Los minerales son los componentes básicos de las rocas, pero cada cristal mineral también guarda una historia.
Un cristal de cuarzo que crece a partir de agua caliente dentro de una fractura se forma en condiciones completamente diferentes a las de un cristal de olivino que se desarrolla dentro de un magma en enfriamiento. El yeso depositado en una cuenca salina en evaporación tiene poco en común con el granate que crece a varios kilómetros bajo tierra durante el metamorfismo.
Sin embargo, todos estos procesos tienen algo fundamental en común.
Los minerales se forman cuando los elementos químicos se combinan bajo condiciones físicas y químicas que permiten el desarrollo de una estructura mineral estable.
La temperatura, la presión, la composición química, el agua, los gases, el estado de oxidación, el espacio disponible y el tiempo pueden influir en qué minerales se forman y qué aspecto final tienen esos minerales.
No existe una clasificación universal que divida la formación de minerales en exactamente siete procesos. Los entornos de formación de minerales se superponen, y un mismo sistema geológico puede involucrar varios procesos simultáneamente.
Sin embargo, la mayoría de las formaciones minerales pueden entenderse a través de varias vías geológicas comunes:
- cristalización magmática
- Formación de minerales hidrotermales
- Evaporación y precipitación del agua
- Recristalización metamórfica y reacciones minerales
- Meteorización y formación de minerales secundarios
- Gas volcánico y mineralización fumarólica
- Biomineralización
Comprender estos procesos explica no solo cómo crecen los cristales, sino también por qué ciertos minerales aparecen juntos y qué pueden revelar sobre la historia geológica de la Tierra.
¿Qué tiene que ocurrir para que se forme un mineral?
Un mineral no puede formarse simplemente porque sus elementos químicos estén presentes.
Esos elementos también deben encontrar las condiciones ambientales adecuadas.
El cuarzo, por ejemplo, está compuesto de silicio y oxígeno. Pero el silicio y el oxígeno se encuentran en innumerables rocas y se funden sin que necesariamente se formen grandes cristales de cuarzo.
Las condiciones del entorno determinan lo que sucede.
Los controles importantes incluyen:
- Temperatura
- Presión
- composición química
- Agua y otros fluidos
- Condiciones de oxidación-reducción
- Velocidad de enfriamiento o calentamiento
- Grado de saturación
- Disponibilidad de espacio abierto
- Movimiento de componentes químicos
- Presencia de superficies cristalinas existentes
Cuando las condiciones favorecen a un mineral en particular, los átomos o iones pueden comenzar a organizarse en su estructura atómica característica.
Una vez que se forma un núcleo cristalino estable, se le puede adherir material adicional y el cristal puede crecer.
Pero este proceso no es idéntico en todos los entornos geológicos.
Algunos minerales cristalizan a partir de roca fundida.
Otros precipitan a partir del agua.
Algunas se desarrollan mediante reacciones químicas entre minerales preexistentes mientras la roca permanece sólida.
Otras son producidas o controladas por organismos vivos.
Esa diversidad es lo que hace que la mineralogía esté tan estrechamente relacionada con casi todas las ramas de la geología.
1. Cristalización magmática
Uno de los procesos más importantes de formación de minerales comienza con el magma.
El magma es roca fundida o parcialmente fundida que se encuentra bajo la superficie terrestre. Cuando el magma llega a la superficie y entra en erupción, el material fundido se denomina lava.
El magma contiene muchos componentes químicos, entre los que comúnmente se incluyen:
- Silicio
- Oxígeno
- Aluminio:
- Hierro
- Magnesio
- Calcio
- Sodio (sal)
- Potasio
A temperaturas muy elevadas, estos componentes existen principalmente dentro del material fundido, en lugar de como cristales minerales completamente desarrollados.
Sin embargo, a medida que el magma se enfría, las condiciones cambian.
Ciertas fases minerales se estabilizan y comienzan a cristalizar.
Los diferentes minerales cristalizan bajo diferentes condiciones.
No todos los minerales cristalizan a la misma temperatura.
En muchos magmas máficos, minerales como el olivino y el piroxeno pueden comenzar a cristalizar a temperaturas relativamente altas.
A medida que continúa la cristalización, la composición del fundido restante cambia porque algunos elementos químicos ya se han incorporado a los minerales anteriores.
