Microscopía práctica de suelos para no especialistas

 

 

PROPIEDADES ÓPTICAS DE LOS MINERALES

El usuario de esta técnica ha de conocer sólo algunos de los principales rasgos de como se manifiestan a nivel microscópico los materiales que constituyen el suelo.

Vamos a describir las propiedades que usaremos para identificar a los minerales y otros componentes de los suelos, como reconocerlas y como manejarlas, pero no trataremos nunca del porqué (aunque para los más curiosos se apuntará algo de lo esencial en letra chica).

Propiedades en que se basa el estudio microscópico.

 

Con sólo el polarizador inferior: color natural, pleocroísmo, relieve, hábito y exfoliación.

Color natural. Es el color que tienen los minerales (y los componentes orgánicos) al observarlos en el microscopio con sólo el polarizador.

Los minerales pueden ser transparentes (incoloros o coloreados) u opacos (negros). Cuando la luz se refracta a través de un cristal, parte de ella queda absorbida y otra parte lo atraviesa. Cuando la absorción es total no hay ondas a la salida del cristal, se ve negro y se dice que es opaco (1), mientras que si parte de las radiaciones atraviesan el cristal se habla de material transparente (o translúcido) y en dependiendo de las longitudes de ondas absorbidas el cristal aparece como incoloro o de un determinado color (los cristales marcados con un 2 son de color verde, marrón, amarillo o incoloro).

Pleocroísmo. Lo muestran sólo los minerales que cambian de color o de intensidad del color al girar la preparación en la platina del microscopio (la gran mayoría de los minerales son anisótropos, es decir que el mineral se comporta de manera diferente según la dirección de vibración de la luz. Dependiendo de la dirección absorben o a rayos con distintas longitudes de onda o distinta cantidad de una determinada longitud de onda). Como la gran mayoría de los minerales no son pleocroicos el encontrar un cristal pleocroico representa un dato que facilita en gran medida la identificación del mineral.

          

 

Relieve. Representa el hecho de que un grano mineral destaque con mayor o menor intensidad en el campo del microscopio (el mayor o menor grado de relieve de un mineral se debe a su índice de refracción con respecto al índice del medio que lo rodea; los granos minerales se encuentran rodeados de otros minerales o de la resina de inclusión; al pasar los rayos de luz de un medio a otro con diferentes índices -de la resina al mineral o viceversa, o de un mineral a otro- se desvían acercándose o alejándose de la normal óptica -como le ocurre a la luz al pasar del aire al agua- originando unas sombras que resaltan el contorno del grano; cuanta más diferencia exista entre los índices del mineral y del medio mas intenso será el resalte).

En el borde de los granos se observa un línea oscura más o menos ancha que hace que destaquen con diferente intensidad. Se dice que tienen distintos grados de relieve. Los granos (1) se ven peor que los (2), estos que los (3) y los que más destacan son los (4), el relieve crece desde los granos (1) a los (4).

En la imagen anterior se muestra el relieve de unos granos incluidos en una resina mientras que la imagen siguiente se trata de unas láminas delgadas de rocas en las que los minerales se encuentran rodeados de otros minerales. En la parte A, el mineral 1 (granate) muestra un claro relieve frente al mineral 2 (feldespato) que lo rodea. En este caso el mineral 2 actúa como el medio de inclusión de la imagen anterior.
En la parte B, el mineral 2 muestra un relieve medio con el mineral 1, fuerte con el 4, pero no muestra relieve en el contacto con el mineral 3. La ausencia de relieve en este borde indica que el mineral 2 y el 3 tienen el mismo valor de índice de refracción.

 

Hábito. Es la tendencia de los minerales a presentarse bajo una determinada forma geométrica (el hábito de los minerales es el resultado de su estructura interna). El hábito puede observarse macroscópicamente, sin necesidad de ningún equipo óptico, o con el microscopio.

En la siguiente figura se presentan algunos ejemplo de hábitos que pueden mostrar los minerales en el microscopio.
Cristales fibrosos, para el talco (1). Tabulares para la actinolita (2). Prismáticos, típicos de los feldespatos (3) y del apatito (4). Laminar, muy representativo de todas las micas y cloritas (5). Las formas redondeadas, como la de los granates (6) son características de los minerales de los sedimentos (forma sobre impuesta por el transporte en agua).
En otras ocasiones la forma de los cristales no muestra ninguna tendencia y se presenta con contornos irregulares.

 

Exfoliación. Es la tendencia que muestran los minerales a fracturarse según planos regulares (estos planos corresponden a direcciones privilegiadas de la estructura cristalina; son planos reticulares con una alta densidad de átomos, fuertemente unidos por enlaces).

En el microscopio se muestran como un sistema de finas líneas negras rectas y paralelas. Según los minerales pueden aparecer uno o varios sistemas de líneas de exfoliación.

Una dirección. Exfoliación laminar. Si existe un solo sistema de líneas de exfoliación los minerales tienden a fracturarse en un conjunto de láminas paralelas (a semejanza de las páginas de un libro). Se presenta muy frecuentemente en los minerales con estructura en capas, como son los filosilicatos (su ejemplo más representativo son las micas).
En la siguiente figura se muestra una biotita (1) y una moscovita (2) con sus láminas paralelas al plano de figura. En la parte 3 y 4 los minerales han caído con sus láminas perpendiculares a la pantalla (en 3 el mineral marrón es una biotita que se está transformando en una clorita, de color verde; el 4 es una biotita).

Dos direcciones. Exfoliación prismática. Con frecuencia se presentan dos direcciones de exfoliación. El ángulo que forman es otro dato importante para el reconocimiento de estos minerales.
90 grados : feldespatos y piroxenos (1 y 2)
120 grados : anfíboles (3) (forman rombos)

Más de dos direcciones. Algunos minerales exfolian en tres direcciones (1) o incluso cuatro (2).

Sin exfoliaciones. Muchos minerales como el cuarzo no presentan un sistema regular de fractura, o se encuentran sin fracturas (2) o se rompen de manera muy irregular (1).

Los constituyentes del suelo se reconocen en el microscopio con sólo el polarizador por su color natural, posible pleocroísmo (intensidad o tipo), grado de relieve, hábito y exfoliación.

Propiedades con polarizador y analizador

 

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