Ejercicios: El mineral: concepto y clasificación

Enumera las condiciones que debe cumplir un sólido para ser considerado mineral y aplica ese criterio para decidir si lo son el hielo de un glaciar y el ámbar fósil.

¿Qué diferencia hay entre mineral y roca? Pon un ejemplo de roca formada por un solo mineral y otro de roca formada por varios minerales distintos.

Los silicatos son el grupo de minerales más abundante de la corteza terrestre. Observa el esquema: a la izquierda aparece su unidad básica y, a la derecha, dos unidades enlazadas. Explica qué es el tetraedro de $\text{SiO}_4^{4-}$, qué representa cada esfera y por qué la capacidad de los tetraedros de compartir oxígenos da lugar a tantos silicatos distintos.

¿Qué es la estructura cristalina de un mineral y cómo se manifiesta en el exterior en el hábito o forma de sus cristales?

Distingue entre un cristal aislado y un agregado o masa cristalina. ¿Por qué muchas muestras de cuarzo no muestran caras perfectas?

Mica, feldespato, anfíbol, piroxeno, olivino y cuarzo son todos silicatos. Indica qué tienen en común y nombra al menos dos subgrupos de silicatos según la disposición de sus tetraedros.

¿Qué diferencia hay entre los minerales esenciales y los minerales accesorios de una roca? Pon un ejemplo de cada uno en un granito.

Nombra un mineral representativo de cada uno de estos grupos químicos: carbonatos, sulfatos, sulfuros, óxidos y haluros.

Clasifica los siguientes minerales según su grupo químico e indica el anión característico de cada grupo: cuarzo ($\text{SiO}_2$), calcita ($\text{CaCO}_3$), pirita ($\text{FeS}_2$) y yeso ($\text{CaSO}_4 \cdot 2\ \text{H}_2\text{O}$).

El grafito y el diamante están formados exclusivamente por carbono y, sin embargo, sus propiedades son opuestas. Explica, a partir de la estructura cristalina, cómo es posible (polimorfismo).

¿Qué es una serie isomorfa? Explica, con la sustitución de iones en la red cristalina, por qué el olivino puede variar su composición entre forsterita ($\text{Mg}_2\text{SiO}_4$) y fayalita ($\text{Fe}_2\text{SiO}_4$).

Las micas exfolian en láminas finísimas. Relaciona esa propiedad con su estructura de filosilicatos, en la que los tetraedros forman planos, y explica por qué se deshojan con la uña.

Los piroxenos y los anfíboles son inosilicatos de cadenas simples y dobles, respectivamente. Explica cómo esa diferencia estructural se traduce en ángulos de exfoliación distintos ($90°$ frente a $60°$ y $120°$).

El cuarzo, un tectosilicato, carece de exfoliación y se rompe con fractura concoidea. Explica por qué su red tridimensional de tetraedros lo hace tan resistente y compáralo con la calcita.

El color del olivino varía del verde pálido al pardo oscuro según su contenido en hierro. Relaciona esa variación con el isomorfismo de la serie forsterita-fayalita y explica por qué el color no es un criterio diagnóstico absoluto.

Granate, estaurolita y andalucita son minerales típicos de las rocas metamórficas. Explica por qué se denominan «minerales índice» y qué información aporta su presencia en un esquisto.

La plagioclasa forma una serie continua entre albita ($\text{NaAlSi}_3\text{O}_8$) y anortita ($\text{CaAl}_2\text{Si}_2\text{O}_8$). Explica qué sustituciones de iones permiten esa serie y por qué deben compensarse las cargas eléctricas.

La sílice puede cristalizar como cuarzo, tridimita o cristobalita según las condiciones de formación. Relaciona este fenómeno con el polimorfismo y explica por qué estos minerales sirven como indicadores de las condiciones geológicas en que se formó una roca.

En una roca ígnea aparecen cristales verdes, de brillo vítreo, dureza alta y sin exfoliación. Razona por qué la combinación de composición (nesosilicato rico en hierro y magnesio) y de propiedades apunta al olivino y no al cuarzo.

En la serie isomorfa de los granates se sustituyen cationes como $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{Fe}^{2+}$ o $\text{Mn}^{2+}$.

1. a) Enuncia las condiciones de radio y carga iónica que permiten la sustitución isomorfa;
2. b) explica por qué existe solución sólida entre unas especies de granate y no entre otras;
3. c) razona qué ventaja tiene conocer la composición del granate para interpretar la historia metamórfica de una roca.

La calcita y el aragonito tienen la misma composición, $\text{CaCO}_3$.

1. a) ¿Cómo se denomina este fenómeno?
2. b) ¿Qué condiciones determinan cuál de las dos fases cristaliza y por qué el aragonito tiende a transformarse en calcita con el tiempo?
3. c) Explica qué es una pseudomorfosis y qué información conserva.

La clasificación químico-estructural usa el anión dominante y, en los silicatos, la disposición de los tetraedros.

1. a) Justifica por qué los silicatos necesitan ese segundo criterio;
2. b) ordena los subgrupos de silicatos desde los de tetraedros aislados hasta los de red tridimensional;
3. c) relaciona esa secuencia con la densidad y la exfoliación características de cada subgrupo.

El cuarzo domina las arenas de las playas, mientras que los feldespatos y las micas escasean en ellas.

1. a) Explica la serie de estabilidad de Goldich en la meteorización;
2. b) relaciona el orden de cristalización de Bowen con la resistencia a la alteración en superficie;
3. c) deduce qué indica la madurez mineralógica de una arenisca sobre su historia sedimentaria.

La muscovita es una mica clara y la biotita, oscura.

1. a) Compara su composición química y explica el origen del color de la biotita;
2. b) indica en qué tipo de rocas es estable cada una;
3. c) razona por qué la biotita desaparece antes que la muscovita al aumentar el grado metamórfico.