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Bolilla N° 8
Clase XI: Silicatos
Generalidades
Se ha comprobado que los minerales que más abundan sobre la corteza
son los silicatos, óxidos y otros compuestos de oxígeno, como carbonatos. Los
diferentes conjuntos de minerales silicatos que caracterizan a las rocas ígneas,
sedimentarias y metamórficas, venas, rocas meteorizadas y suelos, todos
tienen la facultad de informarnos algo sobre las condiciones en que se forman.
La unidad estructural base de todos los silicatos consta de cuatro
oxígenos en los vértices de un tetraedro regular, rodeando al ión silicio
tetravalente. El fuerte enlace que une los iones silicio y oxígeno considerado
como iónico un 50% y covalente en otro 50%. Cada ión O2- puede unirse a otro
ión silicio y entrar en otra agrupación tetraédrica, en la que los grupos
tetraédricos están unidos por los oxígenos, podemos denominarlo
polimerización, esta capacidad de polimerización es el origen de la gran
variedad existente de estructuras de silicatos.
O2-
Si
Después del oxígeno y del silicio, es el aluminio el constituyente más
importante de la corteza terrestre, es trivalente y corresponde a coordinación 4
y 6 con el oxígeno. Esta capacidad para desempeñar un doble papel en los
silicatos minerales es la que da al aluminio destacada importancia en la
cristaloquímica de los silicatos. Cuando el Al coordina con cuatro oxígenos el
grupo resultante ocupa el mismo espacio que un tetraedro SiO4 y, puede
enlazarse a otro grupo silicio en grupos polimerizados. Por este motivo, es
posible que entre Al en las estructuras de los silicatos, tanto en las posiciones
tetraédricas sustituyendo el silicio, como en posiciones octaédricas en
coordinación 6 estableciendo relaciones de solución sólida con elementos
como Mg y Fe2+.
El tratamiento subsiguiente de los distintos silicatos se realiza en
base a subclases que reflejan su estructura interna, los mismos se dividen en:
Nesosilicatos (SiO 4) -4
Grupo de la fenaquita
Fenaquita Be2SiO4
Willemita Zn2SiO4
Grupo del olivino
Forsterita Mg2SiO4
Fayalita Fe2SiO4
Grupo del granate
Piropo Mg3Al2Si3O12
Almandino Fe3Al2Si3O12
Espesartina Mn3Al2Si3O12
Uvarovita Ca3Cr2Si3O12
Grosularia Ca3Al2Si3O12
Andradita Ca3Fe2+3Si3O12
Grupo del circón Circón ZrSiO4
Grupo Al2SiO5
Andalucita Al2SiO5 Sillimanita Al2SiO5
Cianita Al2SiO5
Topacio Al2SiO4(F,OH)2
Estaurolita FeAl9O6(SiO4)4(O,OH)2
Grupo de la humita
Condrodita Mg5(SiO4)2(OH,F)2
Datolita CaB(SiO4)(OH)
Esfena CaTiO(SiO4)Cloritoide (Fe,Mg)2Al4O2(SiO4)2(OH)4
Sorosilicatos (Si 2O7) -6
Hemimorfita Zn4(Si2O7)(OH)2 H2O
Lawsonita CaAl2(Si2O7)(OH)2 H2O
Grupo de la Epidota
Clinozoisita Ca2Al2O(SiO4)(Si2O7)(OH)
Epidota Ca(Fe3+Al)Al2O(SiO4)(Si2O7)(OH)
Alanita X2Y3O (SiO4)(Si2O7)(OH)
Idocrasa o Vesubiana Ca10(Mg,Fe)2Al4(SiO4)5(Si2O7)2(OH)4
Ciclosilicatos (Si 6O4) -12
Axinita (Ca,Fe+2,Mn)3Al2BSi4O16H
Berilo Be3Al2(Si6O18)
Cordierita (Mg,Fe)2Al4Si5O18nH2O
