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.