thumb|Amatista, una variedad del cuarzo thumb|Cristales de serandita, natrolita, analcima y aegirina de Mont Saint-Hilaire, Quebec, Canadá
En geología y mineralogía, un mineral o especie mineral es, en sentido amplio, una sustancia sólida con una composición química bastante bien definida y una estructura cristalina específica que se presenta de forma natural en estado puro.John P. Rafferty, ed. (2011): Minerals; p. 1. In the series Geology: Landforms, Minerals, and Rocks. Rosen Publishing Group. La definición exacta de mineralReal Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. «mineral». Vocabulario Científico y Técnico. Acceso 6 de febrero de 2025. es objeto de debate: la definición geológica normalmente excluye los compuestos que se encuentran únicamente en organismos vivos: sin embargo, algunos minerales suelen ser biogénicos (como la calcita) o químicamente compuestos orgánicos (como la melita) y, además, los organismos vivos a menudo sintetizan minerales inorgánicos (como la hidroxiapatita) que también se encuentran en las rocas. Algunas sustancias sólidas naturales sin una estructura cristalina definida, como el ópalo o la obsidiana, se denominan más propiamente mineraloides.Austin Flint Rogers and Paul Francis Kerr (1942): Optical mineralogy, 2nd ed., p. 374. McGraw-Hill; . . Si un compuesto químico se presenta de forma natural con diferentes estructuras cristalinas, cada estructura se considera una especie mineral distinta. Así, por ejemplo, el cuarzo y la stishovita son dos minerales diferentes compuestos por el mismo compuesto: dióxido de silicio.
El concepto de mineral es diferente de una roca, que es cualquier núcleo de material geológico sólido que es relativamente homogéneo a una escala suficientemente grande. Una roca puede consistir en un tipo de mineral o puede ser un agregado de dos o más tipos diferentes de minerales, segregados espacialmente en distintas fases.
Hay más de 7000 especies minerales conocidas, y de ellas, en mayo de 2025, 6145 han sido aprobadas por la Asociación Internacional de Mineralogía (IMA por sus siglas en inglés). Continuamente se descubren y describen nuevos minerales, entre 90 y 110 al año.Se puede consultar los últimos minerales descritos en el sitio oficial de la «Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification» de la International Mineralogical Association, disponible en línea en: . La diversidad y abundancia de especies minerales es controlada por la química de la Tierra. El silicio y el oxígeno constituyen aproximadamente el 75 % de la corteza terrestre, lo que se traduce directamente en el predominio de los minerales de silicato, que componen más del 90% de la corteza terrestre.
Los minerales se distinguen por diversas propiedades químicas y físicas. Diferencias en la composición química y en la estructura cristalina distinguen varias especies, y estas propiedades, a su vez, están influidas por el entorno geológico de la formación del mineral. Cambios en la temperatura, la presión o en la composición del núcleo de una masa de roca causan cambios en sus minerales. La composición química de una especie mineral puede variar ligeramente debido a la inclusión de pequeñas cantidades de impurezas. Las variedades específicas de una especie a veces tienen nombres convencionales u oficiales propios. Por ejemplo, la amatista es una variedad púrpura del mineral cuarzo. Algunas especies minerales pueden tener proporciones variables de dos o más elementos químicos que ocupan posiciones equivalentes en la estructura del mineral; por ejemplo, la fórmula de la mackinawita es , donde x es un número variable entre 0 y 9. A veces, un mineral con composición variable se divide en especies separadas, de forma más o menos arbitraria, formando un grupo mineral; ese es el caso de los silicatos , el grupo del olivino.
Los minerales pueden ser descritos por varias propiedades físicas que se relacionan con su estructura química y composición. Las características más comunes que los identifican son la estructura cristalina y el hábito, la dureza, el lustre, la diafanidad, el color, el rayado, la tenacidad, la exfoliación, la fractura, la partición y la densidad relativa. Otras pruebas más específicas para la caracterización de ciertos minerales son el magnetismo, el sabor o el olor, la radioactividad y la reacción a los ácidos fuertes.
Los minerales se clasifican por sus componentes químicos clave siendo los dos sistemas dominantes la clasificación de Dana y la clasificación de Strunz. La clase de silicatos, como ya se ha mencionado, aproximadamente el 90% de la corteza terrestre y se subdivide en seis subclases según el grado de polimerización en su estructura química. Todos los silicatos tienen una unidad básica en forma de tetraedro de sílice , que pueden ser polimerizados para dar las subclases: neosilicatos (no polimerizados, y por lo tanto, solo tetraedros), sorosilicatos (dos tetraedros enlazados entre sí), ciclosilicatos (anillos de tetraedros), inosilicatos (cadenas de tetraedros), filosilicatos (láminas de tetraedros), y tectosilicatos (redes en tres dimensiones de tetraedros). Otros grupos minerales importantes son los elementos nativos (hechos de un único elemento puro) y los compuestos (combinaciones de múltiples elementos), a saber, sulfuros (p.e., galena PbS), óxidos (p.e., cuarzo SiO2), haluros (p. e., sal de roca NaCl),, carbonatos (p.e., calcita CaCO3), sulfatos (p.e., yeso CaSO4·2H2O), molibdatos (p.e., wulfenita PbMoO4) y fosfatos (p.e. piromorfita Pb5(PO4)3Cl).
El estudio de los minerales se llama mineralogía.
