2.6: Propiedades Minerales

Los minerales son universales. Un cristal de hematita en Marte tendrá las mismas propiedades que uno en la Tierra, y las mismas que uno en un planeta orbitando otra estrella. Esa es una buena noticia para los estudiantes de geología que están planeando viajes interplanetarios ya que podemos usar esas propiedades para ayudarnos a identificar minerales en cualquier lugar. Eso no quiere decir que sea fácil, sin embargo; la identificación de minerales requiere mucha práctica. Algunas de las propiedades minerales que son útiles para la identificación son las siguientes: color, veta, lustre, dureza, hábito cristalino, escisión/fractura, densidad y algunas otras.

Color

Para la mayoría de nosotros, el color es una de nuestras formas clave de identificar objetos. Si bien algunos minerales tienen colores particularmente distintivos que hacen buenas propiedades de diagnóstico, muchos no, y para muchos, el color es simplemente poco confiable. El azufre mineral (2.6.1 izquierda) es siempre un amarillo distintivo y único. La hematita, por otro lado, es un ejemplo de un mineral para el que el color no es diagnóstico. En algunas formas la hematita es de color rojo opaco profundo, pero en otras es negra y metálica brillante (Figura\(\PageIndex{2}\)). Muchos otros minerales pueden tener una amplia gama de colores (por ejemplo, cuarzo, feldespato, anfíbol, fluorita y calcita). En la mayoría de los casos, las variaciones en los colores son el resultado de proporciones variables de oligoelementos dentro del mineral. En el caso del cuarzo, por ejemplo, el cuarzo amarillo (citrino) tiene trazas de hierro férrico (Fe ³⁺), el cuarzo rosa tiene trazas de manganeso, el cuarzo púrpura (amatista) tiene trazas de hierro y el cuarzo lechoso, que es muy común, tiene millones de inclusiones fluidas (pequeñas cavidades, cada una llena con agua).

Figura\(\PageIndex{1}\) Ejemplos de los colores de los minerales azufre y hematita.

Raya

En el contexto de los minerales, el “color” es lo que se ve cuando la luz se refleja en la superficie de la muestra. Una razón por la que el color puede ser tan variable es que el tipo de superficie es variable. Puede ser una cara cristalina o una superficie de fractura o un plano de escisión, y los cristales pueden ser grandes o pequeños dependiendo de la naturaleza de la roca. Si trituramos una pequeña cantidad de la muestra hasta obtener un polvo obtenemos una indicación mucho mejor de su color real. Esto se puede hacer fácilmente raspando una esquina de la muestra a través de un plato de rayas (un trozo de porcelana sin esmaltar) para hacer una racha. El resultado es que parte del mineral se muele hasta convertirse en polvo y podemos obtener una mejor impresión de su color “verdadero” (Figura\(\PageIndex{2}\)).

Figura\(\PageIndex{2}\) Los colores de rayas de hematita especular (metálica) (izquierda) y hematita terrosa (derecha). La hematita deja una veta distintiva de color marrón rojizo, ya sea que la muestra sea metálica o terrosa.

Lustre

El lustre es la forma en que la luz se refleja en la superficie de un mineral, y el grado en que penetra en el interior. La distinción clave es entre lustres metálicos y no metálicos. La luz no pasa a través de los metales, y esa es la razón principal por la que se ven “metálicas”. Incluso una lámina delgada de metal, como el papel de aluminio, no permitirá que la luz pase a través de ella. Muchos minerales no metálicos pueden parecer como si la luz no pasara a través de ellos, pero si miras más de cerca un borde delgado del mineral puedes ver que sí lo hace. Si un mineral no metálico tiene una superficie brillante y reflectante, entonces se llama “vidrioso”. Si es opaco y no reflectante, es “terroso”. Otros tipos de lustres no metálicos son “sedosos”, “nacarados” y “resinosos”. El lustre es una buena propiedad diagnóstica ya que la mayoría de los minerales siempre aparecerán metálicos o no metálicos. Hay algunas excepciones a esto (por ejemplo, hematita en la Figura\(\PageIndex{1}\)).

