ESTADOS DE EXISTENCIA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS (Y SUS NUCLIDIOS) EN LA NATURALEZA

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CAPÍTULO II
ESTADOS DE EXISTENCIA DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS (Y SUS NUCLIDIOS) EN
LA NATURALEZA
Resulta de gran significado el estudio de las formas de existencia de los elementos químicos en
la naturaleza debido a que en los diferentes geosferas superiores y formaciones naturales se
aprecian manifestaciones de todos los elementos en las que están implícitas las propiedades
químicas de cada elemento y sus compuestos, su abundancia en la naturaleza y las condiciones
físico químicos del medio en que ocurrió la formación de sus compuestos.
La correcta interpretación de toda la información derivada del estudio de las formas de
existencia presenta un gran valor para la localización de acumulaciones meníferas de diferentes
elementos en las más variadas condiciones geológicas. Pero, además se hace posible inferir las
condiciones físico - químicos que condujeron a la formación de estos depósitos.
2.1- Estados de existencia desde los puntos de vista cualitativo y cuantitativo.
Desde el punto de vista cualitativo, los elementos químicos pueden existir en dos estados
diferentes: mineral y amineral.
Además, con independencia de los estados anteriores, desde el punto vista cuantitativo, los
elementos químicos están caracterizados por dos aspectos distinguibles: concentrado y disperso.
2.1.1- Estado mineral y estado amineral.
Un elemento químico se encuentra en estado mineral cuando forma parte de combinaciones
químicas naturales (raramente pueden aparecer como elementos nativos) que responden a las
leyes estequiométricas (de composición química definida) y con una disposición atómica
ordenada (estructura cristalina fija). Esto determina que el estado mineral para un elemento
químico sólo es posible cuando éste se encuentra formando parte de un sólido cristalino y
homogéneo.
Un elemento químico se halla en estado amineral cuando no forma minerales independientes,
sino que tiende a incorporarse en forma de mezclas indefinidas en los minerales, rocas y otras
formaciones naturales. Esto implica que el estado amineral para un elemento químico pueda
estar representado por diferentes estados de agregación de sus compuestos o iones (sólidos,
líquidos, gaseosos).
En muchos casos la composición química de una sustancia no es la que determina que un
elemento químico que la forma se encuentre en estado mineral o amineral. En estos casos, se
recurre habitualmente a establecer la existencia o no de estructura cristalina en la sustancia
considerada.
Ejemplos: 
Sustancias Estado mineral Estado amineral
H2O hielo agua líquida y vapor
SiO2 cuarzo ópalo (hidratado)
En las diferentes geosferas superiores se manifiestan el estado mineral y el estado amineral de
los elementos químicos con predominios que se distinguen en cada una de ellas.
En la corteza terrestre predomina el estado mineral para los elementos químicos, expresado en el
hecho de que en este estado se encuentra el 98,6% de toda la masa de esta geosfera.
En la hidrosfera existe un predominio claro del estado amineral para los elementos químicos
que la componen. Sin embargo, el hidrógeno y el oxígeno se pueden encontrar en estado mineral
en los escudos de hielo, glaciares, icebergs polares, etc.
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En la biosfera y en la atmósfera predomina ampliamente el estado amineral debido a las
particularidades de estas dos geosferas.
El límite entre los tamaños de las partículas que forman el estado amineral es en cierto grado
condicional, pudiendo establecerse como frontera el máximo poder de resolución del ojo
humano (0,01 mm). Por ello, los granos minerales más finos, los agregados de moléculas, las
dispersiones coloidales y las impurezas mecánicas se incluyen convencionalmente en el estado
amineral.
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2.1.2- Estado disperso y estado concentrado. 
Un elemento químico existe en el estado disperso cuando su contenido en una formación natural
está cercano al valor de su clarke de normal para la geosfera a la cual pertenece.
Un elemento químico se halla en el estado concentrado cuando su contenido está cercano al que
corresponde a las categorías industriales para sus minerales útiles. Esto significa que el estado
concentrado para un elemento químico debe medirse por decenas, centenas, miles, etc. de sus
clarkes normales en la geosfera correspondiente.
