Anorthite

3.5.3 Óxidos e hidróxidos

El hielo (H2O) es una fase sólida del agua a una temperatura de 0°C y cristaliza como un mineral hexagonal con una densidad de 0.9175 g/cm3 y flota en el agua. Los copos de nieve se forman por sublimación (a partir del vapor de agua y no del agua) y cristalizan en el cristal hexagonal en forma de estrellas de seis lados. Los cuatro planetas de los gigantes gaseosos del Sistema Planetario exterior están compuestos principalmente por agua-hielo y gas.

El cuarzo (SiO2) es la modificación polimórfica más común del dióxido de silicio en las rocas. El dióxido de silicio cristalino se presenta en varias modificaciones alfa polimórficas en las rocas: tridimita y cristobalita, cada una con otra modificación beta inestable. El SiO2 cristalizado se presenta hasta en 12 modificaciones polimórficas dependiendo de la temperatura. La transformación de una modificación en otra es un proceso extremadamente lento. A veces, las modificaciones polimórficas de mayor y menor temperatura pueden ser estables durante un tiempo determinado. El cuarzo (Fig. 3.5) cristaliza en el sistema hexagonal y se encuentra a menudo en la naturaleza en forma de cristal como se muestra en la Fig. 1.23. El cuarzo es más común y está presente en abundancia en los sedimentos de las rocas silíceas, en las rocas intrusivas ácidas y en las rocas venosas, así como en la mayoría de las rocas metamórficas (mlonitr, cuarcita, filita, mica y esquistos verdes, gneis y granulita).

El opal (SiO2-nH2O) es un mineraloide (mineral amorfo) de formas irregulares y de color blanco. El color cambia a amarillo, gris, marrón o rojo en presencia de impurezas. Un tipo especial de ópalo se convierte en precioso, es decir, se caracteriza por impresionantes flujos de colores gris azulado y blanco. El ópalo se desprende de las fuentes termales y los géiseres. En las rocas sedimentarias, sobre todo en las calizas, el ópalo se forma a partir de carbonatos y excrementos de soluciones que contienen silicio. El ópalo puede aparecer como mineral secundario durante el proceso de meteorización de los minerales primarios de silicato y de las rocas ígneas básicas y ultrabásicas. Los esqueletos de las algas, las diatomeas, las esponjas de silicio y los radiolarios están compuestos de ópalo, y con su deposición y diagénesis forman rocas sedimentarias silíceas.

La calcedonia es un tipo fibroso de cuarzo criptocristalino que forma unos racimos muy densos con forma de riñón. Se compone de finos agregados paralelos y dispuestos linealmente de cristales fibrosos que suelen mostrar características estructurales de rayos X del cuarzo β. Tiene un aspecto ceroso y brillante y puede ser de color blanco, gris, rosa, amarillento, marrón oscuro a negro. La calcedonia de color amarillento y rojo se considera una piedra semipreciosa. La calcedonia es un ingrediente frecuente de los sedimentos silíceos, es decir, del chert (Tabla 6.7) y de la radiolarita. La calcedonia se origina típicamente por extracción de soluciones acuosas que contienen ácido silícico. El ópalo se forma a partir de una solución de dióxido de silicio y agua. El agua se filtra a través de la tierra y recoge el sílice de la arenisca. La solución rica en sílice se deposita en grietas y huecos, recristaliza y aparece como masas sólidas irregulares, concreciones, lentes y nódulos. Puede formarse en la caliza como relleno de huecos y en las rocas básicas volcánicas o extrusivas.

El ágata es una variedad de calcedonia con láminas finas modificadas o capas de diferentes colores (Fig. 3.1). El ágata con las láminas blancas y negras se conoce como ónice. El tipo denso y opaco de calcedonia con mezclas de hierro de color pardo-rojo se llama jaspe y se utiliza para hacer joyas.

El corindón (Al2O3) es una forma cristalina de óxido de aluminio y tiene trazas de hierro, titanio y cromo. Es un mineral formador de rocas y materiales naturales claros y transparentes. Puede tener diferentes colores en presencia de impurezas. Las variedades de color rojo transparente se conocen como rubí y se utilizan como gemas de gran valor. El corindón con todos los demás colores se llama zafiro. Puede rayar casi todos los demás minerales debido a su extrema dureza. El corindón puro tiene una dureza de 9 en la escala de dureza de Mohs. Se utiliza habitualmente como abrasivo, desde el papel de lija hasta las grandes máquinas, mecanizando metales, plásticos y madera. El corindón se encuentra como mineral en los esquistos de mica, los gneis y algunos mármoles de los terrenos metamórficos. También se encuentra en sienitas ígneas de bajo contenido en sílice y en intrusivos de sienita nefelina. Las otras ocurrencias son como masas adyacentes a intrusivos ultramáficos, asociados con diques de lamprofito, y como grandes cristales en pegmatitas.

