zonas extremas de mucho frío o calor y pocas precipitaciones donde domina la alteración mecánica.

METEORIZACIÓN  BIOLÓGICA
         se debe a la acción de vegetales, en concreto a la acción de las raíces que entran en el terreno en forma de cuña y van partiendo las rocas y disgregando el suelo.

AGENTES O FACTORES QUE INCIDEN EN EL MODELADO DEL RELIEVE Y LA METEORIZACIÓN
El modelado del relieve se produce, en gran medida, por la acción de la meteorización sobre los materiales preexistentes. El modelado, por tanto, vendrá condicionado por los mismos factores que controlan la meteorización. De estos factores los más importantes son el tipo de materiales (litología) y el clima (temperatura, humedad vientos y radiación solar) , pero existen otros factores que contribuyen a exagerar o suavizar los efectos que marcan los factores básicos estos son la variable estructura y la variable tiempo.

Ø    LITOLOGÍA:
        Partiendo del hecho que el relieve es el  conjunto de formas que adoptan los materiales y rocas de la corteza terrestre, se podría decir que este factor es el más importante que influye en el modelado del relieve, debido precisamente que es allí donde se producen todos los procesos de la meteorización, aunque para que sé de la meteorización es importante contar con otras variables como temperatura, agua, viento para que se produzca las diferentes fragmentaciones, descomposiciones de la roca  todos estos agentes son los encargados de provocar los relieves que podemos observar hoy día.

Ø    CLIMA:
         Del clima, que varía con épocas, estaciones, actividad solar, volcanes, etc., dependen los mecanismos físicos y químicos que actúan sobre la superficie del Planeta. El clima también influye en el desarrollo o no de la vida animal y vegetal sobre las rocas expuestas a la meteorización. Los vegetales son los seres vivos que más acusan las variaciones climática, así mismo el clima influye de sobre manera para que se de determinado tipo de meteorización de allí su importancia.

Ø    TIEMPO:
         El tiempo que un relieve está sometido a los agentes erosivos y a la meteorización hace que lo consideremos más maduro o evolucio­nado o con formas más “juveniles”. El tiempo transcurrido desde su formación habrá permitido que los agentes geológicos externos hayan modelado a través de las crisis climáticas los relieves surgidos. Por tanto, es más probable que las estructuras antiguas hayan sufrido más fases de rexistasia y, por tanto, su relieve sea más suave, que las estructuras surgidas en épocas geológicas más recientes.

         La meteorización o alteración prepara el material para que se produzca (en la mayoría de los casos) otro proceso determinante para el modelado del relieve este factor es denominado erosión, el cual será explicado en el siguiente capitulo.
 EROSIÓN

         Se define como la acción de roer, gastar, provoca una perdida de sustancia del relieve y elabora un vació, una disminución de volumen. A este trabajo de escultura se le da un nombre oculto que resulta conocido a veces; la gliptogenesis.
         La erosión se produce cuando el agua, el hielo o el viento  arrastran la tierra o la roca meteorizada. La roca blanda es más susceptible de ser fragmentada y arrastrada que la roca dura.
         Cuando la erosión se produce repentinamente, puede ser muy peligrosa. Las avalanchas y los desprendimientos de tierra y barro son ejemplos de movimientos masivos: es decir, los movimientos  repentinos, colina abajo, de una gran cantidad de tierra, roca y agua.
         La ablación y el desplazamiento de los materiales desgastados presuponen un transporteque  es la segunda fase del proceso de erosión. La gravedad a lo largo de una pendiente, el viento, etc aseguran este desplazamiento.
         Y luego de un desgaste o perdida de material y consecuente transporte del mismo llevan a una acumulación que es la última fase de este proceso denominado erosión.

TIPOS DE EROSIÓN


         La erosión puede ocurrir en los ejes de los valles o en las laderas. La erosión de los valles se llama erosión lineal y la de las laderas erosión areolar (erosión hídrica). También  existe la erosión causada por el viento denominada erosión eólica.
LA EROSIÓN AREOLAR
 trata de los procesos dinámicos que afectan a las laderas y los efectos erosivos que produce, estos procesos transportan materiales de la ladera al eje del valle.
Los tipos de procesos son:
Ø    Lavado o arroyada: el lavado se produce cuando el agua baja en forma de lámina removiendo el material fino transportando materiales en suspensión. Esto es más efectivo cuando el suelo no tiene vegetación.
Ø    Arroyada: las corrientes superficiales se concentran y tienen mayores efectos erosivos (regueros) que hacen que estos se pronuncien más en el terreno. El flujo de agua es turbulento y suele formar cárcavas. Las cárcavas o tierras malas se forman en zonas más o menos áridas sin vegetación y sin manto de alteración. Se desarrollan mejor cuando los materiales de las laderas son blandos (arcillas).
Ø    Crep o reptación: se trata de un movimiento lento descendente del manto de alteración ladera abajo. Es un levantamiento perpendicular a la ladera y caída vertical.
Las causas son:
1.      Congelación y fusión del agua intersticial:
2.      Humeptación y desecación del terreno:
3.      Dilatación y contracción térmica:
         El crep se da cuando el desplazamiento afecta sólo a una porción del manto de alteración y la reptación es cuando el proceso afecta a todo el manto de alteración.
         Existen crep y reptación estaciónales (en determinadas estaciones) y continuos (todo el año).
         Siempre son movimientos lentos e imperceptible. Cuando ocurre este proceso la ladera va a tener un perfil cóncavo con la máxima pendiente en la zona inferior. También se puede apreciar por árboles o postes de teléfono que demuestran la existencia de este proceso.
Ø     Soliflusión: se produce en laderas sobre materiales blandos con mucho agua intersticial lo que provoca que los materiales fluyan de manera viscosa. Puede ser un proceso de poca velocidad o con centímetros o metros anuales. El material más aceptable es la arcilla. Cuando este proceso ocurre en un ambiente periglaciar y el movimiento se produce por la fundición del material se llama geliflusión. Forman coladas, lóbulos, mantos de soliflusión, etc.
Ø     Deslizamiento: se produce un deslizamiento de los materiales sobre la vertiente los cuales pueden ser lentos o casi instantáneos (en ocasiones catastróficos). Afecta a un volumen de material variable y normal. Ocurren a favor de planos de estratificación, exquistosidad, diaclasas, fracturas, es decir, en discontinuidades de la roca.
Existen deslizamientos de muchos tipos, algunos son:
1.      Coladas de barro:
2.      Deslizamientos masivos:
3.      Desprendimientos: es la caída de fragmentos rocosos liberados de la superficie del terreno por una alteración mecánica o física. Ocurren en zonas con una pendiente alta y dependen del tipo de roca. Se libera a favor de las discontinuidades de la roca y forman canchales.

EROSIÓN LINEAL
Ø     Acción torrencial: es, normalmente, el agua que circula por barrancos se une formando torrentes. La cantidad de agua puede variar mucho cauce estacional. En las regiones mediterráneas se llaman torrentes ramblas y sólo llevan agua en épocas de lluvia. Los torrentes en zonas de montaña llevan agua sobre todo en primavera y en verano.
Ø     Canal de desagüe: es el eje donde se asocian todos los torrentes, cuando terminan la zona montañosa y llegan a la zona de la llanura se produce el depósito de los materiales, esto da lugar al cono de deyección o abanico fluvial.
Ø     Acción de los ríos: los ríos son corrientes de agua en los que el canal sufre variaciones a lo largo del año. Los ríos forman cuencas hidrográficas las cuales tienen un río principal y todos sus afluentes; separados entre sí por divisorias, es decir, cadenas montañosas. La cantidad de agua que lleva un río durante un año se estudia en un hidrograma. Los ríos tienen un tiempo de respuesta, es decir, el tiempo que tarda en aumentar el caudal desde el momento de la precipitación.
         La erosión del cauce se produce en el fondo y en las paredes. Esta erosión ocurre por:
1.    Acción hidráulica: producida por la fuerza del agua.
2.    Fenómeno de abrasión o corrosión: los fragmentos que se van desplazando
           golpean las paredes y el fondo haciendo que se separen fragmentos.
3.      Por rozamiento: se produce cuando los fragmentos rozan con las paredes y se van desgastando.
4.      Por disolución: se produce cuando los materiales se disuelven por causa del agua.
Transporte fluvial
 los materiales son transportados dependiendo del tamaño y de la energía del agua.
1.      Cantos de más de 2 mm. : se deslizan por el fondo y toman formas redondas.
2.      Arenas entre 2 y 1/16 mm. : se arrastran por el fondo o en saltación.
3.      Partículas finas menores de 1/16 mm. : transportadas en disolución.

