MINERALOGIA

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MINERALOGÍA
Alejandro Sánchez Díaz
eng.jako92@gmail.com
PIEDRAS, ROCAS Y MINERALES
CONCEPTO DE MINERAL
Es posible definir a un mineral como una sustancia natural, sólida, homogénea e inorgánica de composición química definida. 
Posee una disposición ordenada de átomos de los elementos de que está compuesto, y esto da como resultado el desarrollo de superficies planas, conocidas como caras. Si el mineral ha crecido sin interferencias, pueden generarse formas geométricas características, conocidas como cristales.
CRISTALES
Un cristal es un cuerpo sólido, que posee caras planas y bien formadas, con aristas rectas y unos vértices agudos.
ROCAS
Una roca es un agregado natural, coherente y multigranular de uno o más minerales que conservan individualmente sus propiedades. 
Las rocas se originan de distintas maneras y dependiendo de su origen hay tres tipos de rocas: sedimentarias, ígneas y metamórficas
CICLO LITOLÓGICO
1 = magma
2 = cristalización (enfriamiento de la roca)
3 = roca ígnea
4 = erosión
5 = sedimentación; 
6 = sedimentos y rocas sedimentarias
7 = tectónica y metamorfismo
8 = roca metamórfica
9 = fusión.
PIEDRAS
La palabra piedra (del griego πέτρα, "piedra") se usa en el lenguaje común y también en cantería, arquitectura e ingeniería para hacer referencia a cualquier material de origen natural caracterizado por una elevada consistencia
ROCAS ÍGNEAS
Las rocas ígneas (del latín igneus "relacionado al fuego“) se forman cuando el magma se enfría y se solidifica. A medida que se va enfriando van formándose cristales que la componen.
De acuerdo a su origen podemos clasificar a las rocas ígneas en dos grandes grupos:
Si el enfriamiento se produce lentamente bajo la superficie se forman rocas con cristales grandes denominadas rocas plutónicas o intrusivas, mientras que si el enfriamiento se produce rápidamente sobre la superficie se les conoce como rocas volcánicas o extrusivas.
ROCAS ÍGNEAS
Las rocas ígneas componen, aproximadamente, el noventa y cinco por ciento de la parte superior de la corteza terrestre, pero quedan ocultas por una capa relativamente fina pero extensa de rocas sedimentarias y metamórficas.
ROCAS PLUTÓNICAS O INTRUSIVAS
Las rocas plutónicas o intrusivas se forman a partir de magma solidificado en grandes masas en el interior de la corteza terrestre. El magma, rodeado de rocas preexistentes (conocidas como rocas caja), se enfría lentamente, lo que permite que los minerales formen cristales grandes, visibles a simple vista, por lo que son rocas de "grano grueso". Tal es el caso del granito o el pórfido.
Granito
ROCAS VOLCÁNICAS O EXTRUSIVAS
El enfriamiento rápido del magma o lava que se torna en roca volcánica hace que se formen muchos cristales pequeños, también llamados microcristales o granos finos, en estas rocas.
El enfriamiento rápido también puede formar rocas volcánicas compuestas total o parcialmente de vidrio
Basalto
ROCAS HIPABISALES O SUBVOLCÁNICAS
Las rocas hipabisales son aquellas que se forman a una profundidad media entre las volcánicas y las plutónicas. La roca resultante tiene grandes cristales incrustados en unamatriz de cristales mas pequeños.
					MICRODIORITA 
TEXTURA
La textura de una roca ígnea se usa para describir el aspecto general de la misma en función del tamaño, forma y ordenamiento de los cristales que la componen.
Textura vítrea. 
Textura afanítica
Textura fanerítica
Textura porfídica
Textura pegmatítica
Textura piroclástica.
COMPOSICIÓN QUÍMICA
Las rocas ígneas están compuestas fundamentalmente por silicatos (SiO44-); estos dos elementos, más los iones aluminio, calcio, sodio, potasio, magnesio y hierro constituyen aproximadamente el 98 % en peso de los magmas. 
