Biotite

La biotita es un grupo de minerales silicatados laminares perteneciente a la familia de las micas, con una fórmula química general de K(Mg,Fe)₃AlSi₃O₁₀(F,OH)₂. Forma una serie de solución sólida, siendo la annita el miembro final rico en hierro y la flogopita el miembro final rico en magnesio; las variedades más aluminosas incluyen la siderofilita y la eastonita. Hasta 1998, la Asociación Mineralógica Internacional trataba a la biotita como una especie mineral única, pero ahora se clasifica como un grupo mineral. El nombre aún se utiliza en campo para las micas oscuras que no han sido analizadas químicamente. J.F.L. Hausmann la nombró en 1847 en honor al físico francés Jean-Baptiste Biot, quien estudió las propiedades ópticas de la mica. La estructura de la biotita consiste en láminas de hierro, magnesio, aluminio, silicio, oxígeno e hidrógeno, unidas débilmente por iones de potasio. La biotita rica en hierro a veces se denomina "mica de hierro", pero ese término también puede referirse a una forma escamosa y micácea de hematita; el término de campo "lepidomelana" evita esta confusión para la biotita rica en hierro no analizada. También se conoce como "mica negra", en contraste con la "mica blanca" (moscovita), y ambas pueden aparecer juntas en las mismas rocas, a veces lado a lado. Como otras micas, la biotita tiene una exfoliación basal perfecta y forma láminas o laminillas flexibles que se desprenden fácilmente. Su sistema cristalino es monoclínico, con cristales tabulares a prismáticos que terminan en un pinacoide prominente; cuatro caras de prisma y dos caras de pinacoide crean una forma pseudohexagonal. La fractura es desigual, aunque difícil de ver debido a la exfoliación. El color varía de verdoso a marrón o negro, volviéndose amarillo al meteorizarse. Puede ser transparente a opaca, con un brillo vítreo a perlado y una raya gris-blanca. Los cristales grandes se denominan "libros" porque se asemejan a páginas apiladas. La dureza es de 2,5 a 3 en la escala de Mohs. La biotita se disuelve tanto en soluciones ácidas como alcalinas, con una disolución más rápida a pH bajo, y la disolución es altamente anisotrópica: las superficies de los bordes del cristal reaccionan de 45 a 132 veces más rápido que las superficies basales. En sección delgada, la biotita muestra un relieve moderado y un color de verde parduzco pálido a intenso o marrón, con un pleocroísmo moderado a fuerte. Tiene una alta birrefringencia, a menudo enmascarada por su profundo color intrínseco. Bajo luz polarizada cruzada, se extingue aproximadamente paralela a las líneas de exfoliación y puede mostrar una extinción característica en "pata de gallo" o "ojo de pájaro", un patrón moteado debido a la distorsión de las laminillas flexibles durante el pulido de la sección delgada. Las secciones basales son típicamente hexagonales y aparecen isotrópicas bajo luz polarizada cruzada. La estructura cristalina de la biotita es TOT-c: capas TOT paralelas unidas débilmente por cationes (c). Cada capa TOT tiene dos láminas tetraédricas (T) fuertemente unidas a ambos lados de una sola lámina octaédrica (O). El enlace iónico débil entre las capas TOT le da a la biotita su exfoliación basal perfecta. Las láminas tetraédricas están hechas de tetraedros de sílice (silicio rodeado por cuatro oxígenos), con uno de cada cuatro átomos de silicio reemplazado por aluminio. Cada tetraedro comparte tres de sus cuatro oxígenos con los vecinos, formando una lámina hexagonal; el oxígeno apical restante se une a la lámina octaédrica. La lámina octaédrica es trioctaédrica, estructurada como una lámina de brucita, con magnesio o hierro ferroso como cationes típicos. Los oxígenos apicales reemplazan algunos de los grupos hidroxilo de la lámina de brucita, uniendo firmemente las láminas tetraédrica y octaédrica. Las láminas tetraédricas tienen una fuerte carga negativa (composición global AlSi₃O₁₀⁵⁻), mientras que la lámina trioctaédrica tiene una carga positiva (M₃(OH)₂⁴⁺, donde M es un ion divalente). La capa TOT combinada tiene una carga negativa residual (M₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂⁻), neutralizada por los iones de potasio interlaminares. Debido a que los hexágonos en las láminas T y O difieren ligeramente en tamaño, la unión distorsiona las láminas, rompiendo la simetría hexagonal a monoclínica, aunque la simetría original aún es visible en la forma pseudohexagonal del cristal. Los minerales del grupo de la biotita se encuentran en muchas rocas ígneas y metamórficas. Por ejemplo, la biotita se encuentra en la lava del Monte Vesubio y en el complejo intrusivo de Monzoni en los Dolomitas occidentales. En el granito, la biotita tiende a ser más pobre en magnesio que en su equivalente volcánico, la riolita. Es un fenocristal esencial en algunas lamprófidas. Ocasionalmente se encuentran grandes cristales exfoliables en vetas de pegmatita, como en Nueva Inglaterra, Virginia y Carolina del Norte, EE. UU., y en Bancroft y Sudbury, Ontario, Canadá. La biotita es un componente clave de muchos esquistos metamórficos y se forma en un amplio rango de presiones y temperaturas en composiciones adecuadas. Se estima que constituye hasta el 7% de la corteza continental expuesta. Una roca ígnea compuesta casi en su totalidad por mica oscura (biotita o flogopita) se llama glimmerita o biotitita. La biotita puede encontrarse junto a su producto de alteración común, la clorita.