Otros minerales podrían entonces volverse estables.
Dependiendo de la composición del magma, la presión, el contenido de agua y la temperatura, estos pueden incluir:
- Plagioclasa
- Anfíbol
- Biotita
- Feldespato de potasio
- Moscovita
- Quartz
Esta relación general queda ilustrada por la serie de reacciones de Bowen , aunque los sistemas de magma reales pueden ser considerablemente más complejos que una única secuencia de cristalización idealizada.
La mezcla de magma, los cambios de presión, la adición o pérdida de agua y la interacción con las rocas circundantes pueden modificar los minerales que finalmente se forman.
¿Por qué algunas rocas ígneas tienen cristales grandes?
El tamaño del cristal suele estar relacionado con el historial de enfriamiento, pero la velocidad de enfriamiento no es el único factor determinante.
El enfriamiento del magma bajo tierra suele proporcionar condiciones más favorables para el crecimiento visible de cristales que el enfriamiento rápido de la lava en la superficie terrestre.
Por eso, las rocas intrusivas como el granito suelen contener cristales fácilmente visibles.
Las rocas volcánicas, como el basalto, suelen tener cristales mucho más finos.
Y si la lava se enfría tan rápidamente que no puede desarrollarse una estructura cristalina ordenada, puede solidificarse como vidrio volcánico.
La obsidiana es el ejemplo más conocido.
Pero el tamaño del cristal también depende de:
- Tasa de nucleación
- Grado de subenfriamiento
- difusión química
- Contenido de agua y volátiles
- Derretir la viscosidad
- Disponibilidad de componentes químicos
- Espacio de crecimiento
Así pues, la sencilla regla de que "el enfriamiento lento siempre produce cristales grandes" resulta útil como introducción, pero el crecimiento natural de los minerales es más complejo.
Pegmatitas: Crecimiento extremo de cristales en sistemas magmáticos
Las pegmatitas merecen especial atención porque pueden contener algunos de los cristales minerales más grandes que se encuentran en la Tierra.
Suelen ser rocas ígneas de grano extremadamente grueso y son particularmente comunes asociadas a sistemas graníticos.
Una idea errónea común es que los cristales de pegmatita se vuelven enormes simplemente porque el magma se enfrió extremadamente despacio.
La explicación real es más interesante.
Durante la evolución de algunos magmas graníticos, las fases finales de la fusión pueden enriquecerse con sustancias que no se incorporaron fácilmente a los minerales que se formaron con anterioridad.
Estos pueden incluir:
- Agua
- Boro
- Flúor
- Litio
- Berilio
- Cesio
- tantalio
- Niobio
El agua y otros componentes volátiles pueden aumentar considerablemente la movilidad de las especies químicas.
En algunos sistemas pegmatíticos, el fundido y el fluido acuoso pueden coexistir, lo que permite que los elementos se muevan rápidamente hacia los cristales en crecimiento.
El subenfriamiento, la exsolución de fluidos, el transporte químico rápido y las tasas relativamente bajas de nucleación de cristales pueden contribuir al crecimiento de cristales extremadamente gruesos.
Como resultado, las pegmatitas pueden producir cristales espectaculares de:
- Quartz
- Feldespato
- Moscovita
- Turmalina
- Berilo
- Spodumene
- Topaz
Algunas pegmatitas son también fuentes económicamente importantes de litio, tantalio, cesio, berilio y otros elementos raros.
Por lo tanto, las pegmatitas se entienden mejor como entornos ígneos especializados , y no como un mecanismo fundamental de formación de minerales completamente independiente.
2. Formación de minerales hidrotermales
Algunas de las vetas minerales más impresionantes de la Tierra se forman a partir de fluidos acuosos calientes que se mueven a través de la corteza.
Estos sistemas se denominan sistemas hidrotermales.
Los fluidos hidrotermales pueden transportar componentes químicos disueltos a través de:
- Fracturas
- Fallos
- Poros
- Las caries
- Capas de roca permeables
Muchos sistemas hidrotermales están asociados con el magma, pero el agua hidrotermal no siempre se origina directamente del magma.
Los fluidos pueden incluir:
- Agua magmática
- Agua subterránea
- agua de mar
- Fluidos metamórficos
- Salmueras de cuencas sedimentarias
Estos fluidos pueden circular a través de rocas calientes e interactuar químicamente con ellas.
