6. Identificaion de Los Minerales

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNOFACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA Y METALURGICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLOGICA

CURSO DE MINERALOGIA Y PETROGRAFIA

TEMA 6: IDENTIFICACION DE LOS MINERALES

Por: Ing. MSc. Roger Gonzales Aliaga Puno, Diciembre del 2011

IDENTIFICACION DE LOS MINERALES (Tema 06)

1. MINERALOGIA DETERMINATIVA IColorRayaDurezaPeso especifico

2. MINERALOGIA DETERMINATIVA IIProcedimientos ópticosProcedimientos químicos

3. MINERALOGIA DETERMINATIVA IIIProcedimientos complejos


1. MINERALOGIA DETERMINATIVA I

Los métodos para identificar los minerales, es decir, conocer sucomposición química y su estructura, consisten en investigar laspropiedades físicas y químicas que los caracterizan. Algunos de estosmétodos son complejos y determinan a la vez ambos factores, otros sonprocedimientos físicos sencillos que permiten diferenciar unas especiesde otras a partir del estudio de las propiedades físicas.

Color, Esta propiedad no es concluyente -cualquier impureza enpequeña cantidad, cambia el color de un mineral alocromático- aunqueexisten variedades gemológicas que dependen exclusivamente delcolor: el corindón de color rojo (por la presencia de cromo) es el rubí,pero cuando es azul (debido al titanio) es un zafiro; el berilo verde(debido al cromo) es la esmeralda.

Raya, el color de la raya es característico en algunos minerales y permitediferenciar especies que se parecen mucho. Por ejemplo, el oligistotiene raya roja; la pirolusita, negra; y la goethita, pardo amarillenta. Sinembargo, el aspecto de los tres minerales es muy parecido.


Dureza, Es un ensayo muy fácil de realizar que permite diferenciarminerales de apariencias muy semejantes, por ejemplo la calcita (dureza3) y el cuarzo (dureza 7). Tiene el inconveniente de que debe rayarse elejemplar, por lo que no es aplicable en gemología.

A veces se obtiene información comparando la dureza de la muestraproblema con la de algunos elementos que nos podemos proporcionarcon facilidad y cuya dureza es, por lo tanto, conveniente conocer: ladureza de la uña es aproximadamente 2,5; la de una hoja de navajasupera mínimamente 5; el vidrio tiene dureza 5,5; y el cuarzo, tal comoaparece en la escala de Mohs, 7.Conviene recordar que en los ensayosdeterminativos de durezas se puede caer en algunos errores fáciles deevitar si se conocen. Por ejemplo, cuando con un cuerpo se intentarayar otro, hay que asegurarse de que la raya corresponda realmente aun arañazo sobre la superficie que se ensaya, pues puede ocurrir que elmaterial con el que pretendemos rayar se desgaste sobre dichasuperficie por ser más blando, dejando un trazo que se puedeinterpretar equivocadamente. Deberá, pues, pasarse el dedo sobre laraya que se ha practicado, para ver si desaparece o es una incisiónpermanente.


También es necesario asegurarse de que la superficie sobre laque se realiza la prueba no está alterada; para ello esconveniente utilizar superficies de fractura frescas. El valor dela dureza, en muchos minerales depende de la dirección, perolas diferencias en general son tan pequeñas que en el tipo depruebas que estamos tratando la influencia de este factor esdespreciable. Un caso extremo es la distena, que da valoresentre 4 y 7. Otras propiedades físicas descritas anteriormente,que son destructivas pero permiten diferenciar en algunoscasos minerales parecidos, son la exfoliación y la fractura; porejemplo, una masa de espato calizo se diferencia de un filónde cuarzo porque la calcita se exfolia formando planos quecorresponden a las caras del romboedro (exfoliaciónromboédrica), y el cuarzo no presenta exfoliación, sinofractura concoidea.


Peso específico, la determinación del peso específico es sencilla y no destructiva, por ello suempleo es frecuente en gemología. Generalmente se practica uno de los dos procedimientossiguientes:

- Balanza hidrostática: Se basa en el principio de Arquímedes; consiste en una balanza deprecisión que tiene un soporte para colocar un recipiente lleno de agua, que se cuelga en uno delos brazos, y un contrapeso en el otro. Haciendo una pesada del mineral sin ponerlo dentro delagua y otra con el mineral sumergido, obtenemos los datos siguientes:

A = peso de la muestra en el aire.B = peso de la muestra en el agua.A - B = peso del volumen de agua desalojada.A/A-B = peso específico.

Si se quiere lograr una determinación muy exacta y el agua no está a 4°C, hay que aplicarfactores de corrección,

- Líquidos pesados: Este método, por su sencillez, es de frecuente aplicación en gemología.Consiste en introducir la muestra en un líquido de peso específico' conocido. Si se trata de unmineral más denso, se hunde; si es más ligero, flota; y, si tiene el mismo peso específico, sequeda en equilibrio en el interior del líquido. Generalmente se emplea uno de los tres líquidossiguientes: bromoformo, peso específico 2,88; yoduro de metileno, peso específico 3,33; y lasolución de Clerici, peso específico 4,15.

Estos líquidos se pueden diluir en agua para obtener una amplia gama de pesos específicos.Normalmente en gemología se preparan líquidos cuyos pesos específicos coinciden con los delas principales gemas, para detectar sus imitaciones; por ejemplo, solución de Clerici diluidahasta lograr un peso específico de 3,52, igual al del diamante; o más concentrada, de pesoespecífico 4, igual al del corindón (rubí y zafiro).


