Origen y Formación de los Silicatos Puede decirse que los silicatos silicatos aparecen aparecen en cualquier ambien ambiente te geológ geológico ico.. La razón se encuentra en su naturaleza química, la cual es muy variada y extensa, extensa, existiendo existiendo silicatos establ estables es en condic condicion iones es físicofísico-quí químic micas as muy extremas. Buena muestra de ello es la gran cantidad de sistemas silicatados en que se presentan fases polimórcas. polimórcas. ! modo de e"emplo, se citar#n los silicatos m#s característicos de cada ambiente$ •
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%omo consecuencia de la crista cristalizaci lización ón orto magm#t magm#tica ica apar aparecen ecen $ &ranates,, olivinos &ranates olivinos,, piroxenos piroxenos,, anboles anboles '(ornablenda,...), '(ornablenda,...), ortoclasas ortoclasas,, p lagioclasas,, micas lagioclasas micas 'biotita, 'biotita, moscovita) *n pegmatitas aparecen$ +rtosa, moscovita, microclina, micas de litio'lepidolita) ,albita y otras plagioclasas plagioclasas ,zircón ,zircón ,nefelina ,soda lita, ceo litas, litas, titani titanita, ta, biotit biotita, a, turmal turmalina inass , olivino olivinoss ferr ferrosos osos y y algunos piroxenos y piroxenos y anfíboles anfíboles.. *n procesos procesos (idroterm (idrotermales ales aparecen$ granates, granates, turmalinas, turmalinas, berilo, axinita y rodonita. *n proce procesos sos de metaso metasomat matism ismo o aparecen aparecen $apol $apolita ita,, esc escapo apolit litas, as, berilo, natrolita, pectolita, pre(nita, t(omsonita, zoisita, epidota epidota,, analcima, datolita, an dalucita, distena, sillimanita, talco talco,,serpentinas serpentinas,, zircón, topacio, fenaq uita, microclina, albita, turmalinas turmalinas,, crisocola, dioptasa, (emimorta, r odonita . *n ambientes metamórcos se forman $ Biotita , moscovita , cloritas , granates , ortoclasas ortoclasas,, plagioclasas plagioclasas,, epidota epidota,, serpentinas serpentinas,, tremolita, actinolita, ti tanita, pre(nita, turmalinas turmalinas,, pirolita pirolita,, talco talco,cordierita, ,cordierita, andalucita, esta urolita, sillimanita, antolita, (ornblenda, escapolitas, vesubiana 'idocrasa), distena, ollastonita, forsterita, diópsido. *n los los medios sedime sedimentarios ntarios los los silicatos se alte altera ran n de mlt mltip iple less formas, en función de su estructura, del contenido en !l, o de las condiciones ambientales. *l resultado es la descomposición de las estructuras formadas en condiciones muy distintas, para dar lugar a minera minerales les establ estables es en las condic condicion iones es exist existent entes es en la super supercie cie terrestre. ólo unos pocos silicatos pueden considerarse resistentes 'al 'al me meno noss apar aparent enteme ement nte) e) co como mo el zirc zircón ón y algu alguno noss feldespatos feldespatos.. Los silicatos m#s característicos de estos medios, aunque no son los nicos, son los denominados arcillosos 'caolinita, illita, sepiolita).
Propiedades Químicas de los Silicatos Las propiedades químicas de químicas de los silicatos$ •
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ólo son solubles en agua los silicato silicatos s alcalino alcalinos s. Los aluminosilicatos son totalmente insolubles en agua. !lgunos silicatos silicatos,, entre los que se encuentran ciertos nesosilicatos nesosilicatos,, son atacables por el %l/ con la formación de Gel de Sílice 'i+0.n/0+). La mayor parte rte de los silicatos son insolubles en #c #cid ido os y para solubilizarles es necesaria una disgregación con fundentes tales como 1a0%+2, 3 0%+2, 3/+4, 31+2, etc. 5odos 5odos los silicatos son atacables por el 6/, con formación de i6 4. La razón de que el 6/ sea capaz de disolver a los silicatos se encuentra si se observa la energía del enlace enlace 6-i, 6-i, la cual, como puede verse en la siguiente siguiente tabla, es la mayor de todas las que pueden considerarse considerarse en los enlaces en que participa el i. i-+
i-6
i-%l
* '89:mol) 44;
;<=
2>0
*1L!%*
•
•
i-Br 2?@
i-7
i-1
i-/
i-i
02;
24@
2?A
000
i-%
20>
*l se segu gund ndo o enlace m#s fuerte es el i-+, -+, lo cual explica la gran estabilidad y abundancia de estos minerales. 5odos los dem#s enlaces son m#s dbiles y por ello otras sustancias que contengan estos elementos no pueden atacar al enlace i-+. 5an sólo el %l/ rea eali liza za es esto toss ataqu taques es,, en dete deterrmina minada dass co cond ndic icio ione ness y ante ante determinadas estructuras en las que existen ciertas debilidades en los enlaces, como por e"emplo algunos losilicatos losilicatos.. Cuc(os aluminosilicatos calcinados por encima de =@@ D% forman !l0+2 y i+0 y son atacables con %l/. +tros aluminosilicatos requieren
Propiedades Químicas de los Silicatos Las propiedades químicas de químicas de los silicatos$ •
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ólo son solubles en agua los silicato silicatos s alcalino alcalinos s. Los aluminosilicatos son totalmente insolubles en agua. !lgunos silicatos silicatos,, entre los que se encuentran ciertos nesosilicatos nesosilicatos,, son atacables por el %l/ con la formación de Gel de Sílice 'i+0.n/0+). La mayor parte rte de los silicatos son insolubles en #c #cid ido os y para solubilizarles es necesaria una disgregación con fundentes tales como 1a0%+2, 3 0%+2, 3/+4, 31+2, etc. 5odos 5odos los silicatos son atacables por el 6/, con formación de i6 4. La razón de que el 6/ sea capaz de disolver a los silicatos se encuentra si se observa la energía del enlace enlace 6-i, 6-i, la cual, como puede verse en la siguiente siguiente tabla, es la mayor de todas las que pueden considerarse considerarse en los enlaces en que participa el i. i-+
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*l se segu gund ndo o enlace m#s fuerte es el i-+, -+, lo cual explica la gran estabilidad y abundancia de estos minerales. 5odos los dem#s enlaces son m#s dbiles y por ello otras sustancias que contengan estos elementos no pueden atacar al enlace i-+. 5an sólo el %l/ rea eali liza za es esto toss ataqu taques es,, en dete deterrmina minada dass co cond ndic icio ione ness y ante ante determinadas estructuras en las que existen ciertas debilidades en los enlaces, como por e"emplo algunos losilicatos losilicatos.. Cuc(os aluminosilicatos calcinados por encima de =@@ D% forman !l0+2 y i+0 y son atacables con %l/. +tros aluminosilicatos requieren
mayore mayoress tempera temperatur turas as para para descom descompon poners erse. e. Los aluminosilicatos hidratados son atacables por el / 0+4 caliente. •
Ena Ena gran gran ca cant ntid idad ad de silicatos, pos posee een n agua gua es esttruct ructur ural al o de constitución, que sólo puede separarse mediante calentamientos a temperaturas muy elevadas.
