“Año de la consolidación del Mar de Grau”

Universidad Alas Peruanas

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Escuela Profesional de Ingeniería de Minas

Curso: Mineralogía Descriptiva

Cajamarca, abril del 2016

DEDICATORIA

Este trabajo en primer lugar está dedicado a nuestros padres, que durante todo este tiempo que estuvieron acompañándonos, iluminándonos y guiándonos para llegar a

nuestra meta.

A nuestro profesor que con su dedicación, paciencia, esmero y profesionalismo nos dirige durante todo este trayecto, con el objetivo de enseñarnos e instruirnos para

nuestro futuro.

Muchísimas Gracias a todos por acompañarnos en este camino.

OBJETIVOS

El objeto de estudio de la Mineralogía Descriptiva es los minerales, sus características físicas y químicas, su clasificación, su formación entre otros.

La asignatura está orientada al conocimiento de los principios básicos de la Mineralogía Descriptiva, que permite el reconocimiento y entendimiento de los minerales determinando su propiedades tales como raya, dureza, color, etc. Asimismo la clasificación más utilizada, que se va a seguir, se basa tanto en la composición química como en la estructura interna de los minerales.

INTRODUCCIÓN

El presente informe, trata de resumir de forma esquemática y breve, algunas definiciones de identificación de minerales y la clasificación de minerales, con el objetivo principal de aportar de material de estudio a toda la comunidad universitaria y público en general.

La mineralogía es la ciencia que se ocupa de identificar minerales y estudiar sus propiedades y origen con el propósito de realizar su clasificación. El estudio de los minerales se efectúa a partir de la observación y del análisis de las rocas que constituyen muestras geológicas. El estudio de las rocas y sus minerales nos permite conocer más acerca de los procesos geológicos que han tenido lugar en una determinada zona, y comprender las características que se observan en la actualidad y definir sus posibles usos.

Este esquema de clasificación es el que se emplea normalmente para la nomenclatura y clasificación de sustancias inorgánicas. Desde mediados del siglo XIX hasta la actualidad se han sucedido diversas clasificaciones que no han hecho sino ampliar y mejorar las anteriores con otros criterios. La clasificación más utilizada, que se va a seguir, se basa tanto en la composición química como en la estructura interna de los minerales.

MARCO TEÓRICO

IDENTIFICACIÓN DE MINERALES.

Continuando con las propiedades para la identificación de minerales, tenemos las siguientes:

1. Fluorescencia y fosforescencia.

Fluorescentes son aquellos minerales que se hacen luminiscentes al ser expuestos a la acción de los rayos ultravioleta (lámpara de rayos U.V.A). Entre los minerales fluorescentes cabe citar la scheelita, los minerales de uranio o la cianita. Si la luminiscencia continua después de haber cortado la fuente de excitación se dice que el mineral es fosforescente. La fluorescencia es una propiedad imprevisible, así algunas muestras de un determinado mineral pueden presentarla y otras no (Ejemplo: fluorita).

Fluorita.

2. Piroelectricidad.

Es una propiedad eléctrica que tienen algunos minerales cuando se producen corrientes eléctricas en el extremo de las caras cuando el mineral se somete a un cambio de temperatura. Ejemplos: cuarzo y turmalina.

Algunos cristales cuando se someten a variaciones térmicas se cargan de electricidad en algunas caras, el fenómeno se conoce como piroelectricidad (la turmalina).

Turmalina.

3. Sabor y tacto.

Las características organolépticas (descripciones de las características físicas que tiene los minerales, según las pueden percibir los sentidos, por ejemplo su sabor, textura, olor, color) de los minerales, a través de las sensaciones producidas en los órganos de la vista, tacto, gusto, olfato y auditivo nos da una idea de cómo el hombre desde los más viejos tiempos pudo comenzar a identificar los distintos minerales y a diferenciarlos a los unos de los otros.

