AUTORES: Javier Luque y Belén Soutullo

La jerarquización en las clasificaciones actuales de los minerales

Desde mediados del siglo XX, la clasificación y nomenclatura de los minerales la realiza la Asociación Mineralógica Internacional (IMA por sus siglas en inglés). La base de la clasificación es la composición química y tiene su origen en la propuesta por J.D. Dana en 1850. Sin embargo, las subdivisiones se establecen a partir de criterios estructurales gracias a los datos obtenidos mediante la aplicación de la difracción de rayos X, por lo que se trata de una clasificación cristaloquímica. En cierto modo, la jerarquía de esta clasificación guarda semejanzas con las clasificaciones biológicas para animales y plantas.

El primer criterio para la clasificación de los minerales es el anión o grupo aniónico dominante (o su ausencia, como ocurre en los Elementos Nativos). Se establecen así las Clases como primera división de los minerales conocidos. Un anión es un ion con carga eléctrica negativa y un grupo aniónico está formado por un catión (ion con carga eléctrica positiva) al que rodean un número variable de aniones, habitualmente oxígenos. La posición de los aniones en torno al catión central define los vértices de un polígono o un poliedro cuya forma depende de la relación de los radios entre el catión y el anión. En conjunto, los grupos aniónicos tienen carga negativa.

Hay varias razones para esta división en Clases. La primera es que es la misma que se utiliza para los compuestos inorgánicos en general. La segunda es que las propiedades físicas de los minerales caracterizados por un mismo anión o grupo aniónico suelen ser bastante semejantes. Por el contrario, minerales pertenecientes a diferentes Clases y con un mismo catión común suelen tener propiedades dispares. Finalmente, aquellos minerales que pertenecen a una Clase suelen aparecer asociados en la naturaleza, en un mismo entorno geológico o en contextos geológicos similares.

Calcita (CaCO₃) y magnesita (MgCO₃) comparten el mismo grupo aniónico, el grupo carbonato, y pertenecen a la misma Clase. Magnesita y forsterita (MgSiO₄) presentan el mismo catión (magnesio). Además de las semejanzas apreciables en las fotos en cuanto a color, brillo y forma de los cristales entre calcita y magnesita, ambos minerales presentan otras propiedades parecidas, como la dureza o la densidad. Por el contrario, la forsterita, un silicato, tiene propiedades físicas muy diferentes a la magnesita: distinta morfología cristalina, distinto color, dureza mucho más elevada, mayor densidad,…

 

En algunos casos, como en los Silicatos, los grupos aniónicos pueden unirse entre sí, dando lugar a minerales en los que existe una misma relación catión/anión en estos grupos aniónicos compuestos. De este modo, surgen las Subclases, que agrupan minerales estructuralmente semejantes.

Las Clases y/o Subclases, a su vez, se pueden subdividir en Supergrupos. Un Supergrupo consiste en dos o más Grupos minerales que presentan esencialmente la misma estructura y que contienen elementos químicos parecidos.

Un Grupo mineral está formado por dos o más minerales que tienen estructuras cristalinas idénticas o muy semejantes y en las que están presentes elementos químicos (cationes) con características parecidas (básicamente, su tamaño y/o su carga eléctrica).

Los Grupos se pueden dividir en Series. Una Serie está formada por dos minerales que tienen idéntica estructura y una continuidad en su composición química. Los minerales en una Serie, por tanto, tienen una composición que varía entre dos términos extremos, cada uno de ellos caracterizado por la presencia de un determinado catión. Un ejemplo serían las plagioclasas, feldespatos cuya composición varía entre el término sódico (albita) y el cálcico (anortita).

Finalmente, la unidad de la clasificación es la Especie mineral o simplemente Mineral. Cada mineral tiene una estructura interna específica y una composición química definida. Algunos minerales presentan Variedades, que se caracterizan por tener algún rasgo composicional distintivo (presencia de algún elemento químico en cantidades extremadamente pequeñas o de diminutas inclusiones de otros minerales). Esto se refleja en la variación de alguna propiedad física fácilmente reconocible, generalmente el color.

Cuarzo, variedad amatista.          Cuarzo, variedad cristal de roca.

                                             Fotos: G. Pinto.

Actualmente se establecen las siguientes Clases minerales:

1. Elementos nativos.

2. Sulfuros y compuestos afines, caracterizados por la presencia del ion sulfuro (S^2-).

3. Halogenuros, caracterizados por la existencia en su composición de un ion halógeno (principalmente, cloro o flúor).

4. Óxidos e hidróxidos, en los que uno o más metales se combinan con el oxígeno o grupos (OH)^-, respectivamente.

5. Carbonatos, nitratos y boratos. Se distinguen por la presencia de un grupo aniónico triangular: (CO₃)^2-, (NO₃)^- y (BO₃)^3-, respectivamente. En los boratos, el boro también puede presentar grupos aniónicos tetraédricos (BO₄)^5-. Los carbonatos son los minerales más comunes dentro de esta Clase y son los principales constituyentes de rocas como las calizas, las dolomías o los mármoles.

Calizas, Torcal de Antequera (Málaga). Foto: J. Luque

 

6. Sulfatos, cromatos, wolframatos y molibdatos. En todos ellos, el grupo aniónico consta de un catión con seis cargas positivas rodeado por cuatro oxígenos dispuestos en los vértices de un tetraedro. Los sulfatos son los minerales más comunes dentro de esta Clase.

7. Fosfatos, arseniatos y vanadatos. Se caracterizan por grupos aniónicos tetraédricos con un catión pentavalente rodeado por cuatro oxígenos. Los fosfatos son los minerales más comunes dentro de esta Clase.

8. Presentan grupos aniónicos tetraédricos (SiO₄)^4-. La carga de los cationes compensa exactamente la mitad de la carga de los aniones, por lo que estos grupos pueden unirse entre sí (polimerizarse) compartiendo uno o más oxígenos de los vértices y dando lugar a las diferentes Subclases, en orden creciente del grado de polimerización:

• Nesosilicatos, con grupos tetraédricos independientes.
• Sorosilicatos, con grupos tetraédricos unidos por parejas.
• Ciclosilicatos, con grupos de 3, 4 o 6 tetraedros unidos formando anillos.
• Inosilicatos, con cadenas sencillas o dobles de tetraedros. Los principales Supergrupos de esta Subclase serían los Piroxenos y los Anfíboles. Suelen presentar morfología prismática, acicular o fibrosa.
• Filosilicatos, formados por capas de tetraedros. Por su morfología laminar son los más estables en condiciones superficiales, por lo que son los minerales predominantes en sedimentos y suelos.
• Tectosilicatos, en los que los tetraedros se unen formando armazones tridimensionales. Dentro de ellos se incluyen los minerales más abundantes en la naturaleza: los feldespatos y el cuarzo.

 

El grupo tetraédrico (SiO₄)^4- es la unidad estructural básica de los silicatos.