Definición
Definición básica
La definición general de un mineral comprende los siguientes criterios:
ser de origen natural; ser estable a temperatura ambiente; estar representado por una fórmula química; ser generalmente abiogénico (no resultado de la actividad de los organismos vivos); y tener disposición atómica ordenada.
Las tres primeras características generales son menos debatidas que las dos últimas. El primer criterio significa que un mineral se tiene que formar por un proceso natural, lo que excluye compuestos antropogénicos. La estabilidad a temperatura ambiente, en el sentido más simple, es sinónimo de que el mineral sea sólido. Más específicamente, un compuesto tiene que ser estable o metaestable a 25 °C. Son ejemplos clásicos de excepciones a esta regla el mercurio nativo, que cristaliza a -39 °C, y el hielo de agua, que es sólido solo por debajo de 0 °C; puesto que estos dos minerales se habían descrito con anterioridad a 1959, fueron adoptados por la Asociación Internacional de Mineralogía (IMA). Los avances modernos suponen un amplio estudio de los cristales líquidos, que también concierne ampliamente a la mineralogía. Los minerales son compuestos químicos, y, como tales, pueden ser descritos por una fórmula fija o una variable. Muchos grupos de minerales y especies están compuestos por una solución sólida; las sustancias puras generalmente no se encuentran debido a la contaminación o sustitución química. Por ejemplo, el grupo del olivino se describe por la fórmula variable , que es una solución sólida de dos especies de miembro extremo, la forsterita rica en magnesio y la fayalita rica en hierro, que se describen mediante una fórmula química fija. Otras especies minerales podrían tener composiciones variables, tales como el sulfuro de mackinawita, , que es principalmente un sulfuro ferroso, pero que tiene una impureza de níquel muy significativa que se refleja en su fórmula.
El requisito de que una especie mineral para ser válida ha de ser abiogénica también se ha descrito como similar a que sea inorgánica; sin embargo, este criterio es impreciso y a los compuestos orgánicos se les ha asignado una rama de clasificación separada. Por último, la exigencia de tener una disposición atómica ordenada es generalmente sinónimo de cristalinidad; sin embargo, los cristales también son periódicos, por lo que se utiliza en su lugar el criterio más amplio. Una disposición atómica ordenada da lugar a una variedad de propiedades físicas macroscópicas, como la forma cristalina, la dureza y la exfoliación. Ha habido varias propuestas recientes para modificar la definición para considerar las sustancias biogénicas o amorfas como minerales. La definición formal de un mineral aprobada por la IMA en 1995 es:
Además, las sustancias biogénicas fueron excluidas explícitamente:
Avances recientes Los sistemas de clasificación de minerales y sus definiciones están evolucionando para recoger los últimos avances de la ciencia mineral. Los cambios más recientes han sido la adición de una clase orgánica, tanto en el nuevo Dana y en los esquemas de la clasificación de Strunz.Dana Classification 8th edition – Organic Compounds. Mindat.org. Consultado el 2011-10-20.Strunz Classification – Organic Compounds. Mindat.org. Consultado el 2011-10-20. La clase orgánica incluye un grupo muy raro de minerales con hidrocarburos. La Comisión sobre nuevos minerales y nombres de minerales de la IMA aprobó en 2009 un esquema jerárquico para la denominación y clasificación de los grupos minerales y de los nombres de los grupos y estableció siete comisiones y cuatro grupos de trabajo para revisar y clasificar los minerales en una lista oficial de sus nombres publicados.IMA divisions . Ima-mineralogy.org (2011-01-12). Consultado el 2011-10-20. De acuerdo con estas nuevas reglas,
La exclusión de Nickel (1995) de las sustancias biogénicas no fue universalmente respetada. Por ejemplo, Heinz A. Lowenstam (1981) declaró que «los organismos son capaces de formar una gran variedad de minerales, algunos de los cuales no se pueden formar inorgánicamente en la biosfera.» La distinción es una cuestión de clasificación y tiene menos que ver con los constituyentes de los minerales mismos. Skinner (2005) considera todos los sólidos como minerales potenciales e incluye los biominerales en el reino mineral, que son aquellos creados por las actividades metabólicas de los organismos. Skinner amplió la definición previa de un mineral para clasificar como mineral cualquier «elemento o compuesto, amorfo o cristalino, formado a través de los procesos biogeoquímicos».
Los recientes avances en la genéticas de alta resolución y espectroscopía de absorción de rayos X están proporcionando revelaciones sobre las relaciones biogeoquímicas entre microorganismos y minerales que pueden hacer obsoleta la exclusión biogénica de Nickel (1995) y una necesidad la inclusión biogénica de Skinner (2005). Por ejemplo, el IMA encargó al Grupo de trabajo de Mineralogía ambiental y GeoquímicaWorking Group On Environmental Mineralogy (Wgem) . Ima-mineralogy.org. Consultado el 2011-10-20. tratar de los minerales en la hidrosfera, atmósfera y biosfera. El alcance del grupo incluye microorganismos formadores de minerales, que existen en casi todas las rocas, en el suelo y en la superficie de las partículas que atraviesan el globo hasta una profundidad de al menos 1600 metros por debajo del fondo del mar y 70 kilómetros en la estratosfera (posiblemente se introduzcan en la mesosfera). Los ciclos biogeoquímicos han contribuido a la formación de minerales durante miles de millones de años. Los microorganismos pueden precipitar los metales de la disolución, contribuyendo a la formación de yacimientos de mineral. También pueden catalizar la disolución de los minerales.