EROSIÓN EOLICA

         En regiones sin vegetación y con mucho viento la atmósfera contiene una gran cantidad de polvo (de tamaño  arena). El choque de este partículas contra una roca dura provoca una abrasión (erosión eólica). Una forma especial de erosión eólica son los tafoni.


Strange rock erosion called Tafoni


TRANSPORTE
         El viento puede transportar desde partículas finas hasta partículas del tamaño arena. Más frecuente son partículas del tamaño arena. En casos especiales las partículas pueden volar algunos miles de kilómetros para depositarse en regiones totalmente distintas, los depósitos eólicos más conocidos son las denominadas dunas.
         Por último es importante decir que la erosión es uno de los factores principales para la modelación y creación del relieve, esto estará dado por las condiciones existentes y sobre todo el papel fundamental que juega el agua para poder desgastar, transportar y depositar los materiales originando así nuevas llanuras y terrazas que producirán moldeamiento por una parte y formación por otra

jueves, 12 de diciembre de 2013

Minerales y Rocas

Minerales y Rocas

Minerales

Un mineral es un sólido natural que posee una determinada composición química, o una escala definida de composiciones químicas, y propiedades físicas igualmente determinadas.
El número de minerales conocidos sobrepasa los 2.000, citando algunos autores cifras superiores a los 4.000, debiéndose esta diferencia a que estas últimos aplican con menor rigor las características anteriormente aludidas.
Los minerales poseen generalmente una estructura interna organizada como consecuencia de un ordenamiento sistemático de sus átomos constitutivos, es decir, son cristalinos. Algunos sólidos naturales carecen de esta propiedad de ordenación y son amorfas (vidrios volcánicos, ámbar, geles, carbones, asfaltos). Muchas de estas substancias amorfas, que algunos autores denominan mineraloides, no constituyen en realidad especies estables definitivas, sino fases intermedias de reestructuración, cuyo estado final son minerales perfectamente cristalinos.

Rocas

Las rocas son agregados naturales formados por uno a más minerales y/o mineraloides. No se trata en cada roca de una agrupación casual de minerales, sino que tales agrupaciones responden a unas condiciones de formación que se manifiestan con frecuencia y en extensiones importantes en la estructura de la corteza terrestre.
Dentro del conjunto de minerales que forman una roca determinada se distinguen los minerales esenciales y accidentales. Los primeros son los que se presentan de una manera constante en la composición de la roca y la ausencia de uno de ellos hace que la combinación de minerales se clasifique como una roca diferente a la anterior. Un mineral petrogénico es accidental cuando su presencia en una roca no es precisa para la existencia de la mísma.
Las rocas no constituyen por sí mismas asiento de vida, es necesario que se produzca una alteración en ellas para que den origen a un suelo que sea soporte de seres vivos.

Estructura interna de los Minerales

El estado cristalino de los minerales se traduce por la anisotropía de la mayor parte de sus características; es decir, no se mantienen constantes sus propiedades físicas en todas las direcciones. Existen seis tipos de mallas o redes tridimensionales a la que se ajustan todas las posibles estructuras internas de los minerales cristalinos, dando origen a los conocidos sistemas de cristalización: regular, hexagonal, tetragonal, rómbico, monoclínico y triclínico.
La formación de los cristales es, pues, una ordenación de átomos o radicales que, sabemos por química, se mantienen unidos por una fuerza que, según su naturaleza, nos define cuatro tipos de enlace:
  1. Iónico. Resultante de la atracción electrostática entre iones de cargas opuestas. Los cationes adquieren la configuración de un gas noble por medio de la pérdida de electrones, y los aniones por ganancia de éstos.
  2. Covalente. Caracterizado por la integración de los orbitales de valencia compartiendo electrones.
  3. Metálico. Asociaciones de iones positivos empaquetados estrechamente y penetrados por un continuo de electrones cargados negativamente.
  4. De Van der Waals o enlace residual, muy débil y nacido de una distribución no uniforme de cargas.
Por conveniencia, en mineralogía se consideran iónicos a la mayoría de las estructuras internas, pero en realidad la unión es generalmente de carácter intermedio o mixto entre los varios tipos de enlace. Así, en sentido estricto, la sal común es iónica; el diamante, covalente; el cobre nativo, metálico; el grafito, en fin, dentro de cada hoja presenta enlaces covalentes mientras que entre hojas el enlace es de Van der Waals.
La formación de los cristales a partir de iones simples o de radicales más complejos se basa, entre otras, en las siguientes consideraciones descritas por Pauling:
  • Alrededor de cada catión están dispuestos aniones que ocupan los vértices de un poliedro. Este poliedro se llama de coordinación y su naturaleza está determinada por la relación de radios iónicos. Cuando iones de cargas opuestas constituyen un cristal, los iones tienden, en efecto, a colocarse de la forma más compacta posible. Si imaginamos a estos iones como esferas de radio ra (radio del anión) y rc (radio del catión), se puede considerar que cada catión cae en el centro de un poliedro regular cuyas vértices están ocupados por un anión, de manera que la esfera del catión esté en contacto con las de todos los aniones situados en los vértices. El número de aniones, en el poliedro, es el número de coordinación del catión con relación a los aniones
  • Naturalmente, la geometría del poliedro de coordinación depende de los tamaños relativos de los iones. Así, por ejemplo, para que el poliedro sea un cubo es preciso que rc/ra sea mayor de 0,732 porque, si el radio del catión fuera menor, esta esfera catiónica no podría ser tangente a todas las aniónicas. Poliedro de coordinación de forma cúbica
ln2 = lm2 + mn2
(1 + x)2 = 12 +(2½)2
1 + x = 3½ = 1,732
x = 0,732
Por consideraciones geométricas similares podemos llegar al siguiente cuadro, no exhaustivo:
rc/raCoordinación CatiónicaNúmero de Coordinación
mayor de 0,1553 aniones en los vértices de un triángulo3
mayor de 0,2254 aniones en los vértices de un tetraedro4
mayor de 0,414   6 aniones en los vértices de un octaedro6
mayor de 0,7328 aniones en los vértices de un cubo8
mayor de 1,012 aniones en los puntos medios de las aristas de un cubo12
El oxígeno es el elemento más común en la corteza terrestre y su radio iónico es de 1,40 Å. El radical oxhidrilo, también muy abundante en los minerales, tiene radio iónico similar. Comparando este valor con los radios iónicos de los cationes más frecuentes en los minerales, aun teniendo en cuenta que el radio iónico de los elementos varía ligeramente con su coordinación, por deformación o polarización de la red de electrones al acoplarse a una cavidad mayor a menor, podemos deducir las posibles coordinaciones de los siguientes cationes:
CatiónCoordinaciónCatiónCoordinación
Si+44Fe+36
Al+34 a 6Mn+26
Na+6 a 8Mn+44
K+8 a 12Zn+24 a 6
Mg+26Ag+6
Ca+26 a 8Ag+26
Ba+28 a 12Pb+26 a 10
Fe+26
Recordar estas posibles coordinaciones es fundamental para comprender la estructura de los minerales petrogénicos y, de manera precisa, los más abundantes de la corteza terrestre: los silicatos.
Terminamos este apartado con cuatro conceptos relacionados, también, con la estructura interna de los minerales:
  1. Polimorfismo. Muchos cuerpos pueden tener una composición química idéntica y presentarse bajo formas cristalinas diferentes. De acuerdo con lo dicho anteriormente, su anisotropía será distinta en un caso que en otro, y, por tanto, forman minerales diferentes. Entre los ejemplos más corrientes tenemos:
  2. Isomorfismo. Recíprocamente, muchos cuerpos son mineralógicamente próximos entre sí porque: cristalizan en el mismo sistema cristalizan simultáneamente tienen similares propiedades físicas y químicas. Estos cuerpos se denominan isomorfos y pueden tener todas las composiciones intermedias entre las de dos constituyentes puros, A y B, presentando propiedades que varían de una manera continua de un compuesto a otro. Los olivinos y las plagioclasas son ejemplos de lo anterior, según se verá en apartados posteriores.
  3. Cristalización y criptocristalización. La estructura interna organizada de los minerales puede, en muchos casos y bajo circunstancias favorables, manifestarse por la adopción de una forma poliédrica apreciable a simple vista. En otros casos, nunca se manifiesta la estructura interna en forma macroscópica. Cuando esto último ocurre se dice que el mineral es criptocristalino o microcristalino. Algunos autores consideran minerales diferentes a aquéllos que, dentro del mismo sistema de cristalización y con composición química idéntica, son criptocristalinos o no. Otros, por el contrario, consideran a estos últimos como variedades criptocristalinas de los anteriores.
  4. Pseudomorfísmo. Se dan casos en que una sustancia mineral que ocupa la forma cristalográfica que le es propia, es sustituida por otra que adopta aparentemente una forma que no le corresponde. Este fenómeno se denomina pseudomorfismo.

