Piroxenos: Propiedades, Características y usos
Los piroxenos es el grupo de minerales más significativos y abundantes de silicatos ferromagnesianos que forman por lo general rocas oscuras. Se forman en rocas ígneas y metamórficas a condiciones de alta presión y temperatura.
Se emplea en rocas para la construcción y los minerales de alta calidad se usan como gemas, piedras preciosas y de colección.
Los minerales más conocidos de los piroxenos son la augita, diópsido, jadeíta y espodumeno, no obstante, existen muchos más minerales que pertenecen a este grupo.
Propiedades físicas, químicas y características
| Piroxeno | Propiedades y características |
|---|---|
| Clase | Silicato, Inosilicato |
| Brillo | Vítreo a opaco |
| Color | Por lo general verde obscuro a marrón obscuro o negro. Otros minerales como el spodumene y la jadeíta presentan una gama de colores. |
| Raya | Blanca |
| Fórmula Química | Este grupo de minerales presenta una fórmula química generalizada XYZ2O6 |
| Dureza de Mohs | 5 a 7 |
| Peso específico o densidad | 3 a 4 g/cm3 |
| Sistema cristalino | Monoclínico y ortorrómbico. |
| Forma de presentarse (hábito) | Cristales prismáticos gruesos y de poca altura |
| Origen o ambiente geológico | Se forman en rocas ígneas y rocas metamórficas, en condiciones de alta temperatura y presión. |
| Rocas asociadas | Peridotita, gabro, basalto, andesita, diorita, calizas cristalinas, serpentina, sienitas nefelínicas, fonolitas. |
| Minerales asociados | Olivino, anfiboles, plagioclasas, tremolita, escapolita, idocrasa, granate, esfena, feldespatoides, nefelina, leucita, magnetita. |
Clivaje o exfoliación
Con frecuencia exhiben dos direcciones de clivaje que se cruzan a 87° y 93° aproximadamente. Los fragmentos de exfoliación suelen tener una sección transversal casi cuadrada.
Composición química
Este grupo de minerales tiene una generalizada composición química descrita en la siguiente fórmula XYZ2O6.
- X representa a uno o más de los siguientes elementos: Ca, Na, Fe++, Zn, Mg, Mn o Li.
- Y representa a uno o más de los siguientes elementos; Mg, Cr, Co, Al, Mn, Fe+++, Fe++, Sc, Vn o Ti.
- Z representa Si, Al o ambos elementos combinados.
- Existe un rango amplio de sustituciones de cationes en X e Y.
Sistema cristalino de los piroxenos
Los minerales que pertenecen a este grupo cristalizan en sistemas cristalinos monoclínicos y ortorrómbicos. Los que tienen sistema cristalino monoclínico se los conoce como clinopiroxeno y los que poseen sistema cristalino ortorrómbico se los llama ortopiroxenos.
Por lo general los clinopiroxenos son cálcicos o sódicos y los ortopiroxenos son ferromagnesianos bajos en Ca. Si aumenta el contenido de Fe en los ortopiroxenos se obtiene una máxima birrefringencia.
Además, a los piroxenos se los puede clasificar dependiendo de la composición química en: piroxenos de litio, piroxenos de sodio, piroxenos de sodio y calcio, piroxenos de calcio, piroxenos de hierro y magnesio.
También podemos mencionar que este grupo cristaliza o pertenece a los silicatos de cadena simple.
En las siguientes tablas se mencionan los minerales clinopiroxenos y ortopiroxenos con sus fórmulas químicas.