Entre el estado disperso y el estado concentrado son posibles las transiciones y su frontera, en
gran medida, se define no por razones geológicas, sino económicas.
Es sabido que las reservas de los elementos concentrados en los yacimientos minerales
componen solamente centésimas o décimas partes del porciento de las reservas generales que les
corresponden en la corteza terrestre (tabla 2.1).
Metal Reservas en una capa de
1 km de espesor de la
corteza
(Rc) (en toneladas)
Reservas en los
yacimientos
(Ry) (en toneladas)
Parte del metal concentrada
en los yacimientos
(Ry/RC)
Fe 2,0·1016 4,2·1012 2,1·10-3
Cu 2,0·1013 1,8·1010 9,0·10-4
Pb 6,7·1012 9,9·109 1,5·10-3
Zn 3,5·1013 11,3·109 3,2·10-4
Ni 2,4·1013 6,0·108 2,5·10-5
Co 1,2·1012 5,1·107 7,1·10-6
Sn 1,1·1012 5,1·108 4,6·10-4
W 5,5·1011 1,14·108 2,1·10-4
Mo 4,4·1011 1,2·108 2,7·10-4
Hg 3,5·1010 3,6·107 1·10-3
Au 1,8·109 3,1·106 1,7·10-3
U 1,0·1012 1,44·107 1,4·10-5
Tabla 2.1- Correlación entre el estado concentrado y el disperso para un grupo de elementos
meníferos.
Del análisis de esta tabla se pueden extraer algunas conclusiones importantes:
1- El estado disperso predomina considerablemente sobre el estado concentrado. Esto implica
que se considere normal el estado de existencia disperso de los elementos químicos, mientras
el otro es tomado como anómalo.
2- Entre el estado disperso y el estado concentrado se aprecia una clara dependencia de
correlación. Esto constituye una evidencia de la unidad dialéctica que existe entre estos
contrarios, de forma tal que la existencia del estado disperso condiciona el alcance del estado
concentrado y viceversa.
Este último aspecto se confirma en el gráfico siguiente:
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- 2 0 2 4 6
l o g ( r e s e r v a s )
- 8
- 6
- 4
- 2
0
2
lo
g
 (
cl
a
rk
e
s)
F e
T i
SF
N iL i
U
S b
H g
A u
Fig. 2.1 Relación entre el estado disperso y el estado concentrado para varios elementos
meníferos.
Nunca se debe confundir el punto de vista cualitativo con el punto de vista cuantitativo seguido
para establecer el estado de existencia de los elementos químicos en la naturaleza. Esto justifica
en el hecho de que algunos elementos químicos se puedan encontrar en el estado concentrado sin
tener necesariamente que formar minerales.
2.2- Formas de existencia de los elementos químicos en las geosferas superiores. 
2.2.1- Formas de existencia de los elementos químicos en la corteza terrestre.
En la corteza terrestre es necesario realizar una distinción clara entre los productos que la
constituyen, lo cual pudiera ser representado como:
Corteza terrestre
Rocas Productos sólidos
de la meteorización
 Formas de existencia de los elementos químicos en las rocas.
En las rocas es característico el estado de existencia mineral de los elementos químicos,
representados por más de 2000 minerales conocidos.
Con arreglo a los principales tipos de combinaciones químicas, las especies minerales se
distribuyen del siguiente modo (en %).
 1- Silicatos y alumosilicatos ...................... 25,8 %
 2- Fosfatos y minerales análogos .................18,0 %
 3 - Sulfuros y minerales análogos ................13,3 %
 4 - Oxidos e hidróxidos .................................. 12,7 %
 5 - Sulfatos ....................................................9,4 %
 6 - Halogenuros .............................................. 5,8 %
 7 - Carbonatos ................................................ 4,5 %
 8 - Elementos nativos ...................................... 3 %
 9 - Boratos ..................................................... 2,9 %
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 10 - Otros ...................................................... 3,3 %
Como puede apreciar, la mayor parte de las especies minerales correspondientes a los silicatos,
fosfatos, óxidos, sulfuros y sulfatos, a las que corresponde el 80% aproximadamente. Esto
evidencia el carácter calcófilo que le corresponde a una cantidad más limitada. El carácter
siderófilo apenas se manifiesta en los elementos que componen la corteza terrestre.
