GENERALIDADES
Dada su marcada tendencia a la oxidación, el hierro en estado nativo, Fe, sólo se encuentra en el ámbito terrestre excepcionalmente (vbgr. en basaltos que intruyen capas de carbón: Uivfaq, Disko Island, Qeqertalik, Groenlandia; o en algunas serpentinitas generadas en condiciones redox peculiares), siendo en cambio un componente normal en meteoritos (Fe cósmico, que se supone análogo al del núcleo terrestre) y, por supuesto, en la producción metalúrgica. En este caso, siderúrgica, comprendiendo tanto el hierro como sus distintas aleaciones (particularmente el acero), así como sus derivados industriales y desechos (chatarra). Los dos primeros tipos, que designaremos como Fe natural (Fotomicrografías 1-8), representan una proporción insignificante del metal accesible en la superficie terrestre y su incidencia en la minería es nula.
El tercer tipo, el metal producido por el hombre o hierro siderúrgico, evidentemente no es un mineral sino un producto industrial y, como tal, es más bien objeto de estudio de la Metalurgia. No obstante, se considera de interés para los mineralogistas e ingenieros de planta y para los geólogos de exploración el poder, al menos, reconocerlo, porque en el proceso de planta se desprenden a menudo pequeñas esquirlas o virutas de acero (de machacadoras, molinos, cribas, etc., a veces también en los sondeos) que luego aparecen mezcladas con la mena (Fotomicrografías 9-10) y no deben confundirse con ésta. Ésta es una razón suficiente para incluir el Fe entre los minerales de interés, aunque el Fe natural, en sí, no sea objeto de la minería. Por ello, en lo que sigue se caracterizará sucintamente el hierro, Fe, por métodos ópticos, mediante una descripción que sirve igualmente para el acero, sin entrar en las diversas aleaciones y tratamientos metalúrgicos, objeto de la Metalografía, ni tampoco en detalles del estudio de meteoritos.
Composición: Fe, a veces intercrecido con cohenita (Fe3C). En meteoritos, contenidos notables de Ni (habitualmente por encima de 5%, puede pasar del 50 % Ni). Puede contener también cantidades menores de otros elementos: P, Co, S, etc.
DESCRIPCIÓN MICROSCÓPICA
OBSERVACIÓN SOLO POLARIZADOR
Color blanco. Buen pulido; con el tiempo, puede adquirir una pátina de oxidación, evitable por laqueado. Dureza de pulido inferior a la de magnetita y más aún a la de cohenita, coh, lo que representa un dato de interés para el reconocimiento de cohenita sin necesidad de ataque.
Reflectancia moderadamente alta: R similar a la de cohenita, superior a troilita (pirrotita estequiométrica) pero netamente inferior a Pt y EGP en general (consultar gráficos comparativos de reflectancia en el espectro visible). Isótropo.
El Fe terrestre, muy poco frecuente, forma diseminaciones de partículas o gotas. Rellena intersticios entre silicatos en basalto contaminado por sedimentos reductores y no es raro que se presente intercrecido con cohenita, coh (consultar caracterización al pie). Muy raramente, aparece también en serpentinitas (con awaruita, heazlewoodita, magnetita, etc.) y en sedimentos muy bituminosos. El Fe cósmico se encuentra también diseminado, en meteoritos, acompañado de troilita, tr (consultar caracterización al pie y Fotomicrografías 1-8), grafito, cobre nativo, etc.
En concentrados de planta y, más raramente, también en testigos de sondeo, se encuentran a veces pequeñas bolas y fragmentos o esquirlas de acero, arrancados a las bolas o barras de los molinos en el proceso de conminución, a las coronas de sondeo por impacto en la roca, etc.
OBSERVACIÓN POLARIZADOR + ANALIZADOR 90º
Isótropo. Se han encontrado maclas laminares en Fe meteorítico y en Fe siderúrgico, pero no en Fe natural terrestre.
PARAGÉNESIS
Se ha encontrado Fe natural sólo en basaltos, serpentinitas y sedimentos excepcionales (ámbito terrestre) y, como componente común, en meteoritos (ámbito cósmico).
Acompañantes: cohenita, troilita, grafito, cobre, silicatos, etc. Ninguno de ellos es actualmente objeto de beneficio minero.
El Fe siderúrgico se encuentra, en el entorno minero, con cierta frecuencia en concentrados de planta, como contaminación derivada generalmente del proceso de conminución (arranques del revestimiento y bolas o barras de los molinos).
RECONOCIMIENTO
El Fe se reconoce fácilmente por su color, su reflectancia, su dureza, su isotropía y su paragénesis; aparece sólo excepcionalmente en el ámbito terrestre (vbgr. basaltos de Disko Island, Groenlandia) o es común en rocas tan excepcionales como los meteoritos. Cohenita tiene un aspecto parecido, pero la habitual asociación Fe-coh en agregados intercrecidos facilita la distinción: cohenita es claramente más dura y anisótropa.