¿Cómo se forman las vetas hidrotermales?
A temperaturas elevadas, los fluidos pueden transportar cantidades sustanciales de material disuelto.
Dependiendo del sistema, esto puede incluir:
- Silica
- Calcio
- Azufre
- Hierro
- Cobre
- Zinc
- Lidera
- Plata
- Oro
A medida que el fluido se desplaza a través de la corteza, su entorno físico y químico cambia.
Los minerales pueden precipitarse cuando el fluido:
- Enfria
- Hierve
- Experimenta una caída de presión
- Se mezcla con otro fluido
- Reacciona con las rocas circundantes.
- Cambios en la acidez
- Cambios en el estado de oxidación
Por lo tanto, una fractura puede comenzar como una grieta vacía y gradualmente llenarse de minerales.
El movimiento repetido de fluidos puede producir vetas hidrotermales gruesas.
El cuarzo es uno de los minerales de veta más comunes, pero los sistemas hidrotermales también pueden producir:
- Calcita
- Fluorita
- Baritina
- Pirita
- Calcopirita
- Galena
- Esfalerita
Además, muchos yacimientos minerales de importancia económica son de origen hidrotermal.
El oro, la plata, el cobre, el plomo, el zinc, el estaño y otros metales pueden concentrarse cuando los fluidos hidrotermales los transportan a través de la corteza terrestre y posteriormente los depositan.
Por lo tanto, una veta de cuarzo es más que una grieta rellena de cuarzo.
Puede representar el recorrido fosilizado de un antiguo sistema de fluidos subterráneos.
3. Evaporación y precipitación del agua
Los minerales no necesitan magma ni temperaturas extremas para formarse.
Muchos cristalizan directamente a partir del agua.
El agua natural contiene iones disueltos obtenidos a través de la meteorización, la circulación de aguas subterráneas, la actividad volcánica y la interacción con las rocas.
Si las condiciones cambian, esos componentes disueltos pueden precipitarse en forma de minerales.
Uno de los ejemplos más sencillos es la evaporación.
Minerales de evaporita
Imagina un lago salino poco profundo en un clima árido.
El agua entra en la cuenca arrastrando material disuelto.
Pero si la cuenca tiene poco o ningún drenaje externo y la evaporación es intensa, el agua desaparece gradualmente mientras que los iones disueltos permanecen.
Su concentración aumenta.
Con el tiempo, el agua se satura con respecto a ciertos minerales.
Comienza la cristalización.
Entre los minerales evaporíticos comunes se incluyen:
- Yeso
- Hálito
- Anhidrita
- Silvita
Los diferentes minerales comienzan a precipitar bajo diferentes condiciones químicas.
A medida que avanza la evaporación, la composición del agua restante cambia.
Esto puede producir secuencias de diferentes minerales evaporíticos.
A lo largo del tiempo geológico, las repetidas inundaciones y evaporaciones pueden crear depósitos extremadamente gruesos.
Algunas formaciones evaporíticas antiguas contienen enormes cantidades de sal gema y yeso.
La precipitación de minerales no siempre requiere evaporación.
Un mineral puede precipitarse del agua incluso cuando el agua misma no desaparece.
Un buen ejemplo es la formación de calcita en el interior de las cuevas.
El agua subterránea que atraviesa la piedra caliza puede transportar calcio y bicarbonato disueltos.
Cuando esta agua entra en una cueva, cambian las condiciones de presión y de dióxido de carbono.
El dióxido de carbono puede escapar de la solución.
Esto altera el equilibrio químico y provoca que el carbonato de calcio precipite en forma de calcita.
Capa por capa, el crecimiento de la calcita puede producir:
- Estalactitas
- Estalagmitas
- Flujo de piedra
- Columnas
Procesos de precipitación similares también pueden producir cementos minerales dentro de las rocas sedimentarias durante la diagénesis.
Minerales como la calcita, el cuarzo, la dolomita y la pirita pueden crecer entre los granos de sedimento mucho después de que este se haya depositado originalmente.
4. Recristalización metamórfica y reacciones minerales
Los minerales también pueden formarse mientras una roca permanece esencialmente sólida.
Esto ocurre durante la metamorfosis.
