jueves, 3 de agosto de 2017

COMO CRECE UN CRISTAL MINERAL



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Para entender cómo crecen los cristales, es útil hacer un ejercicio. 

El método más simple es el azúcar cristalizado.

Tome una olla de agua y mezcle tanto azúcar como pueda. 

Cuando usted ve que se asienta en el fondo y no se disuelve mas, usted ha alcanzado el punto de saturación. 
El agua ha absorbido todo el azúcar que puede y esta condición se llama super saturada.

A continuación, lleve la olla a hervir. 

Al hervir, el nivel de saturación cambia. 
La solución ya no está super saturada y ahora se puede agregar mucho más azúcar. 
Agregue más azúcar hasta que alcance de nuevo un nivel de super-saturación.


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Retire la olla del fuego. 
A medida que el agua se enfría a temperatura ambiente, la cantidad de azúcar que puede retener en suspensión volverá al nivel anterior. 
El exceso de azúcar debe salir de la solución y, como lo hace, se cristalizará.

Cuelgue una cadena o una cuerda en la solución de azúcar para que los cristales crezcan. 

Ayuda poner un peso en la parte inferior de la cuerda para mantenerla recta. 
No crecerán lo suficientemente rápido como para verlos, pero se puede ver el cambio cada varios minutos. 
En el momento en que se haya enfriado a temperatura ambiente, la cuerda se cubrirá con cristales de azúcar y el agua estará super saturada para temperatura ambiente.


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Cinco requisitos para la cristalización
Ingredientes
Temperatura
Presión
Tiempo

Espacio


Los cristales de topacio aquí se habrían formado antes del cuarzo durante el proceso de enfriamiento.

Este es uno de los principios de la cristalización, a medida que la temperatura de un líquido cae, la cantidad de ingredientes sólidos que puede contener en suspensión también cae. 

Dentro de la tierra, los ingredientes son más complejos que nuestra solución de azúcar. 

De hecho, habrá diferentes minerales que se cristalizarán a partir de la misma solución a diferentes temperaturas. 
Corindón podría cristalizar primero. 
A medida que la solución continúa enfriándose, el topacio podría formarse y posteriormente el cuarzo.


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La presión no afecta a nuestro azúcar, pero se necesita la combinación adecuada de presión y temperatura para que los minerales se cristalicen.

Se necesitan otras dos condiciones para la cristalización, el tiempo y el espacio. 


Estos son simples. 
La combinación correcta de ingredientes, calor y presión debe durar lo suficiente como para que los minerales se cristalicen. También necesitan espacio para crecer. Obviamente, no se puede cultivar un cristal de una pulgada de largo en una cavidad de 3 milímetros de ancho.


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Cristalización Mineral

La corteza terrestre varía de entre 5 km de espesor bajo el fondo marino a 40 km bajo los continentes. 

Bajo la corteza está el manto, que es aproximadamente 3000 km de espesor. 
El manto constituye el 83% del volumen de la Tierra.


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El manto se compone de roca fundida llamada magma. 
En las raras ocasiones en que alcanza la superficie, la llamamos lava. 
El manto es más caliente cerca del centro de la tierra y las corrientes de calor lo mantienen en movimiento constante.

Donde el manto y la corteza se encuentran es una zona tumultuosa con altas presiones y temperaturas. 

La corteza se compone de varias placas que flotan en el manto líquido. 
A medida que se encuentran entre sí, algunos son empujados hacia abajo, otros se elevan en montañas.


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El magma también está en movimiento constante. 
Sus movimientos y presiones están actuando constantemente en el fondo de la corteza, creando desgaste y fracturando. 
Las rocas se liberan de la corteza y se llevan en el magma fluido. 
Gran parte de este material se derrite, cambiando la química del magma cercano. Algunas de las partículas más pequeñas están destinadas a ser inclusiones en gemas futuras.
La superficie inferior de la corteza está fuertemente fracturada y contiene numerosas cavidades. 
Los fluidos que escapan del magma fluyen a través de estas fracturas y cavidades.


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Aquí encontramos las condiciones adecuadas para el crecimiento del cristal. 
El líquido es una sopa rica en sustancias químicas, que suministra los ingredientes necesarios. 
Las cavidades ofrecen espacio para crecer y la temperatura y la presión son altas. 
A medida que el líquido se mueve a través de la corteza, se enfría lo suficiente como para que ocurra la cristalización. 
Sólo se requiere tiempo.


