Goetita

La goethita es común. de hierro Mineral de óxido que tiene una fórmula química de FeO(OH). A menudo se la denomina "limonita", aunque ese término se usa de manera más amplia para describir una mezcla de varios óxidos e hidróxidos de hierro. La goethita es un mineral importante en diversos contextos geológicos y ambientales debido a su presencia generalizada y su importante papel en procesos como el ciclo del hierro y la formación de minerales.

La goethita normalmente cristaliza en el sistema cristalino ortorrómbico, formando cristales prismáticos o en forma de agujas, así como en formas masivas, botrioidales (globulares), estalactíticas o terrosas. Su color puede variar de marrón amarillento a marrón oscuro y, a menudo, presenta un brillo opaco o terroso característico. La goethita es un componente común de suelos, sedimentos y varios tipos de formaciones rocosas, y también se puede encontrar como desgaste producto de otros ricos en hierro minerales.

Contexto histórico y denominación

El mineral goethita recibe su nombre de Johann Wolfgang von Goethe, un erudito alemán que hizo importantes contribuciones en diversos campos, incluidos la literatura, la filosofía y la ciencia. El mineral recibió su nombre en honor a Goethe en 1806 por el mineralogista alemán Johann Georg Christian Lehmann.

Goethe nunca estudió ni contribuyó directamente a mineralogía, pero sus intereses multidisciplinarios y su influencia fueron tales que Lehmann decidió ponerle al mineral su nombre. Esta práctica de nombrar minerales en honor a individuos prominentes era bastante común en la historia de la mineralogía, como una forma de rendir homenaje a sus contribuciones o simplemente para llamar la atención sobre los minerales recién descubiertos.

El mineral goethita se conoce desde la antigüedad, y varias culturas notaron su apariencia y propiedades distintivas. Sin embargo, fueron los siglos XVIII y XIX los que marcaron un período de clasificación y denominación mineralógica sistemática, que llevó al reconocimiento formal de minerales como la goethita como especies distintas.

En resumen, la goethita es un mineral de óxido de hierro con presencia significativa en diversos entornos geológicos. Su nombre está vinculado al escritor alemán Johann Wolfgang von Goethe debido a sus más amplias contribuciones al conocimiento y la cultura humana, aunque no estuvo directamente involucrado en el estudio de los minerales.

Polimorfismo y Serie: Trimorfa con feroxihita y lepidocrocita.

Asociación: lepidocrocita, hematites, pirita, siderita, pirolusita, manganita, muchas otras especies que contienen hierro y manganeso.

Propiedades químicas de la goethita

La goethita (FeO(OH)) es un mineral complejo de óxido de hierro con una variedad de propiedades químicas que contribuyen a su comportamiento en diferentes contextos geológicos y ambientales. Estas son algunas de las propiedades químicas clave de la goethita:

1. Fórmula química: La fórmula química de la goethita es FeO (OH), lo que indica su composición de hierro (Fe), oxígeno (O) y grupos hidroxilo (OH). También puede contener impurezas menores y oligoelementos dependiendo de su entorno de formación.
2. Grupos hidroxilo: La goethita contiene grupos hidroxilo (OH) en su estructura química. Estos grupos hidroxilo contribuyen a su capacidad para adsorber agua y otras moléculas en su superficie, lo que puede afectar sus propiedades como el color, la estabilidad y la reactividad.
3. Estado de oxidación del hierro: El estado de oxidación del hierro en la goethita es principalmente +3. Este estado de oxidación contribuye a su color marrón rojizo a marrón amarillento. La presencia de hierro en el estado de oxidación +3 también hace que la goethita sea un componente importante de mineral de hierro XNUMX%.
4. Estructura y Cristalografía: La goethita cristaliza en el sistema cristalino ortorrómbico y normalmente forma cristales prismáticos o en forma de agujas. Su estructura cristalina consta de capas de unidades octaédricas de hidróxido de hierro intercaladas con capas de átomos de oxígeno.
5. Contenido de agua e hidratación: La goethita es hidratada, lo que significa que contiene moléculas de agua dentro de su estructura. El contenido de agua puede variar, afectando las propiedades físicas y químicas del mineral. Las reacciones de hidratación y deshidratación pueden ocurrir bajo ciertas condiciones, lo que influye en la estabilidad del mineral.
6. Adsorción y química de superficies: La superficie rica en hidroxilo de la goethita le permite adsorber varios iones y moléculas de las soluciones circundantes. Esta propiedad hace que la goethita sea un componente importante de suelos y sedimentos, ya que puede adsorber contaminantes, nutrientes y metales.
7. Reactividad y Transformación: La goethita puede sufrir diversas transformaciones y reacciones dependiendo de su entorno. Por ejemplo, puede transformarse en otros óxidos de hierro, como hematites, bajo condiciones específicas como calefacción. También participa en reacciones redox que involucran hierro y oxígeno.
8. Meteorización e impacto ambiental: La goethita es un producto de meteorización común de otros minerales que contienen hierro y se forma como resultado de la modificación de minerales precursores en presencia de agua y oxígeno. Su estabilidad e interacciones con el agua y otros compuestos desempeñan un papel en la formación del suelo y el ciclo del hierro en ambientes terrestres.
9. Asociaciones minerales: La goethita se encuentra a menudo asociada con otros minerales de hierro, como la hematita, magnetitay siderita. También puede ocurrir junto con otros minerales como cuarzo, minerales de arcillay varios sulfuros metálicos.