| Monoclínicos (Clinopiroxenos) | |
|---|---|
| Mineral | Fórmula química |
| Aegirina | NaFe+++Si2O6 |
| Augita | (Ca, Na) (Mg, Fe, Al, Ti) (Si, Al)2 O6 |
| Burnettita | CaVAlSiO6 |
| Clinoenstatita | MgSiO3 |
| Clinoferrosilita | Fe++SiO3 |
| Davisita | CaScAlSiO6 |
| Diópsido | CaMgSi2O6 |
| Esseneita | CaFe+++(AlSiO6) |
| Grossmanita | CaTi+++AlSiO6 |
| Hedenbergita | CaFe++Si2O6 |
| Jadeíta | Na (Al, Fe+++) Si2O6 |
| Jervisita | (Na, Ca, Fe++) (Sc, Mg, Fe++) Si2O6 |
| Johannsenita | CaMn++Si2O6 |
| Kanoita | Mn++(Mg, Mn++) Si2O6 |
| Kosmocloro | NaCrSi2O6 |
| Kushiroite | CaAl (AlSiO6) |
| Namansilita | NaMn+++Si2O6 |
| Natalyita | NaV+++SiO6 |
| Onfita | (Ca, Na) (Mg, Fe++, Al) Si2O6 |
| Petedunita | Ca (Zn, Mn++, Mg, Fe++) Si2O6 |
| Paloma | (Ca, Mg, Fe) (Mg, Fe) Si2O6 |
| Spodumene | LiAl (SiO3)2 |
| Ortorrómbicos (Ortopiroxenos) | |
|---|---|
| Mineral | Fórmula química |
| Hiperstena | (Mg, Fe) SiO3 |
| Donpeacorita | (MgMn) MgSi2O6 |
| Enstatita | Mg2Si2O6 |
| Ferrosilita | Fe2Si2O6 |
| Nchwaningita | Mn2+2SiO3(OH)2 (H2O) |
| Protoenstatita | Mg2Si2O6 |
Estos minerales tienen una unidad estructural básica de tetraedros unidos de SiO4, cada uno de ellos comparte dos oxígenos llegando a formar largas cadenas de SiO4.
Su unidad estructural básica es el tetraedro de sílice, cada tetraedro de sílice se compone de cuatros iones de oxígeno que rodean un ion pequeño de silicio en la parte central de tetraedro.
Los tetraedros de sílice están unidos por largas cadenas individuales denominados silicatos monocatenarios, cada tetraedro adyacente en su punto de conexión comparte un solo átomo de oxígeno, formando una cadena simple.
Origen, formación y ambiente geológico.
Estos minerales se hayan en un muchas rocas ígneas y metamórficas, se forman en condiciones de alta temperatura y presión. Por lo general son más abundantes en rocas ígneas de color obscuro como es el basalto y gabro que se encuentran en mayor proporción en la corteza oceánica.
A diferencia de las rocas que conforman la corteza continental como granito, diorita y riolita, en estas rocas los piroxenos llegan hacer minerales accesorios.
También se forman en rocas del manto superior, en rocas formadas por metamorfismo regional y de contacto y son importantes minerales en varias peridotitas.
En la siguiente imagen se puede observar el contenido de piroxeno en las rocas ígneas
En rocas sedimentarias el contenido de piroxenos es mínimo debido a que estos minerales rara vez se forman a bajas temperaturas, además estos minerales son muy susceptibles a la intemperie o meteorización física y química.
¿Cómo identificar a los piroxenos?
Estos minerales tienen un hábito característico, se presentan en cristales prismáticos rechonchos (gruesos y baja altura), también se los puede identificar por su ángulo de intersección en el plano de exfoliación.
Por lo general muestra colores de verde obscuro a marrón obscuro o negro. Exhibe un brillo vitreo a opaco y su color de raya es blanca.
Además, tiene una dureza de 5 a 7 en la escala de Mohs y un peso específico de 3 a 4 g/cm3.