Propiedades mensurables de los Minerales

Cohesión

Es la resistencia que ofrecen todas las partículas de todo cuerpo, sólido o líquido, a variar la distancia entre ellas.
La cohesión en los líquidos y en los sólidos amorfos es igual en todas las direcciones, mientras que en los sólidos cristalinos presentan una marcada anisotropía.
La cohesión varía de unos minerales a otros haciendo que sus comportamientos frente a distintos tipos de esfuerzos sean diferentes.Así, se clasifican los minerales de acuerdo con su comportamiento en:
  • Flexibles, cuando pueden deformarse sin rotura.
  • Elásticos, cuando recobran su forma primitiva al cesar la causa deformante.
  • Quebradizos, cuando poseen un límite de elasticidad bajo y por lo tanto son incapaces de sufrir deformaciones sin que se produzca rotura.
  • Dúctiles, cuando son susceptibles de ser estirados en hilos delgados.
  • Maleables, cuando permiten preparar láminas de fino espesor por aplastamiento.
Cuando la cohesión presenta diferencias considerables según las direcciones, no sólo el desmoronamiento por acción mecánica es mucho más fácil en unas que en otras, sino que, en la dirección perpendicular al mínimo de cohesión, la separación se efectúa según superficies planas, constituyendo los llamados planos de exfoliación.
Las direcciones de los planos de exfoliación guardan relación íntima con la forma cristalina del mineral. La perfección de la exfoliación es una propiedad característica y constante del mineral, distinguiéndose los siguientes grados de exfoliación: muy perfecta, perfecta, media (apreciable), e imperfecta.
A una exfoliación muy perfecta corresponden superficies muy planas de brillo nacarado o vítreo y se separan placas de escaso espesor, mientras que a una exfoliación imperfecta corresponden superficies irregulares, escalonadas a concoideas, carentes de brillo y únicamente se separan placas gruesas.
Si en un mineral la cohesión no presenta marcadas diferencias según las direcciones, o el esfuerzo que se aplica no es perpendicular a la dirección de cohesión mínima, al tratar de partirlo se producen superficies de fractura de diversa naturaleza, irregulares, en vez de los planos de exfoliación. Se distinguen diversos tipos de fractura según sea la superficie de rompimiento: concoide o en forma de concha; plana; ganchuda o con superficie cubierta de pequeños "ganchitos"; terrosa, con superficie rugosa y mate, y astillosa, cuando la superficie se encuentra cubierta de delgadas fibras rotas.

Dureza

Se llama dureza de un mineral a la mayor a menor resistencia que opone a ser rayado.
La dureza es una característica importante en la determinación de minerales, siendo constante en minerales idénticos. Puede medirse directamente con un aparato denominado esclerómetro, que consiste en una palanca de brazos iguales en uno de cuyas extremos va sujeto un estilete de acero o diamante sobre el que se colocan pesas. La placa de mineral se desliza horizontalmente por debajo del estilete y se va aumentando la carga sobre éste hasta que se produce una raya fina. El peso utilizado expresa la dureza. Más corrientemente se recurre a hacer una media comparativa, probando a rayar el mineral con una serie de minerales de creciente dureza que constituyen la llamada escala de dureza de Mohs.
La dureza de un mineral hay que determinarla sobre una superficie pulida del mísmo.
Los minerales de dureza 1 y 2 se rayan con la uña, la navaja raya a la fluorita y al apatito. El cuarzo y los minerales de mayor dureza rayan al vidrio con facilidad.

Propiedades ópticas

De todas las propiedades físicas, las ópticas son las más importantes para la determinación práctica de los minerales.
Su importancia teórica es también grande en la que respecta al estado cristalino.
El brillo de un mineral se presenta con la reflexión de la luz y depende de la naturaleza de su superficie, del valor del índice de refracción, de la absorción y de otras cualidades. Así, un mineral puede tener brillo metálico cuando es opaco y de gran absorción, brillo adamantino cuando es transparente y tiene el índice de refracción elevado, brillo vítreo cuando es transparente y su índice de refracción es medio, siendo este tipo de brillo el de la mayoría de los minerales, o brillo anacarado cuando se produce reflexión total en las finas capas de aire intercaladas entre las hojas de exfoliación.
El color natural de un cuerpo cualquiera depende de su capacidad de absorber o reflejar la luz de una u otra tonalidad. Esta capacidad puede ser alterada por la presencia de impurezas orgánicas o inorgánicas en los minerales, pudiéndose encontrar un mismo mineral con coloraciones diversas.
Aparte de la variación que introduce el factor antes mencionado, la apreciación de la coloración de un mineral depende del observador, de la naturaleza de la luz y de fenómenos de reflexión y difracción de la luz sobre la superficie, por lo que el tratar de determinar un mineral por su color es, frecuentemente, erróneo e inexacto. En este sentido, muchas veces es más constante el color del polvo del mineral que puede apreciarse por la raya obtenida al frotarla sobre una superficie áspera y más dura que él.
En los cristales anisótropos transparentes, la absorción es distinta según las direcciones, tanto en cualidad como en intensidad. En el caso de que la cualidad sea muy diferente, el color que veremos en las diversas direcciones no será el mísmo. Esta propiedad se denomina pleocroísmo y su observación es un medio excelente de distinguir entre sí algunos minerales petrográficos.
Otra propiedad de los minerales extraordinariamente importante es la birrefracción. Consiste en que, a través de ciertos cristales, se pueden ver dos imágenes distintas de un solo objeto, por desdoblamiento de la luz al cambiar de medio.

Propiedades térmicas

Existe una perfecta analogía con las propiedades ópticas, lo cual se comprende considerando la naturaleza de las radiaciones caloríficas. Los cristales se dividen en térmicamente isótropos y térmicamente anisótropos en los que la dilatación no es igual en todas las direcciones.
La conductividad térmica puede ser, en ocasiones, un medio eficaz en la determinación de minerales, ya que sus valores difieren bastante de unos a otras y es fácilmente apreciable al tacto.

Propiedades magnéticas y eléctricas

La propiedad de la atracción magnética activa se presenta en muy pocos minerales. Este magnetismo ha sido producido por inducción en el campo magnético terrestre. No obstante, el diferente comportamiento de los minerales situados en un campo magnético potente puede utilizarse en la separación y determinación de minerales.
En cuanto a su comportamiento eléctrico, hay cristales conductores, semiconductores y no conductores. En los minerales no conductores hay fenómenos en los cuales la energía de un excitante se transforma en electricidad, apareciendo zonas con carga positiva y otras con carga negativa. Entre estos fenómenos se dan la piroelectricidad, por calentamiento, y la piezoelectricidad, por presión unilateral.

Densidad

La densidad de un cuerpo es el cociente entre su peso y volumen. La densidad varía considerablemente de unos minerales a otros y, para medirla, se suelen utilizar uno de los métodos siguientes:
Aparato de Le Chatelier. Se pesa el cuerpo y, a continuación, se le introduce en un recipiente graduado lleno de agua, determinándose así su volumen.
Consiste en tomar un líquido de gran densidad e ir rebajando ésta mediante dilución hasta que el mineral queda sin caer y sin flotar superficialmente. En este momento se mide la densidad del líquido con un densímetro. Este método se utiliza corrientemente para medir la densidad de minerales no muy pesados. Se parte del bromoformo, de densidad 2,9 gr/cm3, y se va añadiendo benceno rebajando así la densidad.
De una manera más grosera puede estimarse la densidad tomando al peso la muestra de mineral, comparándola con otra de densidad conocida y volumen semejante.

Sabor

Esta propiedad sólo es apreciable en los escasos minerales solubles en agua. Es útil en la diferenciación de ciertas sales.