Hay muchos minerales que se pueden identificar con los órganos de los sentidos mediante el tacto, color y sabor. Hoy existen técnicas muy sofisticadas para la identificación de los minerales.

La sal, los ocres, el filo córneo de las obsidianas, los distintos tipos de arcillas y los metales nativos fueron identificados apelando a los sentidos.

Precisamente, todavía hoy podemos reconocer ciertos minerales por sus características organolépticas tanto en el campo como en las prácticas cotidianas de los laboratorios.

En cuanto al tacto algunos son untuosos o grasos como el grafito, suaves como el talco, otros áridos como algunas arcillas o ásperos como el corindón y la plata nativa. Si tomamos en las manos una caliza granulosa y un yeso granuloso va a verse que la caliza da la impresión de “fresca” mientras que el yeso de “cálido”.

El sabor es otra característica que puede ayudar en el reconocimiento rápido de una sustancia. Para ello nada más simple que acercar la lengua al mineral y lamerlo. El sabor más universal de un mineral es el salado de la sal. La sal es químicamente cloruro de sodio y su nombre mineralógico es halita.

Hay también minerales “dulces” como el bórax o tincal, “amargos” (bittern) como los sulfatos de sodio o de magnesio, “picantes” como el carbonato de sodio, “frescos” como algunos nitratos y otras sales que tienen sabores “cáusticos”, “ácidos” o el que el propio sentido del prospector pueda reconocer por analogía con algo ya saboreado y conocido con anterioridad.

Sal mineral.

MINERALOGÍA DESCRIPTIVA.

La composición química ha sido y es la base de la clasificación de los minerales. Hay criterios que justifican este tipo de clasificación:

1. Los minerales que poseen un mismo anión o grupo aniónico poseen semejanzas entre ellos.

2. Los minerales relacionados por el mismo anión tienden a presentarse juntos o en yacimientos geológicos semejantes (los sulfuros se presentan siempre asociados)

3. Este esquema de clasificación es el que se emplea normalmente para la nomenclatura y clasificación de sustancias inorgánicas. Desde mediados del siglo XIX hasta la actualidad se han sucedido diversas clasificaciones que no han hecho sino ampliar y mejorar las anteriores con otros criterios. La clasificación más utilizada, que se va a seguir, se basa tanto en la composición química como en la estructura interna de los minerales.

La clasificación sistemática de minerales es la siguiente:

I. Elementos nativos (oro, plata, cobre, mercurio).II. Sulfuros (S + catión, ejemplo: pirita, Fe2 S, galena Pb S).III. Sulfosales (S + 2 cationes, ejemplo: arsenopirita AsFeS).IV. Óxidos e hidróxidos (O o OH- + metal, ejemplo: magnetita Fe2 O4).V. Haluros (Cl, Br, Y o F + catión metálico, ejemplo: halita NaCl, silvita KCl).VI. Carbonatos (CO3

2- + elemento, ejemplo: calcita CaCO3).VII. Nitratos (NO3

2- + elemento).VIII. Boratos (BO3

2- + elemento, ejemplo: bórax Na2 (B4O5 (OH)4). 8H2O).IX. Wolframatos y molibdatos (W o Mo + elementos, ejemplo: wolframita (Fe,

Mn) WO4).X. Sulfatos (SO4

2- + elementos, ejemplo: yeso CaSO4.2H2O)XI. Fosfatos, arseniatos y vanadatos (PO4

3- , AsO4-3 , VO43- + elementos).

XII. Silicatos (tetraedros de SiO44-).

1. Elementos nativos.

Con la excepción de los gases atmosféricos (O, N, etc.), unos 20 elementos se encuentran en estado nativo, y en su baja proporción, en la corteza terrestre. Únicamente el C (como grafito) constituye un mineral común en rocas. Los elementos nativos se subdividen en: metales (oro, plata, cobre, platino, hierro, aleación Fe-Ni, mercurio, zinc), semimetales (arsénico, bismuto, antimonio) y no metales (grafito, diamante, azufre).

