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plano paralei..o a ella, es un plano de e.x foliacion en potencia.
El nurnero de
planos po si bles q ueda limitado teo ricamente solo por el espa ciado atomico.
Tambien, puede presentarse en mas de una direccion cristalografica y en este
caso el grado es diferente segun la direccion, 10 que hara distinguir unas
de
otras.
Desde el punto de vista de sus aplicaciones tecnicas, la exfoliacion es
una
propiedad muy importante que determina las aplicaciones practicas de mu­
chos
minerales; por ejemplo
I
el hecho que la Moscovita se
en amplias y delgadas hojas, junto con sus propiedades
su utilizacion en equipos electricos.
pueda exfoliar
aislantes, permite
Un lapiz sirve para escribir debido a
que la perfecta exfoliacion del Grafito, hace que se separen y se adhieran al
papel minusculas escamas del mineral al frotar este.
La exfoliacion es tarnbien importante desde el punto de vista taxonomico,
pues un cuidadoso
estudio de ella permite determinar muchas veces el sis­
tema cristalino al cual pertenece el ITlineral a partir de fragmentos del mismo.
Por ejemplo, un ITlineral con solo una direccion de exfoliacion no puede perte­
necer al sistema CGbico, puesto que cualquier forma de este sistema posee
siempre mas de dos caras.
De la misITla forITla, un mineral con tres direc­
clones de exfoliacion de grado desigual, pertenece casi sieITlpre a uno de los
:.;~:.;~c.mas Ortorrombico, Monocllnico
0 Tricllnico.
No todos los minerales presentan exfoliacion y solam ente un porcentaje muy
122 pequeno la muestran en grado enlinente, pero en estos casos slrve como crl­
terio decisivo para el diagnostico.
4.2.2
---
PARTICION
En algunos minerales en vez de exfoliacion se puede presentar Particion,
segun pIanos paralelos a posibles caras cristalinas, pero con la diferencia
que se
presenta en algunos ejenlplares de una especie cristalina, Hlientras
que no aparece en otros, como debe hacerlo siempre la exfoliacion.
Esta propiedad es Hamada taHlbiEm Seudo-clivaje
0 Falso Clivaje y se debe
a iHlpurezas del cristal al crecer, 0 taHlbien a Maclas.
Ci .rtos Hlinerales cuando estan sujetos a tension
0 a presion, desarrollan
pIanos de debilidad estructural a 10 largo de los cuales pueden luego rOHl­
perse.
Los cristales nlaclado s, es pecialHlente los
Poli sintetico s pueden
:3epararse facilHlente a 10 largo de los pIanos de cOHlposicion.
Cuando
en
un nlineral se producen superficies planas por rotura a 10 largo de algunos
de dichos pIanos predeterminados, se dice que tiene Particion.
El fenomeno se parece ala exfoliacion, pero hay que distinguirlo de ella por
el hecho de que no 10 exhibiran todos los ejeHlplares de un deterHlinado nli­
neral, sino solo aquellos que esten maclados
presion apropiada.
123
0
hayan sido sOHletidos a una
4.2.3
EXFOLLACIO N ESFEROIDAL:
Este tipo de ex foliacion se presenta con el aspecto de una cebolla 0 un repollo,
es decir el despr e ndimiento de superficies
cascaras
0
no se da en capas planas sino como
concavidades.
El fenomeno qu e la produce es una meteorizacion prolongada a gran escala,
log rando en la roca y 10 s mine ra les, prin cipalmente de hie rro, una alta hi­
dratacion.
Cuando un mineral no se parte segun superficies planas se debe buscar frac­
tura.
4.2.4
FRACTURA:
Si al ejercer un esfuerzo superior al llmite elastico y pLlstico sobre un mi­
neral, se rompe irregularmente, de manera que no exhibe superficies pla­
nas paralelas, se dice que se ha producido una fractura.
Existen diversas denominaciones que permiten referir los diferentes bpos
de fracturas, entre
- Concoidal:
ellas se pueden mencionar como las mas frecuentes:
cuando la fractura tiene superficies suaves, lisas como la cara
interior de una concha.
Esto se observa frecuentemente en sustancias
como el vidrio y el Cuarzo.
124
a Astillosa:
Fibrosa
c uando un min e ral se rompe segun astillas
a fibras.
Se pres enta t lpi c amente en mine rale s can est ructura s de e s ta natur a l eza.
par ejemplo, l a Actin olita.
- Ganch u da:
Desigual
segun una superficie irregular, dentada
a Irre g ular:
a can
filo s puntiagudos.
segUn superficies bastas e irregulares.
Tambien
suele llamarse dentada.
- Aspera:
produce superficies carrasposas; can frecuencia se observa en
el Chert.
- Plana
a Te rrosa:
4.2.5
DUREZA:
produce granos finos como tie rra, ej emplo en Cali zas.
Se entiende par dureza de un mineral, la resistencia que presenta su super­
ficie a ser rayada
Tambj,en
a penetrada
par otro mineral, 6 par un material cualquiera.
suele llama rs e la IIA rafiabilidad II
del mineral y se designa como
1a letra H.
E1 grado
de dureza viene determinado por la facilidad 0 dificultad relativa
can que un mineral es rayado par otro
a par
una lima
a punta
de acero.
Bn i822, Mohs propuso una serie de diez minerales como escala de dureza
y
'::'1·
comparacion can ella s puede d~ te rmina rs e la dureza relativa de c ua 1­
mineral
De acuerdo a esta escala, cada uno de esos minerales
capaz de rayar a los situados antes de el en la escala, mientras
125 es
que es
rayado por los que estan des pues.
A continuacion se p r esenta la escala:
1.
Talco
6.
Ortosa
2.
Yeso
7.
Cuarzo
3.
Calcita
8,
Topacio 0 Be rilo
4.
Fl uorita
9,
Corindon
5.
Apatito
10,
Diamante
.­
Mohs procuro que los int ervalos entr e pa res consecutivos de 1a esca1a fueran
equivalentes en 10 posible, pero se dio cuenta que el intervalo entre el Corin­
don y el Dian1ante es mucho mayor que los demas, y a pesar de esto, no pudo
corregirlo por no conocerse
minerales de dureza
intermedia.
Despues de esta e scala, se han ideado otros metodos para dete nnina r c uan­
titativamente la dureza, y todos ellos han demostrado que los intervalos en­
tre pares de la escala de Mohs son, con excepcion del intervalo 9 - 10, casi
iguales.
As! pues, aunque la escala es solo cualitativa, sirve muy bien para
comparar la dureza de los minerales, no siendo facil hallar otra mas ade­
cuada.
Con el fin de determinar la dureza relativa de cualquier n'lineral de acuerdo
con esta escala, es necesa rio
determinar si los minerales de la escala
pueden ser rayados 0 no por e1 ejemp1ar en estudio.
n'linacion debera t enerse muy en cuenta 10 siguiente:
126 Al efectuar esta deterocurre
muchas veces
que cuando un mineral es mas blando que otro, porciones del primero dejan
una huella sobre el segundo, huella que puede ser confundida con una raya.
Debera entonces borrarse y solo cuando sea una raya "verdadera perrnane­
,
cera.
Muchos mi.nerales se alteran frecuentemente en su superficie, pasando a
ejem;:>lares que son m'Jcho mas blandos que el m.ineral original,
debera em­
plearse por 10 tanto una superficie fresca.
Cuando se efectua la prueba de dureza es siempre recomendable confirma rla,
repitiendo la operacion y alterando el orden de ejecucion; esto es, no tratar
siempre de arana r el nl.ineral A
hacerlo con el A
sobre el
con el mineral
B,
sino tambien t ratar de
B.
Existen ademas otros elementos que sirven para dete rrnina r durezas aproxi­
madas, ellos son:
la una (2), una rnoneda de Cobre (3), el acero de un cor­
taplumas (5), el vidrio de una ventant'- (5.5),
y el acero de una lima (6.5).
La dureza e s una propiedad vecto rial y un rnismo cri stal puede pres entar di­
ferentes grados de dureza dependiendo de la direccion cristalografica segun
la cual se le raya.
Muchos minerales son mas blandos segu.n las superficies
d.e exfolia cion que en ot ra s di r ec cio ne s .
La razon de 10 anterior es que los enlaces de una estructura cristalina varIan
127 de acuerdo a la di reccion, y por 10 tanto es logico que varle de la mlsma ma­
nera la dureza de
n,lneral.
Incluso en las sustancias que cristalizan en e 1
sistema Cubico no es igual la
fuerza del enlace en todas las direcc i ones, y
par 10 tanto tampoco 10 es la dureza.
Sin enlbargo, en casi todos los casas
la variacion es tan pequefia que generalnlcnte no es facil detectarla
0
no me­
rece nlucha importancia nOnlbrarla; exceptuando el caso po r ejemplo de la
Cianita, muy sensible, en la que sobre la superficie de
exfoliacion (100) es
4.5
De igual manera en
paralelamente al eje c, y 6.5
paralelamente
la Calcita se menciona casi sienlpre
un valor de 3
a
b.
de acuerdo a la escala ,
pero algunos cristales que suelen nlostrar el Pinacoide basal, ofracen so­
bre dicha s uperficie un valor de 2
/
a
Una propiedad del Diam ante q lite tiene
seer una dureza
2 Y 1/2.
nlucha importancia practica, es po­
superior en las superficies (Ill), que se relaciona
la exfoliacion caracterlstica paralela a dichas caras.
tec
rric a
con
En esto reside la
de tallar 10 s Diamantes, s egun sus ca ras Octaedrica s, utilizando
polvo del rnismo mineral.
4.2.6
TENACIDAD;
.,.
Es la resistencia que un mineral opone a ser roto, nlolido, doblado a des­
garrado; es decir su cohesion.
Existen dife rente s denominaciones de tenacidad a las cuale s podemo s
128 referir cada mineral de acuerdo a la calidad y grado en que se presente:
cuando un r~n inera l se r01npe facil rrlente
Fragil:
Maleable:
0
se reduce a polvo.
cuando un mineral puede ser transforrnado en hojas delgadas
por percusion . .
Sectil:
cuando un mineral se deja cortar por un cuchillo
0
navaja con faci­
lidad .
Ductil:
cuando a un mineral se
Flexible:
Ie puede dar forma de hilos
es aquel mineral que al aplicar un esfuerzo puede ser doblado
pero no recupera su forma primitiva al cesa rIa fuerza que 10 ha defor­
mado.
Elastico:
es aquel mineral que al aplicarle un esfuerzo puede ser doblado
y recobra su forma primitiva al cesar la fuerza
4.2. 7
que 10 ha deforrnado.
PESO ESPECIFICO
Es un nUrne ro que expresa la relacion entre el peso de una muestra dada y el
peso de un volumen igual de agua.
Por ejemplo, si el peso especlfico de un
mineral es 2, esto significa que una muestra determinada de dicho mineral
pesa dos veces 10 que pesarla un volumen igual de agua.
EI peso especlfico
de un mineral de conlposicion determinada es constante
y su determinacion es un valor importante en la identificacion de un mineral.
Se desgina por la let ra
G.
129 FE ta
propiedad basicamente depende del tipo de atomos de qu e esta compuesto
el mineral y de la manera como estan empaquetados los atomos.
La influen­
cia del empaquetaluiento de los atomos sobre el peso especlfico se ap r ecia cla­
ramente en los compuestos Polimorfos, en los que permanece constante Ja
composicion qUlmica pero varla el empaquetamiento de los atomos.
El Dia­
mante y el Grafito, constituldos ambos por el elemento Carbono son el ejem­
plo mas notable, el Dianlante con G= 3.5
tiene una estructura de empaqueta­
miento compacto que da lugar a una elevada densidad
de atomos por unidad de
volumen, en tanto que el Grafito con G= 2.2, el empaquetamiento es menos
denso.
Para obtener una buena determinacion del peso especlfico se requieren unas
minima 5 condic ion es como son: el min e ral debe
5
e r pu ro q ulmi camente,
grietas ni cavidades en las cuales puedan quedar aprisionadas peliculas
5
in
a
burbujas de aire, y ademas que el volumen de la muestra sea aproxirnada­
mente igual a un centimetro cubico.
El procedimiento consiste en 10 siguiente:
se pesa el mineral en el aire (p),
se sumerge en agua y se vuel ve a pesa r, en estas condiciones pesara menos ya que cualquier objeto sumergido en agua es
valc:r.te al peso del agua desplazada.
ernpujado con una fuerza eq ui­ Sea el peso en el agua (p'). p - pi = es perdida de peso producido por la inmersion en agua,
de
lID
vo lumen igual de agua.
130 a el
peso La formula
p
p - pI
=
dara un nCllnero que es el peso especlfico del mineral.
Casi todas las personas que han tenido un manejo mas
0
menos regular con
rocas y rninerales , han adquirido, en algun grado, un sentido practico que les
permite dif e renciar sin necesida d de una balanza . entre minerales pesados y
livianos.
Entre el grupo de los minerales metalicos (ca si todos los minerales
de brillo metalico son pesados) la Pirita es uno de los mas frecuentes, consi­
derando aSl su peso de valor medio, es por eso que el Grafito nos parece li­
viano, mientras que la Plata pesada.
De igual forma ocurre con los minera­
les de brillo no metalico; siendo el Cuarzo y la Calcita 10 mas comun, nuestro
sentido establece para ellos un peso especlfico medio, en tanto la Ulexita se
hace liviana y la Baritina demasiado
pesada.
El hecho de qoe cada mineral posee su propio peso hace posible, a partir de
sus mezclas, una separacion entre ellos basada en la irrpersion en llquidos
pesado s.
E sta es una tecnica muy impo rtante en la Petrologla Sedimenta ria
pues los llamados minerales pesados de un sedimento dan a veces testimonios
de interes respecto al origen de los sedimentos ya los ambientes de deposi­
tacion.
La ::;cparacion de rninerales basandose en sus densidades diferentes es tam­
bien
lin'!.
tecnica importante en minerla para la preparacion de concentrados
de minp.rales utiles.
diendo polvo fino
A veces se emplean l{quidos pesados, obtenidos suspen­
de minerales densos como Magnetita
131 0
Galena en agua,
debido al elevado costo de los llqu i dos pesados concentrados.
Es tambien fre­
cuente acudir a dispo s itivos mecanicos, tales como tablas vibrantes, que per­
miten
separar mezclas de minerales al pasar sabre ellas suspendidas en
agua.
4.3
PROPIEDADES QUE DEPENDEN DE LA LUZ
4.3.1
BRILLO
--
Es una propiedad flsica de marcada importancia en los minerales y consti­
tuye una caract erlstica
de gran utilidad en su identificacion.
No es otra
cosa que el aspecto general de la superficie de un mineral cuando se refleja
la 1 uz .
La luz que incide en un cristal se refleja directamente por los pIanos de ex­
foliacion
0
hendidura de los minerales, y la diver'sidad del. brillo resulta del
grado de transparencia, de refraccion, de abso rcion y de constitucion de las
caras.
Existen dos grandes categorlas de brillo que son, metalico y no metalico, no
existiendo una llnea clara de separacion entre ambos grupos, y ciertos mine­
rales que estan entre ambos tipos se les conoce como submetalicos.
Un mi­
ner;:!] que tenga el aspecto brillante de un metal tiene un brillo metalico, son
co~pletamente
opacos a la luz y dan raya negra
Galena, Pirita y Calcopirita..
132
0
muy
0
scura,
por ejemplo:
Los de brillo no met<ili c o ti.enen c olores elaros y transmiten la luz a traves
de laminas muy del gadas, la raya eS in c olora 0 de color muy debil.
A conti­
nuacion se dan los b~rm. inos que se emplean par a describir el aspecto de los
minerales no metalicos .
Vi'treo:
Que tiene el reflejo del vidrio, ejemplo el Cuarzo.
Resinoso:
-
Graso:
Tiene el aspecto de la resina, ejemp l o la Esfalerita.
El mineral parece estar cubierto por una delgada capa de aceite,
por ejemplo el Yeso fibroso y la Malaquita.
- Adama ntino:
Es tlpico del Diamante y otros minerales transpa rentes de
gran refraccion, ejemplo Cerusita y Anglesita.
Nacarado:
-
Sedoso:
Tiene el aspecto iridiscente de la perla, ejemplo la Apofilita.
Se enc uentra muy extendido en los agregados cristalinos de fib ra
fina como el asbesto, pero tambien aparece a menudo en minerales que
contienen agregados
Perlado:
de este tipo.
Muy parecido al nacarado.
Con frecuencia se pre senta en la
superficie de exfoliacion de los Feldespatos, y precisamente por este
criterio son facilmente distinguibles.
Mate:
4.3.2
Son mine ra les que no dan ningGn tipo de b rillo.
COLOR
Una particul a ridad muy not a ble en l os min erales es Ja coloracion, y es
realidad la primera apreciacion que se bene al observarlos.
133
en
El color ba s i c arnente esta origin a do por la absorcion de determin a das zonas
de longitud de onda de l a l u z y es ta c ondicionado a la composicion qUlmica del
mineral.
El color c onstituye una de las pro p i e dades flsicas mas importantes de un mllle-·
ral.
El amarillo laton de la Calcopirita, el azul grisaceo de la Galena, el ne­
gro de la .M agnetita y el verde de 1a Malaquita son ejemplos en los cuales
color es una propiedad sobresaliente
en u n mineral.
Debe
tenerse
el
en cuenta
sin embargo, que las alteraciones superficiales pueden cambiar el color
cluso en aquellos nunerales cuyo color sea constante; esto puede verse
in­
en
1a patina amarilla que se observa frecuentemente en la Pirita y la Marcasita,
la purpura de la Bo rnita, etc.
Por 10 tanto para percatarse del color de un mineral debera examinarse una
superficie fres ca de el.
Hablamos de minerales Id-i~c,,",r=-=~-==a:..::t..:;.i .:;;c:..=:os cuando el color del mineral es igual
al color propio de la sustancia que 10 constituye, por eso siempre poseen
el mismo color, ejemplo Malaquita verde y Azufre amarillo.
Sin
emba rgo
con gran frecuencia hay iones extranos que se introducen en el retlculo cris­
ta1ino y causan un determinado color 6 variacion en el color.
Estos minera­
les reciben el nombre de Alocromaticos.
En la mayorla d e los minerales el color no eS una caracterlstica especlfica
l34
y por 10 tanto, este criterio debe man ej a rse con espe cial cuidado.
Es aSl
como la Esm e ralda ve rde, la Aguama rina azul y el R ubI rojo a d q ui e r e n sus
brillantes colores debido a la incorporacion de o x ido de C romo, y el Zafiro
azul a la de H i erro y Tita nio.
Algunos minerales se pr e sentan en distintas tonalidades de color, variando
ampliarn e nte, ejemplo la Fluorita que puede ser incolora, amarilla, verde,
azul, violeta
0
rosa.
Tambien es posible el cambio de color temporal
manente por medio de radiacion artifiCial
/
o per­
EI cristal de roca, claro, trans­
parente, puede converti rse en Cuarzo ahumado marron e incluso en Arn atista
violeta.
Talnbien pu e den obtene rse co lores ca racterlstico s pa ra alguno s mi­
nerales con la inclusion de cuerpos extranos finamente distribuldos.
SegCm
esto, se obtiene el color rosa del Cuarzo rosado, y el azul del Cuarzo azul
con la inclusion en cada caso de agujas de Rutilo finamente distribuldas en
el espacio c ristalino.
de la Labradorita
Igualm ente, son tambien muy bellos, el azul irisado
0 el resplandeciente juego de colores en vivos arcos iris
del Opalo.
De todo 10 anterior puede concluirse que aunque el color de un mineral es
una de las propiedades flsicas mas importantes, no siempre es constante y
debe por 10 tanto emplears e con precau>:i6n en la identificacion de ciertas
etipecies.
135 4.3.3
RAYA
Se conoce con el nombre de raya el color que presenta el mineral finanlente
pulverizado.
Para obtenerlo basta con t:-iturar 0 limar el mineral tan fina­
mente como sea posible 0 s implemente traza r una ra ya sob re una s upe rficie
cla ra que no este esmaltada, teniendo en cllenta no hacerlo cuando el mineral
es rn.as duro que la superficie empleada, pues en este caso no dejara huella.
La ra ya se emplea frecuentemente en la identifi cacion de minerales, po rq ue
aunque el color de un mineral puede variar entre llrn.ites amplios, el de la
ra ya es normalmente constante.
Casi todos los minerales que sean transparentes
0
transllicidos dan raya
blanca; los oscuros de brillo no metalico la producen clara, mientras que
los de brillo metalico suelen originarla de un color mas intens~ que el del
mineral.
4.3.4
JUEGO DE COLORES:
Un mineral presenta juego de colores cuando al girarlo se yen diversos co­
lores en rapida s uces ion.
Esto puede obs erva rs e especialmente en el Dia­
mante y en el Opalo precio so.
Se dice que un mineral cambia de color cuando al girarlo,los colores cambian
poco a poco con la posicion.
136 4.3.5
TOF NASOLADO
Cuando un mineral presenta una gama de colores espectrales en su interior
o en s .U superficie, se dice que presenta tornasolado.
Un tornasolado interno se origina norrnalmente por la presencia de pequenas
fracturas
0 pIanos de exfoliacion; rnientras que el tornasolado externo se
gina por la pre sencia de una pel.tcula 6 un revestimiento superficial
4.3.6
ori­
fino.
OPALESCENCiA:
Es la reflexion lechosa 6 perlada en el interior de un ejemplar.
EI mineral
que mejo r rnanifiesta esta propiedad es el Opalo, y precisarnente de ahl de­
riva el nombre la propiedad.
4.3.7
PATINA:
Se refiere a que el color de la superficie de
interior.
W1
rnineral sea diferente al del
Con frecuencia 10 experimentan los minerales de Cobre como
la
Calcosina, Bornita y Calcopirita, cuando han sido expuestas al aire superfi­
cies frescas.
4.3.8
ASTERISMO:
Alguno s c ristal es, es pecia lrnente los que pert enecen
presentan
cuando se les mira en la direccion del eje c
137 al sistema Hexagonal,
"
.
o eJe
vertical, corno
estrellas de rayos de luz.
Esto se origina por inclusiones dispuestas a 10 lar­
go de esas direcciones, por e j e mplo: Zafiro estrellado con incl u siones de R u­
tilo.
4.3.9
PLEOCROISMO:
Algunos minerales poseen una absorcion sele c tiva de la luz en diferentes di­
recciones cristalo g raficas y pueden de este modo apa recer diversamente co­
loreados cuando se les mire en direcciones diferentes a la de la luz transmitida
Si el mineral tiene solaITlente dos direccion e s de absorcion, la propiedad se de­
nOITlina Dicroismo; si tiene tres, Tricroismo.
Esta propiedad esta direcfamente relacionada con la estructura interna del
mineral yes por ella que los cristales Isometricos
0 sustancias aITlorfas ma­
nifestaran un solo color; ios cristales Tetragonales y Hexagonales, dos colo­
res; y los cristales ROITlbicos, Monocllnicos y Tricllnicos, tres colores.
1.3.10
LUMINISCENCIA:
Ec toda emesion de luz
ccnca.
po
por una sustancia, sin haber llegado a la incandes­
Si la luz se eITlite a alta telnperat u ra, se llega a la
incandescencia,
c. j eITlplO en un bombillo.
GeneralITlente se debe a un proceso de irradiacion sobre el mineral, casi
138 siempre con rayos U ltraviolet a .
Se llama Fluoresc e ncia cuando la emi sion
de luz tiene lu ga r durante la irradiacion, y Fos foresc e ncia cuando aq uella
continua
d e spues que la irradiacion ha concluldo.
La luminiscencia de los minerales ha g ozado Slempre de gran interes cien­
t{fico, adernas de tener numerosas ap1icaciones practicas.
Puede ser de va­
liosa ayuda en 1a prospeccion y en el tratamiento de minera1es, ya que per­
mite distinguir aquellos de interes y que, a 1a par, poseen una Fluorescen­
cia ca racterlstica: Willemita, Scheelita y algunos de U ranio, como la A utu­
nita.
La luminiscencia es la base de las modernas tecnicas de
ilurrl inacion
que utilizan 1a Fluorescencia de algunos compuestos inorganicos, muchos de
ellos conocidos hace mucho tiempo como minerales: CaW0 4 , CaC03'
y
ZnSi0 4 .
La mayor parte de los minerales tienen lurniniscencia debil y solo puede apre­
ciarse en la oscuridad.
4.3.10.1
Existen los siguientes tipos de lurniniscencia:
TRIBOLUMINISCENClA : Es el tipo de lurniniscencia que se produce por acciones rnecanicas, tales romo trituracion y frotarniento; por ejernplo, al frotar entre sl, dos Cuarzos lee
n<:f)S
se produce una luz bastante visible en la oscuridad. Esta propiedad genera1rnente 12 rnuestran los lninerales no rnetalicos, an­
hidros y con rnuy buena exfoliacion, por ejernpo, Fluorita, Esfalerita, Le­
pidolita, Felde spato y Calcita.
4.3.10.2
T ER MOL UMINISCENCIA:
Lumini scen e ia que pres entan alg unos mine ral es al se r calentados s ua v err1en­
te, generalm.ente por debajo de 100 0 C.
La Fluorita, variedad Clorofana emite una luz verde que se acentua entre
50 y 100 0 C; esa luz desaparece por compl eto a temperaturas superiores a
4.3.10.3
LUMINISCENCIA QUIMICA:
Aunque este tipo de luminiscencia no esta muy aplicado a minerales, se ma­
nifiesta basicamente en algunos compuestos por reacciones de oxidacion.
ejemplo mas caracterlstico se presenta en la luz que emiten los cocuyos
El
y
en alglillos venenos preparados a base de Fosforo.
4.3.10.4
FLUORESCENCIA Y FOSFORESCENCIA
Son las luminiscencias producidas por medio a la exposicion a rayos de lon­
gitud de onda corta, como son, los rayos X, los rayos cosmi c os y los rayos
Ultravioleta.
Si la emision de luz es simultanea con la irradiacion se llama
Fluorescencia (proviene de Fluorita), si permanece durante algUn tiem po
despues de cortada la irradiacion, se llama Fosforescencia.
La Fosforescencia se observ~ en algunos minerales que hablan sido expuestos
140
a la accion de los rayos del sol, y que daban luz al ser introducidos en una
habitacion oscura.
No existe lma clara diferencia entre la Fluorescencia y Fosforescencia, ya
que algunos minerales que a primera vista parecen solamente fluor e scentes,
usando metodos finos se cornprueba que siguen dando luz durante lIDa fraccion
de segundo despues de haber sido separados de los rayos excitadores; por con­
siguiente el fenomeno se considera por alglIDos como el rnismo.
Para poder explicar estos tipos de lurniniscencia, se deben tener en cuenta
los siguientes interrogantes:
Por que sigue ernitiendo luz una sustancia en el caso de la Fosforescencia.
Por que algunas veces se presenta la Fluorescencia en unas rnuestras de
lID mineral y en ot ras no.
Por que el c010 r de Fluorescencia rnuchas veces es distinto al color con
luz blanca.
La explicacion moderna a todos estos interrogantes se basa en la considera­
cion del espectro de ondas electrornagneticas y en la ley de Planck.
Luz visible
Rayos
cosrnicos
Rayos X
Rayos Ultra­
vioieta
141
Violeta
Rojo
Rayos lnfra­
rojos
Radio y
TV.
La ley de Planck dice:
EA
=
hC
La energla asociada a una onda de longitud de onda ) , es igual a una constante
universal igual a 6.62 x 10- 27
erg. seg., por C que es equivalente a la velo­
cidad de la I uz.
Esta formula expresa que la energla y la longitud de onda va.rlan inversamente,
es decir, si aumenta la longitud de onda,disminuye la energla y viceversa.
Basandos e en la ley de Planck y en la teo rIa de orbitales elect ronicos podemo s
explicar el fenomeno.
Cuando en un atomo los electrones no estan excitados,
estan ocupando los orbitales K, L, M, etc. de menor a mayor energla.
Si so­
bre un electron incide una radiacion, puede absorber la mayor parte de la ener­
gla y subir a un nivel superior de mas alta energIa; otra parte de la energla se
convierte en calor.
Como
en el atomo quedo un lugar de baja energla disponi­
ble y por 10 tanto ine sta ble , algunos de los elect ron es de rna yo rene rgla ti enden
a ocupar su posicion.
Al brindar el electron a la posicion de menor energla
tiene que emitir la ener g la sobrante cuantificada por emision de una radiacion.
Como esta ene rgla es meno r que la
0
riginal recibida, por las transformaciones
b~rmicas, segun la ley de Planck la radiacion tendra que tener mayor longitud
de onda que la incidente; por eso si incidio una Ultravioleta, es probable que la
radiacion emitida salga en el espectro visible.
Como la carda de electrones no
es instantanea aun despues de ha be r cortado la radiacion, q uedan algunos ele c­
trones excitados que van
cayendo formando la Fosforescencia.
La misma explicacion que se da a la Fluorescencia se usa
142 para explicar la
genera cion de rayos X, con la diferencia que en ellos la excita c ion es debida
a electrones acelerados por medio de una diferencia de potencial y que los
electrones desplazados son de los niveles de energia mas cercanos al nueleo,
comolosKyL.
En la rna yo ria de los ca sos de Fluo res cencia se ha encontrado que la L umini s­
cencia es debida a defectos en el reti"culo
aa
pequenas impurezas
color fluorescente depende de estas impurezas.
y que el
En muchos casos se ha po­
dido demostrar que los iones extranos sustituyen a elementos primordiale s
en el reticulo: en la Willemita los iones activadores son los Mn+2, que susti­
tuyen a los Zn +2; en la Sch eel ita , 10 s Pb +2 y
los Ca+ 2
y
W+ 6 , respectivamente.
los Mo +6, que reemplazan a
Esto explica por que fluorece
la Wille­
rnita de Franklin (Nueva Jersey) que contiene manganeso mientras no 10 ha­
cen las de muchas otras localidades, que no 10 contienen.
Es frecuente que la lurniniscencia se produzca por efecto de las bajas tempe­
ratura s.
Ca si todos los compuf;stos inorganico
5,
Y muchos organicos fluore­
cen a la temperatura del aire llquido, y la mayorl'a de las sustancias que fluo­
recen a temperatura ordinaria dejan de hacerlo por encirna de los 500 0
.
o
600 0 C.
El mineral que siempre se nos viene a la mente en relacion con la fluorescen­
cia es la Fluorita, de la cual se deriva el termino.
Este mineralfluoresce
gene ralmente con luz azul, habiendose demo strado que el fenomeno se debe a
143
una pequefia cantidad de elelnentos de las tierras raras que han sustituldo al
Calcio.
Otro lTIineral corriente que t alTIbien suele fluorescer,
do una luz roja, rosa
a alTIarilla,
es la Calcita; fluorescencia debida a lTI.:!nudo
a la presencia de Iv1anganeso, aunque otras
zas organicas.
desprendien­
veces la originan clertas
La Scheelita fluoresce con luz blanca
se torna alTIarillenta cuando el Mo+6
a blanco
ilTIpure­
azulada, que
reelTIplaza al W+6, siendo el color de la
luz elTIitida un dato selTIicuantitativo de la cantidad de Molibdeno que ha susti­
t uldo a I V olf ralTIio .
Algunos minerales secundarios de Uranio, aSl COlTIO el Opalo Uranlfero, po­
seen una intensa fluorescencia verde
a amarillo
verdosa.
La perla que se
obtiene fundiendo ellTIaterial uranlfero con Fluoruro Sodico
es fluorescen;te
y constituye un ensayo rapido y sensible para poner de lTIanifiesto el Uranio.
La fluorescencia es un fenolTIeno bastante caprichoso e ilTIprevisible, del que
son pocos los efectos seguros conocidos.
Al probar fluorescencia en lTIues­
tras de lTIinerales debe tenerse presente las siguientes circunstancias;
Muchas localidades se caracterizan por la presencia en ellas de lTIinerales
tlpicalTIente fluorescentes.
La WillelTIita con fluorescencia verde y la Cal­
cita con fluorescencia roja, en Franklin (Nueva Jersey).
A diferencia de otras propiedades, la fluorescencia es diflcil de predecir ,
ya que solalTIente algunos ejemplares de una lTIislTIa especie lTIineral la
lTIuest ran.
144 El color de la luz emi tida no solo varla para m i nerales d i ferentes, sino
que tamb ien pued e ser diferente para varios ejemplares de un m i smo
mineral.
El color de l a fluor e scencia no gu a rda relacion a1guna c on el color que
rnuestra cada m i neral con luz blanca.
El color de fluorescencia puede \lariar con 1a lon g itud de onda de la
cion, dandose el caso
de
radia­
rninerales que no son fluorescentes baj o la accion
de rayos Ultravioleta de ciertas longitudes de onda y 5110 son para otra.
La larnpara Mineralight
porta til , ha sido disefiada especialme nte para la
busqueda de Schee1ita y trabaja con baterlas
0
con corriente alterna.
En ella,
el dispositivo que produce la radiacion excitante es un tub o de Cuarzo fundido,
con un anodo y un catodo y contiene Argon y una traza de Mercurio, que
se
ioniza al pasar la corriente electrica, emitiendo al rnisrno tiernpo luz visible
o
blanca azulosa y rayos Ultravioleta de 2537 A que pasan sin perdida a traves
del Cuarzo.
Algunos rninerales que presentan frecuenternente fluorescencia son: rninera­
les de Uranio, como la Autunita; Fluorita, Scheelita, Circon, Calcita, Esca­
pol ita , Willemita, Diarnante y Opalo.
Dec d~ el punto de vista practico, la fluorescencia encu e ntr a su ap1icacion
principal en el alumbrado fluorescente, rnarcas secretas de control para bi­
lletes de banco, cheques, estarnpillas de correo, tltulos de acciones, es deeir
145
en general papeles de seguridad; colorantes en textiles, blanqueado de telas,
crirninologla, c roma tog rafla, etc.
4.3.11 CRISTALOGRAFIA DE RA YOS X:
Es un metodo de aplicacion general en la identificacion de minerales, aLm en
los casos
en los que el analisis qUl:mico y la medicion del lndice de refraccion
no dan una respue sta segura.
La aplicacion de los Rayos X al estudio de los cristales constituyo
el mayor
impulso dado jama s a la Cristalografia.
Antes de 1912 se habla deducido correctamente a parti r de la exfolia cion,
la's propiedades opticas y la regularidad de la fonna externa, que los crista­
les tienen
una estructura interna ordenada; pero la idea de la geometrla de
las redes cristalinas tenIa solo la fuerza de una hipotesis.
Gracias al empleo
de los ra yos X, ha sido posible no solo medir la distancia entre pIanos sucesivol
de un cristal, sino tambien determinar con exactitud la posicion de los atomos
o iones en el mismo, permitiendo aSl detenninar las estructuras cristalinas.
Los rayos X fueron accidentalmente descubiertos
por Wilhem Konrad Roentgen
,.
f>
U::;Q5 mientras estaba experimentando en la produccion de rayos catodicos
e ,D
tnbos de descarga cubiertos con papel negro.
EI haz de electrones en el
tubo de descarga, incidiendo en el vidrio del rnismo, producla una nidiacion
X de pequefia intensidad que provocaba la fluorescencia de un mineral situado
en las proxirnidades del experimento.
Dedujo que habla producido un nuevo
tipo de radiacion electrom.agnetica penetrante y la llama Rayos X por los mis­
terios conectados a ella.
Sin embargo, no pudo, a pesar de sus esfuerzos n'le­
dir la longitud de onda de los Rayos X, Y ese problema sin resolver llevo al
descubrimiento de la difraccion de los Rayos X por los cristales.
El hecho que la mayor parte de las sustancias son rn.as
0
menos transparentes
a los Rayos X, hizo que surgiera casi inmediataluente su aplicacion en hospi­
tales con fines luedicos como localizacion de fracturas, cuerpos extrafios
tejidos enfermo s
J
J
y
de mane ra pa recida a como son hoy empleados.
17 afios despues, en 1912, Y por sugerencia de Max Von Laue, estos ra yos
fue ron usados en el estudio de c ri stale s. El Profesor Sommerfeld de la Uni­
versidad de Munich estaba interesado en la naturaleza y produccion de los
Rayos X, Y Laue en los fenomenos de interferencia.
llevaron a cabo el si­
guiente experimento: hicieron pasar un delgado haz de Rayos X por una lami­
na de exfoliacion de Esfalerita, haciendo que el haz incidiera en una placa fo­
tografica.
Cuando se revelola placa, mostio
una serie de pequefias manchas
distribrndas geometricamente alrededor de una mancha central grande produ­
cida por el haz directo de Rayos X.
Esta figura era identica a la predicha
partiendo de la dif raccion de los Rayos X por un conjunto regulador de puntos
difusores en el cristal.
De esta manera un solo experimento demostro la
distribucion regular de las partlculas atomicas en el cristal y que los Rayos X
tenlan una longitud de
onda del orden del espacio cristalino.
147
En los anos siguientes se lograron grandes avances como resultado del trabajo
de los f{sicos ingleses William Henry Bragg y William Lawrence Bragg, padre
e hijo.
nada
En 1914 la
estructura del primer cornpuesto, la Halita, fue determi­
por los Bragg yen los anos sucesivos deterlninaron muchas mas,
Espectros de Rayos X:
Las ondas electroma.gneticas constituyen una serie continua que varIa en lon­
gitud desde las ondas largas de radio del orden de miles de metros a los rayos
cosmicos que son del orden de
10- 1 2. mt.
Todas las formas de radiacion elec­
tromagnetica tienen ciertas propiedades comunes como la propagacion en l{­
nea recta a una velocidad de 300.000 km/ seg. en el vac{o, la reflexi on, la
refraccion segun la ley de Snell, la difraccion par bordes y por rendijas 0
redes, y una relacion entre energ{a y longitud de onda dada por la ley de
Planck:
e~::::h:C
; dande e
1a longitud de onda
mas carta
y
h
es la energ{a, C la velocidad de propagacion,
la constante de Planck.
A
De esta manera rnientra s
sea la onda, mayor es la energ{a necesaria para su produccion y
mayor su poder de penetracion.
Los rayos X ocupan solo una pequena parte del espectro, can longitudes de
and a que varIan desde 100
Aa
0.02.~,
Los Rayos X que se en101ean en la
investigacion de los cristales tienen longitud de onda del orden de
l~.
La
o
.,­
luz visible tiene longitudes de onda comprendidas entre 72.00 y 4000 A, mas de
10.000 veces mayor y po r ello menos penetrante y de menor energ{a que los
Rayos X.
148
Los Rayos X se producen cuando los electrones que se mueven a g ran ve1oci­
dad chocan con los atomo s de un elemento.
existe un vaci'o casi completo.
En un tubo mode rno d e Ra y os X
E1 tubo posee un fi1arnento de Tungsteno como
catodo que proporciona la fuente de electrones.
metal como Molibdeno, Cobre
nes.
0
El anodo esta formado por un
Hierro, actua como blanco pa ra los electro­
Cuando el filamento se calienta al paso de una. corriente electrica, se
emiten electrones que se aceleran hacia el anodo gracias a la alta tension apli­
cada a traves del tubo.
Los Rayos X se engendran cuando los electrones cho­
can contra el blanco (anodo).
No se producen Rayos X hasta que el voltaje al­
canza un valor m.lnimo que depende del material del anodo.
E1 espectro de Rayos X se produce cuando los electrones bombardeantes po­
seen smiciente energla para liberar los electrones de las capas mas internas
de los atomos en el material que forma el blanco.
Cuando estos electrones son
emitidos dejan vacantes que son ocupados por los electrones de las capas proxi.
rna'S, Las transiciones electronicas de capas mas externas a capas Hlas inter­
nas vienen acompanadas por la emision de la radiacion X con longitudes de on­
da especlficas.
Efectos de Difraccion y la ecuacion de Bragg:
En general, puede llamarse difraccien, a un efecto de dispersion cooperativo.
Bragg observe que los Rayos X eran verdaderamente difractados por los cris­
trlles, y actuaban de tal manera como si se reflejaran en los planos del cristal.
Sin embargo de manera distinta a la luz ordinaria, los Rayos X no son reflejadc
149
de manera continu a por un plano cristalino dado.
Usando una longitud de onda .A Bragg demostro que se produce una reflexion
en una farrlilia dada de pIanos paralelos solo en ciertas condiciones. Estas
condiciones
deben satisfacer la ecuacion:
(1,2,3, ... n), A la longitud de onda,
lelos
d
11
= 2dsenedonde
n
es un ent ero
la distancia entre los pIanos para­
sucesivos, y e el angulo de inciden c ia y reflexion de los Rayos X sobre
el plano con sid erado.
Las caras que van a aparecer en el cristal son las paralelas a los pIanos ato­
micos que tienen mayor densidad de punto ret iculares.
Paralelamente a cada
uno de estos pIanos existe una familia de pIanos identicos equidistarrte,. Cuando
un haz de Rayos X incide sobre un cristal
penetra en
el
y la reflexion que
resulta no se produce en un solo plano sino en una serie casi infinita de pIanos
paralelos, contribuyendo cada uno de ellos un poco a la reflexion total.
Con el fin de que la reflexion sea suficientemente intensa las reflexiones indi­
viduales deben estar en fase ent re s1.
Haz Inc.;dellte
de
fO'{D!:.
X
o
p --------------~~~~~~--~~----~--------p
Pl­-
-
-
- ­-
d
~ ----------------------------------~t~-------PL
150
Las Ilneas p, PI' Y Pz
representan la t raza de una fam i lia de pIanos atomicos
separados por unCi distancia d.
Los rayos X que inciden en cualquiera de estos pIanos seran reflejados a un
angulo igual al de incidencia 8 , cua lquiera que sea el valor de 8
. Sin embargo
para reforzarse entre si, para dar una reflex.ion que pueda registrarse los ra­
yos reflejados deben estar en fase.
El camino D EF de la 5 , ondas reflejadas en E es mas lar go que el camino ABC
de las ondas que se reflejan en B.
Si los dos conjuntos de onda deben estar en
fase, la diferencia de camino entre ABC y DEF debe ser un numero eBtero de
longitud de onda (n.>-).
BG Y BH son perpendiculares a AB y BC respectlvamente, de tal manera que
AB=DG Y BC=HF.
fase GE
+
Para satisfacer la ecuacion de que las dos ondas esten en
EH debe ser igual a un nurr:ero entero de longitudes de onda. BE es
perpendicular a las llneas p y PI
Y es igual al espaciado interplanar. d.
En el triangulo GBE, dsene= GE y en el triangulo HBE, dsenG= EH, por tanto
para una reflexion en fase GE
+ EH
=
Zdsen6l= n/\.
Esta es la ecuacion de
Br::gg.
P.ira un espaciado dado d y una longitud de onda.:\ dada, las reflexiones solo
se producen para aquellos angulos
151
que satisfacen la ecuacion.
U
Suponiendo
IVE R." /r A D N,A, CI NAL
f I UU{)1 teA CENT
por ejemplo, que un haz monocromatico de Rayos X es p a r a lelo a una l a mina
de exfoli a cion de Halit a y la placa se monta de ta l m a. ner a que p ue d a gi rar
alrededor de un eje nornla.l al haz de Rayos X, al girar la Halita lenta mente
no hay refl e xion h a st a que el rayo incidente hace un angulo
ecuacion de Bragg, con n
= 1.
e
que sati s face la
Si se c ontinua girando solo apa r ec eran nu e vas
reflexiones cuando la e c uacion se satisface a ciertos ang ulo s 9 con n = 2, 3,
4, 5 ... etc. Estas s e conocen como reflexiones de prim e ro, segundo, tercer
orden y son efectos de difraccion.
Metodo de Laue:
En el metodo de Laue se utiliza un monocristal estacionario.
Una placa foto­
grafica 0 pellcula plana encerrada en un sobre a prueba de luz se situa a una
distancia conocida generalmente a 5 cm del c ristal.
Un haz de Rayos X blancos
se hace incidir en el cristal normalmente a la p1aca fotografica.
El haz direc­
to produce un ennegrecinliento en e1 centro de 1a pellcula y por tanto normal­
mente se pone un pequefio disco de plomo delante de la pellc ula para intercep­
tarlo yabsorber10.
Alrededor del punto central de una fotografla Laue aparecen manchas de di­
fraccion, cada una de elIas es e1 resu1tado de 1a refle x ion de los Rayo s X
sobre una serie dada de planos atomicos.
Este metodo hoy en dla se emplea principalmente para d ete rmina r la simetrla.
152