Atendiendo a las masas de las diferentes especies minerales en relación con la masa de la corteza
terrestre, éstas se distribuyen de la siguiente forma (en % en masa):
 1- Silicatos y alumosilicatos ................................. 75,0 %
 Feldespatos ...................................................... 55,0 %
 2 - Oxidos e hidróxidos .......................................... 17,0 %
 Cuarzo (con calcedonia y ópalo) ..................... 12,6 %
 Oxidos e hidróxidos de hierro ......................... 3,6 %
 3 - Carbonatos ...................................................... 0,7 %
 4 - Fosfatos y minerales análogos ......................... 0,7 %
 5 - Halogenuros ..................................................... 0,5 %
 6 - Sulfuros y sulfatos ........................................... 0,3-0,4 %
 7 - Elementos nativos ............................................ 0,1 %
Estos datos muestran que tan sólo los silicatos y el cuarzo constituyen aproximadamente el 87 %
en masa de la corteza terrestre, mientras que los fosfatos, los sulfuros, sulfatos y óxidos,
representados en las condiciones naturales por numerosas especies minerales, resultan una parte
insignificante de la masa de la corteza terrestre.
Los silicatos y el cuarzo son los principales minerales formadores de rocas de la corteza
terrestre. Los fosfatos, sulfuros, sulfatos y óxidos contienen metales valiosos, siendo mucho de
ellos minerales meníferos de enorme importancia para las industrias minorometalúrgicas,
químicas, etc.
Por otra parte, al comprobar la abundancia de los elementos químicos en la corteza terrestre
(como clarke atómico) con las cantidades de especies minerales que forman, veremos que entre
estos aspectos existe cierta dependencia directa, con algunas pequeñas excepciones.
Elemento Clarke atómico
Número de
minerales
O 53,39 1221
H 17,55 798
Si 16,11 377
Al 4,80 268
Na 1,82 100
Mg 1,72 105
Ca 1,41 194
Fe 1,31 170
K 1,05
C 0,51 194
Ti 0,22 30
Cl 0,18 67
F 0,17 50
Tabla 2.2- Relación entre la abundancia de los elementos químicos (clarke atómico) y los
minerales que forman.
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La capacidad que presentan los elementos químicos de formar varias especies minerales depende
también de sus propiedades químicas y llama la atención el hecho de que la mayor variedad de
especies minerales corresponden a elementos de números atómicos pequeños (Z<26).
Los elementos químicos pueden ser agrupados de la siguiente forma según el orden de
disminución de la capacidad de formar minerales:
Grupos Elementos
constituyentes
Capacidad de formar
minerales
Ejemplos
1er Grupo 
(8 elementos)
O, Si, Al, Fe,
Ca, Na, K, Mg.
Se encuentran mayormente 
en estado mineral (99% en 
masa) en la corteza 
terrestre, formando: 
silicatos, alumosilicatos, 
carbonatos y óxidos, 
fundamentalmente
diópsido (CaMg(SiO3)2)
anortita (CaAl2Si2O8)
albita (NaAlSi3O8) 
microclina (KAlSi3O8)
cuarzo (SiO2)
calcita CaCO3
siderita FeCO3
dolomita CaMg(CO3)2
magnetita Fe3O4
hematita Fe2O3
goethita Fe(OH)3
2do Grupo 
(6 elementos)
Ti, H, C, P, S,
Zr.
