Clasificación de Minerales por su Composición Química

Los minerales se clasifican principalmente según la naturaleza de su anión o grupo aniónico. A continuación, se detallan las principales clases:

Elementos Nativos

Son aquellos elementos que se encuentran en la naturaleza en estado libre, sin combinarse con otros átomos. Se distinguen alrededor de veinte elementos nativos, a excepción de los gases atmosféricos. Ejemplos notables incluyen el oro (Au), la plata (Ag), el cobre (Cu), el azufre (S) y el diamante (C).

Sulfuros y Sulfosales

Sulfuros Naturales

Constituyen una clase fundamental en metalurgia, albergando metales importantes como el hierro (Fe), el estaño (Sn) y el manganeso (Mn), así como menas como la galena y la esfalerita. Son compuestos de diversos minerales combinados con azufre, sin la presencia de oxígeno. Ejemplos de minerales sulfuros son la pirita (FeS), la calcopirita (CuFeS₂) y la galena (PbS).

Sulfosales

Son minerales compuestos por plomo, plata y cobre combinados con azufre y otros elementos como arsénico, bismuto o antimonio. Un ejemplo es la pirargirita. Este grupo también incluye compuestos de selenio (selenuros), arsénico (arsenuros), telurio (telururos), antimonio (antimoniuros) y bismuto (bismuturos).

Haluros o Halogenuros

Resultan de la combinación de un halógeno (flúor, cloro, bromo o yodo) con un metal. Los aniones característicos son F^–, Cl^–, Br^–, I^–, combinados con cationes relativamente grandes de baja valencia. Un ejemplo común es la halita (sal de gema, NaCl). Otros ejemplos son la silvina (KCl) y la fluorita (CaF₂).

Óxidos e Hidróxidos

Óxidos

Son el producto de la combinación del oxígeno con un elemento. Se dividen en óxidos básicos (metálicos) y ácidos (no metálicos). Ejemplos de óxidos metálicos son la cuprita (Cu₂O) y la magnetita (Fe₃O₄).

Hidróxidos

Se caracterizan por la presencia del ion hidroxilo (OH^–) o moléculas de H₂O. Ejemplos incluyen la limonita (FeOOH) y la goethita (α-FeOOH).

Carbonatos, Nitratos y Boratos

Boratos

Constituidos por sales minerales o ésteres del ácido bórico, presentan gran diversidad en apariencia y propiedades físicas.

Nitratos

Son sales derivadas del ácido nítrico. Destacan la nitratina (nitrato sódico, también conocida como nitrato de Chile o caliche) y el salitre. Estas sales se utilizan frecuentemente en la fabricación de explosivos.

Carbonatos

Son sales derivadas de la combinación del ácido carbónico con un metal. Son compuestos muy difundidos en la naturaleza. Ejemplos son la azurita, la malaquita, la calcita (CaCO₃), el aragonito (CaCO₃) y la dolomita (CaMg(CO₃)₂).

Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y Cromatos

Sulfatos

Son sales o ésteres del ácido sulfúrico, generalmente solubles en agua. Son minerales de origen diverso, inestables y de escasa dureza. Ejemplos son la baritina (BaSO₄) y el yeso (CaSO₄·2H₂O).

Cromatos

Son sales o ésteres del ácido crómico, presentándose generalmente en forma de minerales de colores amarillentos. Las sales alcalinas se utilizan como reactivos analíticos y oxidantes.

Wolframatos

El wolframio (tungsteno) es un metal duro, denso y de brillo plateado, que se encuentra formando parte de la volframita. Tiene utilidad en aleaciones y como sustituto del diamante. Su alto punto de fusión lo hace ideal para filamentos de lámparas incandescentes.

Molibdatos

Como la molibdenita, son minerales que se presentan en forma de sulfuro. Su utilidad reside en la mejora de la resistencia y ductilidad de aceros y aleaciones.

Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos

Estos grupos contienen aniones complejos: (PO₄)^3- en los fosfatos (ej. apatito), (AsO₄)^3- en los arseniatos, y (VO₄)^3- en los vanadatos. Son sales o ésteres de los ácidos fosfórico, arsénico y vanádico. Son solubles en ácidos minerales, excepto los fosfatos neutros de metales alcalinos. La utilidad fundamental de los fosfatos es como fertilizante (ej. apatito y piromorfita).

Silicatos

Los silicatos son sales del ácido silícico y constituyen los compuestos más frecuentes y fundamentales de la litosfera. Se hallan en forma de silicio y oxígeno, o en combinación con otros elementos. Salvo los alcalinos, son insolubles y resistentes a la mayoría de los ácidos. Minerales importantes incluyen el feldespato, la mica, el cuarzo, el anfíbol, el piroxeno y la zeolita. Los silicatos de sodio y potasio forman vidrios solubles; los de magnesio incluyen el talco; los de calcio integran el vidrio y el cristal; y los de aluminio, como el caolín o la arcilla.