2. MINERALOGIA DETERMINATIVA II

Procedimientos ópticos: La determinación de las propiedades ópticas de losminerales por medio de ensayos de laboratorio proporciona una eficaz ayuda para suidentificación. Los procedimientos ópticos son muy utilizados en gemología, debido aque no son destructivos y a la facilidad de su realización.

Para poder aplicar el microscopio es necesario hacer una lámina delgada del mineral,por lo cual, se tendrá que desgastar la muestra hasta 20 micras de grosor; en estascondiciones los minerales no opacos dejan pasar la luz (refracción de la luz). La otraforma del estudio óptico es cuando se construyen briquetas de muestras de mineral,que también tienen que ser desgastadas, este estudio es mediante reflexión de la luz.

El microscopio petrográfico u óptico contiene algunas adaptaciones, cuya utilidad esinvestigar las propiedades ópticas de los minerales. El cual consta de un sistema deiluminación, tiene una lente que permite iluminar el mineral con luz ortoscópica(rayos paralelos) o conoscópica (rayos divergentes). Entre el sistema de iluminación yla platina, donde se sitúa el mineral, existe un polarizador (lámina que deja pasar laluz vibrando en un solo plano) y antes del ocular hay otra lámina que tiene la mismafunción (analizador), pero situada de tal forma que únicamente permite el paso de laluz que vibra perpendicularmente a como lo hace al salir del polarizador. Si el mineralque se halla en la platina es del sistema cúbico (isótropo) o se trata de materiaamorfa, la luz que sale del polarizador atraviesa la muestra sin ser desviada y, alllegar al analizador, queda anulada y el campo no se ilumina.


Microscopio que trabaja con luz refractada (izquierda) y microscopio que trabajacon luz relejada (derecha). Se observa también lamina delgada y lamina pulida.


Procedimientos químicos: se aplican en procesos industriales (en mineralogíadeterminativa o para el estudio de cristales, al tener que destruir la muestra,prácticamente se han abandonado).

Algunos ensayos (vía seca) determinan la fusibilidad, la volatilidad, la coloraciónde la llama (según el catión predominante; cobre, verde; potasio, violeta; sodio,amarillo; etc.,). El análisis cuantitativo se realiza disolviendo la muestra en unmedio ácido (vía húmeda) y utilizando reactivos para determinar la composicióndel mineral (hay que recordar que pueden corresponder varios minerales a lamisma fórmula química).


3. MINERALOGIA DETERMINATIVA III

Procedimientos complejos, existe una serie de procedimientos complejos que determinan conexactitud la estructura y composición de los minerales. Los cuales describiremos a continuación:

-Análisis térmico diferencial, esta técnica consiste en calentar una pequeña cantidad de muestradel mineral y medir los cambios que se van produciendo conforme aumenta la temperatura:desprendimiento de calor (reacciones exotérmicas) o absorción (reacciones endotérmicas),pérdida de moléculas de agua de hidratación, etc. Estos cambios se miden por medio de un partermoeléctrico y se representan en una gráfica que da una curva característica para cadamineral, con inflexiones que corresponden a las variaciones. El análisis térmico diferencial tieneamplia aplicación en el estudio de minerales arcillosos, que no son fáciles de identificar por otrosprocedimientos.

-Difracción de rayos X: Los rayos X fueron descubiertos por Wilhelm Rontgen, en 1895. Alestudiar su naturaleza se formuló la hipótesis de que eran ondas electromagnéticas de muypequeña longitud de onda y, para probarlo, se buscó la forma de producir su refracción.

A. Max Von Laue, en 1912, experimentó con un cristal de calcita, suponiendo que los cristalestenían estructura reticular y que la distancia entre sus planos era suficientemente pequeña paralograr la difracción de los rayos X. El resultado de este experimento, además de lograr laconfirmación deseada, puso de manifiesto la estructura interna de los minerales.

Friedrich y Knipping siguieron experimentando con los rayos X, aplicándolos al estudio de losminerales: bombardeando con rayos X cristales orientados según sus ejes cristalográficos, sobreuna placa fotográfica quedaba la impresión de diversos puntos distribuidos según una simetríaque se correspondía con la del cristal.


Bragg y su hijo demostraron que existe una relación sencilla entre el ánguloincidente, la longitud de onda de los rayos X y la distancia reticular de los cristales.Esta relación la expresaron mediante una ecuación (ecuación de Bragg):

2d.sen θ = nλ.Siendo:d = distancia reticular;e = ángulo de incidencia de los rayos X sobre el cristal;n = número sencillo que expresa sobre qué plano reticular se produce la refracción;λ = longitud de onda de los rayos X.

A partir de la ecuación de Bragg se desarrollaron varias cámaras para estudiar loscristales mediante la refracción de los rayos X. Estos métodos permiten calcular lasdimensiones de la celda elemental y las características generales de la red; siempreusan un cristal orientado según sus ejes, dentro de la cámara.

-Ensayo del polvo cristalino, se coloca la muestra en una cámara y se la bombardeacon un haz de rayos X, que refractan en las diferentes partículas; el resultado serecoge en una placa fotográfica o se convierte en impulsos electrónicos que muevenuna aguja que dibuja una gráfica. La gráfica se compara con fichas patrón quecorresponden a diversos minerales. Por este procedimiento se logra identificarcualquier mineral , determinar su estructura y su formula química.

6. Identificaion de Los Minerales

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