2. Silicatos

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
Series de Bowen