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mineral de silicato

espodumeno, mineral de silicato de litio y aluminio Los minerales de silicato son minerales formadores de rocas que pertenecen al grupo de los silicatos . Son la clase de minera...

espodumeno, mineral de silicato de litio y aluminio

Los minerales de silicato son minerales formadores de rocas que pertenecen al grupo de los silicatos . Son la clase de minerales más grande e importante y constituyen aproximadamente el 90 por ciento de la corteza terrestre . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

En mineralogía , las formas cristalinas de sílice ( SiO₂ ) se consideran generalmente tectosilicatos y se clasifican como tales en el sistema de clasificación de Dana (75.1). Sin embargo, la clasificación de Nickel-Strunz las clasifica como minerales de óxido (4.DA). La sílice se encuentra en la naturaleza como el mineral cuarzo y sus polimorfos .

En la Tierra, una amplia variedad de minerales de silicato se presentan en una gama aún más amplia de combinaciones como resultado de los procesos que han estado formando y remodelando la corteza durante miles de millones de años. Estos procesos incluyen fusión parcial , cristalización , fraccionamiento , metamorfismo , meteorización y diagénesis .

Tierra de diatomeas, una forma biogénica de sílice vista al microscopio. La región analizada mide aproximadamente 1,13 x 0,69 mm.

Los organismos vivos también contribuyen a este ciclo geológico . Por ejemplo, un tipo de plancton conocido como diatomeas construye sus exoesqueletos ("frústulas") a partir de sílice extraída del agua de mar . Las frústulas de las diatomeas muertas son un componente principal de los sedimentos de las profundidades oceánicas y de la tierra de diatomeas .

Estructura general

Un mineral de silicato es generalmente un compuesto inorgánico formado por subunidades con la fórmula [SiO 2+ n ] 2 n . Aunque se representen como tales, la descripción de los silicatos como aniones es una simplificación. Los cationes metálicos, M x + , equilibran las cargas de los aniones de silicato. Los cationes típicos son Mg 2+ , Fe 2+ y Na + . El enlace Si-OM entre los silicatos y los metales es un enlace covalente polar fuerte. Los aniones de silicato ([SiO 2+ n ] 2 n ) son invariablemente incoloros o, al ser triturados hasta obtener un polvo fino, blancos. El color de los minerales de silicato proviene del componente metálico, comúnmente hierro.

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 [KAlSi3 O8 ]n , el 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 ]n . La sustitución de uno de cada cuatro átomos de silicio por unde aluminioda como resultado el anión[AlSi3 O8 ]n , cuya carga es neutralizada por loscationesde potasioK +.

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 SiO 4− 4 . La 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 [ SiO₄ ] 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 Si2 O 6− 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 Si2 O 6− 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 (Si6 O18 )(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
    • EudialitaNa15 Ca6 (Fe,Mn)3 Zr3 SiO(O,OH,H2 O)3 (Si3 O9 )2 (Si9 O27 )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

  1. "Mineral - Silicatos" . britannica.com . Archivado del original el 25 de octubre de 2017. Consultado el 8 de mayo de 2018 .
  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