Dureza

Una de las propiedades diagnósticas más importantes de un mineral es su dureza. En 1812, el mineralogista alemán Friedrich Mohs elaboró una lista de 10 minerales razonablemente comunes que tenían una amplia gama de durezas. Estos minerales se muestran en la Figura\(\PageIndex{3}\), con la escala de dureza de Mohs a lo largo del eje inferior. De hecho, si bien cada mineral de la lista es más duro que el anterior, las durezas medidas relativas (eje vertical) no son lineales. Por ejemplo, la apatita es aproximadamente tres veces más dura que la fluorita y el diamante es tres veces más duro que el corindón. Algunos materiales de referencia comúnmente disponibles también se muestran en este diagrama, incluyendo una uña típica (2.5), un trozo de alambre de cobre (3.5), una hoja de cuchillo o un trozo de vidrio de ventana (5.5), una lima de acero endurecido (6.5) y una placa de rayas de porcelana (7). Se trata de herramientas que un geólogo puede utilizar para medir la dureza de minerales desconocidos. Por ejemplo, si tienes un mineral que no puedes rayar con la uña, pero puedes rayar con un alambre de cobre, entonces su dureza está entre 2.5 y 3.5. Y por supuesto los propios minerales pueden ser utilizados para probar otros minerales.

Figura\(\PageIndex{3}\) Minerales y materiales de referencia en la escala de dureza de Mohs. Los valores de “dureza medida” son los números de dureza Vickers.

Hábito de Cristal

Cuando los minerales se forman dentro de las rocas, existe la posibilidad de que se formen en formas cristalinas distintivas si se formaron lentamente y si no están abarrotados por otros minerales preexistentes. Cada mineral tiene uno o más hábitos cristalinos distintivos, pero no es tan común, en las rocas ordinarias, que las formas sean obvias. El cuarzo, por ejemplo, formará prismas de seis lados con extremos puntiagudos (Figura\(\PageIndex{4}\) a), pero esto suele ocurrir solo cuando cristaliza a partir de una solución de agua caliente dentro de una cavidad en una roca existente. La pirita puede formar cristales cúbicos (Figura\(\PageIndex{4}\) b), pero también puede formar cristales con 12 caras, conocidos como dodecaedros (“dodeca” significa 12). El granate mineral también forma cristales dodecaédricos (Figura\(\PageIndex{4}\) c).

Figura\(\PageIndex{4}\) a Prismas hexagonales de cuarzo.

Figura\(\PageIndex{4}\) b Cristales cúbicos de pirita.

Figura\(\PageIndex{4}\) c Un cristal dodecaédrico de granate.

Debido a que los cristales bien formados son raros en las rocas ordinarias, el hábito no es una característica diagnóstica tan útil como se podría pensar. Sin embargo, existen varios minerales para los que es importante. Uno es el granate, que es común en algunas rocas metamórficas y típicamente muestra la forma dodecaédrica. Otro es el anfíbol, que forma cristales largos y delgados, y es común en rocas ígneas como el granito (Figura\(\PageIndex{2}\)).

El hábito mineral suele estar relacionado con la disposición regular de las moléculas que componen el mineral. Algunos de los términos que se utilizan para describir el hábito incluyen álabe, botrioidal (similar a la uva), dendrítica (ramificada), drusy (una incrustación de minerales), equante (similar en todas las dimensiones), fibroso, platy, prismático (largo y delgado) y rechoncho.

Esciplón y fractura

El hábito cristalino es un reflejo de cómo crece un mineral, mientras que la escisión y fractura describen cómo se rompe. La escisión y fractura son las características diagnósticas más importantes de muchos minerales, y a menudo las más difíciles de entender e identificar. La escisión es lo que vemos cuando un mineral se rompe a lo largo de un plano o planos específicos, mientras que la fractura es una ruptura irregular. Algunos minerales tienden a escindirse a lo largo de planos en diversas orientaciones fijas, algunos no se escinden en absoluto (solo se fracturan). Los minerales que tienen escisión también pueden fracturarse a lo largo de superficies que no son paralelas a sus planos de escisión.

