Mineralogía (no silicatos)

OXIDOS

Aparecen bien caracterizados 260 minerales que son óxidos o hidróxidos de metales, a veces de semimetales o no metales, esto últimos muy raros.

El O₂ es el elemento mas abundante:

-	91.8% volumen	│	Litosfera.
-	49.13% peso	│
-	86% volumen	│	Hidrosfera.
-	22.15% peso	│

Entre las rocas ígneas hay mayor porcentaje de O en las rocas ácidas que en las básicas.

El O tiene 3 isótopos estables: O¹⁶, O¹⁷ y O¹⁸:

- O¹⁶ = 99.76% mas ligero.

- O¹⁷ = 0.042%

- O¹⁸ = 0.198% más pesado.

La relación O¹⁶/O¹⁸ se utiliza en las dataciones isotópicas.

- Cristaloquímica de los óxidos:

Aproximadamente dentro de este grupo los mas frecuentes llevan cationes como Fe, Nb, Ta, Ti, Mn, Sb, T.R., U (menos frecuente el Sb).

La mayoría de los cationes son litófilos, pero también los hay calcófilos como el Pb, Cu y Zn, que bajo condiciones oxidantes pueden tener tendencias al O₂ (oxífilos) y dar lugar a formación de óxidos. Estas condiciones oxidantes se dan en la zona de oxidación-cementación.

La composición de óxidos e hidróxidos es bastante simple. Puede contener un metal a veces 2. Los metales están dentro de la estructura unidos mediante O₂, OH ó moléculas de H₂O.

También dentro de ellos existen cristales mixtos, como por ejemplo la serie isomórfica continua:

Tantalita - Columbita
Tantalita ── Fe, Ta6O6	│	típicas de pegmatitas y asociadas
Columbita ── Nb	│	a Casiteritas

- Estructura de los óxidos:

La mayoría se representa por el modelo iónico de un empaquetado cúbico compacto o hexagonal compacto de aniones con las posiciones octaédricas ocupadas por cationes.

Estas estructuras dan lugar a una simetría alta (son la mayoría cúbicas, también hexagonales y tetragonales).

- Propiedades físicas de los óxidos:

• Tienen alta resistencia.

• Son muy insolubles, incluso en ácidos ligeramente solubles, como el clorhídrico.

• La densidad depende del catión (de su peso atómico) y de la estructura. Ejemplo: polímeros del compuesto TiO₂, cuyos polímeros son:

- Rutilo ──── δ = 4.23

- Anatasa ─── δ = 3.90

- Brokita ─── δ = 2

• La dureza decrece con el aumento de la densidad.

• El I.R. aumenta gradualmente, siendo los menos densos los que tienen menor I.R. Los óxidos de U, el I.R. lo tienen por debajo del resto de los óxidos.

- Yacimientos de óxidos:

• Aparecen en yacimientos tipo placer.

• En condiciones hipogénicas (óxidos de Fe, Be, Ta, T.R., Sn, Nb). Ambientes:

- Yacimientos pegmatíticos (ricos en Nb, Ta y Casiterita)

- Yacimientos hipotermales hipercríticos.

- Yacimientos hidrotermales (hematites, brucita, OH de Mn).

• Existen minerales difíciles de caracterizar: óxidos de U y Mn.

• Por producto de descomposición de minerales hipogénicos (óxidos de minerales calcófilos que derivan de sulfuros primarios).

- Clasificación de los óxidos:

1. Oxidos con relación metal/O2³1	│	Cuprita, H2O (son > de 1)
	│	Tenorita y Cincita (= 1)
	│	Corindón
2. Oxidos con relación metal/O2=2/3	│	Hematites
	│	Ilmenita
	│	Rutilo
3. Oxidos con relación metal/O2=1/2	│	Casiterita
	│	Pirolusita
	│	Uraninita
	│	Series de la espinela
4. Oxidos con relación metal/O2=3/4	│	Serie de la magnetita
	│	Serie de la cromita
	│	Brucita Mg(OH)2
5. Hidróxidos y óxidos hidratados	│	Gibbsita Al(OH)3
	│	Goethita FeO(OH)
	│	Manganita MnO(OH)

1. Oxidos con relación metal/O_2³ 1:

1.1. Oxidos con relación mayor que 1:

• CUPRITA:

• Desde el punto de vista económico es importante por tener un contenido del 89% de Cu.

• Posee una estructura cúbica, con los O₂ en los vértices y centros del cubo. y el Cu en coordinación 2 (se coordina con 2O₂).

• Tiene color rojo.

• Brillo adamantino.

• Alta densidad.

- YACIMIENTOS:

• En zonas de oxidación de yacimientos de Cu (pórfidos cupríferos).

2. Oxidos con relación metal/O₂=2/3:

• Son compuestos raros, los mas frecuentes son la Tenorita y Cincita.

• Estructura más compleja que los anteriores.

• ILMENITA:

• Es un óxido cuya fórmula es TiFe₂O₃. Constituye una mena de Ti.

• El Corindón, Hematites e Ilmenita son isoestructurales.

• Cuando aparece cristalizada, lo hace en prismas.