Una roca enterrada en las profundidades de la corteza terrestre puede encontrarse con temperaturas, presiones, deformaciones y condiciones de fluidos muy diferentes de aquellas bajo las cuales se formó originalmente.
Los minerales que son estables en las condiciones originales pueden volverse inestables.
Se producen reacciones químicas.
Los átomos se redistribuyen.
Crecen nuevos minerales.
La roca no tiene por qué derretirse.
Nuevos minerales procedentes de rocas antiguas
Consideremos una roca sedimentaria rica en arcilla que quedó enterrada durante la formación de montañas.
A medida que aumentan la presión y la temperatura, los minerales originales comienzan a cambiar.
Con el aumento de las condiciones metamórficas, pueden aparecer nuevos minerales.
Estos pueden incluir:
- Mica
- Granate
- Estaurolita
- Cianita
- silimanita
Estos minerales pueden proporcionar información importante sobre las condiciones a las que estuvo expuesta la roca.
Por este motivo, algunos minerales metamórficos se utilizan como minerales índice.
Su presencia puede ayudar a los geólogos a estimar la historia de presión y temperatura de las rocas metamórficas.
Contacto Metamorfismo
El metamorfismo de contacto se produce cuando el magma caliente se introduce en las rocas circundantes más frías.
El calor generado por la intrusión altera la mineralogía y la textura de las rocas cercanas.
La piedra caliza, por ejemplo, puede recristalizarse y convertirse en mármol.
En condiciones químicas favorables, los fluidos liberados por una intrusión también pueden reaccionar con rocas carbonatadas y formar sistemas de skarn ricos en minerales.
Los skarns pueden contener minerales como:
- Granate
- piroxeno
- Epidota
- Vesuvianita
- Wollastonita
Algunos skarns también contienen importantes depósitos de cobre, hierro, tungsteno, zinc y otros metales.
Metamorfismo regional
El metamorfismo regional afecta a áreas mucho más extensas.
Suele ocurrir durante:
- colisión continental
- edificio de montaña
- entierro profundo
- Engrosamiento de la corteza
El crecimiento de minerales puede producirse mientras las rocas se deforman intensamente.
Los minerales laminares como la mica pueden alinearse, produciendo la foliación característica que se observa en rocas como:
- Pizarra
- Filita
- Esquisto
- Gneis
Por lo tanto, los minerales metamórficos conservan un registro de las condiciones que pudieron haber existido muchos kilómetros por debajo de las antiguas cordilleras.
5. Meteorización y formación de minerales secundarios
La superficie terrestre constituye un entorno hostil para muchos minerales que se formaron en las profundidades del subsuelo.
Un cristal que era estable dentro del magma a cientos de grados Celsius puede eventualmente llegar a la superficie y encontrarse con:
- Oxígeno
- Agua de lluvia
- Dióxido de carbono
- Ácidos orgánicos
- Microorganismos
- Humectación y secado repetidos
En estas nuevas condiciones, es posible que el mineral ya no sea estable.
Comienza la meteorización química.
Pero la erosión hace algo más que destruir minerales.
También crea otros nuevos.
Del feldespato a la arcilla
El feldespato es uno de los grupos de minerales más abundantes en la corteza terrestre.
Pero los feldespatos no siempre son estables en condiciones superficiales.
La reacción con agua ligeramente ácida puede alterarlas gradualmente.
Los elementos se eliminan o se redistribuyen, y pueden formarse nuevos minerales arcillosos .
Durante enormes periodos de tiempo, estas reacciones contribuyen a la formación de suelos y sedimentos.
Oxidación del hierro
Los minerales que contienen hierro experimentan otra transformación ya conocida.
Cuando se expone a agua rica en oxígeno, el hierro puede oxidarse.
Pueden formarse nuevos óxidos y oxihidróxidos de hierro.
Estos minerales son responsables de muchos de los siguientes:
- Rojo
- Orange
- Amarillo
- Marrón
Colores que se observan en rocas y suelos erosionados.
La hematita y la goetita son ejemplos comunes.
Minerales secundarios en yacimientos minerales
La meteorización puede alterar drásticamente los depósitos minerales cercanos a la superficie terrestre.
Los minerales sulfurados pueden reaccionar con el oxígeno y el agua subterránea.
Algunos componentes químicos se disuelven y son arrastrados hacia abajo.