Cuando éstos se enfrían y solidifican, dichos elementos se combinan para formar dos grandes grupos de silicatos:
Silicatos oscuros o ferromagnésicos. Son minerales ricos en hierro y en magnesio y bajo contenido en sílice. Por ejemplo, el olivino, el anfíbol y el piroxeno.
Silicatos claros. Son minerales con mayores cantidades de potasio, sodio y calcio que de hierro y magnesio, y más ricos en sílice que los oscuros. El cuarzo, la moscovita y los feldespatos pertenecen a este grupo.
Considerando solo el contenido de sílice:
Rocas ácidas: >63%
Rocas intermedias: 63% - 52%
Rocas básicas: 52% - 45%
Rocas ultrabásicas: <45%
Basalto
Andesita
Granito
ROCAS SEDIMENTARIAS
Se forman por acumulación de sedimentos, los cuales son partículas de diversos tamaños que son transportadas por el agua, el hielo o el aire, y son sometidas a procesos físicos y químicos, que dan lugar a materiales consolidados.
FORMACIÓN DE SEDIMENTOS
Debido a una serie de procesos geológicos externos las rocas preexistentes se meteorizan, transportan y depositan en diferentes lugares.
Meteorización:
<<Es el proceso o grupo de procesos destructivos mediante los cuales materiales terrosos o rocosos cambian de color, textura, composición, firmeza o forma al ponerse en contacto con agentes atmosféricos.>>
Glossary of Geology, Fifth Edition. 2005
CLASIFICACIÓN
Pueden clasificarse por su génesis en:
Rocas detríticas, formadas por acumulación de clastos procedentes de la erosión y depositados por gravedad.
Rocas organógenas, las formadas con restos de seres vivos. 
Rocas químicas o rocas de precipitación química, formadas por depósito de sustancias disueltas.
Margas, mezcla de rocas detríticas y rocas químicas.
ROCAS SEDIMENTARIAS DETRITICAS
Las rocas detríticas son una clase de rocas sedimentarias compuestas de fragmentos, o clastos, de roca y minerales pre-existentes acumulados mecánicamente, que se han vuelto a consolidar en mayor o menor grado.
El tamaño de grano de los componentes clásticos es el criterio fundamental para clasificar las rocas sedimentarias detríticas, siendo su morfología y su naturaleza composicional criterios adicionales para adjetivar las rocas.
Los clastos se clasifican según su tamaño en:
Grava: > 2 mm
Arena: 2 mm - 62 
Limo: 62 - 4 micras
Arcilla: < 4 micras
ROCAS METAMÓRFICAS
Son aquellas que se forman a partir de otras rocas que han sido sometidas a condiciones extremas de presión y/o temperatura cambiando así su estructura, textura y/o composición. 
Textura foliada: Algunas de ellas son la pizarra (al romperse se obtienen láminas), el esquisto (se rompe con facilidad) y el gneis (formado por minerales claros y oscuros).
Textura no foliada: Algunas de ellas son el mármol (aspecto cristalino y se forman por metamorfismo de calizas y dolomías), la cuarcita (es blanca pero puede cambiar por las impurezas), la serpentinita (que al transformarse origina el asbesto) y la cancagua.
METAMORFISMO
El metamorfismo tiene lugar cuando las rocas se someten a condiciones diferentes a las de su formación inicial. Se trata de cambios de temperatura, presión y/o la introducción de fluidos químicamente activos.
Como consecuencia de estos cambios las rocas cambian gradualmente hasta un estado de equilibrio con el nuevo ambiente. 
REGIONAL: Durante la formación de montañas grandes volúmenes de rocas están sometidas a presiones dirigidas y a las elevadas temperaturas asociadas con deformaciones a gran escala.
DE CONTACTO: Cuando una masa magmática intruye en las rocas, tiene lugar el metamorfismo de contacto o térmico. Aquí, el cambio es impulsado por un aumento de la temperatura en el interior de la roca huésped que rodea una intrusión ígnea.
HIDROTERMAL implica alteraciones químicas que se producen conforme el agua caliente rica en iones circula a través de las fractura de las rocas. Este tipo de metamorfismo suele estar asociado con la actividad ígnea que proporciona el calor necesario para provocar las reacciones químicas y hacer circular estos fluidos a través de la roca.