En resumen, las propiedades químicas de la goethita la convierten en un mineral versátil que desempeña un papel importante en diversos procesos geológicos y ambientales. Sus interacciones con el agua, otros minerales y compuestos químicos contribuyen a sus características únicas y su importancia en campos como la geología, la mineralogía, las ciencias del suelo y las ciencias ambientales.

Propiedades físicas de la goethita

La goethita es un mineral de óxido de hierro con distintas propiedades físicas que contribuyen a su identificación y caracterización. Estas propiedades son útiles para mineralogistas, geólogos y científicos que trabajan en diversos campos. Estas son las propiedades físicas clave de la goethita:

1. Color: La goethita exhibe una variedad de colores, que incluyen marrón amarillento, marrón rojizo y marrón oscuro. El color está influenciado por las impurezas, la hidratación y la presencia de otros minerales asociados al mismo.
2. Lustre: La goethita suele tener un brillo opaco o terroso, y a menudo parece algo mate en lugar de brillante. Este brillo es el resultado de su estructura fibrosa o de grano fino.
3. Racha: La veta de la goethita suele ser de color marrón amarillento, que es el color del mineral cuando se pulveriza. Esta propiedad puede resultar útil para distinguir la goethita de otros minerales con colores similares.
4. Dureza: La goethita tiene una dureza de aproximadamente 5.0 a 5.5 en la escala de Mohs. Puede rayar materiales con menor dureza, pero puede rayar materiales con mayor dureza.
5. Estructura cristalina: La goethita cristaliza en el sistema cristalino ortorrómbico. Sus cristales suelen tener forma prismática o acicular. También puede formar masas botrioidales (globulares), estalactíticas y terrosas.
6. Escote: La goethita no tiene planos de escisión distintos, lo que significa que no se rompe a lo largo de superficies planas específicas como lo hacen los minerales con escisión perfecta.
7. Fractura: La fractura del mineral suele ser desigual o subconcoidea y produce superficies irregulares o curvas cuando se rompe.
8. Densidad: La densidad de la goethita varía dependiendo de factores como el contenido de agua y las impurezas, pero generalmente oscila entre 3.3 y 4.3 g/cm³.
9. Transparencia: La goethita suele ser opaca, lo que significa que la luz no la atraviesa. Los fragmentos o secciones delgadas pueden ser translúcidos.
10. Hábito: El hábito de la goethita se refiere a su apariencia y forma general. Puede ocurrir en varios hábitos, incluidos prismáticos, aciculares (en forma de agujas), reniformes (en forma de riñón) y estalactíticos (que forman estructuras en forma de carámbanos).
11. Gravedad específica: La gravedad específica de la goethita varía aproximadamente de 3.3 a 4.3, lo que indica su densidad relativa al agua.
12. Magnetismo: La goethita es débilmente magnética, lo que significa que puede ser atraída por un imán fuerte pero no exhibe propiedades magnéticas fuertes como la magnetita.
13. Propiedades ópticas: Bajo un microscopio petrográfico, la goethita puede exhibir una variedad de propiedades ópticas que incluyen birrefringencia y pleocroísmo, que pueden proporcionar información adicional sobre su estructura cristalina.

En resumen, las propiedades físicas de la goethita abarcan una variedad de características que ayudan en su identificación y diferenciación de otros minerales. Estas propiedades están influenciadas por factores como su estructura cristalina, composición química y condiciones de formación.