Predominan en el estado 
mineral (90% en masa) en 
la corteza terrestre 
formando: silicatos, 
alumosilicatos, óxidos, 
fosfatos, sulfuros, 
carbonatos y elementos 
nativos.
circón ZrSiO4
caolinita Al4Si4O10(OH)8
biotita K(Mg, Fe)3Si3AlO10(OH, F)2
rutilo TiO2
ilmenita FeTiO3
apatito Ca5(PO4)3(F, CI)
pirita FeS2
yeso CaSO4  2H2O
barita BaSO4
calcita CaCO3
magnesita MgCO3
3er Grupo
(12
elementos)
Cr, Y, Ce, La,
F, Cl, Cu, Ni,
Os, Ir, Pt, Mn.
No existe predominio del 
estado mineral sobre el 
estado amineral (50% en 
masa) en la corteza 
terrestre.
cromita: FeCr2O4
pirolusita: MnO2
cuprita Cu2O
xenotima: YPO4
apatito: Ca5(PO4)3(F, Cl)
fluorita: CaF2
halita NaCl
silvita KCl
carnalita: MgCl2 • KCl • 6H2O
calcopirita CuFeS2
calcosina: Cu2S
pentlandita: (Fe, Ni)9S8
4to Grupo
(24
elementos) 
Li, Be, B, Nb,
Ta, Th, U, Mo,
W, Sn, Zn, Pb,
Co, Hg, Ag,
Au, Ge, As, Bi,
Se, Tl, Sr, Ba,
V
Se encuentran 
principalmente en estado 
amineral (90% en masa) en
la corteza terrestre.
datolita CaBSiO4(OH)
espodumena LiAlSi2O6
berilo Be3Al2 Si6O18
galena PbS
esfalerita ZnS
cinabrio: HgS
esfalerita: ZnS
galena: PbS
rejalgar: AsS
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molibdenita: MoS2
casiterita SnO2
uraninita UO2
thorianita ThO2
vanadinita Pb5(VO4)3Cl
estroncianita SrCO3
wulfenita PbMoO4
powelita CaMoO4
columbita (Fe, Mn)Nb2O6
tantalita (Fe, Mn) Ta2O6
5to Grupo
(35
elementos)
Rb, Cs, Sc, Cd,
Ga, Hf, In, Re,
Ru, Rh, Pd, Br,
I, N, He, Ne,
Ar, Kr, Xe, Pr,
Nd, Sm, Eu,
Gd, Tb, Dy,
Ho, Er, Tm,
Yb, Lu, Ra, Pa,
Po, Te.
Casi siempre se encuentran
en el estado amineral en la
corteza terrestre.
Tabla 2.3- Grupos de elementos según su capacidad para formar minerales.
Aunque en la corteza terrestre existe un predominio pleno del estado mineral sobre el estado
amineral, se pueden manifestar algunas formas de existencia de los elementos químicos en este
último estado cuyo estudio resulta muy valioso para la resolución de determinados problemas
geológicos relacionados con los procesos de minerales logénisis, petrogénisis y formación de
yacimientos. Entre estas formas de existencia amineral, las más importantes son:
e) Soluciones sólidas.
e) Formas intersticiales.
e) Inclusiones mecánicas.
e) Inclusiones intercristalinas.
e) Soluciones en las aguas de poros.
A continuación se pasarán a estudiar las características principales de cada una de estas formas
de existencia amineral, destacando las condiciones que propician que estas se puedan manifestar
para algún elemento químico además, se irá dando cierta información acerca de la importancia
que tiene el estudio de cada una de ellas.
a) Soluciones sólidas.
Las soluciones sólidas representan el producto de la sustitución isomórfica de un ion por otro en
una estructura cristalina definida. Las soluciones sólidas podrán formarse por medio de la
ocurrencia del isomorfismo isovalente o heterovalente, lo que está determinado
fundamentalmente por la semejanza entre los tamaños de los iones que se sustituyen.
La formación de soluciones sólidas está muy relacionada con las condiciones termodinámicas
del medio en que se formó el mineral; éstas determinan la intensidad y extensión del
isomorfismo en muchos minerales. En general, a altas temperaturas la situación isomórfica
puede ocurrir entre iones cuyos tamaños difieran hasta en 20-30 %, mientras que a temperaturas
bajas el isomorfismo sólo es posible si el tamaño de los iones no se diferencia en más de 10-
15%. Otra condición importante del isomorfismo es la semejanza de la estructura electrónica de
los iones, y la afinidad de sus propiedades químicas.