Mercurio:

Composición: Hg.

Sistema cristalino: Trigonal (a -39 º C)

Habito: En pequeñas gotas asociado al cinabrio.

Color: Blanco plateado.

Brillo: Metálico.

Dureza: 0

Densidad: 13,6 g/cm3

Exfoliación y fractura: Muy blando, vaporiza a baja temperatura (350º C)

Ambiente de formación: Zonas reducidas de yacimientos de cinabrio.

Otras características: Único metal liquido en condiciones de presión y temperatura ambientales, muy buen conductor de electricidad y calor. Se utiliza como amalgama para la extracción de oro y plata.

Azufre:

Composición: S.

Sistema cristalino: Rómbico.

Habito: Cristales con formas piramidales o bipiramidales. Normalmente en masas irregulares y en incrustaciones.

Color: Amarillo.

Brillo: Graso a resinoso.

Dureza: 2-2,5

Densidad: 2,07 g/cm3

Exfoliación y fractura: Exfoliación difícil, frágil.

Ambiente de formación: Sedentario, volcánico.

Otras características: Funde a 119º C.

Grafito:

Composición: C.

Sistema cristalino: Hexagonal.

Habito: Cristales laminares, asiendo frecuentes masas hojosas, escamosas y radiadas.

Color: Gris plomo.

Brillo: Submetálico poco intenso.

Dureza: 1-2

Densidad: 2,23 g/cm3

Exfoliación y fractura: Perfecta.

Ambiente de formación: Metamórfico, pegmatítico.

Otras características: Tizna el papel y los dedos, untuoso al tacto.

Cobre:

Composición: Cu.

Sistema cristalino: Cubico.

Habito: Masas compactas, y frecuentemente en asociaciones dendríticas y filamentosas.

Color: Rojo cobrizo, en ocasiones con pátina verdosa.

Brillo: Opaco con brillo metálico.

Dureza: 2,5 – 3

Densidad: 8.93 g/cm3

Exfoliación y fractura: Sin exfoliación, dúctil.

Ambiente de formación: Oxidación de sulfuros, sedimentario.

Otras características: Óptimo conductor de calor y la electricidad, mineral típico de aleaciones metálicas.

2. Sulfuros.

Lo sulfuros y los minerales relacionados (sulfoarseniuros, arseniuros, etc.) conforman un grupo de cerca de 600 minerales. Están formados por el enlace de un metal o semimetal (Fe, Zn, Cu, Pb, Sb, o As) con S, As, S+As o Te. Aunque solo unos pocos son relativamente abundantes, tienen gran importancia económica. De ellos se extraen metales esenciales para la sociedad actual tales como cobre, zinc, plomo, antimonio, molibdeno, cobalto, níquel y plata. De todos ellos, se describen los más comunes.

Calcopirita:

Composición: CuFeS2.

Sistema cristalino: Tetragonal.

Habito: La mayoría de las veces se encuentra en forma masiva botroidal. Los cristales suelen aparecer maclados y con habito piramidal.

Color: Amarillo latón a amarillo verdoso, a veces como pátinas iridiscentes.

Brillo: Metálico.

Dureza: 3,5 – 4.

Densidad: 4,3 g/cm3

Exfoliación y fractura: No presenta exfoliación pero si fractura concoide.

Ambiente de formación: Hidrotermal, metamórfico.

Otras características: Se altera superficialmente con cierta facilidad, dando pátinas irisadas.

Cinabrio:

Composición: HgS.

Sistema cristalino: Tetragonal.

Habito: Frecuentemente en masas granulares o micro cristalinas, impregnando cuarcitas. Cristales raros de hábitos tabulares o romboédricos.

Color: Rojo intenso a rojo castaño.

Brillo: De adamantino (cristales) a mate (agregados).

Dureza: 2,5

Densidad: 8,1 g/cm3

Exfoliación y fractura: Perfectamente exfoliable en prismas, frágil.