Origen de los Minerales y Rocas

Las substancias naturales que anteriormente se han definido pueden tener uno o varios de los siguientes orígenes:
  1. Enfriamiento, separación y consolidación de un material fundido que denominamos magma.
  2. Alteración de otro material preexistente a grandes presiones y/o a grandes temperaturas sin que exista cambio del estado primitivo.
  3. Alteración de otro material preexistente en condiciones de presión y temperatura próximas a las de la superficie terrestre.
Los minerales formados por el primer sistema se denominan minerales magmáticos; los causados por el segundo fenómeno se conocen generalmente como minerales de metamorfismo. A aquéllos que tienen su origen en los fenómenos apuntados en último lugar, se les conoce como minerales de alteración.


Minerales petrogénicos más importantes

Del gran conjunto de minerales conocidos en la Naturaleza sólo un grupo reducido de unos cincuenta, los denominados petrogénicos o petrográficos, desempeñan un papel esencial en la formación de rocas. En el presente capítulo se incluyen, únicamente, los minerales comprendidos en este pequeño grupo, anotándose de cada uno de ellos la composición química, la estructura interna, alguna de sus características mensurables, el origen y, por fin, si su presencia en las rocas tiene carácter esencial o accidental.
Se utiliza un sistema de clasificación esencialmente químico aceptado por la mayor parte de los autores y que tiene la ventaja de su fácil desarrollo. Los diversos grupos de minerales se numeran en orden decreciente de su importancia petrogénica, separando para el estudio, a los silicatos, grupo de gran importancia petrogénica, del resto de los minerales asilicatados.

Silicatos

Estructura

Los silicatos son los componentes más importantes de las rocas y, por consiguiente, de la corteza terrestre, integrando el 95 por ciento de ésta. Es, además, el grupo de minerales más rico en especies.
Son silicatos todos los minerales en los cuales el silicio y el oxígeno se coordinan en estructura tetraédrica, formando los denominados tetraedros (SiO4).
Estructura silicatos
En general, los silicatos se caracterizan por no tener aspecto metálico y por su elevada dureza. Su división se establece en varios conjuntos atendiendo a su estructura que está determinada, en cada caso, por la forma de agrupación de los tetraedros (SiO4). En cualquier tipo de silicatos, el silicio puede ser sustituido parcialmente por el aluminio (y en algunos casos, el boro), obteniéndose así los aluminosilicatos, minerales que se describen junto a los silicatos.
Por lo tanto, el grupo funcional de todos los silicatos puede expresarse así:
(Sia-kAlkOb)-(2b+k-4a)

Clasificación

GrupoDescriciónGrupo funcionalGeometría
Nesosilicatos
Tetraedros (SiO4) aislados o independientes unidos por puentes de cationes metálicos.
(SiO4)-4
(Si4-kAlkO16-(16+k)
Estructura Nesosilicatos
CiclosilicatosTetraedros (SiO4) en anillos triples, cuádruples o séxtuples.
(Si6O18)-12
(Si6-kAlkO18)-(12+k)
Estructura Ciclosilicatos
InosilicatosPiroxenosTetraedros (SiO4) en cadenas sencillas.
(SiO3)-2
(Si4-kAlkO12)-(8+k)
Estructura piroxenos
AnfíbolesTetraedros (SiO4) en cadenas dobles.
(Si4O11)-6
(Si4-kAlkO11)-(6+k)
Estructura anfiboles
FilosilicatosTetraedros (SiO4) dispuestos en redes planas.
(Si2O5)-
(Si4-kAlkO10)-(4+k)
Estructura filosilicatos
TectosilicatosTetraedros (SiO4) dispuestos en redes tridimensionales.
(SiO2)
(Si4-kAlkO8)-k





Nesosilicatos

Introducción

Los nesosilicatos, caracterizados por su estructura de tetraedros aislados se dividen, a su vez, en:
  1. Nesosilicatos verdaderos
  2. Subnesosilicatos, donde existen, además, iones oxígenos no ligados al silicio 0, si se prefiere, poliedros aniónicos distintos de la coordinación tetraédrica.
  3. Nesosilicatos-Sorosilicatos, donde existen, además de tetraedros aislados, pares de tetraedros unidos por el vértice (Si2O7)
Los minerales petrogénicos más importantes de cada uno de estos grupos se ven a continuación.

Nesosilicatos verdaderos

Olivino

También denominado Peridoto, es un silicato ferromagnesiano de fórmula SiO4(Fe,Mg)2. La proporción relativa de hierro y magnesio es variable formándose así una serie isomorfa continua de minerales que, genéricamente, se llaman Olivino, pero que cuando hay ausencia de hierro se conoce por Forsterita y cuando no hay magnesio se denomina Fayalita.
  • Sistema de cristalización: rómbico.
  • Dureza: de 6,5 a 7. Es un mineral frágil.
  • Densidad: de 3,2 a 4,2 g/cm3 cm según su riqueza en hierro.
  • Color: de verde oliva a verde amarillento (a veces parduzco por oxidación del hierro). En general se presenta en fragmentos pequeños, equidimensionales, de brillo vítreo, transparentes o traslúcidos.
  • Exfoliación: imperfecta y poco visible, presentando fractura concoidea.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia: es un mineral esencial en una serie de rocas ígneas: Peridotita, Gabro olivínico, Dolerita olivínica y Basalto olivínico.

Granate

Los granates son minerales de composición química muy variable, definiéndose como silicatos dobles de fórmula genérica (SiO4)3D3T2 donde D es un catión divalente (calcio, hierro, magnesio, manganeso) y T uno trivalente (aluminio, hierro, cromo, titanio).
  • Sistema de cristalización: regular.
  • Dureza: de 6,5 a 7,5.
  • Densidad: de 3,4 a 4,3 g/cm3.
  • Color: variable; generalmente rojo, pardo, amarillo o verde, de transparente a opaco. Brillo vítreo y resinoso.
  • Exfoliación: muy imperfecta, con fractura concoidea.
  • Origen: fundamentalmente, de metamorfismo, aunque también puede tener origen magmático.
  • Presencia: es un mineral accidental, muy común en rocas metamórficas y, menos, en rocas ígneas, presentándose en cristales equidimensionales, frecuentemente rombododecaedros. Las variedades más corrientes son Grosularia (Ca y Al), Almandina (Fe y Al) y Piropo (Mg y Al).

Circón

Silicato de zirconio, de fórmula SiO4Zr.
  • Sistema de cristalización: tetragonal.
  • Dureza: 7,5.
  • Densidad: 4,6 g/cm3.
  • Color: incoloro en estado puro, pero presenta tintes amarillos o parduzcos por impurezas de hierro. Brillo vítreo diamantino. La variedad roja es el verdadero Jacinto.
  • Exfoliación: imperfecta y fractura concoidea.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia es mineral accidental en muchas rocas ígneas, aunque también aparece en metamórficas y en sedimentarias debido a su inalterabilidad. Se suele presentar en cristales equidimensionales, con aspecto de granate, formando, a veces, prismas tetragonales apuntados por dos pirámides.
  • Es muy normal que exista en el circón una substitución isomórfica parcial por Torio o Uranio, lo cual le convierte en mineral radioactivo.

Subnesosilicatos

Silicatos de aluminio

Existen tres minerales petrogénicos, todos ellos con origen fundamental de metamorfismo, accidentales en este tipo de rocas y con la misma fórmula estequiométrica (SiO4)Al2O: AndalucitaSillimanita y Distena.
Los tres poseen cadenas de octaedros de aluminio, (AlO6), unidas entre sí por tetraedros aislados de silicio (SiO4), pero se diferencian entre sí en que en la distena estas cadenas se unen, también, por octaedros (AlO6), en la Andalucita por grupos AlO5 y en la Sillimanita por tetraedros de aluminio, AlO4, con lo que este mineral es, en realidad, un aluminosilicato de aluminio.
Es decir, la escritura estructural de estos tres minerales puede significarse así:

Andalucita

  • Sistema de cristalización: rómbico, presentándose siempre en cristales muy sencillos, prismas de sección cuadrada.
  • Dureza: 7,5.
  • Densidad: 3,1 a 3,2 g/cm3.
  • Color: gris rojizo. Frecuentemente los cristales se recubren de muscovita formada por alteración de la andalucita. Raya blanca.
  • Fractura: variable.
  • Exfoliación: imperfecta.
  • La andalucita tiene una variedad: la Quiastolita, que se presenta en prismas redondeados impregnados de sustancias carbonosas que ofrecen en sección transversal un núcleo oscuro con figura de cruz.

