Sistemática de minerales 2. Silicatos

Silicatos Enlace Si-O

•

Geometría: tetraedros

•

Estabilidad máxima

•

Posibilidad polimerización

Grupos de Silicatos Nesosilicatos

-4

[SiO4]

Grupos de Silicatos Sorosilicatos

-6

[Si2O7]

Grupos de Silicatos Ciclosilicatos

-12 18

[Si6O ]

Grupos de Silicatos Inosilicatos Piroxenos

-4

[Si2O6]

Grupos de Silicatos Inosilicatos Anfíboles

-6 11

[Si4O ]

Grupos de Silicatos Filosilicatos

-2

[Si2O5]

Grupos de Silicatos Tectosilicatos

[SiO2]

0

Grupo

Nesosilicatos Sorosilicatos Ciclosilicatos Inosilicatos piroxenos Inosilicatos anfíboles Filosilicatos

Tectosilicatos

Estructura

Fórmula

[SiO4]

Cargas/Si

-4 -6

[Si2O7]

-12

[Si6O18]

-4

[Si2O6]

-6

[Si4O11]

4

-

+

+

-

2 2 1.5

1

0

0

[SiO2]

Tª formac

3

-2

[Si2O5]

Estabilida d

Nesosilicatos •

En los nesosilicatos los tetraedros SiO4 están unidos entre sí sólo con enlaces iónicos con cationes intersticiales, dependiendo las estructuras del tamaño y la carga de estos cationes.

•

El empaquetamiento atómico de las estructuras de nesosilicatos es generalmente denso, dando los minerales de este grupo valores altos de peso específico y dureza.

Nesosilicatos Mineral Fórmula

Olivino

Dureza

6.5-7

Densida d

Origen

Importancia

3.27-4 .37

Aparece en rocas ígneas pobres en sílice, como gabro, peridotita y basalto.

Como se forman a alta temperatura y en ausencia de agua, son muy sensibles a la meteorización.

4.68

Es un mineral corriente en toda clase de rocas ígneas como mineral accesorio.

Se emplea como gema, cuando es transparente, y como fuente de circonio metálico.

(Mg,Fe)2 SiO4

Circón

7.5

ZrSiO4

Olivino

Dunita (roca rica en olivino)

Estructuras Filosilicatos Olivino

Ciclosilicatos •

La base de la estructura de los ciclosilicatos son anillos de tetraedros SiO₄ enlazados al compartir cada uno 2 vértices con otros 2 tetraedros adyacentes. Hay tres tipos de configuraciones posibles del ciclo, según sea éste de 3,4, o 6 unidades. Los minerales de interés en este grupo están basados en ciclos de 6 tetraedros.

Ciclosilicatos Mineral Fórmula

Berilo Be3Al2(Si6O18)

Dureza

7.5-8

Densida d

Origen

Importancia

2.65-2.8

Las gemas de mayor calidad se encuentran en rocas metamórficas.

Se emplea como gema, siendo la esmeralda la más cotizada.

Inosilicatos piroxenos

•

Los tetraedros pueden estar enlazados formando cadenas al compartir los tetraedros 2 oxígenos con tetraedros vecinos. Estas cadenas sencillas pueden unirse lateralmente a través de algunos tetraedros que compartan 3 de sus oxígenos, formándose cadenas dobles. En los inosilicatos hay 2 grupos de minerales: los piroxenos (cadena única) y los anfíboles (cadena doble).

Inosilicatos piroxenos Mineral Fórmula

Augita (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al) 2O6

Dureza

5-6

Densida d

Origen

3.2-3. 4

Aparece en rocas ígneas básicas como basaltos y gabros.

Importancia

Inosilicatos anfíboles •

Los tetraedros pueden estar enlazados formando cadenas al compartir los tetraedros 2 oxígenos con tetraedros vecinos. Estas cadenas sencillas pueden unirse lateralmente a través de algunos tetraedros que compartan 3 de sus oxígenos, formándose cadenas dobles.

