Mineral

Un mineral es una sustancia natural formado a través geológicas procesos que tiene una composición química característica, una estructura altamente ordenada atómica y las propiedades físicas específicas. Una roca , en comparación, es un agregado de minerales y no tiene por qué tener una composición química específica. Los minerales varían en composición de puros elementos simples y sales a muy complejo silicatos con miles de formas conocidas. El estudio de los minerales se llama mineralogía.

Un surtido de minerales.

Mineral definición y clasificación

Para ser clasificado como un verdadero mineral, una sustancia debe ser una sólida y tienen un estructura cristalina. También debe ser una sustancia natural, homogénea con una composición química definida. Las definiciones tradicionales excluidos material derivado orgánicamente. Sin embargo, el Asociación Mineralógica Internacional en 1995 adoptó una nueva definición:

un mineral es un compuesto o elemento químico que es normalmente cristalino y que se ha formado como resultado de procesos geológicos.

Las clasificaciones modernas incluyen una clase orgánica - en tanto el nuevo Dana y los sistemas de clasificación de Strunz.

La composición química puede variar entre terminar miembros de un sistema mineral. Por ejemplo, la plagioclasa feldespato comprenden una serie continua de sodio rico en albita (NaAlSi ₃ O ₈₎ para el calcio rico en anortita (Caal ₂ Si ₂ O ₈₎ con cuatro composiciones intermedias entre reconocidos. Sustancias minerales como que no cumplen estrictamente la definición se clasifican a veces como mineraloides. Otras sustancias de origen natural son nonminerals. Los minerales industriales es un término de mercado y se refiere a los materiales extraídos comercialmente valiosos (véase también Minerales y Rocas de la sección a continuación).

La estructura cristalina es la disposición espacial geométrica ordenada de átomos en la estructura interna de un mineral. Hay 14 básico arreglos de la red cristalina de los átomos en tres dimensiones, y éstas se conocen como los 14 " Redes de Bravais ". Cada uno de estos retículos se pueden clasificar en uno de los seis de cristal sistemas, y todas las estructuras de cristal reconocidos actualmente ajuste en una red de Bravais y un sistema de cristal. Esta estructura cristalina se basa en atómica o interna periódica iónica arreglo que es a menudo expresado en la forma geométrica que el cristal toma. Incluso cuando los granos minerales son demasiado pequeños para ver o son de forma irregular, la estructura cristalina subyacente es siempre periódico y se puede determinar por Difracción de rayos X.

Química y estructura cristalina juntos definen un mineral. De hecho, dos o más minerales pueden tener la misma composición química, pero difieren en la estructura cristalina (estos son conocidos como polimorfos). Por ejemplo, la pirita y marcasita son tanto sulfuro de hierro, pero su disposición de los átomos difiere. Del mismo modo, algunos minerales tienen diferentes composiciones químicas, pero la misma estructura cristalina: por ejemplo, halita (hecho de sodio y cloro ), galena (a base de plomo y azufre ) y periclasa (a base de magnesio y oxígeno ) todos comparten la misma estructura cristalina cúbica.

Estructura cristalina influye mucho en las propiedades físicas de un mineral. Por ejemplo, aunque diamante y grafito tienen la misma composición (ambos son pura de carbono ), el grafito es muy suave, mientras que el diamante es el más difícil de todos los minerales conocidos. Esto sucede porque los átomos de carbono en grafito están dispuestas en láminas que pueden deslizarse fácilmente uno sobre el otro, mientras que los átomos de carbono en diamante forman un fuerte, enclavamiento red tridimensional.

Actualmente hay más de 4.000 minerales conocidos, de acuerdo con la Asociación Mineralógica Internacional, que es responsable de la aprobación y nombramiento de nuevas especies minerales que se encuentran en la naturaleza. De estos, tal vez 100 puede ser llamado "común", 50 son "ocasional", y el resto son "raros" a "extremadamente raro."

