Articulo de referencia

Silicate mineral

Lithium aluminium silicate mineral spodumene Silicate minerals are rock-forming minerals made up of silicate groups. They are the largest and most important class of minerals an...

Lithium aluminium silicate mineral spodumene

Silicate minerals are rock-forming minerals made up of silicate groups. They are the largest and most important class of minerals and make up approximately 90 percent of Earth's crust.[1][2][3]

In mineralogy, the crystalline forms of silica (SiO2) are usually considered to be tectosilicates, and they are classified as such in the Dana classification system (75.1). However, the Nickel–Strunz classification categorizes them as oxide minerals (4.DA). Silica is found in nature as the mineral quartz and its polymorphs.

On Earth, a wide variety of silicate minerals occur in an even wider range of combinations as a result of the processes that have been forming and re-working the crust for billions of years. These processes include partial melting, crystallization, fractionation, metamorphism, weathering, and diagenesis.

Diatomaceous earth, a biogenic form of silica as viewed under a microscope. The imaged region measures approximately 1.13 by 0.69 mm.

Living organisms also contribute to this geologic cycle. For example, a type of plankton known as diatoms construct their exoskeletons ("frustules") from silica extracted from seawater. The frustules of dead diatoms are a major constituent of deep oceansediment, and of diatomaceous earth.

General structure

A silicate mineral is generally an inorganic compound consisting of subunits with the formula [SiO2+n]2n. Although depicted as such, the description of silicates as anions is a simplification. Balancing the charges of the silicate anions are metal cations, Mx+. Typical cations are Mg2+, Fe2+, and Na+. The Si-O-M linkage between the silicates and the metals are strong, polar-covalent bonds. Silicate anions ([SiO2+n]2n) are invariably colorless, or when crushed to a fine powder, white. The colors of silicate minerals arise from the metal component, commonly iron.

En la mayoría de los minerales de silicato, el silicio es tetraédrico, estando rodeado por cuatro óxidos. El número de coordinación de los óxidos es variable, excepto cuando une dos centros de silicio, en cuyo caso el óxido tiene un número de coordinación de dos.

Algunos centros de silicio pueden ser reemplazados por átomos de otros elementos, aún unidos a los cuatro vértices de oxígeno de las esquinas. Si el átomo sustituido no es normalmente tetravalente, generalmente aporta una carga adicional al anión, que luego requiere cationes adicionales . Por ejemplo, en el mineral ortoclasa [KAlSi3O8]norteEl anión es una red tridimensional de tetraedros en la que todos los vértices de oxígeno son compartidos. Si todos los tetraedros tuvieran centros de silicio, el anión sería simplemente sílice neutra [SiO2]norteLa sustitución de uno de cada cuatro átomos de silicio por un átomo de aluminio da como resultado el anión [AlSi3O8]norte, cuya carga es neutralizada por los cationes de potasio K+.

Grupos principales

En mineralogía , los minerales de silicato se clasifican en siete grupos principales según la estructura de su anión silicato: [ 4 ] [ 5 ]

Los tectosilicatos solo pueden tener cationes adicionales si parte del silicio se reemplaza por un átomo de valencia menor, como el aluminio. La sustitución de Si por Al es común.

Nesosilicatos u ortosilicatos

Anión ortosilicato SiO4− 4La bola gris representa el átomo de silicio y las bolas rojas son los átomos de oxígeno.
Ejemplares de nesosilicatos en el Museo de Geología de Dakota del Sur.

Los nesosilicatos (del griego νῆσος nēsos 'isla'), u ortosilicatos, tienen el ion ortosilicato , presente como tetraedros [SiO 4 ] 4− aislados (insulares) conectados únicamente por cationes intersticiales . La clasificación de Nickel-Strunz es 09.A; algunos ejemplos incluyen:

Cristales de cianita (escala desconocida)

sorosilicatos

anión pirosilicato Si2O6-7
Exposición de sorosilicatos en el Museo de Geología de Dakota del Sur.

Los sorosilicatos (del griego σωρός sōros 'montón, montículo') tienen aniones pirosilicatos aislados Si2O6-7, que consiste en tetraedros dobles con un vértice de oxígeno compartido, una relación silicio:oxígeno de 2:7. La clasificación de Nickel-Strunz es 09.B. Algunos ejemplos son:

  • Thortveitita(Sc,Y) 2 (Si 2 O 7 )
  • Hemimorfita ( calamina ) – Zn 4 (Si 2 O 7 )(OH) 2 ·H 2 O
  • LawsonitaCaAl 2 (Si 2 O 7 )(OH) 2 ·H 2 O
  • Axinita(Ca,Fe,Mn) 3 Al 2 (BO 3 )(Si 4 O 12 )(OH)
  • IlvaitaCaFe II 2 Fe III O(Si 2 O 7 )(OH)
  • Grupo epidota (tiene grupos (SiO 4 ) 4− y (Si 2 O 7 ) 6− )
    • EpidotaCa 2 (Al,Fe) 3 O(SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
    • Zoisita - Ca 2 Al 3 O (SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
      • Tanzanita - Ca 2 Al 3 O (SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
    • ClinozoisitaCa 2 Al 3 O(SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
    • AllanitaCa(Ce,La,Y,Ca)Al 2 (Fe II , Fe III ) O (SiO 4 ) (Si 2 O 7 ) (OH)
    • Dollaseita-(Ce)CaCeMg 2 AlSi 3 O 11 F(OH)
  • Vesuvianita ( idocrasa ) – Ca 10 (Mg,Fe) 2 Al 4 (SiO 4 ) 5 (Si 2 O 7 ) 2 (OH) 4

ciclosilicatos

Ejemplares de ciclosilicatos en el Museo de Geología de Dakota del Sur.
Pezzottaite
Bazzita