%omo ya se (a comentado, es posible que ciertos #tomos de i F4 '@.2A '@.2A G) F2 F0 sean sustituidos por otros de !l '@.;? G), Be '@.2? G) e incluso &e F4 '@.;2 G) ó 6e F2 '@.<4 G). La razón de esta sustitución est# en el parecido tamaHo que tienen estos iones. %omo consecuencia de estos cambios se producen variaciones en las propiedades físicas 'exfoliación exfoliación,, índice de refracción,, densidad refracción densidad,, dureza dureza,, etc. etc.)). La sus sustituc itució ión n de i por por !l es muy muy frecuente y es posible en casi todas las estructuras. La sustitución de i por &e no es posible en todas las estructuras, pudindose observar nicamente en las m#s polimerizadas. Los procesos de polimerización en silicatos (an sido numerosos estudios, de los cuales pueden los resultados siguientes$
ob"eto de extraerse
?. *n procesos de cristalización magmática la polim polimeri eriza zaci ción ón de los los tetraedros i+4 depende de la temperatura del magma, cuanto mayor sea sta, existe un menor grado de polimerización. ! temperaturas altas cristaliza mayor cantidad de nesosilicatos 'olivinos 'olivinos,, granates granates,...), ,...), pero durante el enfriamiento van cristalizando estructuras cada vez m#s polimerizadas 'piroxenos 'piroxenos,, anboles anboles,, micas micas,, feldespatos feldespatos). ). 0. La polimer polimeriza izaci ción ón tambi tambin n depe depend nde e de la composición del magma. %uando se trata de magmas #cidos 'viscosos y claros), en donde abun abunda da el i, i, la polim polimer eriz izac ació ión n se encu encuent entra ra muy muy favo favore reci cida da.. !l contrario ocurre en los magmas ultrab#sicos 'menos viscosos y m#s oscuros os)), donde (ay poco i y abundan el 6e y el Cg y las polimerizaciones son m#s difíciles. La presencia de ciertos elementos tambin inIuye en la polimerización. Los vol#tiles, como el %l y el 6, in(iben la polimerización, al romper enlaces entre tetraedros y, por lo tanto, reba"an la viscosidad. La presencia de Li tambin disminuye la poli polimer meriz izac ació ión, n, en me meno norr cuan cuantí tía a inIu inIuye yen n el 1a 1a,, el 3 y ciert ciertos os elementos alcalino-trreos. 2. *n lo los procesos pegmatíticos, pegmatíticos, donde (ay gran abundancia de i y !l en los Iuidos, se forman silicatos con elevado grado de polimerización, como feldespatos y micas. *n relación con la estabilidad y la resistencia a la alteración química , se puede decir que cuanto m#s polimerizada se encuentre una estructura, m#s resisten resistente te ser ser# # a dic(a dic(a alterac alteración ión,, es decir, decir, cuanto cuanto m#s fuertes fuertes y nume numero roso soss se sean an los los enlaces entr ntre tetra etraed edrros os,, m#s m#s es esta tab ble ser# er# la estr es truc uctu tura ra.. Por lo tant tanto, o, en prin princi cipi pio, o, los los tectosilicatos se ser# r#n n los los m#s m#s
estables, mientras que los nesosilicatos nesosilicatos ser#n ser#n los m#s alterables. Je todos modos, al considerar otros factores, puede observarse excepciones a este comportamiento.