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Se podría pensar que, en términos geológicos, el tiempo debería ser más que suficiente. 
Sin embargo, este es un ambiente muy tumultuoso. 
Los pasajes se abren y se derrumban constantemente. 
A menudo comienzan a formarse cristales, y luego se cierra el paso que alimenta el fluido. En este punto todo el crecimiento se detiene.


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Si el paso reabre, el crecimiento comenzará de nuevo. 
A menudo, este patrón de crecimiento de encendido y apagado es indetectable en un cristal. 
Otras veces, las capas sucesivas de crecimiento tendrán una composición química ligeramente diferente. 
Cuando esto ocurre, se ve la zonificación del color en el cristal.


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En algunas ocasiones, las nuevas capas tendrán diferente orientación. 
Esta es la causa del hermanamiento. 
Aún otras veces, las nuevas capas no se unirán completamente entre sí.


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No hay nada que diga que, en el proceso de crecimiento on y off, los mismos minerales necesitan reformarse. 
De hecho, la temperatura, la presión y / o la química a menudo varían, produciendo diferentes minerales. 
Al abrir un depósito, es común ver diferentes minerales que cubren capas anteriores.


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Esta es también una causa de inclusiones. 
Un nuevo cristal puede comenzar a crecer en uno más viejo y más grande, solamente para tener el proceso del crecimiento detenido. 
Si el cristal original comienza a crecer de nuevo, será sobre los nuevos.


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Nuevos cristales a menudo crecen en la parte superior de los viejos cristales, causando cristales fantasma o inclusiones.

En algunas situaciones únicas, una forma de cristal de cuarzo agradable. 

Algún tiempo después, la química cambia y una capa muy fina de, tal vez feldespato, cubrirá el cuarzo. 
Aún más tarde, las condiciones cambian de nuevo y el cristal de cuarzo original crece más. 
El resultado es un cristal fantasma.


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A veces, dos minerales diferentes se cristalizarán al mismo tiempo. 
Si uno se aleja y comienza a crecer más rápido, engullirá al otro. 
Así es como los cristales de pirita terminan dentro de la esmeralda.


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En aún otras condiciones, habrá impurezas químicas dentro de un cristal. 
Si la temperatura y / o la presión cambian, las impurezas pueden cristalizarse dentro del cristal huésped. 
Así se forma rutilo en cuarzo y corindón.

Las inclusiones de huellas dactilares también se denominan fracturas curativas


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Durante los cambios bruscos y dramáticos en la corteza, muchos cristales se rompen. 
Si las condiciones para el crecimiento están presentes, el material se filtrará en las fracturas y cristalizará, "sanando" la fractura creciendo de nuevo juntos. 
Sin embargo, nunca cicatrizan completamente y las cavidades finas del gas permanecen en la abertura anterior. 
Vemos estos como huellas dactilares y es por eso que también se les llama "fracturas curativas".


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Gema bajo tensión.

Hay presiones tremendas en el ambiente de crecimiento de los cristales. 

Muchos cristales se comprimen más allá de su tamaño natural. 


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La tensión también hace que una piedra esté sujeta a rotura. 

Obteniendo especificaciones

La creación de minerales es ahora bastante bien entendida. 

Los avances en la geología y la fabricación de gemas sintéticas han desentrañado muchos de los misterios de la naturaleza.


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Tradicionalmente, se nos enseñó que hay tres tipos de formación rocosa:


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Ígneas - 

Los minerales ígneos se crean con calor. 
Son minerales que se crean profundamente en la tierra.


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Metamórfico - 

Metamórfico se refiere a condiciones donde el calor y la presión cambian los minerales existentes en algo nuevo.


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Sedimentaria - 

Las rocas sedimentarias se basan en depósitos de sedimentos.

Hoy en día, los geólogos prefieren describir la formación rocosa como cuatro procesos:


Roca fundida y fluidos asociados
Cambios ambientales
Superficie del agua
Gemas formadas en el manto de la tierra



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Sin embargo, la creación de minerales no es ni simple ni directa. 
Los minerales están continuamente siendo destruidos y recreados como en el gráfico "Rock Cycle" a continuación.





Técnicamente, las gemas rara vez se forman en el propio magma, sino más bien a partir de fluidos que escapan de él (pegmatitas e hidrotermales). 

Las dos excepciones a esto se llaman magma y cristalización de gas.

Cristalización de Magma

El magma contiene una variedad de elementos. 

A medida que se enfría, los elementos se combinan para formar minerales. Exactamente el mineral creado varía con los ingredientes disponibles, la temperatura y la presión. 
Cada vez que se forma un mineral, los ingredientes disponibles cambian. 
Diferentes minerales se forman a medida que pasa por las diversas etapas de cambio de temperatura, presión y química.