•

Los anfíboles tienen grupos (OH) en los huecos hexagonales de la doble cadena, y sus cristales tienden a ser alargados y aciculares; mientras que los piroxenos carecen de grupos (OH). tienen mayor peso específico y forman cristales prismáticos gruesos. Los piroxenos cristalizan a temperaturas más altas que los anfíboles, y se han formado antes en el magma en enfriamiento y en rocas metamórficas de alta temperatura.

Inosilicatos anfíboles Mineral Fórmula

Hornblenda (Ca,Na)2(Mg,Fe,Al)5 (Si,Al)2Si6O22(OH)2

Dureza

Densida d

Origen

5.5-6

3.1-3. 3

Bastante corriente en rocas ígneas y metamórficas.

Importancia

Filosilicatos •

Todos los numerosos miembros de esta subclase tienen aspecto hojoso (phyllon =hoja) y una dirección de exfoliación dominante.

•

Son blandos, de bajo peso específico. Estas propiedades se derivan de su estructura, basada en hojas de tetraedros SiO₄. La fórmula estructural de las láminas es [Si₂O₅(OH)]-3 .

•

Los cationes externos a la hoja y que neutralizan su carga se sitúan en una hoja de octaedros. Los cationes de esta capa octaédrica pueden ser divalentes o trivalentes. Si son divalentes, todos los octaedros tienen un catión en el centro y la estructura se llama trioctaédrica , si son trivalentes, en cambio, una de cada tres posiciones está vacante y la estructura se llama dioctaédrica.

Filosilicatos Mineral Fórmula

Caolinita

Densida d

Origen

Importancia

2

2.6

Procede de la meteorización de los silicatos de aluminio, en particular de los feldespatos

Se emplea en la fabricación de materiales de construcción, objetos cerámicos, papel.

2-2.5

2.76-2 .88

Mineral muy común, especialmente en granitos.

Se emplea como aislante eléctrico, y como material transparente.

2.8-3. 2

La biotita es un mineral ampliamente distribuido, formando parte de rocas plutónicas y volcánicas. En las rocas metamórficas se presenta en un amplio rango de presiones y temperaturas.

Dureza

Al2(Si2O5)(OH)4

Moscovita KAl2(AlSi3O10)(OH) 2

Biotita K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH) 2

2.5-3

Estructuras Filosilicatos Mica

Tectosilicatos •

Casi las tres cuartas partes de la corteza terrestre están constituídas por minerales formados por estructuras tridimensionales de tetraedros de silicio, de tectosilicatos. En ellos, todos los oxígenos de cada tetraedro están compartidos con tetraedros vecinos.

•

El armazón básico es el cuarzo SiO₂, fórmula de la que se derivan los demás tectosilicatos por sustituciones isomorfas, en distintas proporciones, de Al por Si, y con excesos de carga negativa compensados por distintos cationes.

•

En los suelos, forman parte de las fracciones más gruesas, arena y limo. Los feldespatos (plagioclasas y potásicos) son los minerales más abundantes de la corteza terrestre, y forman parte mayoritaria de las rocas ígneas y metamórficas.

Tectosilicatos Mineral Fórmula

Cuarzo

Dureza

7

Densida d

Origen

Importancia

2.65

Aparece en rocas ígneas y metamórficas. También rocas sedimentarias en forma de arena y de precipitados de sílice.

Existe una gran cantidad de variedades cristalinas del cuarzo, como cristal de roca, amatista, calcedonia, ágata, sílex, jaspe... En los suelos puede aparecer incluso en la fracción arcilla. Se usa como material de adorno, en óptica y en aplicaciones de sus

2.56

Constituyente principal de rocas ígneas como granito y sienita.

Se usa en la fabricación de porcelana, con caolín y cuarzo.

2.68

Los feldespatos plagioclasas son la serie de composición intermedia entre albita y anortita. Son el grupo más abundante de minerales en la naturaleza. Se encuentran en rocas ígneas y metamórficas.

SiO2 Ortoclasa

6

KAlSi3O8 Plagioclasa (Na,Ca)Al(Al,Si) Si2O8

6

Estructuras Tectosilicatos Cuarzo

Cuarzo

Feldespatos

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