Propiedades Físicas de los Silicatos Las propiedades físicas de físicas de los silicatos silicatos $ $ •
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La mayoría no presentan coloraciones coloraciones car caracterí acterísticas sticas.. La raya raya suele suele ser blanca o clara. 1o presentan brillo met#lic met#lico o 'la broncita es una excepción) y suelen poseer brillo vítr vítreo eo o mate mate.. Los que que pres presen enta tan n exfoliación buen buena a a perfecta poseen brillo nacarado en las caras de exfoliación 'micas 'micas,, cloritas cloritas)). Los que poseen altos ín índi dice cess de refracción presentan refracción presentan brillo adamantino y, algunas veces, craso. *l índice de refracción es estt# rela elacion ionado con la densidad densidad.. ! mayor densidad 'd), mayo mayorr índice de refracción 'n). Je forma aproximada, se puede establecer la relación$ n K ?.?; F @.?< d La densidad se encuentra muy relacionada con la estructura$
Los tectosilicatos tectosilicatos,, los losilicatos losilicatos y y los inosilicatos inosilicatos poseen poseen densidades ba"as, comprendidas entre 0.@ y 2.; gr:c.c., ya que poseen grandes (uecos en sus estructuras. Los nesosilicatos nesosilicatos,, los sorosilicatos sorosilicatos y y los ciclosilicatos ciclosilicatos pueden pueden llegar a valores próximos a =.@ gr:c.c., ya que son estructuras muy comprimidas. •
La densidad tamb tambi in n se encu encuen entra tra rela relaci cion onad ada a co con n los los ca cati tion ones es presentes$
Presentan ba"as densidades 'menos de 2.; gr:c.c.) los silicatos que poseen cationes de radio iónico ba"o$ Be F0 '@.2? G), !l F2 '@.;? G), Cg F0 '@.<< G), LiF '@.<> G). Presentan densidades medias 'entre 2.> y ;.@ gr:c.c.) los silicatos que contienen cationes cuyo radio iónico es próximo a ? G$ 1a F '@.A; G), 3 F '?.22 G), %aF0 '@.AA G), r F0 '?.?2 G), Ba F0 '?.24 G). Los que poseen r y Ba suelen ser m#s densos Presentan densidades altas 'entre ;.@ y =.@ g:cc) los silicatos que contienen cationes pesados y de radio iónico ba"o$ %uF0 '@.=0 G), nF0 '@.=0 G), 6eF0 '@.=4 G), Cn F0 '@.>@ G). •
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La dureza se encuentra relacionada con la densidad de forma inversa, los m#s ligeros son los m#s duros. Para una misma estructura en la que pueden aparecer diversos cationes, aquella que posee los m#s pequeHos es la m#s dura. La fenaquita 'Be0i+4) tiene dureza <, mientras que la willemita 'n0i+4) es m#s blanda, presentando dureza ;. La exfoliación depende de la estructura y es una propiedad direccional. Los losilicatos presentan exfoliación perfecta en una dirección. Los inosilicatos presentan dos direcciones preferentes de exfoliación . Losnesosilicatos y los tectosilicatos pueden tener tres direcciones de exfoliación, una de ellas puede ser preferente y las otras dos aparecen en menor grado, inIuyendo en este caso la naturaleza de los cationes. La birrefringencia es una interesante propiedad óptica que se observa muy bien en cristales uni#xicos que pertenecen a los sistemas trigonal o (exagonal. La birrefringencia suele ser de gran utilidad para la caracterización microscópica de algunos silicatos. Los piroxenos presentan alta birrefringencia positiva. Los anboles y los losilicatos presentan birrefringencia negativa muy pronunciada. Los tectosilicatos no presentan grandes birrefringencias y stas pueden ser positivas o negativas.
Introducción y Composición La clase de los silicatos es la más numerosa e importante en el mundo mineral. Se sabe que una gran parte de la masa de la Litosfera está constituida por silicatos, los cuales se encuentran en todo tipo de rocas. El hecho de que estos minerales sean tan abundantes está relacionado con su composición y la abundancia de los elementos que los constituyen ya que, si observamos los datos de oldschmidt, como se muestran en la siguiente tabla y figura, resulta que tales elementos son los más abundantes en la Litosfera !tambi"n en el con#unto de la $ierra%.
ELEMENTO
&'E S(
&)(L*+E
(-geno !(%
/0,1 2
03,/0
Silicio !Si%
34,4
35,65
3 7luminio !7l%
8,59
0,//
:ierro !;e%
1,65
5,29
+agnesio !+g%
/,62
5,8/
Calcio !Ca%
9,09
5,29
Sodio !a%
3,81
3,00
'otasio !<%
3,06
5,/9
$itanio !$i%
6,09
6,38
7demás de los elementos e-puestos en la tabla anterior, en los silicatos pueden encontrarse ciertas cantidades de Li, =a, =e, +n, Cu, >n, >r, Cr, ), *, $h, Cl, ;, etc. $ambi"n es posible la presencia de los aniones (: ?, S( /?3, S ?3, C( 9?3, '( /?9, =( 9?9, etc. Las posibilidades se amplan si se tiene en cuenta la unidad estructural que constituye los silicatos. Se trata de la disposición tetra"drica Si(/?/, ver figura. Esta disposición presenta una gran tendencia a polimeri@arse, debido a sus caractersticas qumicas y geom"tricas, lo cual da lugar a la formación de complicadas estructuras, muchas de las cuales aAn no han podido ser totalmente aclaradas. Con cierta frecuencia los átomos de silicio !radio iónico de Si ?/ B 6.92 % son sustituidos por átomos de aluminio !radio iónico del 7l D9 B 6.15 %, con lo cual cambia la valencia del grupo, pero no as su estructura y disposición. +ás raramente se han encontrado sustituciones de Si por ;e D9, $iD/, eD/, etc.
Estructura de los Silicatos Jurante muc(o tiempo, los silicatos fueron considerados como sales del ácido silícico , en mayor o menor grado de polimerización. Por e"emplo, &rot( consideró a los silicatos como derivados del ácido ortosilícico al polimerizarse ste y perder molculas de agua en cuantía y forma diversa. &rot( citaba ortosilicatos anhidros e hidratados , metasilicatos, polisilicatos , heteropolisilicato otros. +tro tanto (arían otros mineralogistas sy como 5sc(erma8, 6ran8 y Mernads8y. in embargo, muc(os silicatos no eran f#ciles de encuadrar y no se tardó en desestimar esta forma de clasicarlos. %on el uso de los Nayos O se pudieron estudiar las estructuras de numerosas sustancias, entre ellas de muc(os silicatos. Marios cientícos realizaron aportaciones en este campo 'Bragg, Cac(atssc(8i, &oldsc(midt, etc.). Lo primero que se puso en evidencia es que la unidad estructural b#sica consiste en una distribución de #tomos de silicio tetracoordinados con #tomos de oxígeno 'disposición tetradrica) '.L. Bragg, ?A0<). Jependiendo de cómo se agrupen tales unidades estructurales b#sicas, se pueden observar diferentes tipos de estructuras. *n ?A0>, Cac(atsc(8i distingue 2 tipos de estructuras en los silicatos$ •
%on un nmero nito de unidades estructurales b#sicas 'i+4 -4).