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Para los elementos minoritarios (y en especial, los elementos raros y dispersos) el isomorfismo y
la formación de soluciones sólidas constituyen su característica geoquímica fundamental. Como
estos elementos son poco abundantesen cualquier sistema geoquímico, es de esperar que le
isomorfismo sea limitado (imperfecto) aún cuando se cumplan todos los requisitos para que este
proceso pueda ocurrir con sustitución completa de un ion por otro en la estructura cristalina
considerada. De acuerdo con esto, los elementos raros y dispersos se encuentran como impurezas
isomórficas en otros minerales sin llegar a formar minerales propios.
Para explicar las sustituciones isomórficas mediante las cuales se incluyen algunos de estos
elementos en las estructuras cristalinas de los minerales, Goldschmidt introdujo tres conceptos
fundamentales (ocultación, captura y admisión) que caracterizan fielmente al isomorfismo
estructural y energéticamente. Estas tres variedades del isomorfismo regulan la forma de
existencia amineral de la mayoría de los elementos raros y dispersos en la corteza terrestre.
Ocultación.
Se forma una solución sólida por ocultación cuando un elemento minoritario sustituye
isomórficamente a otro elemento de igual carga y semejante radio iónico, en la estructura
cristalina de un mineral formado por este último. 
Ejemplos:
 El Ga3+ (0,062 nm) puede sustituir isomórficamente al Al3+ ( 0.051 nm) en las estructuras
cristalinas de los alumosilicatos, óxidos y otros minerales. 
Moscovita (KAl2(Si3AlO10)(OH,F)2
Lepidolita (Kli1,5Al1,5(Si3AlO10)(OH, F)2
 El Sr2+ (0,112 nm) sustituye isomórficamente al Ca2+ (0,099 nm) en la estructura cristalina
del aragonito (CaCO3) existente en los restos calcáreos de organismos marinos.
 El Ge4+ (0,053 nm) sustituye isomórficamente al Si4+ (0,042 nm) en los silicatos y el cuarzo
(SiO2).
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Captura.
Se forma una solución sólida por captura cuando un elemento menor sustituye isomórficamente
a otro elemento de menor valencia y semejante radio iónico, en las estructuras cristalinas de un
material formado por este último. 
Ejemplos:
 El Pb2+ (0,120 nm) sustituye isomórficamente al K+ (0,133 nm) en la estructura cristalina del
feldespato de potasio (KAlSi3O8) de las pegmatitas graníticas. 
 El Ba2+ (0,34 nm) y el Sr2+ (0,112 nm) pueden sustituir isomórficamente al K+ en la
estructura cristalina del feldespato de potasio (KAlSi3O8) 
 El In3+ (0,081 nm) sustituye isomórficamente al Zn2+ (0,083 nm) en la estructura cristalina de
la esfalerita (ZnS).
Admisión.
Se forma una solución sólida por admisión cuando un elemento menor sustituye
isomórficamente a otro elemento de mayor valencia y semejante radio iónico en la estructura
cristalina de un mineral formado por este último.
Ejemplos:
 El Li+ (0,068 nm) sustituye isomórficamente el Mg2+ (0,066 nm) en la estructura cristalina
de la moscovita (KAL2(Si3ALO10)(OH,F)2).
 El Sc3+ (0,081) sustituye isomórficamente al Zr4+ (0,087 nm) en la estructura cristalina del
circón (ZrSiO4). 