La Gibbsita es un hidróxido de aluminio conocido como «hidrargilita» o «hidrargilita» y cristaliza en el sistema monoclínico. Rara vez se encuentra en estado puro y a menudo se mezcla con boehmita, caolinita, hematita y limonita en bauxitas y lateritas, es decir, como posible fuente de aluminio.

La boehmita γ-AlO(OH) o böhmita es un mineral de óxido-hidróxido de aluminio y el alumogel es un gel amorfo Al(OH)3. Se presenta con la gibbsita como constituyentes minerales principales de la bauxita y la laterita.

La hematita (Fe2O3) (Fig. 1.40) y la magnetita (FeO-Fe2O3) son muy comunes, pero suelen ser constituyentes menores de muchas rocas. Sin embargo, los procesos magmáticos e hidrotermales pueden formar grandes depósitos de estos minerales aptos para la extracción de mineral de hierro.

La goethita es el hidróxido de hierro que se forma como cúmulos amorfos y que se conoce como limonita. La limonita es un mineral de hierro marrón formado debido al desgaste de los minerales de hierro. La limonita incluye hidróxidos de Fe amorfos con cantidades variables de agua.

La limonita se encuentra en muchas rocas que dan el color marrón, amarillo o bronceado. Normalmente se desarrolla como producto de la meteorización química de muchos minerales que contienen Fe2+ o hierro ferroso. En el proceso de oxidación se oxida en el hierro trivalente Fe3+, lo que se conoce como proceso de limonitización. La limonitización es bien visible en el color amarillo-marrón en las rocas gris-verdosas recién rotas a lo largo y alrededor de las grietas. El color marrón, amarillo o marrón rojizo de las arcillas y de muchas otras rocas se deriva de la limonita. La limonita por encima de los depósitos de hematita y siderita a menudo forma una costra de meteorización y se conoce como «sombrero de hierro». La limonita y la goethita son importantes fuentes de mineral de hierro y níquel de baja calidad. El ocre es un pigmento natural de tierra arcillosa que es una mezcla de óxido férrico y cantidades variables de arcilla y arena. El color va del amarillo al naranja intenso o al marrón.

La cromita (FeO-Cr2O4) es un óxido de hierro y cromo (Fig. 1.37) y la ilmenita (FeO-TiO2) es un mineral de óxido de titanio y hierro. Estos minerales son importantes menas de cromo y titanio, y a menudo son ingredientes de la roca en cantidades menores. La cromita y la ilmenita cristalizan a altas temperaturas en el magma intrusivo en la fase inicial de cristalización y se presentan como ingredientes habituales de las rocas máficas y ultramáficas.

El rutilo (TiO2) cristaliza en el sistema tetragonal y se encuentra comúnmente en forma de cristales de barra o de aguja. El color varía entre el rojo oscuro y el negro. Suele aparecer en el metamorfismo regional y está asociado a los esquistos cristalinos (gneis, esquistos de mica, filita y anfibolitas). El rutilo es un mineral común en los sedimentos clásticos y en las rocas sedimentarias (arenas/arenas), con gran resistencia a la intemperie. El rutilo se encuentra en los depósitos fluviales y de alta mar junto con el concentrado de oro en cantidades significativas. El rutilo es común en las rocas ígneas ácidas como mineral secundario.

La pirolusita es un mineral de óxido de manganeso (MnO2) y cristaliza en el sistema tetragonal. Suele localizarse en agregados de tiras y agujas de color gris oscuro a negro. Se forma por origen hidrotermal y sedimentario. La pirolusita es una mena extendida y principal de manganeso.

El silomelano (MnO-MnO2-nH2O) es una modificación coloidal del óxido de manganeso con agua. Se presenta en forma de racimos de tipo renal. A menudo se encuentra en forma de finas costras, revestimientos y dendritas en las superficies de las capas o grietas de diferentes rocas, especialmente la caliza. Los colores del mineral son negro hierro o negro azulado, mientras que las rocas anfitrionas que contienen psilomelano son de color gris oscuro o negro. El psilomelano se origina a partir de soluciones acuosas enriquecidas con manganeso como producto de la meteorización superficial de diversos minerales que contienen manganeso.

La espinela (MgO-Al2O3) es un miembro de las mezclas isomórficas de diferentes espinelas de Al3+, Fe3+ y Cr3+. El mineral es un producto típico del metamorfismo de contacto. La espinela se origina en sedimentos arcillosos en contacto con la intrusión magmática y se localiza en la región de skarns y hornfels.