%on un nmero ilimitado de unidades estructurales b#sicas, bien en cadenas, en capas o en otras disposiciones. •
*n ?A2@, .L. Bragg completa lo anterior y considera varias posibilidades, entre las que se citan los tetraedros aislados 'unidades estructurales b#sicas), los grupos de dos tetraedros y los anillos , para el caso !, y lascadenas 'simples o dobles), las disposiciones bidimensionales y
las tridimensionales, para el caso B. *n estas consideraciones se basó /. trunz, unos aHos m#s tarde, para realizar su clasicación mineral. *n ?A2@, Cac(atsc(8i (izo nuevas aportaciones a su propia clasicación, en donde, al igual que Bragg, daba entidad a las estructuras tipo mica 'bidimensionales) y tipo feldespato 'tridimensionales). *structuras similares a losfeldespatos se encuentran tambin en el cuarzo aunque, como es sabido, se trata de un óxido de silicio . Posteriormente otros autores (icieron nuevas aportaciones, siempre sobre la base de la clasicación de Bragg. *n ?A<@, oltai establece una clasicación basada en la proporción de vrtices compartidos y no compartidos de los tetraedros que forman la estructura silicatada. ! partir de a(í, se puede obtener una constante que se relaciona con la estructura y que da lugar a la mencionada clasicación. Malores altos de la constante implican estructuras m#s comple"as, mientras que los valores ba"os corresponden a grupos tetradricos nitos, m#s o menos numerosos. *ste autor incluye a los minerales de la sílice 'óxidos de silicio) entre los silicatos con estructuras tridimensionales innitas. *n ?A<0, Liebau desarrolló una clasicación en la que fundamentalmente profundiza sobre las estructuras con un nmero ilimitado de tetraedros. *n el caso de las estructuras en cadena se consideran las mono cadenas y las bicadenas y en cada caso el nmero de tetraedros que forman la unidad estructural repetitiva. *n las estructuras en monocadena el nmero de tetraedros que forman la unidad repetitiva puede ser ?, 0 'piroxenos), 2, 4, ; y =. *n las estructuras en bicadena (ay 4 casos. 5eniendo en cuenta que la unidad repetitiva se encuentra formada por 0n tetraedros unidos de 0 en 0 por el vrtice 'unidad doble cadena), n puede valer ?, 0 ' anboles), 2 ó 4. Para las estructuras en capa, Liebau considera (asta 2 criterios$ ?. 1mero de tetraedros que forman la unidad repetitiva, el cual puede ser 0 'micas), 2 ó 4. 0. 6orma de los (uecos que aparecen en la red '(ex#gonos, pent#gonos, octógonos o cuadrados). 2. +rientación de los tetraedros en la capa, segn que el vrtice no compartido se encuentre Q(acia arribaQ o Q(acia aba"oQ. Por lo que respecta a las estructuras nitas, Liebau las clasicaba en función del nmero de tetraedros que constituyen la unidad estructural. *sto ya lo (abían (ec(o otros autores. La base de las clasicaciones modernas de silicatos 'y de otros minerales), se encuentra en los traba"os que 9.B. y N.. Jana comenzaron en ?>2= sobre criterios químicos y de morfología cristalina. Pero estos traba"os no fueron tenidos en cuenta durante muc(os aHos. En siglo m#s tarde, /ugo trunz 'mineralogista alem#n) considera tales traba"os y los de Bragg 'antes mencionados) y comienza a desarrollar una clasicación que incluye 0@@@ trminos, entre especies y variedades. *n esta clasicación se tienen en cuenta, en primer lugar, los criterios químicos que originan las clases y a
continuación se consideran las características cristaloquímicas y estructurales, para dar lugar a los tipos estructurales y a las subclases 'en el caso de los silicatos). *n ?A=@, se publica en Leipzig la Ruinta *dición de la obra de trunz QCineralogisc(e 5abellenQ, la cual constituye la base de las clasicaciones actuales, con ciertas modicaciones introducidas por cada grupo de traba"o o escuela mineralógica. 5ambin se deben considerar las investigaciones que aclaran la naturaleza de especies y variedades, tanto nuevas como poco conocidas. *sta clasicación (ace < apartados o subclases para los silicatos teniendo en cuenta los criterios cristaloquímicos y estructurales de tipo general. La división en grupos y en series minerales se basa tambin en estos criterios, pero aplicados en forma m#s concreta y, en ocasiones, apoyadas en consideraciones geoquímicas.
Clasificación de los Silicatos Como se ha indicado se han considerado las siguientes 6 subclases, dentro de los silicatos 5. NESOSILICATOS !nesoBisla% SiF(B6.31. $etraedros aislados y separados por cationes metálicos. 7lgunos autores consideran a los subnesosilicatos como nesosilicatos que contienen otros aniones !C(9?3, =(9?9, ; ?, ( ?3, (: ?, etc.%. Se incluiran aqu minerales tan importantes como el topacio, la cianita, la titanita y otros 16 conocidos hasta ahora. 3. SOROSILICATOS !soroBgrupo% SiF(B6.32 Si 3(4?0. rupos de 3 tetraedros unidos por un v"rtice. Las valencias libres se saturan con cationes. $ambi"n se han encontrado grupos de 9 y más tetraedros que pueden incluirse en esta subclase.
