Filosilicatos, Inosilicatos y Tectosilicatos

Tema 11: Silicatos II
FILOSILICATOS
Todos los miembros de este grupo tienen hábito hojoso o escamoso y una dirección de exfoliación dominante.
Por lo general blandos, de G relativamente bajos y las laminas de exfoliación pueden ser flexibles e incluso
elásticas. Todas estas propiedades derivan de la disposición en capas de los tetraedros de SiO4, de extensión
en teoría indefinida. La mayor parte de los filosilicatos llevan iones OH localizándose estos en el centro de los
anillos senarios de los tetraedros . el tamaño del triangulo entre 2 O y un grupo OH es aproximadamente el
mismo (pero no igual), a la cara triangular de un octaedro de fórmula general XOH6, en donde la X puede ser
Mg+2 o Al+3. Esto significa que es posible enlazar una red de O apicales de los tetraedros de sílice y de
grupos OH, mediante octaedros regulares inclinados sobre uno de sus lados como por ejemplo el Mg+2 o
Fe+2; o Al+3 o Fe+3. Cuando los cationes son divalentes todos los tetraedros tienen su parte central ocupada
por cationes (estructura trioctaédrica). Si los cationes son trivalentes hay un exceso de carga, de manera que
para compensarla uno de cada 3 tetraedros tiene que estar vacío (estructura dioctaédrica). En el subgrupo de
las micas además algunos átomos de silicio de las capas tetraédricas pueden ser sustituidos por Al. La
descompensación de cargas hace que los enlaces entre las capas tetraédricas adyacentes no se realice por
enlaces débiles (de Van der Waals), si no que se intercalan cationes como por ejemplo: K+, Na+ o Ca+2, para
compensar la carga perdida por el átomo de silicio. La estructura resultante es entonces más sólida. En
función de su estructura y propiedades físicas dentro de los filosilicatos se diferencian los siguientes grupos:
GRUPO DE LA SERPENTINA
Serpentina:
Es monoclínica.
GRUPO DE LOS MINERALES ARCILLOSOS
Se diferencian 2 subgrupos: subgrupo de las arcillas y subgrupo del talco
Subgrupo de las arcillas
La palabra arcilla se usa con referencia a un material de grano muy fino, terroso y que se hace plástico al
mezclarse con agua y cuyo tamaño de grano es menor de 2 micras. Aunque puede estar formada por un único
mineral, frecuentemente esta formada por varios de ellos mezclados. Dentro del grupo de las arcillas se
diferencian 2 tipos:
1.− Arcillas blancas: formadas principalmente por la caolínita y sus polimorfos(dickita y nacrita).
Caolinita:
Triclínica..
2.− Arcillas s.s (en sentido estricto): Son la Illita y la Montmorillonita
Subgrupo del Talco
Talco:
1
Monoclínico
GRUPO DE LAS MICAS
La aparición de ciertos cationes es debido a una composición de cargas, ya que en este grupo el átomo de Si es
tetravalente y que ocupa la posición central de los tetraedros de Si y O; puede ser sustituido por Al+3. La
perdida de un protón es compensada por la aparición de cationes entre las capas de tetraedros, lo que origina
que la estructura general de las micas sea más sólida y el tamaño de sus cristales sea mayor que en el resto del
grupo de los filosilicatos. Dentro de este grupo:
Moscovita:
Monoclínica
Biotita:
Monoclínica
Lepidolita
Monoclínica.
GRUPO DE LA CLORITA
Clorita:
Monoclínica.
INOSILICATOS
En este tipo de silicatos los tetraedros SiO4 están unidos formando cadenas al compartir cada tetraedro 2 o 3
O con los tetraedros adyacentes. Pueden ser cadenas sencillas (piroxenos), o bien cadenas dobles(anfíboles).
En la estructura de las cadenas sencillas 2 de los 4 O de cada tetraedro de SiO4 son compartidos por los
tetraedros vecinos, teniendo una relación Si:O de 1:3. En la estructura de los inosilicatos de cadena doble la
mitad de los tetraedros comparten 3 O y la otra mitad sólo 2, con lo cual la relación Si:O es de 4:11. Entre los
piroxenos y los anfíboles existe similitud en la cristalografía, en las propiedades físicas y en las químicas.
Aunque la mayor parte en ambos grupos son monoclínicos(clinopiroxenos y clinoanfiboles), ambos grupos
tienen miembros rómbicos(ortopiroxenos y ortoanfiboles). Los mismos cationes se presentan en ambos
grupos, pero los anfíboles están caracterizados por la presencia de grupos OH, lo que no sucede en los
piroxenos. Aunque el color, el brillo y la H son parecidos, el G es más bajo en los anfíboles debido
precisamente a los grupos OH. Los piroxenos se suelen presentar cristalizados en prismas gruesos
equidimensionales. Mientras que los anfíboles tienden a mostrar cristales alargados y con hábitos aciculares.