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A menos que las condiciones sean correctas, los cristales no se formarán. 
En lugar de eso, simplemente se enfriará en una masa sólida de pequeños cristales entrelazados, lo que los gemólogos llaman un agregado.



Llanita que contiene fenocristales de cuarzo azul.


En algunas ocasiones, un mineral cristalizará muy bien. 

Entonces, antes de que se puedan formar más cristales, el magma encontrará una rotura en la corteza y se precipitará hacia la superficie. Aquí, la presión y la temperatura son demasiado bajas para permitir la cristalización. 
En cambio, el resto del magma se enfría en rocas de grano fino, con los cristales originales distribuidos a través del interior. Estos se llaman fenocristales.


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Corindón, piedra de luna, granate y zircon se encuentran a menudo como fenocristales. 
Los distritos de Chantaburi y Trat en Tailandia tienen grandes depósitos de fenocristales de rubí y zafiro.

Los diamantes cristalizan a temperaturas más altas que otros minerales. 

Los científicos creen ahora que se pueden formar en el magma, cerca de la corteza terrestre, donde es el más fresco. 
Si esto es cierto, también significa que las condiciones para la cristalización del diamante son las más comunes en la tierra.


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Los diamantes pueden ser realmente los cristales más abundantes en la tierra, simplemente no son los más fáciles de alcanzar.

Cristalización del gas


Alguna vez se ha preguntado por qué algunos cristales están doblemente terminados, cuando la mayoría están rotos en la base? 

La mayoría de los cristales crecen sobre una base sólida de otros minerales. 
Sin embargo, algunos realmente crecen dentro de las burbujas de gas.


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Estas gemas se forman después de que el magma ha alcanzado la superficie. 
Durante una erupción volcánica, el magma ascendente experimenta una rápida reducción de la presión. 
Esto hace que las burbujas de gas se formen, al igual que la eliminación del corcho de una botella de champán.


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A veces estas burbujas contienen altas concentraciones de ciertos elementos. 
Si la combinación correcta de temperatura y presión existe durante un tiempo suficientemente largo, se forman cristales. 

Granate, topacio y espinela también se 
forman de esta manera.


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Uno de los ejemplos más conocidos de cristalización de gas es de el diamante Herkimer. 
Un diamante Herkimer no es un diamante - son cristales de cuarzo transparentes de Herkimer, Nueva York. 
Se refieren a ellos debido a su doble terminación.


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Hidrotermal

Como su nombre indica, hidrotermal implica agua y calor. 

A medida que el agua se infiltra a través de la tierra, disuelve minerales, igual que lo hizo con el azúcar. 
En el fondo de la tierra, se encuentra con el magma. 
Los fluidos especiales escapan del magma que contiene agua, dióxido de carbono y sustancias volátiles, sustancias que emiten gas.


Dioptase on Cerussite - Tsumeb Mine, Tsumeb, Otjikoto Region, Namibia



Estos fluidos hidrotérmicos se mueven a través de fracturas en la corteza. 
En el camino, pueden disolver los minerales o combinarse con otras aguas subterráneas. Ricos en minerales, comienzan a enfriarse en venas. 
Si se combinan con la combinación correcta de temperatura, presión, tiempo y espacio, se forman cristales.


Cuarzo con inclusiones de rutilo en forma de aguja.



Los depósitos hidrotermales son especiales porque pueden tener combinaciones de elementos que no se encuentran en otra parte. 
Uno de los depósitos hidrotermales más importantes es el campo esmeralda Muzo en Colombia.


UP CLOSE & PERSONAL With This Vibrant Orange Vanadinite from the Hamburg Mine Arizona; USA!   Photo: Geology Wonders


Pegmatitas

A veces el magma en la parte superior del manto se concentra con volátiles. 

Este volátil magma rico a veces es forzado a entrar en una cavidad donde se enfría. 
Esta es la definición de pegmatita. 
Se diferencia de una vena hidrotérmica en que magma es el agente primario en lugar de agua.

Cambios ambientales


Existen grandes tensiones dentro de la tierra. Bajo las condiciones adecuadas, la temperatura y la presión pueden elevarse hasta el punto en que los minerales existentes ya no son estables. 

Bajo estas condiciones, los minerales pueden transformarse en diferentes especies sin derretirse. 
Esto se conoce como metamorfismo.