9. CICLOSILICATOS !cicloBanillo% SiF(B6.99 Si n(9n?3n !nB9./0%. rupos de tetraedros !9,/ ó 0% unidos en disposición anular. Suelen presentarse en hábitos prismáticos caractersticos !trigonales, tetragonales o he-agonales%. /. INOSILICATOS !inoBcadena% SiF(B6.99 Si3(0?/ SiF(B6.90 Si/(55?0 Cadenas sencillas o dobles con un nAmero indefinido de tetraedros en una dirección espacial determinada que dan al mineral aspecto fibroso y e-foliación prismática segAn dos direcciones. Estos minerales son de gran importancia petrológica. 1. FILOSILICATOS !filoBho#a% SiF(B6./6 Si /(56?/ Cada tetraedro comparte 9 v"rtices con otros tantos tetraedros, dando a una disposición GilimitadaG bidimensional. Es frecuente la presencia de grupos (: ?, :3(, ;?, etc. Ello hace que sean blandos, posean e-foliación basal, presenten alta birrefringencia y su hábito sea frecuentemente laminar pseudohe-agonal. 0. TECTOSILICATOS !tectoBarquitectura% SiF(B6.16 Sin?-7l-(3n?- Estructuras tridimensionales indefinidas en donde todos los v"rtices de los tetraedros se comparten en todas las direcciones. Son los silicatos con estructura más comple#a. Los minerales más caractersticos de esta subclase son los feldespatos.
:ay autores que incluyen en esta subclase los minerales del grupo de la sílice, aunque los criterios qumicos les colocan directamente en la clase de los ó-idos. En algunos tratados de Mineralogía se utili@a la denominación de heterosilicatos para aquellos silicatos que no presentan estructuras comparables a las e-puestas hasta aqu. Las estructuras silicatadas presentan, por lo general, poca simetra, como puede observarse cuando se considera la distribución estadstica de los sistemas cristalinos en estos minerales
$HICLIC(S
2&
+((CLIC(S
/1&
HJ+=IC(S
36&
$HI(7LES
4&
:EK7(7LES
56&
$E$H7(7LES
3&
C=IC(S
4&
Se observa gran abundancia de cristali@aciones he-agonales en los ciclosilicatos, mientras que las cristali@aciones cAbicas aparecen en nesosilicatos y tectosilicatos.
Aplicaciones e Interés Tecnológico de los Silicatos
La mayora de los silicatos no presentan aplicaciones concretas, siendo curiosidades cientficas. o es frecuente que un silicato se utilice como mena metálica, sólo algunas especies son empleadas para la e-tracción de elementos metálicos
MINERAL
METAL
MINERAL
METAL
MINERAL
METAL
Millemita
>n
Lepidolita
Li
>ircón
>r
:emimorfita
>n
'etalita
Li
$hoveitita
Sc, N
Crisocola
Cu
Espodumena
Li
7llanita
Ce, $h
$itanita
$i
=ertrandita
=e
:afnón
:f
Hodonita
+n
=erilo
=e
'olucita
Cs
7lgunos silicatos se emplean como materiales de construcción y ornamentación. Las materias primas para la preparación de estos materiales pueden ser monocomponentes !una sola especie% o multicomponentes !pi@arras,granitos, etc.%. Estos materiales pueden usarse en diferente grado de manufacturación y ello da lugar a importantes industrias, algunas de las cuales tienen orgenes muy remotos, incluso desde el 'aleoltico. $ambi"n se usan algunos silicatos para la fabricación de refractarios y aislantes. o hay que olvidar la importancia de las arcillas para la fabricación de ob#etos de barro y porcelana. Se emplean grandes cantidades de feldespatos y ciertas arcillas !caolinita% en la industria cerámica. En emologa son muy apreciados algunos silicatos y sus variedades Berilo !esmerala, a!uamarina, mor!anita, heliooro%, elbaita !rubelita, "er elita, ini!olita%, espoumena !#un$ita, hienita%, $irc%n,!ranates, topacio, oli"inos, &a eita, microclina !ama$onita%, roonita, crisocola, analucita, la$urita !lapis l'$uli%, soalita, etc.
Nesosilicatos
5ambin llamados ortosilicatos, constituyen las estructuras silicatadas m#s simples. Poseen durezas, densidades y refringencias elevadas. u estructura se caracteriza por la disposición de grupos tetradricos 'i+4 4 ), entre los cuales se disponen los cationes cuya coordinación con los citados tetraedros se realiza a travs de los oxígenos. *l nmero de coordinación o nmero de oxígenos con los que se relaciona cada catión, depende fundamentalmente de su tamaHo y de su carga. *n la fenaquita 'Be0i+4) el Be tiene un nmero de coordinación 4, en los minerales del grupo del olivino los cationes '6eF0, CgF0, CnF0,...) tienen de nmero de coordinación < y en el zircón el r se coordina con > oxígenos, aunque no todas las distancias r-+ son iguales. in embargo, no todos los oxígenos se coordinan con un catión. *n general, los enlaces C-+ son m#s iónicos que los i-+, aunque su car#cter iónico no llega a ser muy elevado. *l !l0i+; presenta 2 polimorfías$ Sillimanita, andalucita y cianita o distena, en ellas la mitad de los !l se encuentran (exacoordinados, mientras que la otra mitad presenta diferente nmero de coordinación dependiendo de la especie de que se trate, sillimanita 4, andalucita ; y cianita <. *s interesante, desde el punto de vista geoquímico, el estudio de las relaciones entre la andalucita, la sillimanita y la distena. 5odas ellas tienen la misma composición, pero son estables en diferentes condiciones de presión y temperatura, form#ndose los tres en ambientes metamórcos de distinto grado. *llo (ace que estos minerales se consideren unos importantes indicadores geoquímicos, al ser muy frecuentes en las rocas que se forman como consecuencia del metamorsmo de sedimentos arcillosos 'in8ler). Los granates representan una de las químicas m#s extensas dentro de esta subclase, ya que intervienen soluciones sólidas. La complicación se (ace mayor cuando grupos +/- est#n ocupando lugares de los i+ 4-4, lleg#ndose a transiciones isoestructurales cuyos extremos pueden ser$ %a 2!l0'i+4)2 %a2!l0'+/)?0.