SUSTITUCIÓN ISOMÓRFICA POR:
OCULTACIÓN CAPTURA ADMISIÓN
Mg2+ - Fe2+ - Mn2+ - Co2+ - Ni2+
Al3+ - Ga3+ - Mn3+
Si4+- Ge4+ - Ti4+
P5+ - V5+ - As5+
K+ - Rb+ - Cs+ - Tl+
Ca2+ - Sr2+ - Mn2+ 
K+ - Ba2+ - Sr2+ - Pb2+
Ca2+ - Y3+
Mg2+-Sc3+
Fe2+-Sc3+
Si4+ - P5+
O2- - OH- - F-
Si4+ - Al3+
Mg2+ - Li+
El análisis de esta tabla nos lleva a comprobar las semejanzas entre los radios iónicos en cada
uno de estas series.
¿Por qué resulta útil estudiar las soluciones sólidas como formas de existencia amineral de los
elementos químicos en la corteza terrestre?
Existen muchas aplicaciones de los resultados de las investigaciones realizadas en el estudio de
las soluciones sólidas. Entre ellas resulta interesante destacar que:
1- Es posible justificar la existencia de contenidos anómalos de muchos elementos raros y
dispersos en minerales y rocas, mediante las sustituciones isomórficas. Este constituye un
resultado importante que hace posible predecir en que minerales y rocas aparecen los
contenidos más excepcionales de elementos químicos tales como: Re, Cd, In, Hg, Se, Cs, etc.
Lo que permite orientar la búsqueda de ellos en determinadas formaciones naturales y
formaciones rocosas. Un ejemplo de esta aplicación lo constituye el hallazgo de contenidos
anómalos de Cd y In en la esfalerita (ZnS) del vacimiento polimetálicos amistad (NO de
Pinar del Río).
2- Se ha tratado de aplicar para la determinación de las temperaturas de formación de los
minerales aunque no se ha demostrado convincentemente la efectividad de este
procedimiento pues el contenido de elementos raros y dispersos puede ser variable en un
intervalo más o menos amplio para un mismo mineral dependiendo mucho de la
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concentración de éstos en le sistema geoquímico donde están ocurriendo los procesos de
mineralogénesis.
b) Formas intersticiales.
Entre los átomos, iones o grupos iónicos que se encuentran formando un empaquetamiento
compacto en un cristal siempre quedan algunos intersticios o huecos estructurales se plantea que
están en forma intersticial.
Ejemplos:
 Los átomos de sodio y aluminio con capaces de ocupar los intersticios existente en la
estructura cristalina de la tridimita (SiO2).
 Los iones K+, Rb+, Cs+, así como H2O y He pueden alojarse intersticialmente en los canales
hexagonales del Berilo (Be3Al2Si6O18).
¿Qué utilidad puede reportar el estudio de las formas intersticiales?
En realidad, estas constituyen curiosidades de las estructuras cristalinas de los minerales en
cuyos intersticios tienden a alejarse grandes iones, átomos y moléculas. Muchas veces se
recurren a justificar la existencia de elementos ajenos a una estructura cristalina dad mediante las
formas intersticiales.
c) Inclusiones mecánicas.
Estas constituyen mezclas mecánicas microdispersas (cristalosales y cristalogeles) de algunas
sustancias en determinados minerales. Estas sustancias se encuentran distribuidas
homogéneamente en todo el mineral pero su presencia no se puede explicar sobre la base de la
estructura cristalina y composición química del mineral en cuestión.
Ejemplos:
 El cuarzo verde (prasem) debe su coloración a que contiene impurezas mecánicas de
actinolita (Ca(Mg,Fe)5(Si4O11)2(OH)2) y clorita ((Mg,Fe)5Al(AlSi3O10)(OH)8). El cuarzo rosa
(aventurina) presenta impurezas mecánicas de hematita (Fe2O3).
 La calcita roja contiene cristalosoles de hematita (Fe2O3).
 En la pirita pueden existir partículas finísimas de oro que son considerados cristalogeles.
¿Hasta qué grado puede ser importante el estudio de las inclusiones mecánicas?
Es necesario plantear inicialmente que la existencia de inclusiones mecánicas en los minerales
pueden resultar en algunos casos nocivos y en otras ocasiones útiles. Todo depende del uso que
se le dará a la materia prima mineral y del grado de pureza que esta deberá poseer para ser
utilizada con determinados fines.