Estructura de los Silicatos

La unidad básica estructural de los silicatos es el tetraedro de [SiO₄]^4-, formado por un ion de silicio (Si⁴⁺) rodeado por cuatro iones de oxígeno (O^2-). Este tetraedro posee una carga neta de -4.

• El catión Al³⁺ puede reemplazar al Si⁴⁺ en el centro del tetraedro o ubicarse en el centro de un octaedro, debido a su tamaño iónico similar.

Tipos de Silicatos

Los tetraedros [SiO₄]^4- pueden presentarse de forma independiente o agruparse:

• Nesosilicatos: Tetraedros independientes. Ejemplo: olivino ((Fe,Mg)₂SiO₄).
• Sorosilicatos: Pares de tetraedros unidos. Fórmula general: [Si₂O₇]^6-. Ejemplo: epidota.
• Ciclosilicatos: Anillos de tetraedros. Fórmula general: [Si_nO_3n]^2n-. Ejemplo: berilo (Be₃Al₂[Si₆O₁₈]).
• Inosilicatos: Cadenas simples o dobles de tetraedros.
  • Cadenas simples: Piroxenos (ej. augita).
  • Cadenas dobles: Anfíboles (ej. hornblenda).
• Filosilicatos: Placas o láminas de tetraedros. Ejemplo: moscovita.
• Tectosilicatos: Estructuras tridimensionales de tetraedros. Ejemplos: feldespatos, cuarzo (SiO₂).

Formación, Evolución y Transformación de los Minerales

Estabilidad e Inestabilidad Mineral

Los mecanismos de formación mineral son diversos y se pueden agrupar en:

• Cristalización a partir de fluidos:
  • Solidificación del magma (procesos ígneos o volcánicos).
  • Evaporación de soluciones acuosas (ej. yeso).
  • Sublimación de gases (ej. azufre).
• Transformación en estado sólido: Propio de los procesos metamórficos, donde cambios de presión, temperatura y la participación de fluidos son clave.

Procesos Geológicos Formadores de Minerales y Rocas

La formación de minerales es el resultado de procesos químicos y físicos continuos. Los cinco procesos fundamentales son:

Proceso Magmático

Conduce a la formación de minerales por solidificación del magma. La velocidad de enfriamiento influye en la cristalización:

• Enfriamiento lento en profundidad favorece la cristalización.
• La cristalización puede ser selectiva y secuencial a medida que disminuye la temperatura.
• La solidificación rápida del magma en la superficie (actividad volcánica) crea masas rocosas compactas.

Proceso Metamórfico

Implica la transformación estructural, mineralógica y química de las rocas bajo el efecto de la temperatura, la presión y los fluidos circulantes. Existen dos tipos principales:

• Metamorfismo Térmico: Causado por intrusiones magmáticas. Minerales característicos: granates, sillimanita, cordierita, vesubiana, espinela, piroxeno, pirita.
• Metamorfismo Regional: Se desarrolla en grandes extensiones de la corteza terrestre sujetas a presiones y dislocaciones. Se clasifica según la profundidad:
  • Epizona: 5.000 – 7.000 m de profundidad.
  • Mesozona: 7.000 – 12.000 m de profundidad.
  • Catazona: 12.000 – 20.000 m de profundidad.

Proceso Hidrotermal

Involucra la acción de agua caliente o sobrecalentada, capaz de desintegrar silicatos y disolver sustancias insolubles. Se manifiesta en dos tipos de actividad:

• Procesos de Alteración: Forman nuevos minerales como la serpentina y el caolín.
• Deposición: El agua sobrecalentada, al enfriarse, precipita elementos disueltos, rellenando fisuras y formando nuevos minerales (ej. vetas de sulfuros metálicos).

Proceso Supergénico

Origina nuevos minerales a partir de otros preexistentes por alteración, cuando estos se encuentran cerca de la superficie y son alcanzados por agua infiltrada.

Proceso Sedimentario

Los minerales en rocas sedimentarias provienen de la erosión mecánica y alteraciones químicas de rocas existentes, sin la acción de altas presiones o temperaturas. Se clasifican según su origen:

• Minerales de depósito mecánico: Detritos transportados y depositados, que sufren consolidación o cementación (ej. limonitas).
• Minerales de depósito químico: Se forman por precipitación de sustancias disueltas.
• Minerales de depósito orgánico y bioquímico: Interviene la acción directa de organismos vivos.

Etiquetas: Clasificación de Minerales, elementos nativos, haluros, minerales, óxidos, sulfuros