AUTORES: Javier Luque y Belén Soutullo

La composición química de los minerales

Los minerales no suelen presentar una composición química fija, sino que puede variar dentro de ciertos límites. Las causas de estas variaciones en la composición se deben, principalmente, a dos hechos.

En primer lugar, las estructuras cristalinas de los minerales pueden acomodar componentes químicos diferentes. Esto sucede cuando las características químicas de esos componentes son semejantes entre sí. Esencialmente, esas semejanzas se refieren al tamaño y a la carga eléctrica. De esta forma, dos componentes químicos (átomos, iones o moléculas) se pueden sustituir entre sí cuando sus tamaños son similares y tienen la misma carga eléctrica. Es decir, debe mantenerse la neutralidad eléctrica de la estructura.

Un ejemplo de mineral común en el que se producen este tipo de variaciones en la composición es el olivino. En su estructura cristalina pueden entrar indistintamente dos cationes, magnesio y hierro ferroso, cuyos tamaños son muy semejantes y poseen la misma carga eléctrica. Cada extremo de estas composiciones corresponde a un mineral con nombre distinto, pero que genéricamente se denomina olivino. Por tanto, el olivino tiene una composición química definida, pero puede variar entre esos extremos, el que contiene sólo magnesio y el que contiene sólo hierro. Habitualmente, el olivino tiene composiciones intermedias con proporciones variables de los dos elementos químicos.

En algunos minerales, cumpliéndose la semejanza de tamaños, se produce la sustitución entre iones de diferente carga. Para que se mantenga la neutralidad eléctrica, en estos casos, es necesario que en la estructura se produzca otro cambio entre componentes químicos presentes en la estructura cristalina del mineral que compense esa diferencia de carga.

¿Por qué son importantes las variaciones en la composición de un mineral?

A veces, la variación en la composición es extremadamente pequeña, pero la presencia de esos nuevos componentes químicos imparte al mineral alguna propiedad física diferente, normalmente el color, dando lugar a las variedades de un determinado mineral. Un ejemplo de esto es la esmeralda, una variedad de berilo (un silicato de berilio y aluminio), donde cantidades muy pequeñas de cromo sustituyen al aluminio, dando lugar a su característico color verde en contraposición con el color blanco amarillento del berilo común… y originando su extraordinario valor como gema.

En segundo lugar, además de estas variaciones de la composición intrínsecas al propio mineral, pueden existir pequeñas inclusiones de otros minerales distintos, a veces simplemente por alteración del mineral original. Normalmente, esas inclusiones no se ven a simple vista, pero en la actualidad existen diferentes técnicas analíticas que permiten detectar su presencia. Este es el caso de la galena que, siendo un sulfuro de plomo, puede contener cantidades importantes de plata (hasta un 20%, aunque normalmente no supera el 1%), denominándose galena argentífera. Los análisis de este tipo de galena han mostrado que la plata se asocia también con otros elementos como el antimonio y el bismuto, que químicamente son semimetales. Los minerales en los que el azufre se combina con un metal (como la plata) y un semimetal se denominan sulfosales. Por tanto, en la galena argentífera la plata se encuentra, mayoritariamente, como inclusiones de sulfosales.

Las inclusiones de impurezas también están en el origen de algunas variedades de determinados minerales como, por ejemplo, el cuarzo rosa o el ojo de tigre.

Cristales cúbicos de galena. Foto: G. Pinto.

 

Cristales prismáticos de berilo sobre cuarzo. Foto: Jorge M. Alves

 

Esmeralda sobre calcita. Foto: J. A. Scovil