Grupo del li!ino
e engloban en este grupo los minerales cuya composición corresponde a la fórmula$ C0i+4 ó 'C,1) 0i+4
Jonde " y N pueden ser$ Cg, 6e, Cn, %a, Pb, n, e incluso 1i. *n algn caso se (a encontrado 5i sustituyendo al i. 5radicionalmente se da el nombre de olivino o peridoto cuando los cationes son Cg y 6e, existiendo una serie mineral cuyos extremos son la fayalita '6e0i+4) y la forsterita 'Cg0i+4). 5ales extremos son muy raros en la naturaleza, pero algunos de los compuestos incluidos en la mencionada serie son relativamente frecuentes. +tras series, como la fayalita '6e0i+4) - tefroita 'Cn0i+4) y la forsterita 'Cg0i+4) - tefroita 'Cn0i+4) son m#s raras. 5ampoco son frecuentes las dem#s especies del grupo. Los trminos de la serie forsterita 'Cg0i+4) - fayalita '6e0i+4) presentan altos puntos de fusión, comprendidos entre ?0@; y ?>A@D% y aparecen en materiales ígneosque (an cristalizado en la etapa ortomagm#tica a partir de magmas pobres en i y ricos en 6e y Cn 'magmas básicos y ultrabásicos). Los minerales de este grupo son f#cilmente alterables, bien por la acción de soluciones hidrotermales, o bien por procesos de meteorización.
Grupo de los Granates
Los minerales de este grupo presentan la composición siguiente#
N$"2Si$%2 iendo$ •
"# %ationes trivalentes$ !l, 6e, %r, 5i, M, Cn.
•
N# %ationes divalentes$ 6e, %a, Cg, Cn.
5odos los granates cristalizan en el sistema cbico y clase de simetría (exaquisoctadrica, presentando (#bitos característicos, tales como rombododecaedros, trapezoedros, etc. *n algunas ocasiones los cristales desgastados toman el aspectos de masas informes. e (an encontrado cristales de varios 8g. de masa. Los granates suelen aparecer en materiales metamórcos, aunque tambin pueden encontrarse en determinados tipos de rocas ígneas 'volc#nicas, etc.) y en ciertos sedimentos. on relativamente comunes en esquistos mic#ceos,gneiss, pegmatitas, peridotitas, serpentinas y dioritas . !lgunas características físicas y químicas de los granates se resumen en los puntos siguientes$ •
Presentan colores muy variados, raya blanca, brillo vítreo, craso o resinoso, pudiendo ser transparentes a opacos.
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1o presentan exfoliación en la mayor parte de los casos y la fractura puede ser concoidea a desigual, siendo, por lo general fr#giles. La dureza oscila entre < y =.;, algunos son m#s duros que el cuarzo. ólo son atacables por el 6/, aunque si previamente se calcinan se pueden disolver en %l/. uelen contener inclusiones de otros minerales, sobre todo cuarzo, que provocan variaciones en sus propiedades ópticas y en la densidad, la cual suele estar comprendida entre 2.; y 4.0 gr:c.c. Jada su estructura cbica, son ópticamente isótropos, aunque algunas especies, como la espesartita, la andradita, la u!aro!ita o la grosularia pueden presentar ciertas anomalías anisótropas. in embargo, se sabe que por calentamiento stas anomalías desaparecen. Los índices de refracción son altos.
Sorosilicatos
La subclase de los sorosilicatos no es muy abundante en especies minerales, ya que se conocen aproximadamente =@, siendo las m#s importantes la hemimor&ta 'que puede emplearse como mena de cinc), la idocrasa o!esubiana , y los minerales del grupo de la epidota. *structuralmente se caracterizan por la presencia de grupos tetradricos dobles i0+=-< 'iones pirosilicato), lo cual no excluye, adem#s, la presencia de tetraedros aislados 'caso de la epidota).
*l #ngulo i-+-i varía entre ?2@ y ?>@D. *n los sorosilicatos de las tierras raras las estructuras son algo m#s comple"as, debido a la existencia en la misma estructura de grupos tetradricos simples y dobles. !l mismo tiempo, algunos minerales, como por e"emplo la epidota, presentan octaedros !l+< y !l+4'+/)0 que forman cadenas unindose por las aristas, lo cual (a provocado que algunos autores las (ayan clasicado como inosilicatos, de forma incorrecta.
e (an encontrado 'aunque son muy raros y se (an estudiado poco) algunos silicatos en que el nmero de grupos tetradricos que se unen es mayor que 0, pero siempre en nmero limitado. !sí, por e"emplo, se (an caracterizado cadenas cortas del tipo$ i 4+?;-?4 y i;+?<-?0. *n estas cadenas se (an detectado ramicaciones.
Grupo de la 'pidota
Los minerales del Grupo de la Epidota poseen la siguiente fórmula general#
(2)$*Si+,$*-./, ó (2)$ Si$%2*-./, siendo$
(# %a, r, Pb'77), %e'777), S'777), La'777), 5('777), 6e'77), Cn'77), Cn'777). )# !l, 6e'777), Cn'777), M'777), 5i'777). *l i puede estar parcialmente sustituido por Be. *xiste una serie 'soluciones sólidas) que se extiende desde la epidota (asta la clinozoisita , donde sus miembros cristalizan en el sistema monoclínico. *n esta serie se observan elevados grados de intercambio entre el !l y el 6e '777). *n otra serie 'serie ortorrómbica), cuya principal especie es la zoisita, el intercambio de !l por 6e '777) se da en menor grado que en la serie monoclínica. Las características generales de los minerales de este grupo pueden resumirse en$ •
%ristales alargados.
