Especialidad en Geología de Mineralogía

Especialidad en Geología de Mineralogía

Mineralogía

La mineralogía es una rama de la geología que estudia las propiedades físicas y químicas de los minerales en diferentes estados de agregación del planeta. Los minerales son sólidos inorgánicos de origen natural y tienen una composición química definida. Los minerales proporcionan elementos químicos esenciales para las actividades industriales humanas.

Ramas de la mineralogía

El estudio de la mineralogía puede hacerse desde distintos puntos de vista:

• Mineralogía general: Estudia la estructura y las propiedades de los minerales.
• Mineralogía determinista: Aplicación de propiedades físicas, químicas y estructurales a la determinación de especies minerales.
• Cristalografíaː Es el uso de la tecnología de difracción de rayos X para estudiar las propiedades cristalinas de los minerales, especialmente la estructura interna de los minerales. La cristalografía clásica también incluye el estudio de la geometría externa de los cristales.
• Mineralogía físicaː Estudia las propiedades físicas, como dureza, fusibilidad, etc., aunque las propiedades ópticas se suelen considerar separadamente.
• Mineralogía ópticaː Estudia las propiedades ópticas de los minerales, utilizando fundamentalmente el microscopio petrográfico.
• Mineralogía químicaː Estudia las propiedades químicas de los minerales, especialmente para la identificación precisa de minerales.
• Mineralogénesis: Estudia las condiciones de formación de los minerales, de qué manera se presentan los yacimientos en la naturaleza y las técnicas de explotación.
• Mineralogía descriptiva: Estudio de los minerales y clasificación sistemática de los mismos en función de su estructura y composición.
• Mineralogía económica: Desarrolla las aplicaciones de la materia mineral; como su utilidad económica, industrial, gemológica, etcétera.
• Mineralogía topográfica: Es el estudio de los depósitos minerales en un área o país específico, describiendo las especies que existen, así como los hechos culturales e históricos relacionados con ellas, y los hechos relacionados con su minería.

Características diagnósticas

Al recolectar muestras manuales en el campo, los geólogos pueden usar una variedad de atributos, que incluyen: forma de cristal, brillo, rayas, dureza (dureza de Mohs), exfoliación o agrietamiento, gravedad específica, color, etc.

La exfoliación de un mineral ocurre cuando el enlace en su estructura cristalina es más débil que otros enlaces, por esta razón se crea un plano, y cuando se le aplica tensión, el mineral se romperá a lo largo del plano. Los minerales de biotita y moscovita ilustran bien esta característica.

El color no es una característica muy confiable porque hay minerales como el cuarzo o la fluorita, que tienen diferentes colores. Por el contrario, las rayas son del color del polvo mineral, que se puede obtener frotando el mineral con porcelana sin esmaltar. Esta característica es más confiable.

Muchas sustancias (como el carbono) pueden cristalizar en diferentes estructuras. Si se cristaliza en el sistema de cristal cúbico, se llama diamante, pero si se cristaliza en el sistema de cristal hexagonal, se forma grafito. Su apariencia es suficiente para reconocer que son dos minerales diferentes, aunque es necesaria una investigación más profunda para comprender que tienen la misma composición química.

Historia de la mineralogía

En un inicio, el ser humano fijó su atención en los minerales que podían servirle para saciar sus necesidades. A partir del primer instante usó el sílex, primero desde depósitos superficiales y después inclusive por medio de explotaciones subterráneas. Mucho posteriormente halló los metales originarios como el oro y la plata, que se deformaban de forma sencilla gracias a su maleabilidad. Después el cobre nativo, que rápido aprendió a sustraer desde ciertos de sus minerales, en especial de la malaquita y de la azurita.

Después halló la aleación de este con el estaño, dándole más dureza, y el hierro que ha sido elemental para promover la cultura. Además, en el Neolítico, empezó la implementación de minerales como la variscita para formar adornos. Los metales y su trabajo han dado nombre a diversos períodos de la Prehistoria como Edad del Cobre (calcolítico), Edad del Bronce y Edad del Hierro. Se han encontrado pinturas egipcias de bastante más de 5000 años en las que se representan artesanos haciendo un trabajo los minerales. A principios del Neolítico se comenzaron a filmar signos en las rocas brillantes para incrementar sus poderes mágicos y finalmente de la Prehistoria se convirtieron en una especie de moneda que intercambiaban por eso que deseaban tener.