Ambiente de formación: Hidrotermal.

Otras características: Es la mena más importante de Hg; uno de los yacimientos más importantes del mundo está en Almadén (Ciudad Real- España).

Esfalerita:

Composición: ZnS.

Sistema cristalino: Cubico.

Habito: Generalmente en masas de transparente a translucidas (esfalerita acaramelada), o granudos concreccionales; también en cristales tetraédricos o pseudotetraédricos.

Color: Caramelo (esfalerita acaramelada) a castaño, negro.

Brillo: Adamantino a resinoso.

Dureza: 3,5 - 4

Densidad: 4 g/cm3

Exfoliación y fractura: Perfecta según las 12 caras de rombododecaedro; muy frágil.

Ambiente de formación: Pegmatítico, sedimentario.

Otras características: Mena principal de Zn, también denominada blenda.

Galena:

Composición: PbS.

Sistema cristalino: Cubico.

Habito: La forma más común es el cubo, que a veces aparece con aristas biseladas o vértices truncados, adquiriendo formas octaédricas.

Color: Gris plomo.

Brillo: Metálico.

Dureza: 2,5

Densidad: 7,5 g/cm3

Exfoliación y fractura: Perfecta en cubos, frágil.

Ambiente de formación: Hidrotermal, sedimentario, metamórfico.

Otras características: Muy pesado (alto peso específico).

Pirita:

Composición: FeS2

Sistema cristalino: Cubico.

Habito: Frecuentemente en cubos más o menos equidimensionales, en octaedros y en pentagonododecaedros (o piritoedro). Las caras pueden presentar estrías. También en formas masivas granudas.

Color: Amarillo latón.

Brillo: Metálico.

Dureza: 6 – 6,5

Densidad: 5 g/cm3

Exfoliación y fractura: No exfolia, fractura concoidea (alta dureza para un sulfuro).

Ambiente de formación: Volcánico, sedimentario, metamórfico y plutónico.

Otras características: Alteración superficial a limonita (mezcla de oxi - hidróxidos de hierro).

3. Sulfosales.

El termino sulfosal se propuso originariamente para indicar que el mineral era una sal de una serie de oxiácidos en los cuales el azufre ha sustituido al oxígeno. Dado que dichos ácidos suelen ser simplemente hipotéticos, resulta engañoso tratar asi de explicar esta clase de minerales. Sin embargo, el termino sulfosal es útil y se mantiene aquí para indicar cierto número de minerales de azufre diferentes de los sulfuros.

Los sulfuros son minerales en los que el metal o semimetal están combinados directamente al azufre. Si están presentes tanto el metal como el semimetal, éste ocupa el lugar del azufre en la estructura, como en el caso de la arsenopirita, SAsFe, y asi actúa como un elemento electronegativo. En las Sulfosales, los semimetales desempeñan un papel parecido al de los metales en la estructura y pueden, en cierto sentido, ser considerados como sulfuros dobles. La enargita, S4 As Cu3, por ejemplo, puede ser considerada como 3Cu2 S. S5 As2. Existen cerca de un centenar de sulfosales, a continuación algunos de ellos:

Polibasita:

Composición: S11 Sb2 Ag16

Sistema cristalino: Monoclínico, prismático.

Habito: Cristales tabulares hexagonales, a veces masiva; frecuentemente tabulares finos.

Color: Blanco-plata grisáceo con pátina negruzca de alteración.

Brillo: Metálico.

Dureza: 2,5 - 3

Densidad: 6,1 - 6,36 g/cm3

Exfoliación y fractura: No exfolia, concoidea irregular.

Ambiente de formación: Se forma por alteración hidrotermal de baja y media temperatura en las vetas de minerales de plata.

Otras características: Una mena de plata, relativamente rara, asociada con otros sulfantimoniuros de plata y menas de plata en general.

Enargita:

Composición: S4 As Cu3

Sistema cristalino: Rómbico, piramidal.