METAMORFISMO REGIONAL
METAMORFISMO POR CONTACTO
METAMORFISMO HIDROTERMAL
Deshidratación: el aumento de la presión y de la temperatura provocan la pérdida de agua presente en la roca. En una primera fasese pierde el agua se pierde el agua de los poros, y más adelante, si el proceso continúa, se elimina el agua que forma parte de los cristales del mineral.
Recristalización: el aumento de la temperatura permite el movimiento de las partículas que forman los minerales y hace posible la formación de nuevos cristales. También se produce recristalización como consecuencia de reacciones químicas que transforman unos minerales en otros.
Reorientación: la presión dirigida que se ejerce durante el metamorfismo provoca que los cristales se orienten perpendicularmente a la dirección de la fuerza que soportan.
HISTORIA DE LA MINERALOGÍA
La aparición de la mineralogía como una ciencia es relativamente reciente, sin embargo, la práctica de las artes mineralógicas es tan vieja como la misma civilización humana. Las pinturas en tumbas en el Valle del Río Nilo, realizadas hace unos 5000 años, muestran a artesanos ocupados en pesar malaquita, metales preciosos, fundición de menas de mineral, y elaboración de esmeraldas.
En la edad de Piedra, los instrumentos de sílice eran posesiones muy apreciadas, sin embargo, cuando la Edad de Piedra cedió el paso a la Edad de Bronce, se buscaron otros minerales de los cuales se podían extraer los metales.
En (372-287 B.C.), el filósofo griego Teofrasto, realizo el primer escrito sobre minerales.
 Plinio el Viejo ,escritor y naturalista romano, 400 años más tarde registró el pensamiento mineralógico de su tiempo.
En 1556 Georgius Agricola (Georg Pawer; alquimista, químico y mineralogista alemán) publicó en Latín un libro titulado De Re Metallica, que da razón detallada de las prácticas de minería de su tiempo e incluye el primer registro de minerales, el cual existe actualmente. En 1912, el libro fue traducido al Inglés, por el presidente de los Estados Unidos, Herbert Hoover y su esposa, Lou Henry Hoover. 
En 1669 Nicolás Steno (polímata, médico, y anatomista danés del siglo XVII, considerado el padre de la Geología) realizó un estudio sobre cristales de cuarzo, el cual fue una contribución importante a la cristalografía. Encontró que, a pesar de sus diferencias en origen, tamaño o hábito, los ángulos entre caras correspondientes eran constantes.
En 1780 Arnould Carangeot (naturalista y minerólogo francés) , inventó un dispositivo (goniómetro de contacto) para medir los ángulos interfaciales de los cristales.
En 1783, Jean-Baptiste Romé I´Isle, realizó medidas angulares sobre cristales que confirmaron el trabajo de Steno, formulando la ley de los ángulos constantes interfaciales. 
Un año después en 1784, René J. Hauy, mostró que los cristales estaban construidos por el apilamiento de diminutos componentes básicos idénticos, a los que llamó moléculas integrales. Este concepto sobrevive casi en su sentido original en las celdas de unidad de la cristalografía moderna. Hauy, mediante su estudio sobre cientos de cristales, desarrolló la teoría de los índices racionales para las caras de los cristales. 
En 1809 William Hyde Wollaston, inventó el goniómetro reflectante, el cual permitió realizar medidas exactas y precisas de la posición de las caras de los cristales naturales y artificiales. Estos datos hicieron de la cristalografía una ciencia exacta. 
Entre 1779 y 1848, el químico Sueco Berzelius y sus estudiantes, estudiaron la química de los minerales y desarrollaron los principios de la clasificación química de minerales.
En 1828, el Escocés William Nicol, inventó un dispositivo que se polariza, el cual permitió el estudio sistemático del comportamiento de la luz en sustancias cristalinas. Este dispositivo vino a reforzar enormemente el estudio de minerales, siendo todavía un instrumento poderoso en los estudios mineralógicos.