Como ya hemos comentado, la forma en que se rompen los minerales está determinada por su disposición atómica y específicamente por la orientación de las debilidades dentro de la celosía. El grafito y las micas, por ejemplo, tienen planos de escisión paralelos a sus láminas (Figuras 2.2.5 y 2.4.5), y la halita tiene tres planos de escisión paralelos a las direcciones de la celosía (Figura\(\PageIndex{6}\)).

El cuarzo no tiene escisión porque tiene enlaces Si—O igualmente fuertes en todas las direcciones, y el feldespato tiene dos escisiones a 90° entre sí (Figura\(\PageIndex{5}\)).

Figura\(\PageIndex{5}\) Escisión y fractura en feldespato potásico

Una de las principales dificultades para reconocer y describir la escisión es que solo es visible en cristales individuales. La mayoría de las rocas tienen pequeños cristales y es muy difícil ver el escote dentro de esos cristales. Los estudiantes de geología tienen que trabajar duro para comprender y reconocer el escote, pero vale la pena el esfuerzo ya que es una propiedad diagnóstica confiable para la mayoría de los minerales.

Una última cosa: es importante reconocer la diferencia entre los planos de escisión y las superficies cristalinas. Como ya se señaló, las superficies cristalinas están relacionadas con cómo crece un mineral mientras que los planos de escisión están relacionados con la forma en que se rompe. En la mayoría de los minerales, los planos de escisión y las superficies cristalinas no se alinean entre sí. Una excepción es la halita, que crece en cristales cúbicos y tiene escisión a lo largo de esos mismos planos (Figura\(\PageIndex{1}\) y 2.2.6). Pero esto no sirve para la mayoría de los minerales. El cuarzo tiene superficies cristalinas pero no hay escote en absoluto. La fluorita forma cristales cúbicos como los de la halita, pero se escinde a lo largo de planos que difieren en orientación de las superficies cristalinas. Esto se ilustra en la Figura\(\PageIndex{6}\).

Figura Caras\(\PageIndex{6}\) cristalinas y planos de escisión en la fluorita mineral. La foto de arriba a la izquierda muestra un cristal natural de fluorita. Tiene superficies cristalinas pero se pueden ver algunos futuros planos de escisión dentro del cristal. La foto de arriba a la derecha muestra lo que puedes crear si tomas un cristal como el de la izquierda y lo rompes con cuidado a lo largo de sus planos de división.

Densidad

La densidad es una medida de la masa de un mineral por unidad de volumen, y es una herramienta de diagnóstico útil en algunos casos. Los minerales más comunes, como el cuarzo, feldespato, calcita, anfíbol y mica, tienen lo que llamamos “densidad promedio” (2.6 a 3.0 gramos por centímetro cúbico (g/cm ³)), y sería difícil diferenciarlos en función de su densidad. Por otro lado, muchos de los minerales metálicos, como la pirita, hematita y magnetita, tienen densidades superiores a 5 g/cm ³. Se pueden distinguir fácilmente de los minerales más ligeros sobre la base de la densidad, pero no necesariamente entre sí. Una limitación del uso de la densidad como herramienta de diagnóstico es que no se puede evaluar en minerales que son una pequeña parte de una roca que en su mayoría está compuesta por otros minerales.

Otras Propiedades

Varias otras propiedades también son útiles para la identificación de algunos minerales. Por ejemplo, la calcita es soluble en ácido diluido y desprenderá burbujas de dióxido de carbono. La magnetita es magnética, por lo que afectará a un imán. Algunos otros minerales son débilmente magnéticos.

Descripciones de las imágenes

Descripción de\(\PageIndex{3}\) imagen de la figura

	Talco	Yeso	Calcita	Flúor	Apatita	Feldespato	Cuarzo	Topacio	Corindón	Diamante
Dureza medida	50	60	105	200	659	700	1100	1648	2085	7000
Dureza Mohs	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

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Atribuciones de medios

• Figura\(\PageIndex{2}\): © Karla Panchuk. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{4}\) a: Cuarzo Bresil © Didier Descouens. CC POR.
• Figura\(\PageIndex{4}\) b: Cristales cúbicos de pirita sobre marlstone © Carles Millan. CC BY-SA.
• Figura\(\PageIndex{4}\) c: Granate almandino © Eurico Zimbres (FGEL/UERJ) y Tom Epaminondas (colector mineral). CC BY-SA.