La nocividad de las impurezas mecánicas en los minerales se puede apreciar en la fabricación de
vidrios para equipos ópticos, donde la existencia de óxidos de hierro incluidas en el cuarzo
dificultan el logro de una calidad adecuada del producto.
Las impurezas mecánicas resultan útiles desde varios puntos de vista. En primer lugar, ciertas
coloraciones de los minerales provocadas por la inclusiones de otras sustancias pueden conferirle
cualidades ornamentales y de piedras preciosas o semipreciosas. Por otra parte, la existencia de
metales nobles en forma microdispersa en algunos minerales puede constituir una fuente más de
obtención de los mismos durante los procesos de beneficio mineral y metalúrgicos.
d) Inclusiones intercristalinas líquidas y gaseosas.
Estas representan burbujas de líquidos y gases contenidos en la estructura cristalina de algunos
minerales neumatolíticos e hidrotermales.
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Las inclusiones líquidas y gaseosas pueden ser primarias (aprisionadas mecánicamente por el
cristal en el proceso de su rápido crecimiento) o secundarias (que coinciden con las hendiduras
"cicatrizadas" de los cristales).
En las inclusiones líquidashan sido descubiertos muchos elementos meníferos, tales como: Pb,
Zn, Cu, Ag, Sn, Ba, etc, en concentraciones que superan a sus clarkes normales en la corteza
terrestre en contenas de veces. En ellas se expresa la composición química de la solución
hidrotermal o neumatolítica que originó el mineral que las contiene.
Formando parte de las inclusiones gaseosas de algunos minerales aparecen: CO2, H2S, H2, NH3,
F2, Cl2, y otros componentes volátiles de las soluciones neumatolíticas e hidrotermales que
condujeron a la formación del mineral en que se encuentran.
¿Qué aplicaciones tienen las investigaciones de las inclusiones líquidas y gaseosas?
En las investigaciones modernas dirigidas hacia el esclarecimiento de los procesos de formación
mineral de las particularidades de las inclusiones liquidas y gaseosas está jugando un papel
determinante. Entre otras cuestiones, pueden resolverse problemas tales como:
1. Determinación de la composición química y de las formas de existencia de los elementos
químicos en las soluciones neumatolíticas e hidrotermales.
2. Determinación de las temperaturas de formación de los minerales neumatolíticas e
hidrotermales. Para ello se suelen aplicar dos métodos: de hemogenización y de
decrepitación.
3. Mediante la aplicación del método de homogenización se puede confirmar el origen del
mineral (neumatolítico e hidrotermal).
e) Soluciones en las aguas de poros.
Todas las rocas, hasta las secas por su aspecto exterior, contienen cierta cantidad de agua (cerca
de 0,7%). Esta puede ser de dos tipos:
- El agua moléculo-pelicular que envuelve todas las superficies interiores intergranulares con
una fina capa del grosor de una molécula.
- El agua bandeada - pelicular que llena las grietas y los poros en las rocas.
Estas aguas de poros sólo pueden ser extraídas de las rocas mediante el calentamiento hasta
temperaturas muy elevadas (varias centenas de grados Celsius).
 Resulta común la aparición de concentraciones apreciables de elementos meniferos disueltos en
las aguas de poros.
Ejemplo:
 En algunos granitos se han encontrado acumulaciones de Pb, Zn, U, asociados a las aguas de
poros, siendo sus concentraciones en ellas centenas de veces superiores a sus clarkes
normales en las rocas.
¿En qué consiste la utilidad de las soluciones en las aguas de poros?.
Cuantitativamente, estas soluciones no son capaces de aportar suficientes cantidades de metales
como para poder ser explotados industrialmente. Sin embargo, desde el punto de vista de las
investigaciones sobre los procesos de formación de rocas puede proporcionar alguna
información útil en relación con la composición de soluciones acuosas que se difunden en sus
poros en forma de emanaciones microscópicas.
 Formas de existencia de los elementos químicos en la corteza de meteorización, sedimentos
y suelos. 
