Fundamentos de Mineralogía: Estructura, Formación y Propiedades Físicas

1. Los Minerales: Definición y Composición

Los minerales son sustancias inorgánicas de origen natural que poseen una estructura cristalina específica y una composición química característica. Los elementos y las moléculas de la tabla periódica se estructuran de manera ordenada para formar estos materiales.

La estructura interna, la composición y las propiedades físicas permiten caracterizar cada especie mineral. Aunque la composición química puede variar, en algunos casos, lo hace dentro de unos límites y condiciones estrictas.

La ciencia dedicada al estudio de los minerales es la Mineralogía.

2. La Cristalización: Mecanismos de Formación

La cristalización es la ordenación de los átomos, iones o moléculas de un mineral en las tres dimensiones del espacio (red cristalina). Los mecanismos de cristalización más comunes son los siguientes:

• Solidificación: Ocurre por el enfriamiento de un fundido, como sucede al enfriarse la lava de un volcán.
• Sublimación: Es el paso directo del estado gaseoso al estado sólido por un enfriamiento muy rápido de un gas (Ej.: el azufre que cristaliza en una fumarola).
• Alteración o Meteorización: La acción del agua, el oxígeno o el CO₂ atmosférico provoca la erosión de los materiales preexistentes en la montaña, permitiendo que nuevos minerales cristalicen a partir de esos movimientos. (Ej.: La oxidación e hidratación de la pirita da lugar a la goethita; la alteración de micas y feldespatos forma los minerales de la arcilla).
• Precipitación Química: Se produce a partir de una disolución, generalmente por evaporación del solvente (como la evaporación del agua del mar que da lugar a la cristalización de la sal gema o halita). La precipitación también puede estar inducida por la actividad biológica de seres vivos como algas y bacterias.
• Recristalización: Proceso en el que, dentro de un cristal ya formado, algunos átomos o iones son sustituidos por otros, lo que puede modificar propiedades como el color.

El proceso de cristalización tiene lugar a partir de pequeños gérmenes (grupos de átomos o impurezas) que actúan como núcleos de crecimiento del cristal, a los que se van añadiendo de forma ordenada los átomos que constituyen la sustancia.

3. Las Propiedades de los Minerales

Las propiedades que permiten la identificación y caracterización de los minerales se clasifican en tres grandes tipos:

• Químicas: Relacionadas con el tipo de elemento o átomo presente en las redes cristalinas del mineral.
• Cristalográficas: Relacionadas con la geometría y simetría de la red cristalina interna de cada material.
• Físicas: Se subdividen en:
  • Electromagnéticas (Ej.: magnetismo).
  • Ópticas (Relacionadas con la luz: color, raya, hábito, brillo o lustre).
  • Mecánicas (Comportamiento ante fuerzas externas: dureza, tenacidad, densidad, exfoliación, fractura).

La estructura cristalina interna de cada mineral no siempre se expresa externamente. Solo cuando un mineral se forma sin restricciones de espacio, crecen cristales individuales con caras bien formadas. Sin embargo, el crecimiento cristalino casi siempre se interrumpe debido a la competencia por el espacio, lo que resulta en un intercrecimiento de cristales donde ninguno exhibe su forma ideal. Por esta razón, para el reconocimiento de minerales, se recurre a sus propiedades físicas más fácilmente observables.

3.1. Propiedades Ópticas Clave

Color

El color es una propiedad fácilmente observable, pero no es la más estable o eficiente para la identificación, ya que puede variar si elementos traza o impurezas entran en su red cristalina. Hay dos grupos:

• Idiocromáticos: Son aquellos que tienen colores característicos e inherentes, determinados por su composición esencial. Para este grupo, el color es un antecedente útil de identificación. (Ej.: Azufre, Malaquita, Galena).
• Alocromáticos: Son aquellos minerales que pueden presentar diversos colores debido a la presencia de impurezas o inclusiones en su estructura (coloración exótica). (Ej.: Cuarzo).

Raya

La raya es el color del polvo fino que se obtiene al rayar el mineral sobre una placa de porcelana no vidriada (placa sin esmalte, rugosa y blanca). El color del polvo no tiene por qué coincidir con el color externo del mineral, pero es una propiedad estable y fiable.

Brillo o Lustre

Se refiere al aspecto general que se observa en la superficie de un mineral cuando este refleja la luz. En general, es una distinción difícil de establecer, ya que es muy subjetiva. Existen tres grandes tipos de brillo o lustre: