Locos por la Geología

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Ya venimos hace tiempo avanzando sobre las propiedades de los minerales, que permiten su determinación recurriendo solamente a la vista y unos pocos elementos que siempre se tienen a mano.

Hoy avanzamos con dos de las propiedades que dependen del estado de agregación. Ellas son el clivaje y la fractura.

¿Qué es el clivaje?

Si bien en algunos textos esta propiedad aparece también mencionada como exfoliación, ya les explicaré más abajo por qué personalmente no los considero sinónimos, aunque entiendo la resistencia de algunos autores a utilizar el término clivaje, por considerarlo un anglicismo.

En efecto, la palabra clivaje es la traducción de cleavage, que significa escisión, disociación o segmentación, al menos en una de sus acepciones, ya que en otra significa escote.

Volviendo a la propiedad que nos ocupa, lo primero que debemos señalar es que se trata de una característica vectorial, es decir que depende de la dirección de exploración; y se refiere a la tendencia de un mineral a romperse a lo largo de una o más superficies planas predeterminadas.

Como se trata de una estructura producida por la ruptura del mineral, no debe ser utilizada en cristales perfectos o en ejemplares que se desee conservar intactos. En otras palabras, ya que para probar cómo se rompe un especimen, precisamente hay que romperlo, el clivaje es una propiedad de valor relativo, aunque en minerales no rodados ni desgastados pueden observarse las superficies de segmentación que ya se presenten por procesos naturales, sin dañar el ejemplar.

El clivaje depende exclusivamente de la estructura interna de los minerales y no debe confundirse con el hábito, ni depende de él de ninguna manera.

¿A qué se debe el clivaje?

El clivaje es el resultado de la estructura cristalina. Recordemos que cuando la materia se encuentra en estado cristalino, los átomos se ubican en el espacio según redes claramente establecidas, y se conectan entre sí a partir de los enlaces. Esto determina que algunos lugares del espacio están ocupados por átomos y otros por sus uniones, que son más fuertes o más débiles según la clase de enlace involucrada.

En otras palabras, el clivaje es una ruptura preferente a lo largo de los planos que contienen los enlaces atómicos más débiles.

¿Cómo se puede clasificar el clivaje?

Como ya les he dicho otras veces, toda clasificación depende del criterio que se aplique para realizarla. En principio son dos los criterios utilizados: según su calidad o grado, y según su forma.

¿Cómo se clasifica el clivaje según su calidad o grado?

El principio básico es que cuanto más débiles son los enlaces, más fácil y netamente se romperá el mineral, y la calidad o grado del clivaje resultante será mayor.

Es decir que la calidad del clivaje varía inversamente a la fuerza del enlace. Con enlaces fuertes, el clivaje es malo y con enlaces débiles, el clivaje es bueno. Generalmente los enlaces iónicos son los más débiles, y los enlaces covalentes son fuertes.

Los clivajes según la calidad, y en sentido decreciente, pueden ser, entonces:

• Muy perfecto: en cuyo caso se puede llamar también exfoliación, ya que el mineral se divide en delgadas hojas siempre en una dirección. Este término exfoliación deriva, precisamente, del latín exfoliare que quiere decir deshojar y está conformado por el prefijo ex (hacia afuera), la raíz folia (hoja) y la terminación are, que define acción, es decir que transforma la palabra en verbo. Ejemplo clásico es el de las micas.
• Perfecto: es también productor de planos muy lisos y regulares, pero a diferencia del muy perfecto o exfoliación, los planos están demasiado separados como para que se puedan separar hojas o láminas delgadas.
• Bueno: se obtienen fragmentos muy regulares y parecidos a verdaderos cristales. por ejemplo en la calcita.
• Mediano o regular: es propio de los feldespatos, y da planos menos perfectos y lisos que en los dos ya mencionados.
• Imperfecto: ya implica la transición a la fractura, por lo que muchos autores ni siquiera lo reconocen como una calidad de clivaje.

¿Cómo se clasifica el clivaje según su forma?

Para aplicar este criterio de clasificación, se recurre a observar el número de planos por los que se rompe el mineral, y el ángulo que esos planos forman entre sí, tal como puede verse en la figura que ilustra el post.

Según ese criterio, el clivaje puede ser:

• Basal o pinacoidal: hay solamente un plano de clivaje, y el mejor de los ejemplos es la muscovita o mica blanca, cuya calidad de clivaje es tal, que se conoce directamente como exfoliación.
• Prismático: presenta dos planos perpendiculares de clivaje, y son ejemplos el espodumeno y la ortoclasa.
• Tabular: también presenta dos planos, pero no son necesariamente perpendiculares, un ejemplo es la hornblenda.
• Cúbico: implica tres planos que se intersecan a 90 grados, resultando en cubos pequeños que se rompen en otros menores cada vez. La halita y la galena son los ejemplos por excelencia.
• Romboédrico: también se encuentran tres planos, pero ellos no se cortan a 90 grados. El ejemplo típico es la calcita, con calidad buena.
• Octaédrico: incluye cuatro planos de ruptura, como es el caso de la fluorita y también del diamante.
• Dodecaédrico: Hay seis planos de clivaje, y un ejemplo clásico es la esfalerita.

¿Qué es la fractura?

Cuando las superficies de ruptura no son lisas ni completamente asimilables a planos geométricos, se habla de fractura. Conviene recordar que como tanto la fractura como el clivaje son propiedades vectoriales, pueden coexistir en el mismo mineral. Así, la mica tiene una dirección de exfoliación y las demás son de fractura.

¿Qué formas afecta la fractura?

La fractura puede ser:

• Concoide o concoidea, cuando el mineral se rompe en superficies curvas y normalmente concéntricas, como sucede con el cuarzo.
• Desigual o irregular, es la que presentan la gran mayoría de los minerales, y produce una superficie áspera no asimilable a formas definidas
• Fibrosa o astillosa, se da cuando el mineral se rompe dejando astillas o fibras. Es el caso de las micas, en las direcciones sin clivaje.
• Ganchuda, el mineral se rompe en superficies dentadas, y esos dientes tienen vértices agudos.

¿Qué es la partición?

Un concepto ligeramente diferente a los ya expresados es la partición, que tiene lugar cuando los minerales se rompen a lo largo de planos de debilidad resultante no de su estructura atómica, sino de tensiones externas o de la presencia de maclas. El maclado es un fenómeno del que hablaremos en otro post, y que básicamente implica el crecimiento de dos o más cristales, pegados entre sí, según ciertas simetrías.

La diferencia más importante con la fractura y el clivaje, es que la partición no tiene valor diagnóstico, ya que no todos los ejemplares de una especie mineral la presentan, precisamente porque si no han existido el maclado o determinadas presiones, no ocurre.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Subo este video porque me parece una manera entretenida de mostrar el proceso de la producción del cobre. No tengo dudas de que algunas personas pondrán el grito en el cielo como lo hicieron en el sitio original de youtube de donde lo he tomado. Pero no me preocupa demasiado, porque tomo las voces fanáticas a ultranza como lo que son, y no más.

Hoy, en plena preparación para celebrar la primavera, voy a presentarles un post muy cortito, pero que servirá de introducción para muchos otros, porque les prometo que hablaré en sucesivos posts de todas y cada una de estas gemas que hoy me limito a enumerar, señalando su presencia en la Provincia de Córdoba.

¿Todos los minerales preciosos de Córdoba se explotan comercialmente?

No, ni remotamente. De hecho hay por lo menos cuatro situaciones diferentes que vale la pena distinguir:

• Gemas explotadas: son aquéllas que se extraen de manera sistemática en establecimientos dedicados a esa actividad específica.
• Gemas recolectadas: son aquéllas que pueden hallarse de manera casual, por ejemplo en los sedimentos arrastrados por los ríos, y que algunas personas avezadas colecionan de manera amateur.
• Gemas consideradas como simples hallazgos, ya que son escasos los ejemplares que se exhiben en museos o colecciones privadas.
• Gemas de las que solamente hay indicios. Esos indicios, que eventualmente podrían conducir a hallazgos, colecciones o explotaciones en algún tiempo futuro, son por ejemplo, las rocas que potencialmente los contienen o los minerales paragenéticos, es decir que suelen formarse junto con las gemas.

¿Cuáles son las gemas que hay en Córdoba?

• Explotadas: amatista, aguamarina, cuarzo hialino, cuarzo ahumado, cuarzo rosado, granates, sobre todo en la variedad almandino, epidoto, fluorita, triplita, dioptasa, estetatita y cordierita.
• Recolectadas: ópalo y turmalina, variedad chorlo o chorlita.
• En estado de hallazgo: Heliodoro, wollastonita, clinozoicita, escapolita, turquesa, hematita y vesubianita.
• En estado de indicio: otras variedades de berilo y corindón.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es una foto tomada por el Pulpo en uno de sus viajes a USA, y es del Museo de Ciencias Naturales del Condado de Los Ángeles.

Como éste es el mes del Campeonato Mundial de Fútbol, no puedo menos que acompañar el evento con posts que aludan a las riquezas minerales de Rusia, que no son pocas. Ya antes hice una introducción general. Hoy hablaré de un elemento en particular: el platino.

¿Qué es el platino y cómo se presenta en la naturaleza?

El platino es un elemento químico de número atómico 78, perteneciente al grupo 10 de la tabla periódica de los elementos, y considerado como metal precioso por su escasez y versatilidad. Le corresponde el símbolo químico Pt, y es de color blanco grisáceo, con dureza 4,5, pesado, maleable y dúctil. Se lo considera metal noble porque es muy resistente a la corrosión y es habitual su hallazgo como elemento nativo.

Forma asimismo parte constitutiva de algunos minerales, como la sperrylita (As2 Pt), cooperita (AsSPt), estibo-paladinita (SbPt) y braggita (SPtPdNi).

Es común que aparezca también en forma de aleaciones naturales con otros metales como el níquel y el cobre, y algunos preciosos como el oro.

Por su escasez, se lo suele prospectar en conjunto con otros elementos que con él constituyen los EGP.

¿Qué son los EGP?

EGP es la sigla en castellano para los Elementos del Grupo del Platino, que en inglés se denominan PGM (Platinum Group Metals), y son conocidos también como platinoides.

Se trata de seis elementos: rutenio (Ru), rodio (Rh), paladio (Pd), platino (Pt), osmio (Os) e iridio (Ir).

Todos, tal como dijimos para el Pt, aparecen naturalmente como elementos nativos, en aleaciones, y en una gran variedad de minerales, alcanzando a veces, contenidos explotables económicamente.

¿Qué usos y aplicaciones tienen los EGP?

Por sus características químicas y físicas, los EGP son utilizados en muchas aplicaciones de la industria de alta tecnología, en la fabricación de vehículos, en la industria aeroespacial, y la medicina. También encuentran uso en la fabricación de baterías, y la refinación de petróleo. Según ciertas estimaciones, aproximadamente el 20 % de los productos que se fabrican en el mundo moderno, dependen directa o indirectamente de algún integrante del conjunto EGP.

De entre ellos, el platino, se emplea además en joyería de altísimo valor, equipamientos de laboratorio, contactos eléctricos, insumos odontológicos y catalizadores de automóviles.

¿Cuáles son los principales productores en el mundo?

Los tres principales productores en la actualidad son Sudáfrica, Rusia y Zimbabwe.

Los yacimientos rusos son más antiguos, tanto en su descubrimiento como en su explotación, y hubo un momento en que las monedas rusas se fabricaban de platino. No obstante el aumento significativo de la valoración del metal para otros usos, hizo que el valor nominal de la moneda quedara muy por debajo del del metal que la constituía, y por eso dejó de dársele ese empleo.

Hacia 2015, se calculó que el 20% de las reservas estimadas de platino y platinoides se encuentra en depósitos aluviales en el extremo este de Rusia y los Montes Urales.

¿Dónde se encuentran normalmente los EGP?

El platino aparece asociado a rocas básicas y ultrabásicas, donde se lo encuentra acompañando- como ya dijimos- a la cromita y el níquel, y también a veces al cobre, la plata y el oro.

Los principales tipos de yacimiento de EGP en el mundo son de origen ígneo, y de enriquecimiento por procesos que concentran residuos pesados a partir de esos mismos yacimientos.

Una clasificación genética posible para los yacimientos de platino y platinoides incluye las siguientes fuentes principales:

• Depósitos relacionados directamente con procesos ígneos, que reconocen las siguientes subdivisiones:
  -Depósitos estratiformes de EGP-Ni-Cu en la parte basal de complejos básicos y ultramáficos.
  – Depósitos de EGP-Cu-Ni, hospedados en rocas volcánicas, relacionadas con rifts.
  – Depósitos estratiformes de EGP o EGP-Cu-Ni.
  – Depósitos de EGP tipo alaskiano.
  – EGP en depósitos de skarn y Cu porfírico.
• Depósitos hidrotermales controlados estructuralmente, divisibles en:
  – Depósitos de EGP o EGP-U-Au de baja temperatura, relacionados con discontinuidades estructurales.
  – Depósitos de Au-Pd relacionados con discontinuidades estructurales.
  -Depósitos de Se-Sb-As-Hg-Cu-Ag-Au-Pd de baja temperatura, relacionados con discontinuidades estructurales.
• Depósitos sedimentarios de EGP, que incluyen:
  – Depósitos supergénicos de Ni-Au-EGP laterítico.
  – Depósitos de EGP (Au) tipo placer.
  – Depósitos de EGP en carbones.
  – Depósitos de EGP hospedados en turbiditas.

Últimamente han comenzado a considerarse de interés, en función del avance del conocimiento geológico y técnico, las acumulaciones en otros ambientes geológicos, como las cromititas ofiolíticas, dunitas negras, y aun como enriquecimientos generados in situ, tal el caso de los horizontes limoníticos de perfiles lateríticos derivados de peridotitas ofiolíticas.

¿Dónde se los extrae en Rusia?

Los yacimientos tradicionalmente explotados son placeres ubicados a ambos lados de los Montes Urales.

En tiempos más recientes, el avance tecnológico ha permitido la explotación en las fuentes mismas de los materiales reunidos en los placeres, es decir en dunitas y piroxenitas que constituyen vetas y filones.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Estoy segura… o casi, de que ustedes recuerdan el post en que presenté las propiedades macroscópicas que permiten el reconocimiento de un mineral, a través de observaciones y manipulaciones sencillas.

Si no es el caso, les recomiendo repasarlo, para avanzar mejor, y porque de paso, verán allí que hay propiedades que dependen de los campos.

Uno de esos campos es el gravitacional, y de él resulta el peso específico y su propiedad equivalente: la densidad, tema que analizaremos hoy.

¿Qué es el peso específico y de qué depende?

Comencemos por aclarar que es una de las propiedades escalares, tal como expliqué en el post cuyo link puse más arriba. Efectivamente, es totalmente independiente de la posición en que se explore el individuo.

El peso específico de un cuerpo se define como su peso por unidad de volumen, lo que matemáticamente se expresa en la fórmula P/V, donde P es el peso de dicho cuerpo (o mineral en el caso que nos interesa), y V es su volumen.

Las unidades de medida que pueden aplicarse son: newtons sobre metro cúbico o N/m³, si se usa el Sistema Internacional, o bien kilopondios sobre metro cúbico, según el Sistema Técnico. Es importante destacar que el kilopondio o kilogramo-fuerza, es precisamente la fuerza que ejerce la gravedad del lugar sobre una masa de un kilogramo. Esto no es más que lo que conocemos comúnmente como el peso del cuerpo, por lo cual se acepta en el uso corriente, también expresar el peso específico como kg/m³, y sus correspondientes múltiplos y submúltiplos.

Pero recordemos que el peso específico es dependiente del valor de la aceleración de la gravedad en el lugar, porque volveremos sobre este concepto.

Existe otro concepto que es el peso específico relativo de un cuerpo (en este caso de un mineral), que no es más que la relación que existe entre el peso de dicho cuerpo y el de un volumen igual de agua a 4° C. Si quieren saber por qué razón ésa es la temperatura de referencia, pueden ir a ver el post del comportamiento térmico del agua.

Podemos generalizar que el peso específico es aproximadamente constante (sólo aproximadamente, según veremos en seguida), por lo cual se lo suele usar para diagnosticar minerales.

El peso específico es fuertemente dependiente de su composición química, y puede decirse que aumenta con el número de masa de los elementos presentes en ella.

Por lo general tienen más peso específico los minerales que contienen metales pesados de la parte inferior de la Tabla Periódica de Dimitry Mendeleiev (metales nativos y sulfuros por ejemplo); mientras que los minerales ricos en elementos de la parte superior de la tabla periódica, tienen menos Pe, como es el caso de las sales oxigenadas y los halogenuros.

¿Qué es la densidad y de qué depende?

Densidad de un cuerpo, o mineral en nuestro caso, es la relación entre su masa y su volumen. Lo que se expresa como un cociente igual a: m/V donde m es la masa y V el volumen.

Como vemos, aquí no hay dependencia respecto al valor de la aceleración de la gravedad del lugar.

La densidad, como el peso específico, depende de la composición química, pero es mucho más fuertemente dependiente que aquél, del empaquetamiento de los átomos, es decir de la estructura que resulta de variables como las dimensiones y valencias de los elementos químicos involucrados. Por lo general los cristales con estructura más compacta, tienen mayor densidad que los que ostentan estructuras de capas, o de cadenas.

La densidad se expresa en unidades de masa sobre unidad de volumen, es decir que resulta medible en g/cm³ y sus múltiplos o submúltiplos correspondientes y varía entre límites tan amplios como de 1 a 23 g/cm³, pero la densidad más común se encuentra entre 2,5 a 3,5 g/cm³.

¿Cómo se relacionan entre sí el peso específico y la densidad?

Aunque es muy común utilizar estos términos como sinónimos intercambiables, no lo son en un sentido estricto, y existe una fórmula que los relaciona entre sí.

Como ya dijimos más arriba. el peso es dependiente del valor de la aceleración gravitacional del lugar, cosa que no sucede con la masa, de allí que P= m.g, donde P es peso, m es masa y g es el valor de la aceleración de la gravedad.

Relacionando esta fórmula con otras que vimos más arriba, resulta:

Pe= P/V

Reemplazando P por su equivalente, obtenemos: Pe= m.g/ V; pero como m/V= D ( o δ, es decir densidad), resulta que Pe= D.g. En buen criollo, el peso específico es igual a la densidad por la aceleración de la gravedad del lugar.

¿Cómo se calcula el peso específico de un mineral?

Por supuesto, la determinación exacta es en laboratorio, pero ahora veremos algunos truquitos para hacerlo de manera más casera, con cosas que hay en casi todos los hogares y que permiten obtener un valor bastante parecido al real; y también les contaré algo más rustico todavía, ya verán.

Las metodologías en laboratorio para definir los pesos específicos son básicamente tres:

• El de la balanza y probeta, que es el más sencillo, y cuya modificación casera les contaré en seguida.
• El de la balanza hidrostática o de Arquímedes, que se basa en el principio homónimo, y que seguramente les explicaré en otro post.
• El del picnómetro, que sólo se usa para sólidos pulverulentos, como suelos o sedimentos, pero que si se quiere aplicar a minerales implica su molienda previa, por lo cual no se los explicaré en este post, sino seguramente cuando hablemos de suelos en otra oportunidad.

Por lo tanto, ahora les explicaré el método de balanza y probeta, ilustrado en el post.

En laboratorio, se usa una balanza de precisión, con la que se determina el peso del cuerpo, mientras que su volumen se mide por el ascenso del nivel del agua en la probeta graduada, que se produce al introducir el cuerpo en ella.

En efecto, el cuerpo introducido desplaza hacia arriba un volumen de agua que es equivalente al suyo propio.

Esta técnica da el Pe exacto, pero no todos tienen en su casa balanzas de pecisión ni probetas graduadas, me dirán ustedes…y yo les responderé con una pregunta: ¿están seguros?

Porque la balanza de precisión puede reemplazarse por la balancita que muchas veces hay en la cocina para pesar alimentos, que dará un valor aceptable si no exacto.

Y para reemplazar la probeta pueden usar cualquier vaso medidor graduado, o hasta una mamadera y hacer las correcciones necesarias en materia de unidades.

No es tan imposible, ¿vieron?

¿Qué precauciones se recomiendan?

Lo primero a tener en cuenta es que la densidad real de los minerales en muestra de mano, es habitualmente distinta de la densidad ideal que leerán en las tablas. de los mismos.

Esa diferencia es debida a la presencia de defectos estructurales en las redes de los cristales reales, o a la presencia de impurezas varias, de modo que una ligera desviación respecto del valor que consulten en los textos, no debe alarmarlos.

Por otra parte, deben tener en cuenta dos cosas: no arrojar el mineral descuidadamente en la probeta, porque pueden perder agua (destilada en lo posible) por salpicadura. Para evitar esto pueden enrasar el agua a cierta distancia por debajo del valor máximo o deslizar la muestra muuuuyyyyy cuidadosamente hacia adentro del líquido.

Y por último, fíjense que la muestra sea más o menos pura, sin otros minerales intrusos entremezclados.

¿Y cómo se calcula la densidad cuando se está en el campo o no se cuenta con otro elemento que las propias manos?

En este caso, no se estará buscando un número correspondiente al valor de la densidad, sino simplemente un grupo al cual asignar el mineral en cuestión, dentro de estas tres posibilidades:

• ligeros
• normales
• pesados

Con un poco de práctica se pueden establecer estas categorías simplemente sopesando los minerales con las manos, y les explico cómo.

El cuerpo tiene su propia memoria (memoria corporal le llamamos), y lo habrán comprobado más de una vez. Por ejemplo, cuando van a levantar un tarro de galletas, el cuerpo recurre a ese banco de memoria, y ejerce la fuerza que está acostumbrado a usar para levantar un cuerpo de ese peso que estima a priori.

Pero si el tarro está vacío, habrán experimentado esa «sorpresa» de la inconsistencia entre la fuerza aplicada y la de verdad requerida. A la inversa también pasa. Si en lugar de galletas, el tarro tuviera pepitas de oro (¡ojalá!, :D), la fuerza les parecería insuficiente en el acto.

Según cuál sea el caso, podrán con las manos, establecer si su muestra es ligera, normal o pesada.

Si la encuentran normal, pueden pensar que la densidad se encuentra en el entorno de 2,5 a 2,9 g/cm³, que es la densidad de la mayoría de los minerales comunes. Si el mineral les pareció ligero, piensen en valores por debajo de eso, y a la inversa, por encima, si les pareció pesado.

Esa determinación será suficiente para recurrir luego a la consulta de las tablas de reconocimiento de minerales.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post fue tomada de este sitio, 

El otro esquemita es mío.