Clasificación de los minerales y su formación en la naturaleza

Los elementos nativos son aquellos que se encuentran en la naturaleza en estado libre, sin combinar o formar compuestos químicos. Algunos ejemplos de elementos nativos son el oro (Au), la plata (Ag), el cobre (Cu), el azufre (S) y el diamante (C).

Los sulfuros naturales son compuestos de diversos minerales combinados con azufre, y son muy importantes en la metalurgia. Ejemplos de minerales de sulfuros son la pirita (FeS), la calcopirita (CuFeS2) y la galena (PbS).

Los halogenuros son compuestos formados por la combinación de un halógeno (cloro, flúor, bromo o yodo) con otros elementos. Un ejemplo común de halogenuro es la halita (sal de gema).

Los óxidos e hidróxidos son el producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Los óxidos son compuestos de metales con oxígeno como anión, como la cuprita (Cu2O) y la magnetita (Fe3O4). Los hidróxidos están caracterizados por iones de hidroxido (OH-) o moléculas de H2O, como la limonita (FeOOH) y la goethita (FeOOH).

Los carbonatos, nitratos y boratos son sales derivadas de la combinación de ácidos con un metal. Los boratos son sales minerales o ésteres del ácido bórico, los nitratos son sales que derivan del ácido nítrico, y los carbonatos están muy difundidos como minerales en la naturaleza, como la azurita y la malaquita (Cu2CO3(OH)2).

Los sulfatos, wolframatos, molibdatos y cromatos son sales o ésteres de ácidos específicos. Los sulfatos son solubles en agua y se encuentran en minerales como la baritina (BaSO4) y el yeso (CaSO4*2H2O). Los cromatos se presentan en forma de minerales de colores amarillentos. Los volframatos son poco abundantes en la naturaleza y se utilizan en la fabricación de filamentos para lámparas incandescentes. Los molibdatos se presentan en forma de sulfuro y se utilizan en la mejora de la resistencia y ductilidad de algunos aceros y aleaciones.

En los fosfatos, arseniatos y vanadatos, los fosfatos contienen el complejo aniónico (PO4)3-, los arseniatos contienen (AsO4)3- y los vanadatos contienen (VO4)3-. Estos minerales son sales o ésteres de ácido fosfórico, arsénico y vanadio.

Los silicatos son sales de ácido silícico y son los compuestos más frecuentes y fundamentales de la litosfera. Algunos ejemplos de minerales silicatos son el feldespato, la mica, el cuarzo, el anfibol, el piroxeno y la zeolita.

La formación de minerales puede ocurrir a través de procesos magmáticos, metamórficos, hidrotermales, supergénicos y sedimentarios. Estos procesos implican la cristalización a partir de fluidos, la transformación de fases estructurales en estado sólido, la intervención de agua caliente o sobrecalentada, la alteración de minerales preexistentes y la erosión mecánica y alteraciones químicas de rocas ya existentes.

Es importante comprender la clasificación y formación de los minerales para entender su importancia en la naturaleza y su utilización en diversos campos.

Estructura de los silicatos

Los silicatos tienen una estructura básica compuesta por un ion complejo de forma tetraédrica (SiO4)4-. Esta estructura puede formar diferentes tipos de silicatos, como los nesosilicatos, los sorosilicatos, los ciclosilicatos, los inosilicatos, los filosilicatos y los tectosilicatos.

Nesosilicatos

Los nesosilicatos están formados por tetraedros independientes, como el olivino ((FeMg)2SiO4).

Sorosilicatos

Los sorosilicatos están formados por pares de tetraedros, como la epidota.

Ciclosilicatos

Los ciclosilicatos están formados por anillos de tetraedros, como el berilo (Be3Al2[Si6O18]).

Inosilicatos

Los inosilicatos están formados por cadenas simples o dobles de tetraedros, como los piroxenos (augita) y los anfíboles (hornblenda).

Filosilicatos

Los filosilicatos están formados por placas de tetraedros, como la moscovita.

Tectosilicatos

Los tectosilicatos tienen estructuras tetraédricas tridimensionales, como los feldespatos y el cuarzo (SiO2).

Formación, evolución y transformación de los minerales

Los minerales se forman a través de procesos químicos y físicos que ocurren en todas las épocas geológicas. Estos procesos incluyen la cristalización a partir de fluidos, la transformación de fases estructurales en estado sólido, la intervención de agua caliente o sobrecalentada, la alteración de minerales preexistentes y la erosión mecánica y alteraciones químicas de rocas ya existentes.

Procesos geológicos formadores de minerales y rocas

La formación de minerales está relacionada con cinco procesos geológicos fundamentales: magmáticos, metamórficos, hidrotermales, supergénicos y sedimentarios.

Proceso magmático

Este proceso conduce a la formación de minerales por solidificación del magma. Puede ocurrir en profundidad, bajo presiones elevadas, o en la superficie, dando origen a una actividad volcánica. Algunos minerales formados por este proceso son granates, sillimanita, cordierita, vesubiana, espinela, piroxeno y pirita.

Proceso metamórfico

Este proceso se produce bajo el efecto de la temperatura, la presión y los fluidos circulantes. Puede ser metamorfismo térmico, que ocurre en rocas incandescentes, o metamorfismo regional, que se desarrolla en grandes extensiones de la corteza terrestre sujetas a hundimientos y dislocaciones. Algunos minerales característicos de este proceso son granates, sillimanita, cordierita, vesubiana, espinela, piroxeno y pirita.

Proceso hidrotermal

Este proceso se relaciona con la intervención de agua caliente o sobrecalentada. Puede dar lugar a la formación de nuevos minerales por alteración de los existentes o por deposición de sustancias en disolución. Algunos minerales formados por este proceso son la serpentina, el caolín y diversos sulfuros metálicos.

Proceso supergénico

Este proceso origina nuevos minerales a partir de otros preexistentes, cuando estos se encuentran próximos a la superficie y llega hasta ellos el agua infiltrada desde la superficie. Algunos minerales formados por este proceso son la limonita y diversos minerales de alteración.

Proceso sedimentario

Este proceso se produce a partir de la erosión mecánica y alteraciones químicas de rocas ya existentes. Los minerales sedimentarios pueden ser de depósito mecánico, de depósito químico o de depósito orgánico y bioquímico.

Es importante comprender los procesos geológicos formadores de minerales y rocas para entender la historia y la composición de la Tierra.