Propiedades ópticas
| Características | Ortopiroxenos | Clinopiroxenos |
| Índices de refracción | Oscilan entre 1.65 y 1.79 | Los minerales de la serie diópsido-hedenbergita oscilan entre 1.65 y 1.79 aproximadamente. Aegirina desde 1.75 hasta 1.84 Augita desde 1.66 hasta 1.76 |
| Birrefringencia | Baja | En la serie diópsido-hedenbergita es baja. En la aegirina es muy elevada. En la augita es moderada. |
| Tipo | Biáxicos | La serie diópsido-hedenbergita son biáxicos. Aegirina es biáxico (-). Augita es biáxica (+). |
| Relieve | Moderado a alto | Los minerales de serie diópsido-hedenbergita tienen un relieve moderado a alto. Aegirina muy alto. Augita es de moderado a alto. |
| Color | Los ortopiroxenos ricos en magnesio son incoloros. Ricos en hierro son verdes o marrones. Puede presentar pleocroísmo. | El diópsido es incoloro. La hedenbergita y la aegirina son de color verdoso. Pueden presentar pleocroísmo. La augita es de color marrón claro o incolora. |
| Forma | Prismas, columnar. En rocas plutónicas y metamórficas los cristales son hipidiomórficos o xenomórficos. | Los minerales de la serie diópsido – hedenbergita presentan prismas cortos subhedrales. La aegirina se forma como cristales prismáticos La augita se presenta en cristales prismáticos subhedrales en rocas plutónicas básicas y en rocas extrusivas básicas cristales euhedrales. |
| Maclas | – | Los minerales de la serie diópsido – hedenbergita por lo general presentan maclas simples y múltiples según (100) y (001). |
| Extinción | La extinción es recta, paralelo a los bordes de los prismas. | Extinción oblicua. |
| Colores de interferencia | En la enstatita presenta colores grises de primer orden. En los minerales ricos en Fe son colores amarillos y rojos. | En los minerales de la serie diópsido-hedenbergita los colores son verdes y amarillos de segundo orden. La aegirina presenta colores de tercer orden. La augita colores verdes y azules de segundo orden. |
Usos de los piroxenos
Algunos piroxenos como la jadeíta, diópsido y espodumeno pueden ser utilizados como gemas cuando presentan claridad y colores atractivos. Rocas que contienen piroxenos se utilizan como piedras trituradas y piedras de dimensión.
Se describirá los usos de este grupo de minerales de manera individual.
La piedra preciosa jade
Uno de los piroxenos más valiosos es la piedra jade. Este mineral es una de los más usados y populares en el planeta. Se usa para fabricar esculturas, en la joyería e incluso tuvo relevancia en la edad de piedra formando parte de herramientas de corte como cuchillos, puntas de flecha y partes de hachas.
Uso del piroxeno Jadeíta
- También conocido como “jade”, se utiliza para fabricar cuentas, cabujones, brazaletes, esculturas pequeñas y otros artículos de utilidad.
- Este mineral es muy apreciado en China por miles de años. En Asia, estas gemas de alta calidad pueden llegar a valer precios que rivalizan con los diamantes por quilate.
- A pesar de que no tiene una dureza alta, resiste a la rotura. Por lo que desde la antigüedad se empleó en armas, herramientas de impacto y herramientas de corte.
Uso del piroxeno Espodumena
- Se utilizan como gemas debido a su calidad de coloridos cristales, se encuentran en formas de cuchillas. En forma de gema y dependiendo del color sus nombres son variables: hiddenita si el cristal es verde, kunzita si es el cristal es rosa y trifano si el cristal es amarillo.
- Hasta el año 1900, fue un el mineral mas importante de litio metálico. En la actualidad el contenido de litio producido por el mineral spodemene es bajo.
Uso del piroxeno Diópsido
- Cuando se presentan cristales de alta calidad, de color verde brillante, translucido a trasparente son considerados gemas. Se cortan en piedras facetadas, cuentas y cabujones.
- Una variedad rara es el “diópsido de estrella” llamada así porque contiene finos cristales prismáticos de magnetita. Se observa una estrella plateada de cuatro rayas cuando se pule en cabujón, esta propiedad de mostrar una estrella se llama asterismo.
- Se utiliza en cerámica, biomateriales, fabricación de vidrio, tecnología de celdas de combustible e inmovilización de desechos naturales.
Uso del piroxeno Hipersteno y Enstatita
- En algunas ocasiones estos minerales muestran un brillo diferente conocido como “schiller”. Las enstatite forman asterismos de estrellas de cuatro a seis rayas. Por lo general se usan como piedras de colección.
Piroxenos en materiales de construcción
- Se encuentran en rocas que se usan para fabricar piedra triturada, piedra arquitectónica y piedra de dimensión.
- Se encuentran en granitos negros y en la trampa de roca que son empleados en la industria de construcción para realizar piedras de revestimiento y azulejos decorativos.
Piroxenos extraterrestres
Los piroxenos se encuentran presentes en muchos meteoritos de piedra y meteoritos de hierro pedregoso, también en rocas y regolitos de la Luna y Marte.
Las rocas de la Luna y Marte presentan composiciones mineralógicas simples debido a no han sido afectadas tanto por la intemperie química a diferencia de las rocas de la Tierra. Estas rocas están compuestas de piroxenos y feldespatos de plagioclasas.
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