Distena o Cianita

  • Sistema de cristalización: triclínico, presentándose en prismas alargados, rayados transversalmente y ligeramente ondulados en su superficie.
  • Dureza: en dirección vertical, de 4 a 4,5, y en dirección transversal de 6 a 7 siendo esta anisotropía lo que le da el nombre de distena.
  • Densidad: de 3,6 a 3,7 g/cm3.
  • Color: generalmente azul de diferentes tonos en manchas irregulares. También blanco, rosa y otros colores.
  • Exfoliación: perfecta, con brillo nacarado en los planos de exfoliación.

Sillimanita o Fibrolita

  • Sistema de cristalización: rómbico, presentándose en agregados finamente fibrosos algo aplanados y redondeados, no formando nunca cristales aislados.
  • Dureza: 6 a 7.
  • Densidad: 3,2 g/cm3
  • Color: gris amarillento, verde grisáceo y parduzco. Brillo: sedoso o nacarado.
  • Exfoliación: perfecta.

Estaurolita

La estructura de la estaurolita puede concebirse intercalando entre los planos de una estructura de distena, láminas de Fe(OH)2. Su fórmula, pues, es ((SiO4)Al2O)2Fe(OH)2.
Se presenta corrientemente en cristales prismáticos, formando frecuentemente maclas de penetración en ángulo recto o en ángulo de 60º aproximadamente.

Estructura estaurolita
  • Sistema de cristalización: monoclínico.
  • Dureza: 7 a 7,5
  • Densidad: 3,7 g/cm3
  • Color: pardo rojizo o pardo negruzco, con brillo vítreo a mate y raya blanca.
  • Exfoliación: media, dando normalmente fractura concoide.
  • Origen fundamental: de metamorfismo.
  • Presencia: es mineral accidental en rocas metamórficas.

Esfena

La Esfena o Titanita posee tetraedros independientes (SiO4) y octaedros de titanio (TiO6) unidos entre ellos por iones calcio. Su fórmula es (SiO4)TiCaO.
  • Sistema de cristalización: monoclínico.
  • Dureza: 5 a 5,5.
  • Densidad: 3,5 g/cm3.
  • Color: verde amarillento a pardo rojizo, con brillo resinoso intenso a adamantino.
  • Exfoliación: media, con fractura concoide, siendo muy frágil.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia: es un mineral accidental en rocas ígneas y, a veces, en metamórficas, presentándose en cristales tabulares.

Nesosilicatos-Sorosilicatos

Epidota

La epidota o pistacita tiene tetraedros aislados (SiO4) y dobles tetraedros (Si2O7) que se unen con octaedros de aluminio, hierro y calcio rodeados por iones de oxígeno y oxhidrilo. Su fórmula es (SiO4)3(Al,Fe)3Ca2(OH).
  • Sistema de cristalización: monoclínico.
  • Dureza: 6 a 7.
  • Densidad: 3,3 a 5,5 g/cm3.
  • Color: cristales de color verde, con brillo vítreo, que dan raya gris.
  • Exfoliación: perfecta, con fractura concoide, desigual y astillosa.
  • Origen fundamental: de metamorfismo.
  • Presencia: es un mineral accidental en rocas metamórficas, que se presenta en cristales prismáticos o grupos radiados de cristales.

Ciclosilicatos

Principales minerales

Berilo

El berilo tiene como fórmula (Si6O18)Al2Be3 y su estructura responde a la de anillos de seis tetraedros Si-O unidos entre sí por tetraedros en el centro de los cuales hay iones de berilio o aluminio.
  • Sistema de cristalización: hexagonal.
  • Dureza: 7,5 a 8.
  • Densidad: 2,6 a 2,8 g/cm3.
  • Color: el berilo es incoloro aunque alguna de sus variedades coloreadas como la esmeralda (verde intenso) y el aguamarina (azul) constituyen piedras preciosas.
  • Exfoliación: ninguna, fractura concoidea.
  • Origen fundamental: aunque el origen fundamental es magmático y como tal es un mineral accidental en muchas rocas ígneas, el berilo y, concretamente, sus variedades preciosas, aparecen por metasomatismo en esquistos metamórficos y por metasomatosis en algunas rocas sedimentarias.

Turmalina

La turmalina, tiene una estructura similar a la del berilo pero bastante más complicada ya que el tamaño tan reducido del catión boro obliga a éste a una coordinación no tetraédríca sino triangular.
El grupo de la turmalina engloba a minerales con gran variación en su composición química, que forman una serie isomorfa con todos los términos de la transición. Se pueden referir a la fórmula aproximada:
(Si6O27B3)(OH)4Al6Y3Na
en la que Y puede ser, normalmente, magnesio, hierro o manganeso.
  • Sistema de cristalización: hexagonal.
  • Dureza: 7.
  • Densidad: 3 a 3,5 g/cm3
  • Color: transparente, en diversos grados, a opaco, con brillo vítreo. Las turmalinas férricas son negras y forman el mineral chorlo; las pobres en hierro o sin él son de color pardo, azul, verde, rojo o incoloras. No deja raya.
  • Exfoliación: no tiene, presenta fractura concoidea.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia: es un mineral accidental en rocas ígneas, generalmente plutónicas, presentándose en forma de prismas alargados, esbeltos, de sección trigonal o hexagonal.

Inosilicatos

Piroxenos

La estructura general de los piroxenos está formada por cadenas simples de tetraedros Si-0. Cada uno de los oxígenos no puente está unido a otros cationes metálicos. Si éstos son de tamaño mediano (Mg2+, Fe2+) en coordinación 6 (octaédrica) y sí son de tamaño grande (Ca2+, Na+) en coordinación 8 (cúbica).
La fórmula general de los piroxenos es XY(SiO3)2. Si tanto X como Y son cationes de tamaño mediano, tenemos los Ortopiroxenos que cristalizan en el sistema rómbico. Si los cationes X son de tamaño mediano y los Y grandes, tenemos los Clinopiroxenos que cristalizan en el sistema monoclínico. Por lo general, esta cristalización es una forma de cristales cortos, prismáticos. Las excelentes exfoliaciones se intersecan en ángulos casi rectos.
Los piroxenos más comunes son la Augita y la Hiperstena.

Augita

La augita tiene como fórmula genérica (SiO3)2Ca(Mg,Fe). La proporción relativa de hierro y magnesio es variable formando así una serie isomorfa que va desde el Diópsido totalmente carente de hierro, hasta laHedenbergita carente de magnesio. También algo de silicio puede ser sustituido por el aluminio en coordinación tetraédrica.
  • Sistema de cristalización: monoclínico.
  • Dureza: 5,5 a 6.
  • Densidad: 3,2 a 3,5 g/cm3.
  • Color: variable según la proporción de hierro y magnesio, normalmente verdoso a negruzco. Raya gris verdosa. Brillo vítreo o mate.
  • Exfoliación: de facilidad variable.
  • Origen fundamental: magmátíco.
  • Presencia: es un mineral esencial en muchas rocas ígneas, sobre todo en las pobres en sílice, presentándose en general en cristales cortos, prismáticos, de ocho caras, corrientemente maclados y también en masas compactas y granos diseminados.

Hiperstena

La hiperstena tiene como fórmula genérica (SiO3)(Mg,Fe). Análogamente a como ocurre en la augita, la proporción relativa de hierro y magnesio es variable, definiéndose una serie isomorfa que va desde laEnstatita, sin hierro, hasta la Ferrosilita, sin magnesio.
  • Sistema de cristalización: rómbico.
  • Dureza: 5 a 6.
  • Densidad: 3,4 a 3,8 g/cm3.
  • Color: negro a verde negruzco, a veces con reflejos cobrizos. Raya gris.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia: es un mineral esencial en la piroxenita y accidental en otras rocas básicas, sobre todo en medios pobres en calcio.