• Es un óxido de Ti y Fe. Su simetría varía con los cambios estructurales (FeTiO₃), existe Ti y Fe, ocurriendo una pérdida de equivalencia, pasando de un grupo 2/m a uno (Ilmenita). Por encima de 950°C se da una sustitución sólida completa entre Hematites e Ilmenita, que al disminuir la temperatura se exuelve en 2 fases:

• Hematites.

• Ilmenita.

- YACIMIENTOS:

• Aparece en el campo de yacimientos endógenos, sobre todo.

• También en yacimientos tipo placer.

• Cuando aparece en condiciones endógenas de alta temperatura es en yacimientos de segregación magmática, asociado a rocas de carácter básico y metamórfico.

• En yacimientos de magnetitas, donde se encuentra como mena.

• La Nelsonita es una roca compuesta por Apatito e Ilmenita, siendo también mena de Ti.

3. Oxidos con relación O:M⁺ (metal) = 1/2:

Dentro de este grupo se encuentran óxidos conocidos, formados por metales tetravalentes:

1.1. Grupo del Rutilo.

1.2. Grupo de la Uraninita.

La diferencia entre estos dos grupos es la coordinación en el Rutilo que es de 6 y en la Uraninita que es de 8.

1.1. GRUPO DEL RUTILO:

Dentro de este grupo aparecen los siguientes minerales, que poseen coordinación octaédrica:

1.1.a. Rutilo ────────> TiO₂.

1.1.b Casiterita ────> SnO₂.

1.1.c. Pirolusita ────> MnO₂.

Debido a que el tamaño de los cationes Ti, Mn y Sn es distinto, desde el punto de vista cristaloquímico, no se dan series isomórficas. Todos ellos son tetragonales.

1.1.a. RUTILO:

• Es una mena de Ti. Puede contener otros elementos tales como Fe³⁺, Fe²⁺, Nb ó Ta.

• Es una red tetragonal donde el Ti aparece en coordinación 6, es decir, octaédrica, formando un octaedro regular, en él cada O se está coordinado por 3 Ti y geométricamente es un triángulo equilátero.

• El TiO₂ puede presentar 3 modificaciones polimórficas:

1.1.a.a. Rutilo ───── Tetragonal octedro regular

1.1.a.b. Brookita. ── Rómbica octedro def.

1.1.a.c. Anatasa. ─── Tetragonal oct. muy def.

El Rutilo y la Anatasa son tetragonales, mientras que la Brookita es rómbica, estando el octaedro más o menos distorsionado.

También existen diferencia en el grado de apilamiento del octaedro:

- Rutilo: forman cadenas paralelas a c y comparten 2 aristas.

- Brookita: forman cadenas en zig-zag compartiendo 3 aristas.

- Anatasa: forman cadenas en espiral paralelas al eje c. Comparten 4 aristas y son octedros muy distorsionados.

• Al disminuir la compartición de aristas (Regla de Pauli) la estabilidad aumenta.

- CARACTERISTICAS DEL RUTILO:

• Es la modificación polimórfica más estable, ya que sólo comparte 2 aristas.

• Los cristales son prismáticos aciculares.

• Se puede presentar maclado, maclas formadas por 2 individuos:

• Maclas cíclicas de 6 u 8 individuos.

• Maclas de 2 individuos.

- YACIMIENTOS:

• Yacimientos de alta temperatura en condiciones endógenas, en los primeros estadios de la cristalización magmática, asociado a Apatito y Q en yacimiento hipotermales hipercríticos.

• En condiciones exógenas:

- Yacimientos tipo placer (se ve en casi todos los óxidos).

1.1.b. CASITERITA:

• Es una mena de Son, que en condiciones teóricas contiene un 80% de Son.

• Puede llevar otros elementos como Nb, Ta y Fe.

• Es isoestructural con el Rutilo. La celda elemental es mayor que la del Rutilo.

• El hábito es semejante al del Rutilo. Aparece maclada presentando picos de Son.

• Su color es rojizo. Existe una variedad coloidal (Woodtin = Estaño de madera).

- YACIMIENTOS:

• Se encuentra asociado al W, en rocas de tipo ácido en yacimientos hipotermales hipercríticos. En este tipo de yacimientos está la mina Teba en Cáceres.

• También en pegmatitas, de ahí la asociación Tantalita Columbita. En España hay pegmatitas con Casiterita en Cáceres y Galicia, que además tiene Espodumena y Lepidolita. En el caso de las pegmatitas de las Navas es interesante por el Nb y el Ta.

• También en yacimientos tipo Albita-Greisen donde la Casiterita no se ve en el afloramiento. Cuanto mayor es el proceso de transformación del granito, tanto mayor es el grado de albitización. En España en el Trasquilón (Cáceres) y Golpeja (Salamanca).

• En pórfidos, son hidrotermales, formados por grandes masas. En España ya no hay.

• Casiterita de tipo hidrotermal filoniano con Cu, con paragénesis Blenda-Py-Ga. En Bustarviejo (en la Sierra de Madrid), donde aparece Ag, Sn y Bi.

• Yacimientos tipo placer, con granos empastados en una matriz arcillosa.