Habito: Cristales alargados, rayados verticalmente, también tabulares paralelos al tercer pinacoide. Columnar, en forma de hojas, macizo.

Color: Negro grisáceo a negro hierro.

Brillo: Metálico.

Dureza: 3

Densidad: 4,43 – 4,15 g/cm3

Exfoliación y fractura: Exfoliación perfecta prismática.

Ambiente de formación: Es un mineral relativamente raro que se forma, que se encuentra en filones y en depósitos de reemplazamiento, asociado a la pirita, blenda, bornita, covelina, calcocita.

Otras características: Una mena de cobre, se halla en gran abundancia en Morococha y Cerro de Pasco.

Bournonita:

Composición: S3 Sb Pb Cu

Sistema cristalino: Rómbico, bipiramidal.

Habito: Cristales normalmente prismáticos cortos a tabulares. Pueden ser complejos con muchos prismas verticales y caras piramidales. Frecuentemente maclas, originando cristales tabulares con ángulos entrantes en la zona del prisma.

Color: Gris de acero a negro.

Brillo: Metálico.

Dureza: 2 ½ - 3

Densidad: 5,8 - 5,9 g/cm3

Exfoliación y fractura: Apenas reconocible, concoidea.

Ambiente de formación: Es uno de los sulfosales más comunes, se forma en filones hidrotermales a temperaturas moderadas. Frecuentemente en inclusiones microscópicas en la galena. Está asociada con la galena, tetraedrita calcopirita, blenda y pirita.

Otras características: Una mena de cobre, plomo y antimonio.

Tetraedrita:

Composición: S13 Sb4 (Cu, Fe, Zn, Ag)12

Sistema cristalino: Cúbico, hexaquistetraédrico.

Habito: Tetraédrico, puede presentarse en grupos de cristales paralelos. Las formas comunes son tetraedros, triaquistetraedro, dodecaedro y cubo. Frecuentemente en cristales, también macizo, en granos finos o gruesos.

Color: Negro grisáceo a negro.

Brillo: Metálico, frecuentemente reluciente.

Dureza: 3 – 4 ½

Densidad: 4,6 - 5,1 g/cm3

Exfoliación y fractura: No exfolia, superficie con fractura desigual.

Ambiente de formación: La tetraedrita, es el mineral más corriente del grupo de los sulfosales, se halla extendido muy extendido, tanto en yacimientos como en paragénesis. Aparece en los filones hidrotermales de minerales de cobre o plata, y se forma a temperaturas bajas o moderadas. Rara vez en filones de alta temperatura o en depósitos metamórficos de contacto.

Otras características: Una mena de plata y cobre. Puede contener suficiente cantidad de plata para convertirse en una importante mena de este metal.

Pirargirita:

Composición: S3 Sb Ag3

Sistema cristalino: Hexagonal, piramidal ditrigonal.

Habito: Cristales prismáticos con desarrollo hemimórfico, frecuentemente con terminaciones escalenoédricas y romboédricas. Normalmente imperfectos y con desarrollo complejo. Frecuentemente, maclas. También macizo, compacto, en granos diseminados.

Color: Rojo fuerte a negro.

Brillo: Adamantino, translúcido.

Dureza: 2 ½

Densidad: 5,85 g/cm3

Exfoliación y fractura: Exfoliación romboédrica.

Ambiente de formación: Se forma en los filones de plata a bajas temperaturas como uno de los últimos minerales que cristaliza en la secuencia de la deposición primaria.

Otras características: Una mena de plata, deriva de unas palabras griegas que significan fuego y plata, aludiendo a su color y composición.

CONCLUSIONES

El estudio de las características físicas y químicas de los minerales, de vital importancia para la identificación de los minerales y familiaridad con ellos.

Los minerales representan la principal materia prima de gran importancia para la elaboración de objetos y artículos en la vida cotidiana, los mismos al ser explotados generan ingresos al ser comercializados.