Cuando aparece Fe en un concentrado, se trata en general de acero, cuyas propiedades ópticas coinciden, a los efectos de reconocimiento, con las descritas para Fe. No debe confundirse con metales preciosos, particularmente Pt, Pd e Ir, que se le parecen. El acero o Fe siderúrgico, se reconoce con facilidad por presentarse en partículas aisladas, no intercrecido con la mena, y con formas características: redondeadas (bolas) o clásticas, debidas a impacto (fragmentos irregulares o angulosos, esquirlas, virutas).
COHENITA: BREVE CARACTERIZACIÓN MICROSCÓPICA
El mineral cohenita, coh, también conocido como cementita en Metalurgia, tiene composición Fe3C y simetría ortorrómbica.
Forma intercrecimientos con Fe, ya sea con Fe natural (terrestre o cósmico), ya con Fe siderúrgico. La morfología de estos intercrecimientos puede variar; son frecuentes los mirmequíticos. En meteoritos, cohenita se encuentra sobre todo en los metálicos (sideritos) en los que es a menudo abundante, asociado a grafito y a troilita. Para algunos autores, su fórmula es (Fe, Ni)3C, porque suele contener también cantidades menores de Ni (y a veces Co), en sustitución de Fe.
Se pule bien y con menos rayas de pulido que el Fe, por su mayor dureza. Su color es blanco brillante, como el Fe, pero a su lado cohenita se ve con un matiz ligeramente amarillento (Fotomicrografía 5). Reflectancia moderadamente alta, como el Fe. Birreflectancia apenas perceptible, pero visible en inmersión comparando granos contiguos con distinta orientación. Anisotropismo débil pero bien visible en inmersión (Fotomicrografía 6).
Reconocimiento: aunque por su color y reflectancia puede confundirse con Fe, el anisotropismo de cohenita y su mayor dureza de pulido los distinguen fácilmente. En trabajos rutinarios para la industria metalúrgica, con microscopio metalográfico (sin polarización), suele recurrirse al ataque químico como criterio alternativo. Esto resulta superfluo cuando se dispone de un microscopio polarizante.
TROILITA: BREVE CARACTERIZACIÓN MICROSCÓPICA
Troilita, tr, es FeS estequiométrico, de simetría hexagonal, sin el déficit en Fe (vacancias) de pirrotita (Fe1-xS); troilita es paramagnética y pirrotita, ferromagnética, variando según los distintos politipos (simetría monoclínica o hexagonal). Aunque troilita es considerada por algunos como un politipo de pirrotita, mantiene su status de especie reconocida (grandfathered) por IMA.
Las propiedades y parámetros ópticos de troilita son (según datos de QDF3) similares a las de pirrotita, pero su reflectancia es ligeramente inferior y se ve un poco más oscura (Y % pirrotita (p. 467) según R1 y R2: 36.9 y 40.5 ‹aire›, resp; 23.6 y 27.1 ‹aceite›, resp; Y % troilita según R1 y R2: 33.9 y 38.7 ‹aire›, resp; 22.1 y 26.3 ‹aceite›, resp), lo cual se acentúa con el tiempo por su tendencia a desarrollar pátina de alteración superficial rápidamente. Su color y pleocroísmo (Fotomicrografías 1,2 y -7), en tonos pardo rosados a pardo amarillentos como pirrotita, se caracterizan por λd idénticas (λd para R1: 580nm y λd para R2: 578nm, tanto en aire como en aceite para ambos minerales), pero más alta Pe (Pe % pirrotita (p. 467), según R1 y R2: 9.7 y 8.9 ‹aire›, resp; 14.1 y 12.3 ‹aceite›, resp; Pe % troilita, según R1 y R2: 14.6 y 11.2 ‹aire›, resp; 18.1 y 13.2 ‹aceite›, resp). Su neto anisotropismo es, como en pirrotita, característico (Fotomicrografías 3 y 4, aunque aquí es poco visible a causa de la sobresaturación luminosa del entorno inmediato por las abundantes reflexiones internas de la ganga). Dada la similitud de ambos minerales, se remite a la descripción de pirrotita para ilustrar las restantes propiedades de troilita y para su identificación microscópica.
Se encuentra típicamente en meteoritos -de ahí su sinónimo cosmic pyrrhotite– y su presencia en rocas terrestres -serpentinitas, complejos ultramáficos- es excepcional. Lo contrario ocurre con pirrotita. Se ha observado también la presencia de troilita en escorias metalúrgicas y en cenizas de carbón. Y, según los modernos datos de sondas espaciales, troilita podría ser un mineral frecuente en algunos planetas o satélites del sistema solar, como Marte o Ganimedes.