En las cortezas de meteorización son características diferentes formas de existencia de los
elementos químicos, relacionados con los procesos de desintegración mecánica, descomposición
química y actividad biológica que dan lugar a su formación.
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La formación de sistemas coloidales y la ocurrencia de fenómenos de superficie (adsorción)
caracterizan fielmente las formas de existencia en las cortezas de meteorización.
Entre estos dos aspectos existe un vínculo que no se debe soslayar al estudiarlos, o sea, la
adsorción depende de la existencia de sistemas coloidales.
De acuerdo con esto, en las cortezas de meteorización se pueden manifestarse dos formas de
existencia amineral de los elementos químicos: formas coloidales y formas sorcionadas
Seguidamente, pasaremos a estudiar las características esenciales de estas formas de existencia,
estableciendo los vínculos que existen entre ellas. Además, se hará una breve panorámica de la
importancia del estudio de ellas.
a) Formas coloidales.
¿Cuáles son las causas de la formación de coloides naturales en las cortezas de meteorización?
Para dar respuesta a esta pregunta debemos recurrir al análisis de los procesos que ocurren
durante la formación de la corteza de meteorización a partir de minerales y rocas primarias.
En el transcurso de la meteorización física, química y químico-biológica de las rocas y minerales
primarios, ocurre una trituración ininterrumpida (desintegración mecánica) y una transformación
química (descomposición química) de éstos como resultado de la acción de diferentes agentes
exógenos. Como resultado de la destrucción mecánica de las rocas y minerales disminuye el
tamaño de las partículas pudiendo llegar a adquirir dimensiones coloidales (10-3-10-6 nm) con
cierta carga eléctrica residual. Por otra parte, la descomposición química puede conducir a la
formación de óxidos e hidróxidos poco solubles que constituyen partículas coloidales que
adquieren su carga eléctrica por adsorción de iones las soluciones meteorizantes.
La mayoría de estos coloides naturales presentan carga eléctrica negativa, excepto algunos
hidróxidos de hierro (III) y de aluminio.
La sílice, el humus, la turba, el dióxido de manganeso hidratado, el hidróxido de hierro (III), las
arcillas, las fosforitas, constituyen sistemas coloidales con partículas cargadas negativamente.
Estos sistemas coloidales se hallan inicialmente en forma de hidrosoles. Producto de la
coagulación mutua de hidrosoles de cargas opuestas o bajo la acción de los electrolitos disueltos
pueden ocurrir la coagulación o precipitación de estos hidrosoles, con la consiguiente formación
de hidrogeles.
Entre los hidrogeles más característicos de la corteza de meteorización se encuentran: el ópalo
(SiO2.nH2O) y la hidrogoethita (FeO(OH).nH2O).Al deshidratarse y cristalizar, estos hidrogeles
(amorfos) llegan a adquirir estructura cristalina.
La coagulación conjunta de hidrosoles de SiO2, Fe(OH)3 y Al(OH)3 se completa con la
formación de minerales arcillosos, cuyas partículas más finas se comportan como coloides.
b) Formas sorcionadas 
Muchos de los iones se encuentran formado parte de las soluciones verdaderas que se generan en
la corteza de meteorización, pueden ser separadas de las mismas en virtud de la gran capacidad
de adsorción que poseen las partículas coloidales componentes se este medio.
Ejemplos:
Los coloides arcillosos adsorben potasio, vanadio, rubidio, cesio, níquel, entre otros elementos.
El coloide de sílice adsorbe uranio.
El coloide de hidróxidos de hierro (III) adsorbe arsénico, vanadio y fósforo.
El coloide de hidróxido de magnesio (IV) adsobe cobalto, níquel cobre, cinc, bario, radio y entre
otros metales pesados. 
Todos estos elementos que son adsorbidos por los coloides se encuentran en forma sercionada en
la corteza de meteorización, concentrándose selectivamente en las agrupaciones minerales que
ella existen.
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	Sustancias Estado mineral Estado amineral
	Metal
	Grupos
	Capacidad de formar minerales
	Ejemplos