Las diferencias entre los minerales y rocas

Un mineral es una de origen natural, sólido inorgánico con una composición química definida y una estructura cristalina específica. Una roca es un agregado de uno o más minerales. (Una roca también puede incluir restos orgánicos y mineraloides.) Algunas rocas se componen fundamentalmente de un solo mineral. Por ejemplo, piedra caliza es una roca sedimentaria compuesta casi en su totalidad del mineral calcita . Otros rocas contienen muchos minerales, y los minerales específicos en una roca pueden variar ampliamente. Algunos minerales, como el cuarzo , mica o feldespato son comunes, mientras que otros se han encontrado en sólo uno o dos lugares en todo el mundo. La gran mayoría de las rocas de la corteza terrestre consta de cuarzo, feldespato, mica, clorito, caolín, calcita, epidota, olivino, augita, hornblenda, magnetita, hematita, limonita y algunos otros minerales. Más de la mitad de las especies minerales conocidos son tan raras que sólo se han encontrado en un puñado de muestras, y se conocen muchos de sólo uno o dos pequeños granos.

Comercialmente valiosos minerales y rocas se denominan minerales industriales. Rocas de la que se minerales extraídos con fines económicos se denominan minerales (las rocas y minerales que quedan, después de que el mineral deseado se ha separado a partir del mineral, se conocen como relaves).

La composición mineral de las rocas

Un principal factor determinante en la formación de minerales en una masa rocosa es la composición química de la masa, para un determinado mineral puede estar formado sólo cuando los elementos necesarios están presentes en la roca. La calcita es más común en calizas, ya que éstos consisten esencialmente en carbonato de calcio ; cuarzo es común en areniscas y en ciertas rocas ígneas que contienen un alto porcentaje de sílice .

Otros factores son de igual importancia para determinar la asociación natural o paragénesis de minerales que forman rocas, principalmente el modo de origen de la roca y las etapas por las que ha pasado en la consecución de su condición actual. Dos masas de roca pueden tener muy similar composición a granel y sin embargo consistir enteramente diferentes conjuntos de minerales. La tendencia es siempre para aquellos compuestos que ser formados que son estables bajo las condiciones en que se originó la masa de roca. Un granito surge por la consolidación de un fundido magma a altas temperaturas y grandes presiones y sus componentes minerales son aquellos estable en tales condiciones. Expuestos a la humedad, ácido carbónico y otros agentes subaérea a las temperaturas ordinarias de la superficie de la Tierra, algunos de estos minerales originales, como el cuarzo y mica blanca son relativamente estables y no se verán afectados; otros clima o la decadencia y son reemplazadas por nuevas combinaciones. El feldespato pasa a caolinita, moscovita y cuarzo, y cualquier minerales máficos como piroxenos, anfíboles o biotita haber estado presente que a menudo se alteran a clorito, epidota, rutilo y otras sustancias. Estos cambios se acompañan de desintegración, y la roca cae en una masa suelta, incoherente, terroso que puede considerarse como una arena o tierra. Los materiales así formados pueden ser lavados y depositados como arenisca o roca sedimentaria. La estructura de la roca original ahora se sustituye por una nueva; la constitución mineralógica se altera profundamente; pero la composición química a granel no puede ser muy diferente. La roca sedimentaria puede someterse de nuevo metamorfismo. Si penetrado por rocas ígneas que se puede recristalizar, o, si se someten a enormes presiones con calor y movimiento durante edificio de la montaña, puede ser convertido en una gneis no muy diferente en composición mineralógica aunque radicalmente diferente en estructura al granito que era su estado original.

Propiedades físicas de los minerales

La clasificación de los minerales pueden ser simples o muy difícil. Un mineral puede ser identificado por varias propiedades físicas, algunos de ellos siendo suficiente para la identificación completa sin temor a equivocarse. En otros casos, los minerales sólo se pueden clasificar en más o química compleja El análisis de difracción de rayos X; estos métodos, sin embargo, puede ser costoso y consume mucho tiempo.

Propiedades físicas comúnmente usados son:

• La estructura cristalina y el hábito: Ver la discusión anterior de la estructura cristalina. Un mineral puede mostrar buen hábito de cristal o forma, o puede ser masiva, granular o compacta con sólo cristales visibles al microscopio.

Talco

Diamante en bruto.

• Dureza: la dureza física de un mineral se mide por lo general de acuerdo con la escala de Mohs . Esta escala es relativa y se va de 1 a 10. Los minerales con una dureza de Mohs dado puede rayar la superficie de cualquier mineral que tiene una dureza inferior a sí mismo.