Los primeros escritos sobre mineralogía —la rama de la geología que estudia las características físicas y químicas de los minerales—, en especial sobre rocas bellas, provienen de la vieja Babilonia, del antiguo mundo grecorromano, de la China vieja y medieval —parece que el archivo más antiguo referente con minerales ha sido de la obra chino San Hey Din​ (500 a.C.) que señalaba 17 minerales—, y de los textos sánscritos de la vieja India.​ Aristóteles compendió todo el entendimiento de su etapa, en especial en ciencias naturales. Su sustituto, Teofrasto de Ereso, redactó el que se puede tener en cuenta el primer tratado de mineralogía, Pery Lyton [Sobre las piedras], del que se preserva un fragmento bastante largo y un tratado de los metales que se perdió. Plinio el Viejo, en su creación Naturalis Historia —libros 33, 34, 36 y 37— recopiló todo lo cual en aquella etapa se sabía sobre minería, no solo describiendo varios minerales diferentes, sino además definiendo muchas de sus características, aun cuando dejando sin contestación la regularidad que muestran los cristales. Lo mismo hizo el científico persa Al Biruni en Kitab al Jawahir (Libro de rocas preciosas). Isidoro de Sevilla en sus Etimologías salvó la cultura tradicional para la posteridad, en del libro XVI dedica 24 capítulos a la mineralogía, esta obra ha pasado a la posteridad con el nombre de Lapidario de San Isidoro. Durante el siglo XIII el filósofo alemán Alberto Magno en su creación De mineralibus explica una secuencia de especies mineralógicas. El monarca de Castilla y León, Alfonso X "El Sabio" divulgó la obra El lapidario, curioso análisis de los minerales en el cual incluían las rocas bellas en su interacción con los signos del zodíaco.

El especialista del Renacimiento alemán Georg Bauer (Georgius Agricola) redactó obras en latín que empezaron el enfoque científico del asunto, como De Natura Fossilium (1546) y De re metallica (publicada póstumamente en 1556, con privilegio y licencia del monarca Enrique IV de Francia, de la que se hicieron traducciones al alemán y al italiano en aquel mismo siglo. Las ediciones en castellano e inglés se publicaron durante el siglo XX). Su obra constaba de 12 libros o capítulos procurando cuanto se refería a la minería y mineralogía con 291 grabados. Y ha sido en la Europa siguiente al Renacimiento una vez que se emprendieron los estudios científicos sistemáticos de los minerales y las piedras.​ El análisis nuevo de la mineralogía con base en los inicios de la cristalografía (los inicios de la cristalografía geométrica, en sí mismos, se remontan a la mineralogía practicada en los siglos XVIII y XIX) y al análisis microscópico de las secciones de piedra comenzó con el invento del microscopio durante el siglo XVII.​

En 1669, el anatomista y geólogo danés Niels Stessen (Nicolás Steno), identificó  por primera ocasión la regularidad geométrica en la formación de los cristales, la ley de la constancia de los ángulos interfaciales (también famosa como la primera ley de la cristalografía) en los cristales de cuarzo.​ Esto ha sido después generalizado y predeterminado experimentalmente en 1783 por Jean-Baptiste Romé de lIsle, ​ que confirmó el hallazgo de la constancia de los ángulos diedros de los cristales de una misma especie mineral, que ya fue descrita por el instructor Lomonosov en 1645. René Just Haüy, sacerdote, físico y mineralogista francés considerado el «padre de la cristalografía moderna», gracias a la caída de un cristal de calcita, halló que todos los cristales de este mineral estaban conformados por el aumento de romboedros primordiales cadá vez menores una vez que se rompía un nuevo fragmento, hasta cristales básicamente invisibles a primera vista. En su creación Traité de la cristallographie estableció las bases de una totalmente nueva ciencia, la cristalografía, que agrupa los cristales conformes a la simetría de su cristalización y enseñó que los cristales son periódicos y estableció que las orientaciones de las caras de los cristales tienen la posibilidad de manifestar en términos de números racionales, como se codificó posteriormente en los índices de Miller.​

El francés Auguste Bravais sentó las bases de la composición cristalina. Desde el invento en 1809 del goniómetro de meditación por William Hyde Wollaston, se han realizado con más precisión las medidas angulares en los cristales.

En 1814, el químico sueco Jöns Jacob Berzelius, basándose en ciertos hallazgos de Eilhard Mitscherlich,  metió una categorización de los minerales basada en su química en vez de en su composición de cristal.​ William Nicol  desarrolló el prisma de Nicol, que polariza la luz, en 1827-1828 a medida que estudiaba la madera fosilizada; Henry Clifton Sorby mostró que las secciones delgadas de los minerales podían identificarse por sus características ópticas usando un microscopio de luz polarizada.​​ James D. Dana divulgó en 1837 su primera versión de A System of Mineralogy  y en una versión siguiente metió una categorización química que todavía es la regla.​​

Durante el siglo XIX e inicios del siglo XX la minería alcanzó gran difusión y por consiguiente además el coleccionismo de minerales que motivó la probabilidad de descubrir numerosos partes de gran costo y la construcción de gigantes museos en el continente Europeo y Norteamérica.

Durante el siglo XX, la difracción de rayos X ha sido demostrada por Max von Laue en 1912, y ya realizada, se ha convertido en un instrumento para examinar la composición cristalina de los minerales por parte del equipo padre/hijo William Henry Bragg y William Lawrence Bragg.​

Principales obras de mineralogía topográfica

Durante bastante más de 2 siglos se han publicado una cantidad enorme de obras de mineralogía topográfica, primordialmente artículos y monografías locales y regionales, y además un cierto número de libros a escala nacional. La primera recolección general de estas obras ha sido hecha en 1948 por Spencer​. Otras recopilaciones a considerar son las de Smith​, a escala general, y las de Smith y Cook​ y Smith​ para USA. Este último territorio no cuenta con una mineralogía topográfica general, pero si con monografías para la mayor parte de sus estados.