Anfíboles

Los anfíboles, al igual que los piroxenos, pueden ser: Ortoanfíboles, cristalizando en el sistema rómbico, yClinoanfíboles, con el sistema monoclínico de cristalización, porque, también como aquéllos, pueden poseer sólo cationes medianos en coordinación 6 o, además, cationes mayores en coordinación 8. Pero, en adición, la presencia de un gran hueco hexagonal en el centro del anillo de la doble cadena va a originar dos nuevas posiciones estructurales: un lugar aniónico monovalente a nivel de los vértices no puentes de los tetraedros, ocupado usualmente por OH-, y un lugar catiónico en coordinación décuple a duodécuple sólo capaz de ser ocupado por un ión monovalente de gran tamaño, que puede faltar. Es decir, la fórmula general de los anfíboles es:
WX2Y5(Z4O11)2(OH)2
donde Z es siempre Si en los silicatos, y Si y Al en los aluminosilicatos; Y, los cationes medianos en coordinación 6; X, los cationes que son medianos y de coordinación 6 en los Ortoanfíboles, y grandes en coordinación 8 en los ClinoanfíbolesW, el catión monovalente de gran tamaño cuando existe.
Los anfíboles forman cristales prismáticos, hexagonales y largos. Los planos de exfoliación se cortan en ángulos de 124º. Estas dos propiedades los distinguen bien de los piroxenos.
Los anfíboles más comunes son la actinota y la hornblenda.

Actinota

La actinota o actinolita es un anfíbol muy sencillo de fórmula Ca2(Mg, Fe)5(Si4O11)2(OH)2 con proporciones variables de hierro y de magnesio, que se conoce como tremolita cuando hay ausencia total de hierro.
  • Sistema de cristalización: monoclínico.
  • Dureza: 5,5 a 6.
  • Densidad: 2,9 a 3,1 g/cm3.
  • Color: casi blanco cuando hay poco hierro a verde brillante cuando abunda este elemento. Raya blanca.
  • Exfoliación: perfecta.
  • Origen fundamental: de metamorfismo.
  • Presencia: es un mineral accidental, pero muy común, en rocas metamórficas presentándose en cristales prismáticos largos, aciculares, constituyendo en esta forma la actinota propiamente dicha.
  • Variedades: Cuando se presenta en forma de fibras flexibles recibe el nombre de Amianto y si lo hace en forma de fibras rígidas constituye una variedad conocida con el nombre de Asbesto. En masas afieltradas informes y algo flexibles se denomina Cartón de montaña.

Hornblenda

La hornblenda tiene una fórmula genérica algo más complicada: NaCa2(Mg,Fe)4(Al,Fe)(Si3AlO11)2(OH)2
Se trata, pues, de un aluminosilicato en el que la substitución tetraédrica permite la presencia de un trívalente dentro de Y y de un catión de sodio en el gran hueco hexagonal.
  • Sistema de cristalización: monoclínico.
  • Dureza: 5 a 6.
  • Densidad: 2,9 a 3,3 g/cm3.
  • Color: negro verdoso a negro, dando raya verde o pardo grisácea. Generalmente brillo vítreo intenso.
  • Exfoliación: perfecta.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia: es un mineral esencial en muchas rocas ígneas, presentándose en agregados finamente fibrosos o escamosos o en cristales laminares.

Filosilicatos

Introducción

El cuarto grupo de silicatos, los filosilicatos, recordemos que se caracterizaban porque los tetraedros Si-O se disponen formando redes planas.
Antes de repasar su grupo funcional y profundizar con más detalle sobre su estructura, es necesario resaltar la importancia, tanto petrogénica como edafológica que presentan muchos minerales incluidos en este grupo. Concretamente, un conjunto de ellos que, por sus características especiales, se los engloba bajo la denominación de minerales arcillosos o simplemente, arcillas.
Las arcillas se caracterizan por estar formadas por partículas muy finas, de forma aplanada y, por tanto, con una superficie especifica muy elevada. Ello implica, en mayor a menor grado, los siguientes caracteres específicos:
  • plasticidad
  • propiedades coloidales
  • propiedades absorbentes con respecto al agua y a cationes
  • comportamiento frente a calentamiento
Las arcillas son minerales de alteración y se forman a partir de otras minerales silicatados mediante un proceso de alteración química que estudia la edafología. Estas arcillas formadas pueden entrar en el ciclo sedimentarlo y, así, formar parte como minerales esenciales o accidentales en varias rocas sedimentarias.
Otros filosilicatos no son minerales arcillosos, tienen origen ígneo o metamórfico y entran en la composición de estos últimos grupos de rocas.

Estructura

Sabemos ya que en los filosilicatos, los tetraedros Si-0 forman redes planas, que, por ello, todos los oxígenos situados en dicha red están eléctricamente neutralizados al pertenecer a 2 tetraedros, y que su grupo funcional es:
(Si4O10)IV-
O, de forma más general,
(Si4-xAlxO10)(4-x)-
Planteemos el problema desde otro punto de vista.
Supongamos una capa de iones oxígeno o/y (OH) agrupados de la forma que indica la figura 9. Naturalmente, los centros de estos iones están sobre líneas paralelas y los centros de tres esferas contiguas definen un triángulo equilátero.
A esta distribución la denominamos "capa compacta".
Si, partiendo de una capa compacta, retiramos una esfera sí y otra no de filas alternas, se obtiene ahora una distribución de la forma que indica la siguiente figura.
Figura 1
Cada cavidad está limitada por seis esferas y por ello a esta capa la vamos a denominar, "capa hexagonal""no compacta".
El apilamiento de dos capas compactas, como se indica en la siguiente figura, define agrupaciones de 6 esferas cuyos vértices forman un octaedro. Es la coordinación octaédrica o de 6 aniones que hemos visto anteriormente.
Figura 2
El apilamiento de una capa hexagonal y de una capa compacta, define una serie de agrupaciones de 4 esferas cuyos vértices forman un tetraedro. Es la coordinación tetraédrica o de 4 aniones.
Figura 3
En todos los filosilicatos, el silicio y el aluminio pueden ocupar los puestos de coordinación tetraédrica (léase entre una capa hexagonal y una capa compacta), y el aluminio, magnesio y hierro son los que normalmente ocupan los puestos de coordinación octaédrica. (Léase entre dos capas compactas).
En definitiva, los filosilicatos están formados por apilamientos de capas hexagonales y de capas compactas, presentando los principales grupos de minerales un número constante de estas capas cuyo conjunto se denomina "hoja". El espesor de dicha hoja es, por consiguiente, una de las características del mineral.
Las capas hexagonales están formadas por átomos de oxígeno; las capas compactas por O y (OH) o por (OH) exclusivamente. La estabilidad de la hoja queda asegurada por las cargas positivas de los iones alojados en las cavidades citadas.
También es preciso pensar que la substitución de un catión por otro podrá originar un desequilibrio de cargas y, así, veremos que algunos minerales tienen sus hojas intrínsecamente negativas.
De acuerdo con estas ideas, la malla de un filosilicato (el menor volumen que presenta todas las características del cristal eléctricamente neutro), será, por ejemplo y para un mineral típico, la caolinita, de acuerdo con las figuras y esquemas siguientes:
CapaÁtomosValencia
+-
hexagonal6 O12
4 Si16
compacta4O-2OH8 + 2
4 Al12
compacta6 OH6
Figura 4
Figura 5
Figura 6
Figura 7
Esto forma una malla equilibrada como es la de otro mineral parecido, la serpentina, exactamente igual al anterior pero en el que cada elemento de las capas compactas en vez de pertenecer a 2 octaedros pertenece a 3, es decir: en la malla, entre las dos capas compactas existen 6 átomos de magnesio.

División

La división de los filosilicatos se basa en tres criterios:
  1. iones que ocupan la coordinación octaédrica.
    • dioctaédricos: con iones trivalentes, generalmente aluminio
    • trioctaédricos: con iones divalentes, por ejemplo magnesio
  2. la existencia, o no, de sustituciones en las coordinaciones tetraédricas o/y octaédricas y, en el caso de existencia de las mismas, la forma de compensación de este déficit de carga.
  3. el espesor de las hojas y las fuerzas de ligazón entre las mismas.
Con respecto a espesor, se distinguen tres tipos distintos:

Tipo de 7Å (Te-Oc)

Hoja formada por tres capas, una hexagonal de 0 y dos compactas, una de 0 y (OH) y otra de (OH). Recordemos los dos ejemplos citados.
CaolinitaSerpentina
6 O6 O
4 Si4 Si
4O - 2OH4O - 2OH
4 Al6 Mg
6 OH6 OH
Si4O10Al4(OH)8Si4O10Mg6(OH)8

Tipo de 1OÅ (Te-Oc-Te)

Hoja formada por cuatro capas, 2 compactas de O y (OH) encerradas, a modo de bocadillo, entre dos capas hexagonales de 0.
PirofillitaMuscovita
   K
6 O6 O
4 Si3Si - 1Al
4O - 2OH4O - 2OH
4 Al4 Al
4 Si3Si - 1Al
6 O6 O
K
Si4O10Al2(OH)2Si3AlO10Al2(OH)2K

