Introducción a la Composición Terrestre

Los elementos más abundantes en la Tierra son el Fe, el O y el Si. En la corteza terrestre, los principales son: O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na y K.

Tipos de Material Mineral

Materia Amorfa

La materia amorfa: Sus elementos químicos constituyentes se encuentran dispuestos al azar, sin ningún orden periódico. Ejemplos incluyen los vidrios volcánicos (como la obsidiana), el ópalo y la limonita.

Materia Cristalina

La materia cristalina: Sus constituyentes se encuentran ordenados periódicamente en el espacio, unidos por enlaces químicos, formando una estructura interna cristalina. En el estado cristalino, los átomos se encuentran en equilibrio térmico.

Definición de Cristal

Un cristal es un sólido orgánico o inorgánico, con estructura interna ordenada y una composición química definida, que puede ser de origen natural o sintético. Un cristal es sinónimo de materia cristalina.

Un cristal se presenta con formas poliédricas cuando, en el momento de su formación, dispone de espacio, tiempo y la composición química adecuada.

Minerales

Los minerales están formados por materia cristalina. Es importante destacar que todos los minerales son cristales, pero no todos los cristales son minerales.

Formación de Cristales (Cristalogénesis)

La cristalogénesis es el proceso de formación de cristales. Este proceso implica la nucleación, que es la formación de un núcleo o partícula inicial con las propiedades del cristal, sirviendo como germen o semilla. Después de la nucleación, comienza el crecimiento del cristal.

Métodos de Formación

• Por solidificación a partir de una fundición: Este proceso ocurre cuando los materiales en estado fundido experimentan un descenso en su temperatura, provocando un cambio de estado (de líquido a sólido). El enfriamiento debe ser lento; si es rápido, se formará materia amorfa.
• Por cristalización a partir de una disolución: Se debe a una precipitación química o bioquímica.
• Por sublimación a partir de un gas: Un gas forma directamente cristales como consecuencia de una bajada de la temperatura. Ejemplo: cristales de azufre a partir de gas sulfurado que expulsan algunos volcanes.

Formación de Cristales en Estado Sólido a partir de Cristales Previos

• La recristalización es el aumento de tamaño de un cristal al añadirse más elementos químicos sobre él.
• El reajuste mineralógico: Es la formación de un nuevo cristal por reorganización interna de los componentes de un cristal preexistente.

Propiedades de la Materia Cristalina

Un monocristal es un cristal individual que se forma a partir de un núcleo sin sufrir interrupciones y mantiene la misma dirección de crecimiento.

Las propiedades clave de la materia cristalina incluyen:

• Es periódica: Sus átomos se repiten en el espacio en intervalos iguales. Los lugares donde se encuentran los átomos o grupos atómicos que se repiten se llaman nudos. Los intervalos en los que se repiten los nudos se llaman traslaciones.
• Es homogénea: Como la materia cristalina es un medio periódico, es una sucesión de nudos equivalentes, y todos estos nudos disfrutarán de idénticas propiedades físicas y químicas.
• Es anisotrópica: La mayor parte de sus propiedades físicas varían en función de la dirección y son constantes en las direcciones coincidentes.
• Es isotrópica: Por una propiedad cuando su valor es constante en todas las direcciones.
• Es simétrica: Admite elementos ideales de simetría como el vector de traslación, los planos de simetría y los ejes de simetría.

Clasificación de Minerales

Definición Ampliada de Mineral

Un mineral es una sustancia sólida, elemento o compuesto químico, de composición definida o que varía entre determinados límites, inorgánico, de origen natural, y que posee una estructura cristalina definida.

Tipos de Minerales por Estructura y Composición

• Minerales polimorfos: Son aquellos con la misma composición química pero diferente estructura interna cristalina. Ejemplo: diamante y grafito.
• Minerales isomorfos: Son aquellos con una misma estructura cristalina pero con una composición química diferente.

Ambientes Petrogenéticos

Los ambientes petrogenéticos son zonas de la Tierra donde se producen los procesos geológicos que dan como consecuencia la formación de minerales y rocas. Cada ambiente está caracterizado por unas condiciones específicas de presión y temperatura.

Tipos de Ambientes Petrogenéticos

• Ambiente Ígneo o Magmático: Se caracteriza por presiones y temperaturas que pueden fundir las rocas, dando lugar a los magmas. La formación de magmas es un proceso geológico interno denominado magmatismo. La solidificación de los magmas da lugar a minerales y rocas ígneas o magmáticas. Los principales minerales que se forman son los silicatos.
• Ambiente Metamórfico: Se caracteriza por presiones y temperaturas intermedias que no producen fusión de los materiales terrestres, pero sí sus transformaciones en estado sólido. Se produce el proceso interno del metamorfismo, que da lugar a la formación de minerales y rocas metamórficas.
• Ambiente Sedimentario: Se caracteriza por presiones y temperaturas bajas, donde tienen lugar los procesos externos de meteorización, erosión, transporte, sedimentación y diagénesis, que se denominan procesos sedimentarios. Estos dan lugar a rocas sedimentarias.

Las Rocas

Las rocas son agregados minerales. El término ‘agregado’ significa que los minerales que las constituyen se encuentran unidos de manera que conservan las propiedades de cada uno; es decir, las rocas son mezclas heterogéneas de sustancias.