Emerald green gypsum (var. selenite) crystals cluster on matrix with atackamite -- Lubin Copper mine, Lower Silesia, Poland.



Hay dos tipos de metamorfismo:

Contacto

Regional


El metamorfismo del contacto ocurre cuando el magma se fuerza en una formación de roca existente. 
Bajo el intenso calor, las rocas existentes comienzan a fundirse y eventualmente se recristalizan como nuevas especies que son estables a altas temperaturas.


Rhodochrosite  30 mm   Russ Behnke



Sri Lanka es uno de los sitios más conocidos del metamorfismo de contacto. 
Los granates, el corindón y la espinela también son comunes aquí. 
Lapis lazuli, que se encuentra en las montañas de Afganistán, es otra piedra creada por el metamorfismo de contacto.

El metamorfismo regional tiene lugar en una escala mucho más amplia y afecta a una variedad mucho mayor de minerales.



Cobaltoan Calcite with Malachite - Congo



La superficie de la tierra está compuesta de grandes piezas llamadas placas continentales. Mirándolas desde un marco geológico, flotan sobre el manto y en movimiento. 


Sin embargo, no todos se mueven en la misma dirección y algunos de ellos están realmente compitiendo por el mismo espacio. 
Donde estas grandes estructuras son forzadas juntas, uno es empujado hacia abajo y el otro es empujado hacia arriba. 
Este es nuestro principal método de construcción de montaña.


Cuarzo con inclusiones de  Dumortierita



Existen enormes fuerzas de compresión donde estas masas de tierra se unen, creando un área de intenso calor y presión. 
A medida que la temperatura se aproxima al punto de fusión de la roca, los minerales se vuelven inestables. 
Con el tiempo, posiblemente millones de años, se convierten en nuevas variedades.

El África oriental es un excelente ejemplo de metamorfismo regional. 

Los minerales que se encuentran aquí no existen en ningún otro lugar. 
Tanzanita es un buen ejemplo, al igual que algunas variedades únicas de granate.


Turmalina Rubelita con Epidota



Polimorfo - 
Minerales que comparten la misma química, pero tienen diferentes hábitos de cristal.
Pseudomorfo - 

Minerales que han cambiado la química sin cambiar la forma cristalina.

Por ejemplo, andalucita, cianita y silimanita tienen la misma química, Al 2 SiO 5. Regularmente se vuelven polimorfos cambiando a otros sistemas de cristal. Durante el metamorfismo, algunos minerales simplemente cambian el hábito. 



Fluorite



Los mismos ingredientes se recristalizan en un nuevo sistema cristalino como una nueva especie. 
Recuerde que un mineral se define por una combinación de su composición química y su hábito de cristal. 
Estos se llaman polimorfos.

Otros cristales cambiarán la química durante el metamorfismo. 

Pueden recristalizar en sus hábitos habituales y no muestran propiedades anormales. 
Sin embargo, a veces un cristal cambiará la química sin recristalizar. 
Estos minerales únicos se llaman pseudomorfos. 
Un pseudomorfo tiene un reemplazo de un átomo de un mineral por un átomo de otro mineral sin cambiar la forma exterior del mineral original. 
Un buen ejemplo de un pseudomorfo es el ojo de tigre. 
La crocidolita ha sido reemplazada por cuarzo, pero conservan la estructura fibrosa de la crocidolita. 
Marcasita tiene pirita pseudomorfa, el yeso, la fluorita y la goethita. 


Grossular from the Jeffrey Mine, Asbestos, Canada. Crystal Classics Minerals



La Malaquita con frecuencia sufre un cambio y se convierte en azurita así que es pseudomorfo, dejando una perfecta forma de cristal de azurita que se compone de malaquita.

Superficie del agua


La lluvia juega un papel importante en el reciclaje de minerales. 

La erosión rompe las rocas y las mueve a nuevos lugares. 
Una vez en el suelo, el agua de lluvia es instrumental en la creación de nuevas gemas.


Titanio



Como el agua pasa a través de la tierra, recoge los productos químicos que lo convierten en un ácido débil. 
Si se calienta, o se mezcla con los productos químicos adecuados, puede llegar a ser altamente corrosivo. 
Eso le da al agua la capacidad de disolver aún más minerales.


Blue Halite Cluster with Sylvite



Como el agua viaja a través de la tierra, recoge muchos ingredientes. 
A veces, se vuelve demasiado saturada para llevar más, por lo que deja el exceso en las grietas y poros de las rocas existentes. 
Así se crean los fósiles y la madera petrificada.

En otras condiciones, el agua encuentra combinaciones de minerales que crean una reacción química. 

