Propiedades Ópticas y Físicas de los Minerales: Clasificación y Características

Propiedades Ópticas de los Minerales

Isotropía y Anisotropía

• Isotrópicas: Presentan un índice de refracción (n) constante. Incluyen estructuras cúbicas y amorfas. Se representan como una esfera cuyo radio es el índice de refracción.
• Anisótropas:
  • Uniáxicas: Poseen un eje óptico, una dirección en la que n es constante. Incluyen estructuras tetragonales, hexagonales y trigonales. Se representan como un elipse de revolución con dos semiejes diferentes: épsilon (ε) en el eje óptico (y) y omega (ω) en el componente ordinario. Si ε > ω, el mineral es ópticamente positivo (elipsoide vertical).
  • Biáxicas: Poseen dos direcciones con n constante. Incluyen estructuras rómbicas, monoclínicas y triclínicas. Se caracterizan por tres índices de refracción: a > b > c, que forman un elipsoide escaleno con tres semiejes. La sección ecuatorial tiene semiejes a y b, siendo b el componente ordinario. Si c-b > b-a, el mineral es biáxico positivo, con c como bisectriz aguda y a como obtusa.

Birrefringencia

En cristales anisótropos, el rayo incidente se descompone en dos rayos perpendiculares entre sí y al rayo incidente. El rayo entra según épsilon y se descompone según omega.

Estudio con Microscopio de Luz Polarizada

• Un solo polarizador: Permite observar el color, el tamaño y el pleocroísmo (cambio de color al girar la platina).
• Polarizadores cruzados: El ángulo de extinción es el ángulo que forma una dirección. Se produce extinción total si el cristal es perpendicular al eje óptico.

Propiedades Físicas de los Minerales

Las propiedades físicas de los minerales incluyen: peso específico, densidad, hábito cristalino, superficie de los cristales, anatomía, agregados cristalinos (estellado, fibroso, reticulado, radiante, columnar, oolítico, estalactítico, etc.), propiedades eléctricas (piroelectricidad, piezoelectricidad, conductividad), propiedades magnéticas (paramagnetismo, diamagnetismo -momento magnético nulo-, ferromagnetismo), incandescencia y luminiscencia, exfoliación, fractura, partición, dureza, raya, tenacidad (frágil, maleable -en hojas-, séctil, dúctil, flexible y elástico), diafanidad, color (idiocromático, alocromático, transferencia de carga, pseudocromático -dispersión de la luz-), brillo (vítreo, resinoso, nacarado, graso, sedoso) y maclas.

Clasificación de los Minerales

Un mineral petrogenético es un formador de roca. Un yacimiento es una concentración de minerales. La mena es el mineral del que se extrae un elemento de interés económico. Un mineral accesorio es un mineral que acompaña a otros en menor proporción.

Elementos Nativos

1. Grupo del Oro (Au): Enlace metálico débil, estructura Fm3m, solución sólida completa entre Au y Ag, blandos, maleables, dúctiles. Cobre (Cu) en estructura 4/m b3 2/m.
2. Grupo del Platino (Pt): Metales duros y de alto punto de fusión, estructura Fm3m.
3. Grupo del Hierro (Fe): Estructura Im3m a alta temperatura y Fm3m a temperatura ambiente. Empaquetamiento hexagonal. Fe y Ni se sustituyen debido a sus radios iónicos similares.
4. Grupo del Mercurio (Hg): Romboédricos, líquidos a temperatura ambiente.
5. Semimetales Nativos: Arsénico (As), Antimonio (Sb), Bismuto (Bi), romboédricos e isoestructurales.
6. No Metales Nativos: Azufre (S) en estructura 2/m 2/m 2/m, blando. Carbono (C) como grafito (hibridación sp2) y diamante (hibridación sp3, estructura Fm3m), polimorfos.

Sulfuros y Sulfosales

Los sulfuros (S^-2) se forman en ambientes reductores, mientras que las sulfosales contienen el anión (SO₄)^-2. Presentan enlace iónico y covalente, alta simetría, dureza media-baja, conductividad eléctrica, brillo metálico y alta densidad. Ejemplos: Pirita (FeS₂) 2/m b3, Blenda (ZnS) b4 3/m, Galena (PbS) 4/m b3 2/m, Cinabrio (HgS) 32, Antimonita (Sb₂S₃) 2/m 2/m 2/m.

Haluros

Compuestos de Cl con Na, K, Mg, Pb y F con Ca, Na y Al. Alta simetría en estructuras sencillas. Los fluoruros son más duros, con enlace iónico y sistema cúbico. Ejemplos: Fluorita (CaF₂) Fm3m, Halita (NaCl) Fm3m, Silvina (KCl) Pm3m.

Hidróxidos

Iónicos, blandos, poco densos y con simetría más baja que los óxidos. Ejemplos: Goethita y Limonita (ambas ortorrómbicas).

Óxidos

Relativamente duros, densos, refractarios, alta simetría (trigonal, hexagonal o cúbica), minerales accesorios, formados en condiciones endógenas y metamórficas. Ejemplos: Rutilo (TiO₂), Corindón (Al₂O₃), Magnetita (Fe₃O₄).

Carbonatos

Baja simetría, excepto la calcita. En rocas ígneas, la diferenciación magmática enriquece el magma en CO₂, formando carbonatitas. La mayoría se forman por meteorización o precipitación en cuencas marinas. Baja dureza, generalmente blancos e incoloros. Se clasifican en anhidros, con aniones adicionales, hidratados y con aniones adicionales. La serie de la calcita es trigonal. Ejemplos: Siderita (FeCO₃), Calcita (CaCO₃), Aragonito (CaCO₃).