• • Escala de Mohs de dureza:

1. Talco Mg ₃ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₂
2. Yeso _CaSO4 · 2H ₂ O
3. Calcita CaCO ₃
4. Fluorita _CaF2
5. La apatita Ca ₅ (PO _{4) 3} (OH, Cl, F)
6. Ortoclasa Kalsi ₃ O ₈
7. Cuarzo _SiO2
8. Topaz Al ₂ SiO ₄ (OH, F) ₂
9. Corindón Al ₂ O ₃
10. Diamond C (carbono puro)

• Lustre indica la forma en la superficie de un mineral interactúa con la luz y puede oscilar de débil a vidrioso (vítreo).
  • Reflectividad -alta metálico como el metal: galena y pirita
  • Sub-metálico -un poco menos de reflectividad metálico: magnetita
  • Lustres no metálicos:
    • Diamantinas - brillante, el brillo del diamante también cerussite y anglesita
    • Lustre vítreo -el de un vaso roto: cuarzo
    • Pearly - iridiscente y perlado: talco y apofilita
    • Resinosa - el lustre de resina: esfalerita y azufre
    • Sedoso - una luz suave mostrado por material fibroso: yeso y crisotilo
    • Dull / -mostrado terroso por minerales finamente cristalizado: la variedad mineral del riñón de hematites

• Color indica la aparición del mineral en la luz reflejada o luz transmitida por minerales translúcidos (es decir, lo que parece a simple vista).
  • La iridiscencia - el juego de colores debido a la superficie o interferencia interna. Labradorita exhibe iridiscencia interna mientras que la hematita y esfalerita a menudo muestran el efecto de superficie.
• Streak se refiere al color del polvo mineral deja después de frotar en un plato de porcelana racha sin esmaltar. Tenga en cuenta que esto no es siempre el mismo color que el mineral originales.
• La escisión se describe la forma en que un mineral puede partirse a lo largo de varios planos. En secciones delgadas, escote es visible como líneas paralelas finas a través de un mineral.
• Fractura describe cómo un mineral se rompe cuando roto en perjuicio de sus planos de exfoliación natural.
  • Chonchoidal fractura es una fractura curva suave con nervaduras concéntricas del tipo mostrado por el vidrio.
  • Hackley es la fractura irregular con bordes afilados.
  • Fibroso
  • Irregular
• La gravedad específica se refiere el mineral de masa a la masa de un volumen igual de agua, a saber, la densidad del material. Aunque la mayoría de minerales, incluyendo todos los minerales que forman rocas comunes, tienen una gravedad específica de 2.5 a 3.5, unos pocos son notablemente más o menos densa, por ejemplo, varios minerales de sulfuro de tener una alta gravedad específica en comparación con los minerales que forman rocas comunes.
• Otras propiedades: fluorescencia (respuesta a la luz ultravioleta), el magnetismo , radiactividad, tenacidad (respuesta a los cambios mecánicos inducidos de forma o forma), piezoelectricidad y reactividad para diluir los ácidos .

Propiedades químicas de los minerales

Los minerales se pueden clasificar de acuerdo a su composición química. Ellos aquí se clasifican por anión grupo. La lista está en orden aproximado de su abundancia en la Tierra corteza . La lista sigue el Sistema de clasificación de Dana.

Clase de silicatos

cuarzo

El mayor grupo de minerales, con mucho, son la silicatos (la mayoría de las rocas son ≥95% silicatos), que se componen en gran medida de silicio y oxígeno , con la adición de iones tales como aluminio , magnesio , hierro y calcio . Algunos silicatos que forman rocas importantes incluyen el feldespato , cuarzo , olivinas, piroxenos, anfíboles, granates, y micas.

Clase Carbonato

La minerales de carbonato consisten esos minerales que contienen el anión (CO ₃₎ ² e incluyen la calcita y aragonita (tanto carbonato de calcio), dolomita (carbonato de magnesio / calcio) y siderita (carbonato de hierro). Los carbonatos se depositan habitualmente en entornos marinos cuando las conchas de los muertos settle vida planctónica y se acumulan en el fondo del mar. Los carbonatos se encuentran también en ajustes evaporíticos (por ejemplo, el Gran Lago Salado , Utah) y también en regiones cársticas, donde la disolución y reprecipitación de carbonatos conduce a la formación de cuevas , estalactitas y estalagmitas. La clase también incluye el carbonato de nitrato y minerales de borato.

Clase Sulfato

Sulfatos todos contienen el anión sulfato, SO ₄ ^2-. Sulfatos forman comúnmente en ajustes evaporíticos en aguas muy salinas se evaporan lentamente, lo que permite la formación de los dos sulfatos y haluros en la interfase agua-sedimento. Los sulfatos también se producen en sistemas de vetas hidrotérmico como minerales de la ganga, junto con sulfuro minerales de mena. Otra ocurrencia es como secundaria productos de oxidación de minerales de sulfuro originales. Comunes incluyen sulfatos anhidrita (sulfato de calcio), celestina (sulfato de estroncio), barita (sulfato de bario), y el yeso (sulfato de calcio hidratado). La clase también incluye el sulfato cromato, molibdato, seleniato, sulfito, telurato, y minerales tungstato.

Clase de haluro

Hálito

La haluros son el grupo de minerales que forman el naturales incluyen sales y fluorita (fluoruro de calcio), halita (cloruro de sodio), silvita (cloruro de potasio), y sal amoniaco (cloruro de amonio). Haluros, como sulfatos, se encuentran comúnmente en los entornos evaporíticos como lagos playa y mares sin litoral, como el Mar Muerto y el Gran Lago Salado. La clase incluye el haluro fluoruro, cloruro, bromuro y minerales yoduro.

Clase Óxido

Óxidos son extremadamente importantes en la minería , ya que forman muchos de los minerales de metales valiosos que se pueden extraer. También llevan el mejor registro de los cambios en la El campo magnético de la Tierra. Generalmente, se presentan como precipita cerca de la superficie de la Tierra, productos de oxidación de otros minerales en la superficie cerca zona de la intemperie, y minerales como accesorio en rocas ígneas de la corteza y manto. Óxidos comunes incluyen hematita (óxido de hierro), magnetita (óxido de hierro), cromita (óxido de cromo hierro), espinela (óxido de magnesio y aluminio - un componente común del manto), ilmenita (óxido de titanio de hierro), rutilo (dióxido de titanio) y hielo (óxido de hidrógeno). La clase incluye óxido de óxido y las hidróxido de minerales.

Clase Sulfuro

Muchos minerales de sulfuro son económicamente importantes como metal minerales. Sulfuros comunes incluyen pirita (sulfuro de hierro - comúnmente conocido como el oro de los tontos), calcopirita (sulfuro de hierro de cobre), pentlandita (níquel sulfuro de hierro), y galena (sulfuro de plomo). La clase también incluye el sulfuro seleniuros, la telururos, la arseniuros, la antimoniuros, los bismuthinides, y el sulfosales (azufre y un segundo anión como arsénico).

Clase Fosfato

La grupo mineral de fosfato en realidad incluye cualquier mineral con una unidad tetraédrica AO _4, donde A puede ser fósforo , antimonio , arsénico o vanadio . Con mucho, la más común es fosfato apatita que es un importante biológica mineral que se encuentra en los dientes y los huesos de muchos animales. La clase de fosfato incluye el fosfato, arseniato, vanadato y minerales antimoniato.

Clase Element

El grupo elemental incluye metales y elementos intermetálicos (oro, plata, cobre), semi-metales y no metales (antimonio, bismuto, grafito, azufre). Este grupo también incluye las aleaciones naturales, tales como electrum (una aleación natural de oro y plata), fosfuros, siliciuros, nitruros y carburos (que normalmente sólo se encuentra de forma natural en unos pocos meteoritos raras).

Clase Orgánica

La clase mineral orgánico incluye sustancias biogénicas en el que los procesos geológicos han sido parte de la génesis u origen del compuesto existente. Minerales de la clase orgánico incluyen diversos oxalatos, mellitates, citratos, cianatos, acetatos, formiatos, hidrocarburos y otras especies diversas. Los ejemplos incluyen whewellita, Moolooíta, Mellite, fichtelite, carpathite, evenkite y Abelsonita.