FMF - Foro de Mineralogía Formativa

[Cesar M. Salvan]

Uno de los aspectos más fascinantes de la mineralogía es la génesis de los minerales y el crecimiento cristalino. ¿cómo pueden crecer en la Naturaleza compuestos químicos puros muy insolubles en forma de grandes cristales?.
La cristalización de minerales solubles en agua parece intuitiva: si nos fijamos en los cristales de halita formados en una salina, basta con una evaporación lenta en un agua sin demasiada agitación, y van creciendo los cristales. Con suerte y ayuda de otras variables importantes implicadas, como la temperatura, a veces pueden llegar a formarse cristales muy vistosos.
Esto no es muy diferente del modo en que se forman cristales en sistemas hidrotermales, como grandes cristales de cuarzo formados por enfriamiento lento y por la circulación de soluciones acuosas muy saturadas de sílice a temperaturas y presión elevadas.

La Naturaleza tiene diferentes métodos para lograr cristales de minerales, segregados en zonas y secuencias de cristalización. Casi todo se basa en el control de la difusión de los componentes del cristal. Por ejemplo, la termoforesis, un proceso que ocurre en sistemas naturales, permite la separación de diferentes especies en un gradiente de temperatura. La difusión lenta en un medio poroso permite la formación de grandes cristales, también con ayuda de otras variables: la concentración de los componentes, temperaturas... Un ejemplo es la pirita de Navajún, en la que la difusión de sulfuro en un sedimento denso con una concentración limitada de hierro permitió el crecimiento de cristales grandes.

Es muy difícil recrear los procesos que llevan a la cristalización de minerales. Esto es una explicación muy simple y corta, pero hay que considerar muchas variables: temperatura, presión, pH, fugacidades de gases, concentraciones de componentes, velocidad de difusión, viscosidad, además de la propia composición, pues hay especies que tienden a formar cristales más grandes y otras no.

En el laboratorio podemos reproducir algunos de estos procesos, lo cual es útil para estudiar los minerales. Si mezclamos, por ejemplo, una solución con carbonato y otra con calcio, inmediatamente precipitará un polvo blanco de carbonato de calcio. Pero si controlamos la difusión, pueden crecer cristales de calcita o aragonito. Esto se consigue usando geles densos, que dificultan el movimiento de las especies disueltas, obligándolas a ir lentamente, lo que las da tiempo para organizarse en torno a los puntos de nucleación, donde crecen los cristales. Usando este truco podemos desarrollar cristales de algunas especies. Esto permite ‘crear’ en el laboratorio equivalentes sintéticos, con los que estudiar la estructura cristalina. Esto es particularmente útil si las muestras naturales son escasas.

Esto precisamente es lo que intentábamos en el laboratorio con un raro fosfato, nuevo mineral en cuya descripción hemos estado trabajando. La escasez de muestras naturales y las dificultades para describir su estructura hizo que me planteara crear un equivalente sintético, hacerlo crecer en un gel y así poder disponer de muestras abundantes para su estudio. De momento la estrategia no ha funcionado, pero a cambio se han formado otras especies de fosfato, principalmente sampleíta, que, por lo que hemos visto, resulta fácil de generar sintéticamente.

Aquí os muestro algunos ejemplos de minerales desarrollados en gel. Química y estructuralmente son indistinguibles de los naturales. ¿Se reconocen o son muy diferentes a los naturales?

[Solano]

Muy interesante, muchas gracias. Podría indicar alguna bibliografía o protocolos para poder experimentaren este campo.