Los minerales disueltos se depositan entonces como nuevos minerales en las costuras y cavidades. 
Esto es cómo el ópalo , la turquesa, la azurita, y la malaquita se crean.


Vanadinita es un mineral del grupo de los fosfatos de apatita, descubrió por primera vez en México en 1801. Se encuentra generalmente en forma de cristales hexagonales rojos .:



Durante el período cretáceo, gran parte de Australia central estaba cubierta por un mar interior. 
Cuando se secó, dejó el área acodada con arena rica en sílice. 
Durante millones de años, la lluvia ha estado disolviendo la sílice. 
Durante los veranos calientes y secos, el agua subterránea se evapora hasta el punto en que el agua restante no puede sostener la sílice en suspensión. 
El exceso se deposita en costuras y cavidades, no muy por debajo de la superficie. 
Estos depósitos de sílice son minas de ópalos.


CRISTAL DE VESZELYTE                                                                                                                                                                                 Más



Turquesa, azurita y malaquita reciben su color del cobre traído por el agua. 
El agua rica en cobre debe pasar a través de la piedra caliza para crear azurita o malaquita. 
Turquesa requiere que el agua también recoja algo de fósforo en el camino.

Gemas formadas en el manto de la Tierra


El conocimiento del manto de la tierra es todavía bastante limitado. 

Sin embargo, la evidencia muestra que algunas gemas realmente se forman en el manto. 
Para ello, necesitan cristalizar a una temperatura extremadamente alta.


Clinoclase. Chili FOV=0.5 mm Photo Tóth László



Los ejemplos más notables de gemas formadas en el manto de la tierra son el diamante y el peridoto. 
Al estudiar los depósitos de peridoto en Arizona, los geólogos ahora creen que fueron creados en rocas flotando en el manto. 

Una erupción explosiva los acercó a la superficie de la tierra. 
El desgaste y la erosión finalmente los trajeron lo suficientemente cerca de la superficie para que la gente los encuentre.


Neptunita, un curioso silicato que lleva varios metales en su composición (potasio, sodio, hierro...)



Los diamantes son mejor comprendidos. Como se mencionó anteriormente, los diamantes en realidad se cristalizan en el magma por debajo de la corteza. 

Sin embargo, las formaciones de magma que se encuentran, tienen una composición química diferente. 
Se cree que proviene de profundidades mayores, 177 a 240 kilómetros por debajo de la superficie. 
A esta profundidad, las temperaturas son más altas y el magma es muy fluido.


Topaz with Quartz - Brumado, Bahía  Brazil



Este magma caliente y fluido tiene la capacidad de forzar su camino a través de la corteza terrestre más rápido y más violentamente que otras erupciones volcánicas. 
Durante el proceso de erupción, romperá y disolverá las rocas del manto inferior, y luego las llevará a la superficie.


Vanadinite Crystal Mineral Specimen



Si el magma subiese más lentamente, los diamantes probablemente no sobrevivirían. Las temperaturas y la presión cambiantes los harían vaporizar o recristalizar como grafito. Se cree que la velocidad de la subida del magma es tan rápida que no tienen tiempo para transformarse.






Magma que entra en contacto con una zona débil en corteza.
Se produce una rápida explosión, llevando magma que lleva diamantes a la superficie. Durante la erupción, un cono se basa en la superficie.
La tubería finalmente se enfría, dejando el tubo en forma de zanahoria.
El cono se erosiona rápidamente, geológicamente hablando, dejando el diamante que lleva, en la tierra donde la gente puede alcanzarlos.
Gemas subiendo a la superficie después de la formación



Atacamite avec Libethenite. Chile Taille=3 mm Photo © Tóth László



Puesto que los cristales forman hasta ahora debajo de la superficie, usted puede preguntarse cómo consiguen llegar a donde la gente pueda minarlos. 

Algunos cristales son llevados a la superficie durante erupciones volcánicas, como se describió anteriormente. 
Sin embargo, la mayoría alcanza la superficie a través de la construcción de montañas y la erosión.


ELBITE TOURMALINE Crystal, PakistanDoubly Terminated Matrix Vivianite



Durante largos períodos de tiempo, el movimiento de las placas continentales hace que las montañas aumenten.


Fluorite on Siderite



Años de meteorización bajan la montaña, dejando los depósitos cerca de la superficie.


Selenite - Canada Fish-tail twins of Selenite grown outward from a crystal covered sphere of Gypsum


Fernando Gatto
Kaia Joyas Uruguay

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