Os minerais

1) Que é un mineral?

• É un sólido, natural, homoxéneo, formado mediante un proceso inorgánico, con composición química definida e con estrutura cristalina (organización atómica ordenada).

• ROCHA: Agregados de minerais.• Rochas monominerálicas Formadas por un so

tipo de mineral. Ex: Cuarcita (seixo).• Rochas poliminerálicas Formadas por distintos

tipos de minerais. Ex: Granito (seixo + feldespato + mica).

Materia amorfa• Disposición espacial dos

átomos ou moléculas desordenada.

Materia cristalina• As partículas están

ordenadas no espacio segundo un modelo xeométrico regular.

Materia cristalina Materia amorfa

Fluorita Ópalo

Cristal• Materia cristalina • Con forma xeométrica externa regular, con caras

planas, pulidas e bien formadas. • Que posúe ordenación regular interna das súas

unidades elementais.

Cristal de rubí sen pulir.

Propiedades da materia cristalina

• Periódica: Repítese unha mesma unidade en todo el espacio (3D) ocupado polo mineral. Isto fai que as características físicas sexan constantes en todo o mineral.

• Homoxénea: Átomos iguais e equivalentes, teñen ó seu arredor entornos iguais.

• Anisótropa: Dependendo da dirección do espacio considerada, as distancias entre 2 átomos varían Algunhas propiedades da materia cristalina variarán segundo a dirección.

• Simétrica: Calquera nó reticular pode transformarse noutro idéntico a el, mediante diversas operacións de simetría.

A distribución ordenada e regular dos átomos na estrutura cristalina dos minerais ponse de manifesto en moitas propiedades destes: dureza, forma externa, fractura…

Para determinar a estrutura dos cristais, utilízanse equipos de difracción de rayos X.

Estrutura dos minerais

• Bravais demostrou en 1850 que só hai 14 posibilidades de formar redes cristalinas:• Redes do sistema cúbico.• Redes do sistema rómbico• Redes do sistema tetragonal• Redes do sistema monoclínico• Redes do sistema triclínico• Redes do sistema hexagonal Cela unidade

Redes de Bravais

2) Cristaloxénese

• É o conxunto de procesos que conducen á formación da materia cristalina (= formación de minerais).

• Segundo as condicións físico-químicas dominantes en cada momento (presión e temperatura), formaranse uns minerais ou outros.

Cristalización

• É o resultado da ordenación espacial dos motivos estruturais dun mineral, a partir de materiais que se reestruturarán por efecto de factores físico-químicos do medio (Temperatura, presión, viscosidade…).

• Os cristais formaranse a partires de núcleos de cristalización.

Relación entre a velocidade de arrefriamento e o tamaño dos cristais

• Nun arrefriamento lento fórmanse poucos núcleos. Resultado: fórmanse poucos cristais, pero grandes.

• Nun arrefriamento rápido fórmanse moitos núcleos, pero os cristais medrarán pouco. Resultado: Moitos cristais, pero pequenos.

• A materia amorfa fórmase cando o arrefriamento é tan rápido que os átomos non teñen tempo de ordenarse para formar a rede cristalina.

Crecemento dos cristais

• Os núcleos de cristalización medran por asimilación do material aínda non cristalizado e polo crecemento conxunto de núcleos pequenos de gran potencial químico.

• As caras dun cristal medran a distinta velocidade, dependendo da fortaleza dos enlaces químicos que establece o cristal coas partículas que o alcanzan.

• A forma dos cristais depende en gran parte da velocidade de crecemento das caras.

• Cando se producen desviacións na ordenación regular das partículas do cristal, fórmanse defectos ou imperfeccións. Arredor deles existe maior actividade química (crecemento, disolución…)

Factores que inflúen na cristalización

• Tempo e estabilidade (+) ↑ tamaño

• Espacio Prodúcese un crecemento completamente regular naqueles

lugares sen obstáculos que se opoñan ó seu crecemento.

• Cantidade de materia (+) ↑ tamaño

• ImpurezasA presenza de partículas extrañas cesan a cristalización ou a fan

máis lenta.

Hábito (caras do cristal)

• Aspecto macroscópico dun mineral. Está influenciado por factores externos e pola súa estrutura cristalina.

• Úsase para designar o seu aspecto xeral. Ex: cúbico, prismático, tubular, laminar…

• O hábito dun mesmo mineral pode variar segundo:– Velocidade de cristalización– Viscosidade do medio– Presión– Temperatura– Impurezas

Hábito prismático

• Turmalina

Hábito acicular

Natrolina

Fluorita en forma de octaedro

Recristalización

• Cando as condicións físico-químicas nas que se formou un determinado mineral cambian, pode producirse o fenómeno da recristalización e aparecer novos minerais, estables nas novas condicións ambientais, aínda que mantendo sempre o seu estado sólido.

• Formación de novas estruturas minerais a partires dunha fase de solución ou por recrecemento das estruturas cristalinas xa existentes.

Factores que inflúen na recristalización

1) Presión2) Temperatura3) Outros:

- Presenza de agua.- Tamaño e forma de orificios nas rochas.- Tamaño dos cristais …

Propiedades físicas dos minerais

• Propiedades mecánicas– Dureza– Exfoliación e fractura

• Propiedades ópticas– Isotropía e anisotropía– Cor e raia– Brillo

• Propiedades eléctricas e magnéticas

Propiedades vectoriais:

Dependen da dirección cristalográfica. (Anisotropía)

Esclerómetro (mide dureza)

Escala de Mohs

Escala de Mohs

Diferencia exfoliación / fractura

• EXFOLIACIÓN

• Fracturas que conservan caras planas.