Propiedades ópticas de la goethita

Las propiedades ópticas de los minerales, incluida la goethita, proporcionan información valiosa sobre su estructura cristalina, composición y comportamiento al interactuar con la luz. Estas son las propiedades ópticas clave de la goethita:

1. Color: El color de la goethita puede variar ampliamente, desde marrón amarillento hasta marrón rojizo y marrón oscuro. Las impurezas, los defectos del cristal y la presencia de otros minerales pueden influir en su color.
2. Transparencia y Opacidad: La goethita suele ser opaca, lo que significa que la luz no puede atravesarla. Los fragmentos delgados pueden presentar cierta translucidez, pero en su mayor parte, la goethita no es transparente.
3. Lustre: La goethita generalmente tiene un brillo opaco o terroso, lo que significa que parece algo mate en lugar de brillante cuando se observa bajo luz reflejada.
4. Índice de refracción: El índice de refracción es una medida de cuánta luz se desvía (refracta) al pasar del aire a un mineral. El índice de refracción de la goethita es relativamente bajo, lo que contribuye a su apariencia opaca.
5. Birrefringencia: La goethita es débilmente birrefringente, lo que significa que puede presentar una pequeña diferencia en los índices de refracción cuando se observa bajo polarizadores cruzados en un microscopio petrográfico. Esta propiedad se utiliza a menudo para distinguir la goethita de otros minerales con colores similares.
6. Pleocroísmo: El pleocroísmo es la propiedad de los minerales de exhibir diferentes colores cuando se ven desde diferentes direcciones cristalográficas. La goethita puede mostrar pleocroísmo débil, con colores ligeramente diferentes cuando se observa a lo largo de diferentes ejes cristalinos.
7. Colores de interferencia: Cuando se observa entre polarizadores cruzados bajo un microscopio petrográfico, la goethita puede mostrar colores de interferencia debido a su birrefringencia. Estos colores pueden proporcionar información sobre el espesor de las secciones minerales y sus propiedades ópticas.
8. Hermanamiento: La goethita puede exhibir macla polisintética, que ocurre cuando múltiples secciones cristalinas del mineral parecen repetirse en ciertas direcciones. Esto puede afectar sus propiedades ópticas.
9. Extinción: La extinción se refiere al fenómeno en el que el color o el brillo del mineral se desvanece al girar bajo polarizadores cruzados. El ángulo en el que esto ocurre se puede utilizar para determinar la orientación de la estructura cristalina del mineral.
10. Halos pleocroicos: En algunos casos, se pueden formar halos pleocroicos (anillos concéntricos de diferentes colores alrededor de inclusiones minerales radiactivas) alrededor de los cristales de goethita debido al daño por radiación. Este fenómeno está asociado principalmente con el mineral. zirconita.
11. Fluorescencia: Si bien la goethita en sí no es conocida por su fuerte fluorescencia, ciertas impurezas o minerales asociados pueden exhibir fluorescencia en condiciones de iluminación específicas.

En resumen, las propiedades ópticas de la goethita son esenciales para identificar y caracterizar el mineral, especialmente cuando se utilizan técnicas como la microscopía de luz polarizada. Estas propiedades pueden ofrecer información sobre la cristalografía, la composición y el posible historial de alteraciones de la goethita.

Ocurrencia y Formación

La goethita es un mineral de óxido de hierro muy extendido que se encuentra en una variedad de entornos geológicos y ambientales. Su formación está estrechamente ligada a procesos que implican la erosión, alteración y precipitación de materiales ricos en hierro. A continuación se muestran algunos casos comunes y procesos de formación de goethita:

1. Meteorización de minerales ricos en hierro: La goethita a menudo se forma como producto de la erosión de otros minerales que contienen hierro, como la pirita (sulfuro de hierro), magnetita (óxido de hierro) y siderita (carbonato de hierro). Estos minerales pueden sufrir oxidación e hidrólisis en presencia de agua y oxígeno, lo que lleva a la formación de goetita.
2. Depósitos hidrotermales: La goethita puede precipitar de soluciones hidrotermales en venas y fracturas dentro rocas. Fluidos hidrotermales Los ricos en hierro y otros elementos pueden depositar goethita a medida que se enfrían e interactúan con las rocas huésped.
3. Mineral de hierro de pantano: En ambientes pantanosos o pantanosos, la goethita puede acumularse en forma de "mineral de hierro de pantano". Las aguas ricas en hierro reaccionan con la materia orgánica y, cuando el hierro precipita, forma depósitos de goetita. Con el tiempo, estos depósitos pueden acumularse y convertirse en fuentes de hierro económicamente importantes.
4. Suelos lateríticos: En regiones tropicales y subtropicales con abundantes precipitaciones, la goethita puede acumularse en suelos lateríticos. Estos suelos se forman mediante la lixiviación de otros minerales y la concentración de hierro y aluminio óxidos, incluida la goethita. Los suelos lateríticos suelen ser de color rojo o marrón rojizo debido a la presencia de óxidos de hierro.
5. Rocas sedimentarias: La goethita puede estar presente en rocas sedimentarias, incluidas formaciones ricas en hierro como formaciones de hierro en bandas (BIF). Estas rocas consisten en capas alternas de minerales ricos en hierro y esquistoy proporcionan pistas importantes sobre los entornos antiguos y la historia de la Tierra.
6. Oxidación de minerales de hierro: La oxidación de minerales de hierro en diversos entornos geológicos, como la oxidación de aguas subterráneas que interactúan con rocas que contienen hierro, puede Lead a la formación de goethita. Este proceso suele ir acompañado de cambios en el pH y la disponibilidad de oxígeno.
7. Relaves y Residuos Mineros: La goethita se puede formar en relaves mineros y materiales de desecho de actividades mineras donde hay minerales que contienen hierro. Estas formaciones secundarias pueden afectar el medio ambiente local y la calidad del agua debido a su potencial para liberar metales y otras sustancias.
8. Precipitación biogénica: La actividad microbiana, especialmente la de las bacterias oxidantes del hierro, puede desempeñar un papel en la promoción de la precipitación de goethita. Estas bacterias catalizan la oxidación del hierro, dando lugar a la formación de óxidos de hierro, incluida la goetita.
9. Depósitos de cuevas: En ciertos ambientes de cuevas, la goethita puede precipitarse del agua rica en minerales a medida que gotea o fluye a través de la cueva. Esto puede dar lugar a formaciones únicas como estalactitas y estalagmitas hechas de goethita.

En resumen, la goethita se forma a través de una variedad de procesos de erosión, alteración y precipitación que involucran minerales y soluciones ricos en hierro. Su aparición abarca una amplia gama de entornos geológicos, desde suelos erosionados y rocas sedimentarias hasta vetas hidrotermales y formaciones de cuevas. Comprender la formación de la goethita contribuye a nuestro conocimiento de la geología de la Tierra y los procesos que dan forma a su superficie.

Usos y aplicaciones de la goethita

La goethita, como mineral de óxido de hierro, tiene diversas aplicaciones prácticas y usos en diferentes campos debido a sus propiedades únicas. Si bien puede que no se utilice tan ampliamente como otros minerales, sus características lo hacen valioso en varios contextos:

1. Pigmentos y Colorantes: La gama de colores naturales de la goethita, que incluye tonos amarillo-marrón, marrón rojizo y marrón oscuro, la ha hecho históricamente importante como pigmento y colorante natural en el arte y la cerámica. Su uso se remonta a siglos atrás para colorear cerámica, pinturas y otras obras de arte.
2. Producción de mineral de hierro y acero: Aunque no es una fuente primaria de hierro, la goethita puede estar presente en el hierro. yacimientos de mineral y contribuye al contenido general de hierro. El mineral de hierro con un contenido significativo de goethita puede procesarse para extraer hierro y utilizarse en la producción de acero y otros productos a base de hierro.
3. Catálisis: Las nanopartículas de goethita se han mostrado prometedoras como catalizadores en diversas reacciones químicas. Su alta superficie y reactividad los hacen útiles para catalizar reacciones de oxidación y reducción en procesos industriales.
4. Remediación Ambiental: Las propiedades de adsorción de la goethita se pueden utilizar para eliminar contaminantes del agua y el suelo. La superficie de la goethita puede adsorber metales pesados, compuestos orgánicos y otros contaminantes, lo que la hace potencialmente útil en los esfuerzos de limpieza ambiental.
5. Arqueología y Geocronología: La goethita puede formarse en artefactos y formaciones geológicas con el tiempo. Su presencia en artefactos arqueológicos puede proporcionar información sobre la edad y la historia de esos artefactos. En geología, los recubrimientos de goethita sobre rocas y minerales se pueden utilizar con fines de datación relativa.
6. Estudios de Cristalografía y Mineralogía: La estructura cristalina y las propiedades ópticas de la goethita la hacen valiosa para estudios científicos de cristalografía, mineralogía y ciencias de la Tierra. Los investigadores utilizan sus características para conocer las condiciones bajo las cuales se forma y su papel en diversos procesos geológicos.
7. Recolección de gemas y minerales: Si bien no es un tradicional piedra preciosa, los hábitos y colores únicos del cristal de la goethita lo convierten en un mineral atractivo para coleccionistas y entusiastas interesados ​​en especímenes minerales y artes lapidarias.
8. Educación e Investigación: La goethita se usa comúnmente en entornos educativos para demostrar la identificación de minerales y las propiedades ópticas a los estudiantes. Sirve como ejemplo práctico para la enseñanza de conceptos de mineralogía.
9. Ciencia de los Materiales: El estudio de las propiedades de la goethita contribuye a una comprensión más amplia de la ciencia de los materiales, incluido el comportamiento de los óxidos de hierro y las interacciones entre los minerales y su entorno.
10. Investigación científica: La presencia de goethita en entornos naturales proporciona a los científicos conocimientos sobre la historia geológica de la Tierra, las condiciones ambientales pasadas y los procesos de formación de minerales.

