Para que un cristal mineral crezca, los elementos necesarios para formarlo deben estar presentes en las proporciones adecuadas, las condiciones físicas y químicas deben ser favorables y debe haber tiempo suficiente para que los átomos se ordenen.
Las condiciones físicas y químicas incluyen factores como la temperatura, la presión, la presencia de agua, el pH y la cantidad de oxígeno disponible. El tiempo es uno de los factores más importantes, ya que los átomos necesitan tiempo para ordenarse. Si el tiempo es limitado, los granos minerales seguirán siendo muy pequeños. La presencia de agua aumenta la movilidad de los ionen y puede conducir a la formación de cristales más grandes en períodos de tiempo más cortos.
La mayoría de los minerales que componen las rocas que nos rodean se formaron mediante el enfriamiento de roca fundida, conocida como magma. A las altas temperaturas que existen en las profundidades de la Tierra, algunos materiales geológicos son líquidos. A medida que el magma asciende a través de la corteza, ya sea por erupciones volcánicas o por procesos más graduales, se enfría y los minerales se cristalizan. Si el proceso de enfriamiento es rápido (minutos, horas, días o años), los componentes de los minerales no tendrán tiempo de ordenarse y solo se formarán pequeños cristales antes de que la roca se solidifique. La roca resultante será de grano fino (es decir, con cristales de menos de 1 mm). Si el enfriamiento es lento (desde décadas hasta millones de años), el grado de ordenación será mayor y se formarán cristales relativamente grandes. En algunos casos, el enfriamiento será tan rápido (segundos) que la textura será vítrea, lo que significa que no se formarán cristales. El vidrio volcánico no está compuesto por minerales porque el magma se ha enfriado demasiado rápido para que los cristales crezcan, aunque con el tiempo (millones de años) el vidrio volcánico puede cristalizar en diversos minerales de silicato.
Los minerales también pueden formarse de otras maneras:
Precipitación a partir de soluciones acuosas (es decir, del agua caliente que fluye bajo tierra, de la evaporación de un lago o mar interior o, en algunos casos, directamente del agua de mar) (véase el ejercicio 2.7 más abajo).
Precipitación a partir de emanaciones gaseosas.
Metamorfismo: formación de nuevos minerales directamente a partir de los elementos presentes en minerales existentes en condiciones de temperatura y presión elevadas.
Erosión: durante la cual los minerales inestables en la superficie terrestre pueden transformarse en otros minerales.
Formación orgánica: formación de minerales dentro de conchas (principalmente calcita) y dientes y huesos (principalmente apatita) por organismos (estos minerales de formación orgánica siguen denominándose minerales porque también pueden formarse de forma inorgánica).
El ópalo es un mineraloide (es decir, no es un mineral propiamente dicho) porque, aunque tiene todas las demás propiedades de un mineral, no tiene una estructura específica. La perla no es un mineral porque solo puede producirse mediante procesos orgánicos.
Ejercicio : Obtención de cristales a partir de una solución
Pon aproximadamente ½ cucharadita (~2,5 cm3) de cualquier tipo de sal de mesa en un cuenco pequeño. Añade aproximadamente 2 cucharaditas (~10 ml) de agua muy caliente y remueve durante unos minutos hasta que toda o casi toda la sal se haya disuelto. (Ten cuidado de no salpicarte con el agua caliente).
Coloque el cuenco en un lugar seguro (el alféizar de la ventana, una estantería) y compruébelo cada 24 horas para ver qué ha pasado. Dependiendo del nivel de humedad de la habitación, debería ver cómo se forman cristales en 24 horas y, en unos 3 días, toda el agua debería haberse evaporado y se habrían formado cristales bastante grandes. Deberían parecerse un poco a los que se muestran aquí. En otras palabras, deberían ser cubos.
Ahora repite el mismo experimento, pero esta vez pon la sal y el agua en una cacerola pequeña en la cocina a la temperatura más baja posible. En 10 o 20 minutos, toda el agua debería haberse evaporado y te quedarían unos cristales de sal muy pequeños, demasiado pequeños para ver su forma. Los cristales minerales tardan tiempo en formarse.
¿De dónde proviene el litio?
La demanda mundial de litio ha aumentado drásticamente en la última década y seguirá creciendo en el futuro, siempre y cuando siga aumentando la demanda de baterías de ionen litio para dispositivos electrónicos, vehículos eléctricos y almacenamiento de energía solar y eólica. La mayor parte del suministro mundial de litio proviene de salares como el que se muestra a continuación, situado en el suroeste de Bolivia.
El agua salada de este y otros lagos de la región contiene suficiente litio como para convertirla en una fuente viable de este metal, especialmente porque, en el clima seco, esa concentración puede aumentar debido a una mayor evaporación. Cuando esta agua se evapora, el litio se cristaliza en forma de carbonato de litio (Li2CO3). Para su uso en baterías, el litio se convierte en otras formas minerales, como óxido de litio y cobalto o fosfato de litio y hierro
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- Figure 2.5.1: © Steven Earle. CC BY.
- Figure 2.5.2: © Isaac Earle. CC BY.
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