En 1912 Friedrich y Camping, realizaron un experimento mediante el cual demostraron que los cristales podían difractar los rayos Xs, por lo que, por primera vez, se pudo determinar el arreglo regular de los átomos en la materia cristalina.
Poco tiempo después, a la difracción de los rayos Xs, se desarrolló un método poderoso para el estudio de los minerales y otras sustancias cristalinas. 
En 1914, W. H. Bragg y W. L. Braga, publicaron en Inglaterra las primeras determinaciones de la estructura de los cristales
CRISTALOGRAFÍA
La mayoría de los minerales adoptan formas cristalinas cuando se forman en condiciones favorables. La cristalografía es el estudio del crecimiento, la forma y la geometría de estas estructuras cristalinas. 
Estructura Cristalina
La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio. 
El estado cristalino de la materia es el de mayor orden, es decir, donde las correlaciones internas son mayores. Esto se refleja en sus propiedades antrópicas y discontinuas. No obstante, su morfología externa no es suficiente para evaluar la denominada cristalinidad de un material.
La red espacial cristalina representa la distribución de nudos equivalentes en tres dimensiones, cada uno de estos puntos posee un entorno idéntico al de cualquier otro punto de la red. El cristal posee las propiedades de la homogeneidad y de la periodicidad. Homogeneidad porque cada nudo de su red es idéntico a todos y cada uno de los demás de la red y periodicidad porque los nudos en una dirección dada se encuentran a distancias fijas. 
En función de los parámetros de la celda unitaria, longitudes de sus lados y ángulos que forman, se distinguen 7 sistemas cristalinos.
Para determinar completamente la estructura cristalina elemental de un sólido, además de definir la forma geométrica de la red, es necesario establecer las posiciones en la celda de los átomos o moléculas que forman el sólido cristalino; lo que se denominan puntos reticulares.
Existen 14 ordenamientos posibles para una estructura cristalina denominados Redes de Bravais
CRISTALIZACIÓN
La cristalización es un proceso en el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución; los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una estructura cristalina. La cristalización se emplea con bastante frecuencia en Química para purificar una sustancia sólida.
Existen algunos patrones de intercrecimiento relativamente común de cristales bien formados que no son aleatorios en la naturaleza. Tales como crecimiento paralelo de la misma sustancia cristalina, e incremento controlado cristalográficamente de dos o más cristales de la misma sustancia que están relacionados por un elemento de simetría.
MACLAS
Una macla es la agrupación simétrica de cristales idénticos. La simetría puede ser especular respecto del plano de macla o por el giro de sus elementos alrededor del eje de macla. Presentan relaciones cristalográficas entre ellos. Existen tipos de maclas que son características de un mineral (o de un grupo de minerales) y nos pueden ayudar a la identificación.
Crecen conjuntamente de acuerdo con cierta ley, de forma tal que ciertas direcciones reticulares son paralelas y otras están en una posición inversa.
Los componentes de una macla están relacionados entre sí de la siguiente manera:
Una parte de mineral se deriva de la otra como si se hubiese producido una reflexión de este sobre un plano común. Este plano, sobre el cual están dispuestas ambas maclas, se conoce como plano de macla.
Por una rotación de 180° alrededor de una dirección cristalina o eje de macla, común a ambas. 
Las dos maclas pueden ser simétricas según un punto. En este caso se dice que la macla tiene un centro de macla. 
MACLAS DE CONTACTO
A menudo los individuos que forman la macla se unen como si se hubieran pegado uno al otro por el dorso, por un lado o por la base, como la imagen que se forma de un objeto si lo adosamos a un espejo.
MACLAS DE PENETRACIÓN
En las maclas de penetración parece como si los individuos que las forman se hubieran introducido uno a uno en el interior delotro.
MACLAS MÚLTIPLES O REPETÍDAS
Las maclas múltiples unen más de dos individuos cristalinos. Entre ellas podemos distinguir las polisintéticas, que pueden agrupar varios cristales según la dirección de un solo plano, y las cíclicas, que al unir varios individuos llegan a cerrarse sobre sí mismas en forma anular.
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