•
*xfoliación perfecta a imperfecta.
•
Los índices de refracción aumentan con el contenido en (ierro.
•
uelen cristalizar a temperaturas ba"as, lo cual facilita la síntesis de algunas especies en el laboratorio.
En (ec(o importante, desde el punto de vista geoquímico, es que los campos de estabilidad de la zoisita y de la clinozoisita no presentan puntos en comn. *llo quiere decir que, si en una roca aparecen ambas especies, es necesario pensar que para su formación se (an tenido que producir, al menos, dos procesos de cristalización con diferentes condiciones físico-químicas. 6inalmente, debe comentarse que existen unas rocas que contienen ciertas cantidades de epidota y que suelen llamarse epidotitas, aunque esta nomenclatura proviene de la bibliografía sa"ona.
Ciclosilicatos 'ara algunos autores la subclase de los ciclosilicatos constituye una e-tensión de la subclase de los sorosilicatos, ya que en ambas e-isten agrupaciones de tetraedros en nAmero limitado. Sin embargo, los modernos tratados deQuímica y de Mineralogía consideran a estas estructuras con entidad propia. Oesde el punto e "ista estructural se caracteri@an por la disposición cclica de un nAmero concreto de tetraedros que puede ser 9, / ó 0, originándose las agrupaciones del tipo Sin(9n?3n, ver figura. El nAmero de minerales de esta subclase no es muy grande, pero pueden destacarse por su importancia las turmalinas, el berilo !ciertas variedades% y la corierita. Es interesante apuntar el hecho de que no es rara la presencia de boratos en la composición de estos minerales, ya que no sólo aparecen en todas las turmalinas, sino tambi"n en otras especies como en la a(inita.
rupo de las $urmalinas Los minerales de este grupo presentan la si!uiente composici%n) Na *Fe+M!+Mn+Al+Li,-Al6Si6O./*BO-,-*O0+F,1 Con esta 2%rmula pueden darse numerosas posibilidades, pero debe destacarse que en todas las turmalinas está presente el boro. Las especies que tienen más importancia en este grupo son la ra"ita, el chorlo !sch3rl% y la elbaita, la cual presenta muchas variedades !rubelita, ini!olita, "erelita, acroita,...%. Las caractersticas de las turmalinas pueden resumirse en los puntos siguientes 'resentan colores muy variados. Las turmalinas ferrosas son negras, las manganesferas son ro#i@as, las magnesianas pueden ser pardas, amarillas o verdes, las ferromagnesianas son pardas oscuras, las alcalinas son incoloras y las de litio verdes o a@ules. El brillo es vtreo o resinoso. •
La densidad es elevada !si se compara con otros silicatos%, estando comprendida entre 9.66 y 9.31 gFcc y siendo mayor cuanto más ;e contengan. •
La dure@a es elevada !entre 4.6 y 4.1% y la fractura concoidea. La e-foliación es prismática y, en algAn caso, rombo"drica. •
Suelen presentarse en cristales prismáticos con las caras, a menudo, estriadas en la dirección c. Los agregados suelen ser radiales, paralelos, o columnares. Se pueden encontrar tambi"n masas bacilares. •
Cristali@an en el sistema trigonal !clase piramidal ditrigonal% y las dimensiones de la celda son muy parecidas para todas ellas. Estructuralmente se caracteri@an por poseer ciclos con 0 átomos de silicio. •
Jpticamente son uniá-icas, con signo óptico negativo y presentan un marcado pleocroismo. Los ndices de refracción dependen del contenido de ;e y de +n, estando •
ambos en proporción directa. Las variedades verdes y pardas de =rasil absorben más el rayo ordinario que el e-traordinario, lo cual las hace adecuadas para la construcción de polari@adores. 'resentan propiedades pie@oel"ctricas, por lo cual se emplean, entre otras cosas, para la fabricación de medidores de presión. $ambi"n son piroel"ctricos. •
'oseen una gran resistencia qumica, siendo Anicamente atacables por el ;: !el polvo calcinado es descompuesto lentamente por el S( /:3% y fusibles con carbonatos alcalinos o con bisulfato potásico. La caracteri@ación del boro se reali@a calentando un poco de polvo del mineral me@clado con fluorita y con bisulfato potásico, observándose una coloración verde fuga@ si e-iste tal elemento. El color a la llama suele ser de amarillo a ro#o. •
7lgunos e#emplares se enturbian por calentamiento. La p"rdida de agua mediante calentamiento se reali@a entre 516 y 441PC, dependiendo de la composición. La temperatura de fusión oscila entre 5566PC !dravita% y 5916PC en las turmalinas negras y en la rubelita. •
El origen de las turmalinas es muy variado. 'ueden encontrarse tanto en granitos pegmatticos, como en venas pneumatolticas. o son raras en ambientes metamórficos relacionados con procesos de metasomatismo del boro. $ambi"n pueden aparecer como consecuencia de procesos de recristali@ación de materiales sedimentarios de tipo detrtico y en ciertos arenales procedentes de la meteori@ación de granitos pegmatíticos . Como consecuencia de su variado origen, las turmalinas pueden encontrarse en numerosas parag"nesis. 'or e#emplo, en yacimientos pneumatolíticos aparecen asociadas a casiterita, niobita, lepiolita, petalita, topacio,2luorita, espoumena, apatito, 4ol2ramit a, mosco"ita,...
Inosilicatos La subclase de los inosilicatos se caracteri@a por el hecho de que los tetraedros Si( /?/ se unen formando cadenas de longitud ilimitada. Se dan 3 casos principales, las caenas simples y las caenas obles.