Tipo de 14Å (Te-De-Te-Oc-Oc)

Hoja doble, una presenta la estructura anterior y otra (llamada hoja brucítica) está formada por dos capas compactas de (OH).
Clorita6 O3Si - 1Al4O - 2OH4 Al4O - 2OH3Si - 1Al6 O6 OH4Mg - 4Al6 OH
Por último y con respecto a la ligazón entre las hojas, apuntaremos las siguientes normas generales:
  1. Cuando las hojas están ordenadamente apiladas (sistema monoclínico de cristalización), y no ha habido substitución o, si ésta ha tenido lugar, se encuentra compensada totalmente por cationes no hidratados incorporados a la red cristalina, la ligazón entre hojas llega a ser bastante fuerte. Si son minerales cuyo origen es magmático o metamórfico, la consistencia de las mismas es apreciable o alta: filosilicatos no arcillosos. Si son minerales cuyo origen es de alteración, tienen una consistencia terrosa o pulverulenta y se comportan como arcillas poco o nada expansibles cuyas propiedades coloidales y capacidad de absorber agua y cationes hidratados está limitada a la superficie de la partícula (perimicelar) y basada exclusivamente en el aparente déficit superficial de cargas. Si se trata de hojas Te-Oc-Te estas propiedades son algo más notables ya que la ligazón entre hojas se debe, exclusivamente, a fuerzas de cohesión.
  2. Cuando ha existido substitución no compensada en su totalidad, y más aún si las hojas no están ordenadamente apiladas, los minerales resultantes tienen una ligazón entre hojas casi nula y tenemos las arcillas expansionables. Las no substituidas presentarán alguna ligazón mayor y no será muy elevada la posibilidad de adsorber cationes hidratados. Las substituidas no compensadas y desordenadas representan los ejemplos más notables de arcillas expansionables con gran adsorción perimicelar e intramicelar de agua y con capacidad para atraer a su superficie elevada cantidad de cationes hidratados.

Minerales más importantes

Familia de la caolinita

Características generales:
  • Tipo 7Å (Te-Oc)
  • Apilamiento ordenado de hojas

Caolinita

  • Si4O10Al4(OH)2.
  • Dioctaédrico, sin ninguna substitución tetraédrica.
  • Mineral arcilloso de color blanco o blanco grisáceo, terroso, untuoso con apegamiento a los labios. Su origen es de alteración y procede, generalmente, de la halloysita por reordenación interna. Es una de los componentes esenciales en varias rocas sedimentarias.

Serpentina

  • Si4O10Mg6(OH)2.
  • Trioctaédrico, sin ninguna substitución tetraédrica.
  • Mineral no arcilloso, verde veteado, a veces de estructura fibrosa, susceptible de pulimento y suave al tacto. Su origen fundamental es de metamorfismo, procedente del olivino, y es esencial en la roca serpentina metamórfica. Las variedades fibrosas se conocen también con el nombre de amianto o asbesto como ocurre con las de actinota.

Familia de las micas y de las arcillas micáceas

Características generales:
  • Tipo lOÅ (Te-Oc-Te)
  • Apilamiento ordenado de hojas.

Pirofillita

  • Si4O10Al2(OH)2.
  • Diactaédrico, sin ninguna substitución tetraédrica.
  • Mineral arcilloso de escasa importancia petrogénica y, únicamente, citado como representante típico de la familia. Su origen es de alteración y procede, generalmente, de algunas esmectitas por reordenación interna.

Talco

  • Si4O10Mg3(OH)2.
  • Triactaédrico, sin ninguna substitución tetraédrica.
  • Mineral arcilloso que se presenta en agregados compactos escamosos, de tacto suave y untuoso y coloraciones blanquecinas, amarillentas o verdosas. Algunas veces aparece en forma de cristales verdosos alargados. Su origen es de alteración de otros minerales presentes en rocas antiguas metamórficas.

Muscovita

  • Si3AlO10Al2(OH)2K.
  • Dioctaédríco, con substitución tetraédrica (un Si de cada 4, por Al) compensada por cationes de potasio alojados en las cavidades hexagonales.
  • Mineral no arcilloso, de exfoliación muy perfecta en láminas flexibles y elásticas, incoloras o de colores claros y de brillo nacarado. Puede ser de origen magmático y de origen metamórfico. Es componente esencial de las micacitas y, muy frecuente, como accidental, en esquistos, pegmatitas, gneises, granitos e, incluso, en rocas sedimentarias.
Se conoce, también, con el nombre de mica blanca y de mica potásica aunque este segundo apelativo es muy poco afortunado.

Illita

De estructura idéntica a la muscovita pero en la que la substitución tetraédrica no ha sido totalmente compensada y su déficit intrínseco de carga es cubierto por iones hidratados adsorbidos, por ejemplo, H3O+.
Es, pues, la versión arcillosa de la mica blanca y procede, muchas veces, de ésta en una primera fase de alteración química.

Biotita

  • Si3AlO10(Mg,Fe)3(OH)2K.
  • Trioctaédríco. La substitución en la capa tetraédrica es de aluminio mientras que, además, en la capa octaédrica parte del magnesio ha sido substituido por hierro ferroso.
  • Esta mica negra es un mineral ferromagnesiano, no arcilloso, de origen magmático y de aspecto parecido a la muscovita sólo que de color pardo, verde o negro. Componente esencial de muchas rocas ígneas y metamórficas.

Vermiculita

De estructura similar a la biotita pero, generalmente, con substituciones más complejas y no totalmente compensadas. Tenemos aquí, pues, la versión arcillosa de la mica negra y procede de ella como primer producto de alteración.

Familia de las cloritas

Características generales:
  • Tipo 14Å (Te-Oc-Te-Oc-Oc)
  • Apilamiento ordenado de hojas.
Constituyen un grupo muy semejante a la familia anterior pero donde la substitución tetraédrica está compensada por la capa brucítica. Son relativamente frecuentes en rocas metamórficas como esquistos y pizarras. Las formas arcillosas son menos importantes pero, en cualquier caso, muy semejantes y relacionadas con las illitas.

Familia de la sepiolita

Los minerales de esta familia se caracterizan porque las capas tipo Te-Oc-Te no son indefinidas sino que forman bandas dispuestas alternativamente por encima y por debajo de una capa hexagonal de 0. La estructura presenta, en corte, el aspecto de un ladrillo hueco. A este grupo de minerales se le suele denominar "en capas discontinuas".
La Sepiolita es el mineral característico que está formado por una serie de bandas de "talco" de la forma anteriormente explicada. Es un silicato de magnesio hidratado, de apariencia amorfa, aunque su red es rómbica, que se presenta en masas nodulares o finamente terrosas, ligeras, porosas, con apegamiento a los labios y de tonos blancos, grises o amarillentos. Se conoce, también, con el nombre de espuma de mar.
Es un mineral de alteración, presente en algunas terrenos sedimentarios modernos cuya autigénesis está frecuentemente ligada a la del sílex y el ópalo.

Familia de las arcillas desordenadas

Características generales:
  • Hojas desordenadas.
  • Minerales alófanos.

Halloysitas

Este nombre genérico corresponde a todos los filosilicatos de tipo Te-Oc cuyas hojas no están ordenadamente apiladas. La importancia de estos minerales es esencialmente edáfica y se forman en el suelo por alteración hidrolítica de muchos silicatos cuando las condiciones del medio favorecen la aparición de estas arcillas con relación SiO2/Al2O3 aún próxima a 2. La diagénesis de las halloysitas conduce a minerales ordenados de la familia de la caolinita.

Esmectitas

Análogamente se incluyen en este concepto todos los filosilicatos de tipo Te-Oc-Te desordenados. Su formación es, también, esencialmente edáfica y aparecen o por transformación de illitas y de vermiculitas o por alteración hidrolítica de muchos silicatos cuando las condiciones del medio favorecen la aparición de estas arcillas con relación SiO2/Al2O3 muy superior a 2 (incluso 4). La diagénesis de las esmectitas conduce a minerales ordenados de la familia de las micas y arcillas micáceas. Una de las esmectitas más típicas es la montmorillonita, con silicio en coordinación tetraédrica, aluminio y magnesio en coordinación octaédrica en substitución no compensada cuya consecuencia total es que esta arcilla sea altamente hinchable con una muy elevada capacidad de adsorción de cationes hidratados.