Otros permanecen cerca de la superficie o se reprecipitan como nuevos minerales.
Sobre los depósitos de sulfuro pueden formarse capas erosionadas ricas en hierro llamadas gossans .
En las zonas oxidadas de algunos yacimientos de cobre también pueden desarrollarse minerales secundarios como la malaquita y la azurita.
Por lo tanto, la meteorización crea conjuntos minerales completamente nuevos a partir de material geológico más antiguo.
6. Gas volcánico y mineralización fumarólica
La lava no es el único material que expulsan los volcanes.
Los sistemas volcánicos también emiten gases que contienen compuestos de:
- Azufre
- Cloro
- Flúor
- Carbono
- Hidrógeno
- Agua
Estos gases pueden escapar a través de grietas y conductos conocidos como fumarolas.
En las proximidades de las fumarolas, la temperatura y la composición química pueden cambiar con extrema rapidez.
Esto crea entornos inusuales para la formación de minerales.
¿Cómo se forman los minerales fumarólicos?
Algunos minerales pueden formarse a medida que se enfrían los gases volcánicos calientes.
Pero el enfriamiento directo es solo uno de los mecanismos.
La formación de minerales alrededor de las fumarolas también puede implicar:
- Mezcla de gas con aire
- Reacciones de oxidación
- Condensación de fluidos ácidos
- Reacciones gas-roca
- Precipitación procedente de fluidos volcánicos condensados
Uno de los productos más reconocibles es el azufre nativo.
Se pueden acumular depósitos de azufre de color amarillo brillante alrededor de las chimeneas volcánicas a medida que los gases que contienen azufre experimentan reacciones químicas cerca de la superficie.
Otros ambientes fumarólicos pueden contener:
- Sulfatos
- Cloruros
- Sulfuros
- Flúor
- Minerales de óxido
Debido a que las fumarolas pueden cambiar rápidamente, estos depósitos minerales también pueden tener una vida corta en comparación con los minerales atrapados en rocas más profundas.
Por lo tanto, los volcanes continúan creando y alterando minerales incluso cuando no hay erupción de lava.
7. Biomineralización
No todos los procesos de formación de minerales son puramente geológicos.
Los organismos vivos también pueden controlar o influir notablemente en la formación de minerales.
Este proceso se conoce como biomineralización.
Los organismos utilizan componentes químicos disueltos en su entorno y crean estructuras mineralizadas duras.
Conchas y esqueletos
Muchos organismos marinos construyen sus conchas o esqueletos con carbonato de calcio.
Dependiendo del organismo y las condiciones ambientales, este material puede presentarse principalmente como:
- Calcita
- Aragonito
Los moluscos, los corales, los foraminíferos y muchos otros organismos producen estructuras mineralizadas.
Tras la muerte, estos restos pueden acumularse en el fondo marino.
A lo largo del tiempo geológico, enormes cantidades de carbonato biológico pueden contribuir a la formación de piedra caliza.
Por lo tanto, la vida puede influir en la formación de minerales a escala planetaria.
Otros minerales biológicos
La biomineralización no se limita al carbonato de calcio.
Diferentes organismos pueden producir o controlar la formación de otros materiales.
Algunos ejemplos son:
Apatito
Las fases minerales de fosfato de calcio son componentes principales de los huesos y dientes de los vertebrados.
Silica
Las diatomeas y algunos otros organismos construyen intrincadas estructuras ricas en sílice.
Magnetita
Las bacterias magnetotácticas pueden producir diminutas partículas minerales magnéticas que les ayudan a orientarse con respecto al campo magnético de la Tierra.
Por lo tanto, los organismos vivos participan directamente en el ciclo mineral de la Tierra.
La biología y la geología están mucho más estrechamente relacionadas de lo que podría parecer a primera vista.
¿Por qué los cristales tienen diferentes tamaños?
El tamaño de un cristal mineral depende de mucho más que de su tiempo de existencia.
El crecimiento de los cristales está controlado por la competencia entre la nucleación y el crecimiento.
Si se forman al mismo tiempo grandes cantidades de núcleos cristalinos, el material químico disponible se reparte entre muchos cristales.
El resultado puede ser una roca de grano fino.
Si se forman relativamente pocos núcleos, pero los componentes químicos pueden alcanzarlos de manera eficiente, los cristales individuales pueden crecer mucho más.