Ex: Mica exfolia en láminas; a galena en cubos.

La exfoliación é un reflexo da estrutura interna.(Non todos os enlaces teñen a mesma fortaleza).

• FRACTURA

• Fracturas irregulares

Exfoliación

• Mica • Galena

Isotropía / Anisotropía

• A velocidade de propagación da luz é igual en todas as direccións.

• Só ten un índice de refracción:V luz baleiro

V luz cristal

(Monorrefrinxencia)

• A velocidade da luz varía segundo a dirección de vibración.

• Un raio de luz nun cristal anisótorpo desdóblase en 2 raios, que levan distinta velocidade. (Birrefrinxencia)(Diferenza entre os 2 índices de refracción)

Cor e raia

Cor: É o tipo de luz que reflicte cando é iluminado con luz branca.

A cor pode depender de:• Composición química• Estrutura• Tipo de enlace• Impurezas

Algúns minerais presentan unha cor constante (ex: xofre, grafito…) e outros, variable (fluorita, seixo…)

Raia: É a cor do pó que se desprende ó raiar un mineral (non sempre coincide coa da superficie do mineral).A cor da raia é xeralmente constante.

Brillo

• É o aspecto ou a luz reflectida na superficie dun mineral e pódese clasificar en:

• Brillo metálico: Como a pirita e a magnetita• Brillo non metálico: este clasifícase en:

– Vítreo: brillo do vidro ou do seixo– Adamantino: sumamente brillante e con elevado índice de refracción,

coma o diamante– Resinoso: brillo ou apariencia de resina, como a esfalerita– Graxo: apariencia dunha superficie aceitada, coma o nefelino– Perlado: similar ó brillo dunha perla coma o talco– Sedoso: presenta visos ondulantes como a seda natural, como a calcita

fibrosa– Mate ou terroso: sen brillo, como a Creta ou o caolín

Propiedades magnéticas

Todos os minerais resultan afectados por un campo magnético.

Diamagnéticos: Son repelidos lixeiramente.Paramagnéticos: Son atraídos lixeiramente.Ferromagnéticos: Son atraídos moi fortemente por un imán.

Propiedades eléctricas

A existencia de imperfeccións nos cristais confire certas propiedades.

Os materiais semicondutores conducen a electricidade. Caracterízanse por presentar elementos químicos extraños dentro dos cristais. Ex SILICIO

Outras propiedades

• Propiedades escalares (só dependen da temperatura e presión, non das direccións)

– Peso específico– Punto de fusión

• Propiedades físicas dependentes de heteroxeneidades dentro do cristal.– Luminiscencia (fluorescencia / fosforescencia)

Peso específico

É a relación entre a densidade dunha substancia e a densidade da auga (un nº sen unidades).

Pe= Densidade mineral / Densidade auga

A densidade dunha substancia depende de:- A súa estrutura cristalina.- A súa composición química.- Temperatura e presión (expansión – contracción)

Punto de fusión

É a temperatura a partires da cal prodúcese a fusión do mineral.

Depende de: - A estrutura - A presión- Presenza de impurezas. (Ex: o sal diminúe o punto de fusión

da neve).

Luminiscencia

• Fluorescencia

• A emisión de luz ten lugar durante a excitación.

• Fosforescencia

• A emisión de luz continúa despois de que a irradiación cesou.

Emisión de luz de menor frecuencia que la absorbida.Emisión de luz de menor frecuencia que a absorbida.

Cristalización artificial

O home é quen de imitar as condicións físico-químicas nas que se produce a cristalización para obter cristais sintéticos.

Tamén pode aproveitar o mesmo proceso de cristalización (=tendencia a formar cristais) para purificar moitas substancias cristalinas.

4) Ambientes e procesos petroxenéticos

Ambiente petroxenético: Ambiente de formación de rochas e minerais.

• A. petroxenéticos internos• A. petroxenéticos externos

• A. P. Sedimentarios• A. P. Metamórficos (↑ Presión e/ou ↑ temperatura sen

fusión)

• A.P. Magmáticos

Ciclo das rochas

= Ciclo xeolóxico: Conxunto de procesos que conducen á formación de rochas estables.

(ROCHA = Agregado de minerais en equilibrio)

Un determinado tipo de rocha pode transformarse noutro tipo de rocha estable nas novas condicións.

O equilibrio dos minerais que forman unha rocha, pode romperse cando chegan substancias que produzan variacións na composición química, ou fagan variar de forma importante a temperatura ou a presión.

Un determinado tipo de rocha pode transformarse noutro tipo de rocha estable nas novas condicións, mediante os procesos xeolóxicos correspondentes. CICLO DAS ROCHAS

Ciclo das rochas(non é unidireccional !!)

Procesos xeolóxicos implicados no ciclo das rochas:• Sedimentoxénese: as rochas da superficie son

sometidas a procesos de erosión + transporte + sedimentación.

• Diaxénese: Conxunto de procesos que tenden á formación dunha rocha sedimentaria a ↓ Tra e ↓ presión.

• Epixénese: Conxunto de procesos (a ↓ Tra e ↓ presión) que afectan ás rochas sedimentarias tras a diaxénese e a transforman noutra rocha sedimentaria distinta.

• Rochas sometidas a un aumento de presión e Tra (sen chegar a se fundir), sofren procesos de deformación, recristalización e cristalización; transformándose en rochas metamórficas.

• Rochas sometidas a ↑ presión ↑ Tra (fusión) orixinan magmas, que ó solidificar formarán rochas magmáticas.– R. Plutónicas e filonianas (solidifican a certa profundidade).

– R. Volcánicas (solidifican en superficie).