Los piroxenos cristalizan a T más elevadas, sin embargo si esta presente el agua el piroxeno formado puede
reaccionar con el liquido residual a T más bajas y formar así un anfíbol. En condiciones metamórficas de alto
grado los anfíboles reaccionan entre sí formando piroxenos, mientras que en condiciones de metamorfismo
retrogrado los piroxenos dan lugar a anfíboles. Ambos tienen 2 sistemas de exfoliación paralelos al eje
c(máximo alargamiento del mineral), pero que forman entre sí diferentes ángulos( el ángulo entre las 2
exfoliaciones sólo se puede apreciar en secciones perpendiculares al eje c). En los piroxenos las exfoliaciones
forman aproximadamente 90º, mientras que en los anfíboles son de 120º.
Dentro de los piroxenos se diferencian 2 grupos:
2
ORTOPIROXENOS
Grupo de la Enstalita y de la Hiperstena:
Rómbicos
CLINOPIROXENOS
Grupo del Diopsido y la Hedembergita:
Monoclínicos.
Augita:
Dentro de los anfíboles se diferencian :
ORTOANFÍBOLES (RÓMBICOS)
Antofilita Rómbica
CICLOANFIBOLES (MONOCLINICOS)
Cumingstonita y Grunerita
CALCICOS
Actinolita y Tremolita
Monoclínicos.
Hornblenda:
Monoclínica.
SODICOS:
Monoclínicos.
PIROXENOIDES DE METAMORFISMO
Formados por la Wollastonita y la Rodonita. Ambos son triclínicos.
TECTOSILICATOS
Aproximadamente el 64% de la corteza terrestre esta constituida por tectosilicatos. Son los silicatos más
frecuentes. Están formados por una estructura tridimensional de tetraedros de SiO4 enlazadas entre si y
compartiendo átomos de O, dando lugar a una estructura con fuertes enlaces en la que la relación Si:O es de
1:2. Dentro de este grupo de silicatos quedan incluidos los siguientes grupos de minerales:
Grupo SiO2:
A)SiO2 (sílice anhidra): cuarzo y sus variedades; tridimita y cristobalita( polimorfos de alta T y bajas P);
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coesita; stishonito.
B)SiO2·nH2O (sílice con agua): ópalo (amorfo y de origen sedimentario).
Grupo de los feldespatos:
A)serie de los feldespatos potásicos (KalSi3O8). Ortosa, sanidina.
B) serie de las plagioclasas. Albita NaAlSi3O8; Anortita CaAl2SiO8.
Grupo de los feldespatoides: leucita (tetragonal)− KalSi2O6 y nefelina (hexagonal) (K,Na)AlSiO4; ígneas.
− Grupo de las zeolitas. Ricas en Al e ígneas
− Grupo de las escapolitas. Minerales exclusivamente metamórficos.
Grupo de la Sílice
Esta formado casi exclusivamente por tetraedros de sílice sin cationes intersticiales. Lo constituyen
básicamente 6 polimorfos, en realidad son 9 pero sólo veremos los más importantes. Cada uno de ellos tiene
su grupo espacial y su estructura característica
Calcedonia: hexagonal
Pedernal o sílex: hexagonal
Jaspe o jaspilita: hexagonal
Grupo de los feldespatos:
Estructura semejante a la de los polimorfos de la sílice, es decir consta de una red tridimensional infinita de
tetraedros de SiO2, así como de tetraedros de AlO4. La estructura de los feldespatos puede considerarse como
derivados de la sílice, por la incorporación de Al+3 en la red tetraédrica, con la consiguiente incorporación de
Na+, K+ o Ca+2 como compensación de cargas.
Serie de los feldespatos potásicos :
Ortosa
Monoclínica
Serie de las plagioclasas:
Plagioclasas. feldespatos cálcico−sódicos:
Triclínicas.
Grupo de los feldespatoides
Son silicatos estructuralmente semejantes a los feldespatos pero con altos contenidos en Al+3..
Leucita
4
Tetragonal < 605 ºC, cúbica > 605 ºC
Nefelina
Hexagonal.
Grupo de las zeolitas
Su estructura es semejante a la del resto de tectosilicatos, solo que en este caso la mayoría de los tetraedros de
SiO4 esta sustituido por Al+3 formando una estructura tridimensional de tetraedros de SiO4 y AlO4 con
grandes huecos. Estos huecos permiten que cationes o agua se alojen en estos espacios. Las moléculas de agua
están débilmente ligadas por enlaces de H a los átomos aniónicos de la estructura, de manera que este agua
por calentamiento se desprende fácilmente, sin destrucción de la estructura de las zeolitas, y sin
modificaciones físicas de sus propiedades.
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