Si bien la goethita puede no tener aplicaciones industriales tan amplias como otros minerales, sus características y comportamiento la hacen valiosa en contextos específicos, particularmente en los campos del arte, la ciencia y la industria, donde sus propiedades únicas pueden aprovecharse para diversos fines.

Ubicaciones de distribución y minería

La goethita, al ser un mineral de óxido de hierro común, se encuentra en diversos entornos geológicos de todo el mundo. Su presencia generalizada lo convierte en un componente importante de suelos, sedimentos y algunos depósitos de mineral de hierro. A continuación se muestran algunas regiones y países notables donde se encuentra la goethita:

1. Australia: Australia es un importante productor de mineral de hierro y la goethita se encuentra a menudo como componente de depósitos de mineral de hierro en varios estados, incluidos Australia Occidental, Queensland y Australia del Sur.
2. Brasil: Brasil es otro destacado productor de mineral de hierro y la goethita está presente en algunos de los depósitos de mineral de hierro del país, particularmente en la región de Carajás.
3. Estados Unidos: La goethita se encuentra en varios estados de EE. UU., incluidos Michigan, Minnesota y Missouri. Estas regiones son conocidas por sus depósitos de mineral de hierro y actividades mineras.
4. India: India es uno de los mayores productores de mineral de hierro del mundo y la goethita se puede encontrar en sus depósitos de mineral de hierro en estados como Odisha, Karnataka y Goa.
5. Rusia: La goethita está presente en varios depósitos de mineral de hierro en Rusia, lo que contribuye a la importante producción de mineral de hierro del país.
6. China: China es un importante consumidor y productor de mineral de hierro, y la goethita se puede encontrar en depósitos de mineral de hierro en varias provincias del país.
7. Sudáfrica: La goethita se encuentra en algunos depósitos de mineral de hierro en Sudáfrica, que también es un importante productor de mineral de hierro.
8. Canadá: La goethita se puede encontrar en depósitos de mineral de hierro en Canadá, particularmente en regiones como Labrador y Quebec.
9. Suecia: Suecia es conocida por su producción de mineral de hierro y la goethita está presente en algunos de los depósitos de mineral de hierro del país.
10. Chile: La goethita se puede encontrar en depósitos de mineral de hierro en Chile, que es un notable productor de cobre .
11. Reino Unido: Se ha encontrado goethita en varios lugares del Reino Unido, a menudo asociada con actividades mineras de mineral de hierro en el pasado.
12. Otros paises: La goethita se puede encontrar en depósitos de mineral de hierro y otros entornos geológicos en muchos otros países del mundo, lo que contribuye a su distribución global.

Es importante tener en cuenta que la goethita suele estar presente junto con otros minerales de óxido de hierro, como la hematita y la magnetita, en los depósitos de mineral de hierro. La distribución y extracción específicas de goethita pueden variar según las características geológicas de cada región y la naturaleza de los depósitos de mineral de hierro presentes.

Generalizado; algunas localidades para buenos cristales incluyen:

• de Siegen, Renania del Norte-Westfalia, y cerca de Giessen, Hesse, Alemania. En Prıbram, República Checa.
• Cristales excepcionales de la mina Restormel, Lanlivery; la mina Botallack, St. Just; y en otros lugares de Cornualles, Inglaterra.
• De Chaillac, Indre-et-Loire, Francia.
• En USA, del distrito de Pikes Peak y Florissant, El Paso Co., Colorado; un mineral de mena en el distrito del Lago Superior, como en la mina Jackson, Negaunee, y la mina Superior, Marquette, Marquette Co., Michigan.

Referencias

• Bonewitz, R. (2012). Rocas y minerales. 2ª ed. Londres: DK Publishing.
• Handbookofmineralogy.org. (2019). Manual de Mineralogía. [en línea] Disponible en: http://www.handbookofmineralogy.org [Consultado el 4 de marzo de 2019].
• Mindat.org. (2019). Goethita: Información mineral, datos y localidades.. [en línea] Disponible en: https://www.mindat.org/min-727.html [Consultado el 4 de marzo de 2019].