Final

El problema de identificación de los minerales arcillosos es, normalmente, muy complicado, sobre todo en los suelos. Podría pensarse que la determinación de la relación SiO2/Al2O3, sería una técnica válida, al menos para la distinción entre minerales Te-Oc y Te-Oc-Te. (En la caolinita esta relación es igual a 2, en la pirofillita vale 4, en otras arcillas es más variable según las substituciones que hayan tenido lugar).
Pero el resultado de estos análisis puede estar falseado si la muestra contiene impurezas de otros minerales, por lo que los análisis para la determinación de arcillas de mayor garantía son los análisis térmicos diferenciales, que determinan las temperaturas para las que las diferentes arcillas pierden el agua absorbida y el agua de constitución, o los análisis por difracción de rayos X.

Tectosilicatos

Introducción

La estructura que caracteriza a los tectosilicatos es un armazón tridimensional de tetraedros. Todos los vértices de los tetraedros son oxígenos puente o sea, que la carga negativa del armazón no existe si es sólo el silicio quien ocupa la coordinación tetraédrica, o es igual al número de iones trivalentes que ocupan esta coordinación. El equilibrio electrostático se mantiene por la presencia de igual número de cationes alcalinos o de la mitad de cationes alcalino-térreos ubicados en los huecos intersticiales al armazón, en coordinación, generalmente, de 8 a 10. Si no existe substitución alguna se tienen los minerales de sílice. Si existe una gran substitución de silicio por aluminio se presenta el grupo de los feldespatoides y, si esa substitución es escasa, el grupo de los feldespatos.

Minerales de Sílice

Cuarzo

El cuarzo es el principal mineral de fórmula SiO2, anhídrido-silícico o bióxido de silicio, y cristaliza en el sistema hexagonal presentando variedades cristalizadas y variedades criptocristalinas.
Las variedades cristalizadas se presentan, muchas veces, en forma de prismas hexagonales apuntados por pirámides y sus características son:
  • Dureza: 7.
  • Densidad: 2,65 gr/cm3.
  • Color: de acuerdo con el color se distinguen diferentes variedades dentro del cuarzo cristalizado, así, el cristal de roca es transparente e incolora; el cuarzo lechoso de colores claras, blanco a rosado, bastante frecuente; el cuarzo ahumado que presenta impurezas carbonosas y es de color negruzco; laamatista con óxidos de hierro muy dispersos, de color violeta, que es escasa; el falso topacio con alguna impureza arcillosa, de color amarillo y también escaso; el jacinto de compostela de color rojo, opaca, con óxidos de hierro y que se suele presentar en terrenos sedimentarlos asociado al yeso rojo y al aragonito; la venturina, iriscente, amarilla o amarilla rojiza con hojitas de mica u oligisto; el Ojo de gato, verdoso-parduzco, opalescente, con fibras de amianto, etc.
  • Exfoliación: raras veces definida, con fractura concoidea.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia: el cuarzo, en sus variedades más corrientes, es un mineral abundantísimo y esencial en muchas rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias.
Las variedades criptocristalinas son, fundamentalmente, la Calcedonia, que se presenta en forma de concreciones esferoidales de superficie arriñonada y a la que pertenecen el Ágata, el Ónice y la Carneola, y el Silex o Pedernal, siempre opaco y de fractura concoidea muy marcada.
  • Dureza: 7 en el silex y de 6 a 6,5 en la calcedonia.
  • Densidad: 2,6 gr/cm3 ,3 en el silex y 2,59 en la calcedonia.
  • Color: muy variable; gris claro, amarillo, rojizo o negro en el silex; los mismos más azul, celeste, rosa, verde, rojizo y marrón en la calcedonia.
  • Exfoliación: no tiene; fractura concoidea.
  • Origen fundamental: de alteración.
  • Presencia: siendo minerales accidentales, ambas variedades son frecuentes en terrenos sedimentarios modernos.

Ópalo

El ópalo es un andamiaje discontinuo de tetraedros SiO4, con interposición de agua. Su fórmula es, pues, SiO2·nH2O y puede considerarse como amorfo.
  • Dureza: de 5 a 6,5.
  • Densidad: de 1,9 a 2,3 gr/cm3.
  • Color: brillo vítreo, transparente o traslúcido. Según la coloración se distinguen variedades: ópalo noble, de color claro, rosado, azulado, gris o verdoso; ópalo de fuego, de color rojo; ópalo común, de color amarillento y frecuentemente opaco perteneciendo a esta variedad el ópalo leñoso que es el resultado de la fosilización de la madera, conservándose la estructura leñosa, y geiserita que son concreciones arriñonadas de ópalo que se forman en fuentes termales y tienen cierta semejanza con la calcedonia.
  • Exfoliación: ninguna, fractura concoidea.
  • Origen fundamental: de alteración.

Feldespatos

Los feldespatos son los silicatos más abundantes en la corteza terrestre. Caracteriza a este grupo el ser aluminosilicatos de metales alcalinos y alcalinotérreos con escasa substitución del silicio por el aluminio, ser esenciales en muchas rocas ígneas y en algunas sedimentarias y metamórficas, tener colores claros porque, al no poseer huecos de coordinación octaédrica, no puede asentarse el hierro, y poseer un origen fundamental magmático. En los feldespatos pueden distinguirse dos tipos estructurales:
  1. Monoclínicos u ortoclasas, con cationes muy grandes, (K+, y Ba2+).
  2. Triclínicos o plagioclasas, con cationes algo menores, (Na+ y Ca2+).

Ortosa

La ortoclasa más común es la ortosa, aluminosilícato potásico de fórmula (Si3AlO8)K.
  • Sistema de cristalización: monoclínico.
  • Dureza: 6.
  • Densidad: 2,6 gr/cm3.
  • Color: blanco, crema, rosado y gris. Raya blanca.
  • Exfoliación: perfecta, con ángulo de 90º.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia: es un mineral esencial en muchas rocas ígneas: granitos, sienitas, pegmatitas, etc. Se presenta en cristales de forma columnar o prismática, siendo frecuente la macla de Karlsbad.
Karlsbad
Las plagicalasas son conocidas, genéricamente, como feldespatos calco-sódicos y forman una serie isomorfa que varía desde la Albita: (Si3O8Al)Na, a la Anortita: (Si2O8Al2)Ca, aunque en la práctica no existen realmente extremos puras sino que cada uno incluye hasta un 10 por ciento del otro, según la serie que se refleja en el siguiente cuadro donde, también se indica la densidad correspondiente.
MineralProporción deDensidad (gr/cm3)
AnortitaAlbita
Albita< 10> 902,61
Oligoclasa10 - 3367 - 902,65
Andesita33 - 5050 - 672,69
Labradorita50 - 6733 - 502,70
Bitownita67 - 9010 - 332,75
Anortita> 90< 102,77
  • Sistema de cristalización: triclínico
  • Dureza: de 6 a 6,5.
  • Densidad: de 2,61 a 2,77 gr/cm3
  • Color: blanco, rosado y gris.
  • Exfoliación: perfecta, con ángulo de 86º.
  • Origen fundamental: magmático.
  • Presencia: son minerales esenciales en muchas rocas ígneas presentándose en forma de cristales prismáticos o laminares, formando frecuentemente maclas polisintéticas, lo que les da una estriación peculiar en la superficie de rotura, siendo siempre apreciables estas maclas en microscopio petrográfico.
Macla Plagio
Puede observarse que en la anortita la substitución de silicio por aluminio es mayor que en la albita. Esto quiere decir que, a igualdad de otras circunstancias, las plagioclasas cálcicas abundan más en los medios más pobres en sílice que las sódicas y que las ortoclasas.

Feldespatoides

Cuando tenemos un medio relativamente pobre en sílice y rico en alcalinos pueden formarse los minerales de este grupo que son fundamentalmente, dos: Nefelina,: (SiAlO4)4Na3K, y Leucita: (Si2AlO6)K. La nefelina cristaliza en el sistema hexagonal y la leucita en el sistema tetragonal; ambas tienen de 5,5 a 6 de dureza, una densidad de 2,5 a 2,6 gr/cm3, coloración blanco grisácea, exfoliación imperfecta presentando fractura concoidea, y alta fragilidad. Su origen fundamental es magmático. Generalmente se presentan diseminadas en las rocas volcánicas, algunas veces la leucita aparece en cristales bien desarrollados en forma de icositetraedros y son componentes fundamentales de la fonolita y de la tefrita.