Turmalina (Na,Ca)(Li,Mg,Al)(Al,Fe,Mn)6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
Inosilicatos (SiO 3) -4
Grupo de los piroxenos
Ortopiroxenos
Enstatita MgSiO3
Hiperestena (Mg,Fe)SiO3
Ferrosilita FeSiO3
Clinopiroxenos
Diopsido CaMgSi2O6
Hedembergita CaFeSi2O6
Augita CaFeMgAlSi2O6
Pigeonita CaFeMgSi2O6
Egirina Fe+3NaSi2O6
Jadeita AlNaSi2O6
Espodumena LiAl Si2O6
Grupo de los piroxenoides
Wollastonita CaSiO3
Rodonita MnSiO3
Pectosita Ca2NaH(SiO3)3
Grupo de los anfíboles
Antofilita (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2
Cummingtonita Fe2Mg5Si8O22(OH)2
Granerita Fe7Si8O22(OH)2
Tremolita Ca2Mg5Si8O22(OH)2
Actinolita Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2
Horblenda X2-3Y5Z8 O22(OH)2
Glaucofana Na2Mg3Al2Si8O22(OH)2
Riebeckita Na2Fe3+2Fe2
+3Si8O22(OH)2
Filosilicatos (Si 2O6) -2
Grupo de las micas
Muscovita KAl2(AlSi3O10)(OH)2
Flogopita KMg3(AlSi3O10)(OH)2
Biotita K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
Lepidolita K(Li,Al)2-3(AlSi3O10)(OH)2
Margarita CaAl2 (Al2Si2O10)(OH)2
Grupo de la clorita
Clorita (Mg,Fe)(Si,Al)4O10(OH)2(Mg,Fe)3(OH)2
Chamosita, clinocloro, pennantita y sudoíta
Grupo de las serpentinas Antigorita Mg3Si2O5(OH)4
Crisotilo Mg3Si2O5(OH)4
Grupo de los minerales arcillosos Caolinita Al2Si2O5(OH)4
Talco Mg3Si4O10(OH)2
Pirofilita Al2Si4O10(OH)2
Otros minerales
Apofilita KCa4(Si4O10)F8H2O Prehinita Ca2Al(AlSi4O10)(OH)2 Crisocola Cu2H4Si4O10(OH)3
Tectosilicatos (SiO 2) 0
Grupo de la síliceCuarzo SiO2
Tridimita SiO2
Cristobalita SiO2
Calcadeonia SiO2
Ópalo SiO2.nH2O
Feldespatos potásicos
Microclino KAlSi3O8
Ortosa KAlSi3O8
Sanidina KAlSi3O8
Feldespatos de bario
Hialofana (K,Ba)(Al,Si)2Si2O8 Celsiana BaAl2Si2O8
Feldespatos calcoalcalinos o serie de las plagioclasas
Albita NaCaAlSi3O8
Oligoclasa NaCaAlSi3O8
Andesita NaCaAlSi3O8
Labradorita CaNaAlSi3O8
Bitowinita CaNaAlSi3O8
Anortita CaAl2Si2O8
Feldespatoides
Leucita KAlSi2O6
Nefelina (Na,K)AlSiO4
Sodalita Na8(AlSiO4)6Cl2Lazurita (Na,Ca)8(AlSiO4)6(SO4,S,Cl)2
Petalita LiAlSi4O10
Serie de las escapolitas
Marialita 3NaAlSi3O8.NaCl Wernwerita composición intermedia entre marialita y merionita Merionita 3CaAl2Si2O8.CaSO4 o CaCo3
Analcima NaAlSi2O6.H2O1
Grupo de las zeolitas
Natrolita Na2Al2Si3O10.2H2OChabacita Ca2Al2Si4O12.6H2OHeulandita CaAl2Si7O18.6H2OEstilbita NaCa2Al5Si13O36.14H2O
Nesocilicatos : El empaquetamiento atómico de las estructuras de los
nesosilicatos es generalmente denso, haciendo que los minerales tengan
valores relativamente altos de peso específico y dureza. Los tetraedros de
SiO4 son independientes y no están ligado a cadenas o laminas, no existen
direcciones pronunciadas de exfoliación. Aunque el Al3+ sustituye común y
fácilmente la posición del Si de los silicatos, en los tetraedros de SiO4 de los
nesosilicatos es generalmente débil. La mayoría son incoloros o de colores
pardos, pueden presentar colores fuertes debido a las impurezas.