Los controles importantes incluyen:
- Temperatura
- Presión
- Grado de subenfriamiento
- Composición del fluido
- Composición de la fusión
- difusión química
- Contenido volátil
- sobresaturación
- Espacio disponible
- Número de cristales competidores
Esto explica por qué algunas cavidades geológicas contienen cristales individuales de hermosa formación, mientras que otras rocas consisten en innumerables granos minerales microscópicos densamente agrupados.
¿Por qué los cristales tienen formas geométricas?
Los cristales minerales no desarrollan formas geométricas por casualidad.
Sus formas externas están relacionadas con sus estructuras atómicas internas.
Los átomos dentro de un mineral cristalino están dispuestos en patrones repetitivos y ordenados.
A medida que el cristal crece, estas disposiciones internas influyen en las orientaciones a lo largo de las cuales se pueden desarrollar las caras del cristal.
El cuarzo suele formar prismas de seis caras debido a la simetría cristalina subyacente.
La halita suele formar cubos.
Los granates suelen desarrollar formas dodecaédricas o trapezoédricas características.
Pero un mineral no siempre muestra caras cristalinas perfectas.
Si los cristales crecen muy juntos, es posible que simplemente no haya espacio para que se desarrollen formas cristalinas externas completas.
Por lo tanto, una forma cristalina perfecta generalmente requiere tanto la estructura interna correcta como suficiente espacio para su crecimiento.
¿Puede un mismo mineral formarse de diferentes maneras?
Sí.
Este es uno de los conceptos más importantes en mineralogía.
Las mismas especies minerales pueden formarse en entornos geológicos completamente diferentes.
Quartz
El cuarzo puede cristalizar:
- Del magma
- En pegmatitas
- A partir de fluidos hidrotermales
- Dentro de cavidades volcánicas
- Durante la metamorfosis
- Durante la diagénesis sedimentaria
Por lo tanto, un cristal de cuarzo por sí solo no revela toda su historia.
Calcita
La calcita puede formar:
- En sedimentos marinos
- En cuevas
- En vetas hidrotermales
- A través de procesos biológicos
- Durante la diagénesis
- Durante las reacciones de alteración y metamorfosis
Una vez más, el nombre del mineral por sí solo no es suficiente.
El contexto importa.
¿Cómo determinan los geólogos cómo se formó un mineral?
Los geólogos rara vez interpretan un mineral de forma aislada.
Examinan su contexto geológico.
Las pistas importantes incluyen:
- Roca anfitriona
- Minerales asociados
- Forma de cristal
- Los límites de grano
- Relaciones transversales
- Zonificación mineral
- composición química
- Los oligoelementos
- Composición isotópica
- inclusiones fluidas
- Relaciones presión-temperatura
Por ejemplo, una diminuta inclusión fluida atrapada en el interior del cuarzo puede conservar una muestra microscópica del fluido a partir del cual creció el cristal.
La zonación mineral puede registrar cambios en la composición química del magma o de los fluidos durante el crecimiento.
Una veta mineral que atraviesa otra veta puede revelar qué proceso de mineralización ocurrió primero.
Las asociaciones de minerales metamórficos pueden revelar las condiciones aproximadas de presión y temperatura.
Por lo tanto, los minerales no son solo componentes de las rocas.
Son archivos geológicos.
Siete procesos comunes de formación de minerales
| Proceso | Cómo se forman los minerales | Ejemplos |
|---|---|---|
| Cristalización magmática | Los minerales cristalizan a medida que la roca fundida se enfría y evoluciona. | Olivino, piroxeno, feldespato, cuarzo |
| Formación hidrotermal | Los fluidos calientes transportan componentes disueltos y posteriormente precipitan minerales. | Cuarzo, calcita, fluorita, sulfuros, minerales auríferos |
| Evaporación y precipitación | Los iones disueltos cristalizan a medida que cambia la química del agua o aumenta la concentración por evaporación. | Halita, yeso, calcita |
| Reacciones metamórficas | Los minerales existentes reaccionan o se recristalizan bajo cambios de temperatura y presión. | Granate, cianita, estaurolita, mica |
| Meteorización y formación secundaria | Las reacciones superficiales alteran los minerales primarios y forman otros nuevos. | Minerales arcillosos, hematita, goetita, malaquita |
| Mineralización fumarólica | Los gases volcánicos, los fluidos condensados y las reacciones gas-roca producen minerales. | Azufre, sulfatos, cloruros |
| Biomineralización | Los organismos controlan o influyen en la formación de minerales. | Calcita, aragonita, apatita, magnetita |
Estas categorías se superponen.