Los ciclosilicatos (del griego κύκλος kýklos 'círculo'), o silicatos anulares, tienen tres o más tetraedros unidos en un anillo. La fórmula general es (Si x O 3 x ) 2 x , donde uno o más átomos de silicio pueden ser reemplazados por otros átomos con coordinación 4. La relación silicio:oxígeno es 1:3. Los anillos dobles tienen la fórmula (Si 2 x O 5 x ) 2 x o una relación 2:5. La clasificación de Nickel-Strunz es 09.C. Los posibles tamaños de anillo incluyen:

Algunos ejemplos de minerales son:

  • Anillo simple de 3 miembros
  • Anillo simple de 4 miembros
  • Anillo simple de 6 miembros
    • BeriloBe 3 Al 2 (Si 6 O 18 )
    • BazzitaBe 3 Sc 2 (Si 6 O 18 )
    • SugilitaKNa 2 (Fe,Mn,Al) 2 Li 3 Si 12 O 30
    • Turmalina(Na,Ca)(Al,Li,Mg)3–(Al,Fe,Mn)6(Si6O18)(BO3)3(OH)4
    • PezzottaitaCs(Be 2 Li)Al 2 Si 6 O 18
    • Osumilita(K,Na)(Fe,Mg) 2 (Al,Fe) 3 (Si,Al) 12 O 30
    • Cordierita(Mg,Fe) 2 Al 4 Si 5 O 18
    • Sekaninaita(Fe +2 , Mg) 2 Al 4 Si 5 O 18
  • Anillo único de 9 miembros
    • EudialitaNa15California6(Fe,Mn)3Zr3SiO(O,OH,H2O)3(Si3O9)2(Si9O27)2(OH,Cl)2
  • Anillo doble de 6 miembros
    • MilaritaK 2 Ca 4 Al 2 Be 4 (Si 24 O 60 ) H 2 O

El anillo de la axinita contiene dos tetraedros de B y cuatro de Si, y está muy distorsionado en comparación con los demás ciclosilicatos de anillo de 6 miembros.

inosilicatos

Los inosilicatos (del griego ἴς is [genitivo: ἰνός inos ] 'fibra'), o silicatos de cadena, tienen cadenas entrelazadas de tetraedros de silicato con una proporción de SiO 3 , 1:3, para cadenas simples o una proporción de Si 4 O 11 , 4:11, para cadenas dobles. La clasificación de Nickel-Strunz es 09.D; algunos ejemplos incluyen:

inosilicatos de cadena simple

inosilicatos de doble cadena

Filosilicatos

Los filosilicatos (del griego φύλλον phýllon , 'hoja'), o silicatos laminares, forman láminas paralelas de tetraedros de silicato con Si₂O₅ o una proporción de 2 : 5 . La clasificación de Nickel-Strunz es 09.E. Todos los minerales filosilicatos están hidratados , con agua o grupos hidroxilo unidos. Muchos filosilicatos son formadores de arcilla y pueden clasificarse además como minerales arcillosos 1:1 (una lámina tetraédrica y una octaédrica) y minerales arcillosos 2:1 (una lámina octaédrica entre dos tetraédricas). A continuación se muestran algunas de las principales especies de minerales filosilicatos y sus fórmulas químicas, con los nombres de los grupos y series en cursiva:

caolinita

tectosilicatos

Familia de sílice (red 3D de SiO₂ ) , cuarzo β
Familia de aluminosilicatos, modelo 3D de la zeolita sintética ZSM-5
Cuarzo
Anortosita ferrosa lunar ( feldespato plagioclasa ) recolectada por los astronautas del Apolo 16 en las Tierras Altas Lunares cerca del cráter Descartes.

Los tectosilicatos, o "silicatos de estructura reticular", poseen una estructura tridimensional de tetraedros de silicato con SiO₂ en una proporción de 1:2. Este grupo comprende casi el 75% de la corteza terrestre . [ 37 ] Los tectosilicatos , con la excepción del grupo del cuarzo, son aluminosilicatos . Las clasificaciones de Nickel-Strunz son 9.F (tectosilicatos sin H₂O zeolítica ), 9.G (tectosilicatos con H₂O zeolítica ) y 4.DA (grupo cuarzo/sílice). A continuación se presentan algunas de las principales especies minerales de tectosilicatos y sus fórmulas químicas, con los nombres de los grupos y series en cursiva :

Véase también

Referencias

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  2. ^ Deer, WA; Howie, RA; Zussman, J. (1992). Introducción a los minerales formadores de rocas (2.ª ed.). Londres: Longman. ISBN 0-582-30094-0.
  3. ^ Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis (1985). Manual de Mineralogía (20.ª ed.). Wiley. ISBN 0-47180580-7.
  4. ^ Deer, WA; Howie, RA, & Zussman, J. (1992). Introducción a los minerales formadores de rocas (2.ª edición). Londres: Longman ISBN 0-582-30094-0
  5. ^ Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis ||1985). Manual de Mineralogía , Wiley, (20.ª edición). ISBN 0-471-80580-7
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  • Mindat.org, clasificación Dana
  • Webmineral: Nueva clasificación de silicatos de Dana
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