Sorocilicatos : Son grupos tetraédricos dobles, independientes, formados
por dos tetraedros SiO4 que comparten un oxígeno en el vértice común. La
relación Si:O es de 2:7. Los minerales de este grupo son en su mayor parte
raros.
Ciclocilicatos : Están formados por anillos de tetraedros SiO4 enlazados,
con una relación Si:O de 1:3 existiendo tres posibles configuraciones, el más
sencillo es el anillo Si3O9 representado por la bentonita, Si3O9BaTi, el anillo
Si4O12 se presenta en la axinita junto a los triángulos BO3 y grupos (OH), el
anillo Si6O18 es el armazón básico de las estructuras del berilo y la
turmalina.
Inosilicatos : Los tetraedros SiO4 pueden estar enlazados formando
cadenas al compartir oxígenos con los tetraedros adyacentes, estas cadenas
pueden unirse después lateralmente, compartiendo más oxígenos algunos
tetraedros para formar bandas o cadenas dobles. En la estructura de
cadenas sencillas, dos de los cuatros oxígenos de cada tetraedro SiO4 son
compartidos con los tetraedros vecinos, en tanto que, en la estructura de
bandas, la mitad de los tetraedros comparten tres oxígenos y la otra mitad
solo dos. Estas configuraciones conducen a la relación Si:O de 1:3 en las
cadenas sencillas y de 4:11 en las cadenas dobles.
En los inosilicatos hay dos importantes grupos de minerales, los
piroxenos con sus miembros un una única cadena y los anfíboles en cadena
doble. Entre los dos grupos existe similitud en la cristaloquímica,
propiedades físicas y químicas, algunos piroxenos al igual que algunos
anfíboles, son monoclínicos y con miembros rómbicos. Los anfíboles están
caracterizados por la presencia de (OH), lo que no sucede en los
pioroxenos. Aunque el color, brillo y dureza de las especies análogas, son
parecidos, el peso especifico y el índice de refracción son más bajos en los
anfíboles que en los grupos piroxenos, debido al los (OH). El piroxeno se
presenta en prismas gruesos, mientras que los anfíboles tienden a cristales
alargados a veces aciculares. Los piroxeno cristalizan a temperaturas más
elevadas que sus análogos anfíboles y, por lo tanto se forman antes con el
magma en vías de enfriamiento y también en rocas metamórficas ricas en
Mg y Fe.
Filosilicatos : Todos sus numerosos miembros tienen hábito hojoso o
escamoso y una dirección de exfoliación dominante. son por lo general
blandos de peso específico relativamente bajos y las láminas de exfoliación
pueden ser flexibles e incluso elásticas. Todas estas peculiaridades
características derivan del predominio de la estructura de la hoja de
tetraedros SiO4 de extensión indefinida, donde tres de los cuatro oxígenos
de cada tetraedro SiO4 están compartidos con los tetraedros vecinos,
resultando una relación Si:O de 2:5.
La mayor parte de los miembros de los filosilicatos son portadores
de hidroxilos (OH). La gran importancia que tienen los filosilicatos es debida,
en parte, a que los productos de la meteorización de las rocas y, por lo tanto,
los constituyentes de los suelos, son en su mayoría de este tipo estructural,
de esto deriva la importancia desde el punto de vista geológico. Las micas,
los principales minerales en los esquistos y muy abundantes en las rocas
ígneas, se forman a temperaturas más bajas que los anfíboles o los
piroxenos y, con frecuencia, son resultado de sustituciones de minerales
más tempranos por el efecto de alteraciones hidrotermales.
Tectosilicatos : Casi tres cuartas partes de la corteza pétrea esta constituida
por minerales formados alrededor de un armazón tridimensional de
tetraedros de SiO4 enlazados. Todos los iones oxígenos de cada tetraedro
SiO4 están compartidos con los tetraedros vecinos, dando lugar a una
estructura con fuertes enlaces, en la que la relación Si:O es de 1:2.