Un mismo sistema geológico puede involucrar a varios de ellos durante diferentes etapas de su historia.
Una cámara magmática, por ejemplo, puede producir primero minerales mediante cristalización magmática, generar posteriormente una pegmatita, liberar fluidos hidrotermales y, finalmente, alimentar la actividad fumarólica cerca de la superficie.
La naturaleza rara vez sigue categorías perfectamente separadas.
Por qué importa la formación de minerales
Comprender la formación de minerales ayuda a los geólogos a reconstruir procesos que pueden haber desaparecido hace millones o incluso miles de millones de años.
Los minerales pueden revelar:
- Cómo se enfría el magma
- Si alguna vez los fluidos hidrotermales se movieron a través de una roca
- A qué profundidad estaba enterrada una roca.
- ¿Qué temperaturas existían durante la metamorfosis?
- Si una cuenca antigua experimentó una evaporación intensa
- Cómo se desarrolló un yacimiento mineral
- Cómo la erosión superficial cambió un paisaje
- Si la actividad biológica contribuyó a la formación de sedimentos
Los minerales también son esenciales para la sociedad moderna.
Los minerales de cobre son testimonio de antiguos sistemas hidrotermales.
Las pegmatitas que contienen litio conservan las etapas finales de los magmas evolucionados.
Los óxidos de hierro pueden dejar constancia de la oxidación y la meteorización.
Los evaporitas contienen sal, yeso y potasa.
Los minerales carbonatados registran las interacciones entre la atmósfera, los océanos, las rocas y la vida.
Por lo tanto, comprender cómo se forman los minerales conecta la geología fundamental con la minería, las ciencias ambientales, la historia del clima, las ciencias planetarias y los materiales de los que dependen las sociedades modernas.
Conclusión
Los minerales se forman a través de una sorprendente variedad de procesos naturales.
Algunos cristalizan directamente a partir del magma en enfriamiento.
Otras se forman a partir de fluidos hidrotermales calientes que se mueven a través de fracturas en las profundidades del subsuelo.
Algunas se precipitan cuando los lagos y los mares se evaporan, mientras que otras aparecen cuando las rocas existentes se transforman por el calor, la presión, la deformación y los fluidos químicamente activos.
Cerca de la superficie terrestre, la erosión destruye los minerales más antiguos y crea otros nuevos.
Alrededor de los volcanes, los gases y los fluidos condensados forman minerales fumarólicos inusuales.
Y los organismos vivos construyen conchas mineralizadas, esqueletos, dientes y estructuras microscópicas mediante la biomineralización.
Incluso las pegmatitas más espectaculares se enmarcan dentro de esta historia más amplia: representan entornos ígneos especializados donde los sistemas ricos en volátiles y químicamente evolucionados pueden producir cristales extraordinariamente grandes y minerales inusuales.
A pesar de estos diferentes caminos, el principio fundamental sigue siendo el mismo:
Un mineral se forma cuando los componentes químicos y las condiciones físicas de un entorno permiten que se desarrolle y crezca una estructura mineral estable.
El magma se enfría.
Los fluidos circulan.
El agua se evapora.
Las rocas son enterradas y transformadas.
Las montañas se elevan y se erosionan.
Los volcanes liberan gases.
Los organismos vivos extraen elementos de su entorno.
A través de todos estos procesos, los componentes químicos de la Tierra se reorganizan continuamente para formar minerales.
Por eso, un cristal es mucho más que un bello objeto geométrico.
Es un registro físico del entorno en el que se formó: un pequeño fragmento de la historia geológica de la Tierra conservado en piedra.
Fuentes y lecturas adicionales
- Museo Americano de Historia Natural — ¿Cómo se forman los minerales? Ambientes de formación de minerales
- Museo Australiano — ¿Cómo se forman los minerales?
- Servicio Geológico de los Estados Unidos — Investigación sobre la derivación y cristalización de pegmatitas graníticas
- Revista ISME: Investigación sobre la biomineralización del carbonato de calcio y la magnetita.