Cadenas Sencillas !'iro-enos% Cada tetraedro se une al inmediato a trav"s de un o-geno comAn y ello da lugar a estructuras tipo !Si3(0?/%n ó !Si(9?3%n, es decir, a una relación SiF(B5F9
El perodo de repetición de esta cadena es de 1.3 , apro-imadamente. Los piroxenos son muy abundantes en la parte superior del +anto y en numerosos lugares de la Corte@a. La qumica de estos minerales es muy comple#a, como puede verse en su fórmula general 5T7O6 siendo T) Si, 7l, ;e!III% 5) 7l, ;e!III%, $i!I)%, Cr!III%,)!III%, >r!I)%, Sc!III%, >n, ;e!II%, +n!II% ) +g, ;e!II%, +n!II%, Li, a,Ca El intercambio de 7l y Si no es muy normal en los piroxenos, aunque se puede llegar a la relación 7lFSiB5F9. Los piro-enos que aparecen con más frecuencia en las rocas son los que contienen ;e, +g, y Ca y entre ellos pueden citarse i%psio, heenber!ita, au!ita, enstatita !hiperstena y broncita%, clinoenstatita, etc. Oesde el punto de vista estructural, hay 3 tipos de piroxenos, los rómbicos y los monoclnicos !aunque se conoce alguna e-cepción%. Entre los rómbicos más importantes se encuentra la enstatita !variedades hiperstena ybroncita% que aparece en numerosas rocas. Los piro-enos monoclínicos presentan más especies, al poder contener más variedad de elementos en su red cristalina.
Cadenas dobles !7nfiboles% ;ormadas por 3 cadenas simples unidas entre s mediante de puentes de o-geno Si?(?Si, dando lugar a una estructura del tipo !Si /(55?0%n, con una relación SiF(B/F55
7l igual que en los piro-enos, la qumica de los anfíboles es muy comple#a y son normales las sustituciones interatómicas. La 2%rmula !eneral de los minerales de este grupo es 89: .5;7T/O77*O0+F+Cl,7 siendo 5) +g, ;e!II%, +n, 7l, ;e!III%, $i ) Li, a, Ca, +n, ;e!II%, +g 8) Ca, a, !a veces <% T) Si, 7l La sustitución de Si por 7l puede llegar a la proporción 7lFSiB5F9. El ;e y el +g son totalmente intercambiables. Los (:? pueden estar parcialmente sustituidos por ; ?, pudiendo ser su suma estequiom"tricamente deficitaria y, a veces, son sustituidos por ( ?3. La entrada de cationes como aD ó
de
eneralmente, para los mismos cationes presentes, el color, el brillo, la dure@a y alguna otra propiedad, son muy parecidas. Sin embargo, los anfiboles, por el hecho de poseer grupos (:, suelen presentar menoresndices de refracción y menores densidades que los piroxenos. •
Los hábitos son diferentes, de tal forma que los piroxenos tienden a presentarse en prismas más o menos gruesos, mientras que los anfiboles suelen aparecer en prismas alargados, e incluso en agu#as !hábito acicular% y son frecuentes los agregados fibrosos. •
Los ángulos de e-foliación son diferentes, ya que las direcciones de e-foliación en los piroxenos forman un ángulo de 84P, mientras que en los anfiboles tal ángulo es de 10P. El resultado es que las secciones de exfoliación vistas paralelamente al e#e c, son respectivamente un pseudocuadrado de ángulos 84 y 29P ! piroxenos% y un rombo cuyos ángulos son 10 y 53/P !anfiboles%. •
El hecho de poseer grupos (: hace que los anfiboles sean t"rmicamente menos resistentes que los piroxenos, los cuales son bastante refractarios. 'or ello, el calentamiento de un anfibol, por deba#o de su temperatura de fusión, le convierte en un piro-eno por desprendimiento de agua. •
'recisamente el hecho de poseer grupos (: sirve para diferenciar los anfiboles de los piroxenos, a trav"s de su espectro infrarro#o o Haman, ya que tales grupos presentan una banda de tensión en la @ona espectral comprendida entre 9666 y /666 cm ?5. •
'or lo que respecta a las condiciones de formación, puede decirse que, en t"rminos generales, los piroxenos cristali@an a mayores temperaturas que los anfiboles y a partir de magmas básicos y ultrabásicos. Con menos frecuencia aparecen en procesos de metamorfismo de alto grado relacionados con materiales ricos en ;e y +g. Sin embargo, los anfiboles cristali@an a •
partir de magmas neutros y, como ya se ha dicho, a menores temperaturas que los piroxenos. $ambi"n son frecuentes en ambientes metamórficos de grado medio. $anto en los piroxenos como en los anfiboles , e incluso en los demás inosilicatos, las cadenas se alinean segAn el e#e c del cristal y estas cadenas se encuentran unidas a cationes cuyo ndice de coordinación suele ser 0, como por e#emplo Ca, +g y ;e!II%. El tamaRo de la celda unidad es parecido en cuanto a los parámetros a y c, para piroxenos y anfiboles con seme#antes composiciones catiónicas. Sin embargo, el valor del parámetro b es doble en los anfiboles que en los piroxenos. •
Los piroxenoides poseen una relación SiF(B5F9, pero no tienen la estructura de los piroxenos, aunque poseen tambi"n cationes coordinados octa"dricamente entre las cadenas silicatadas. En los piroxenos la repetición de tetraedros en la cadena se da cada 4.9 , mientras que en los piroxenoides es muy variada !53.1 en la ollastonita ó 54./ en la piro-manguita%, lo cual hace que las cadenas sean menos sim"tricas que en los piroxenos y ello se refle#a en su hábito fibroso y en su fractura astillosa. 7demás cristali@an en el sistema triclnico. El t"rmino ASBESTO se utili@ó inicialmente para an2iboles 2ibrosos !tremolita, crociolita, actinolita%. En la actualidad tambi"n se engloban con esta denominación a ciertas serpentinas fibrosas !filosilicatos%, como elcrisotilo y la anti!orita.
;ilosilicatos Los filosilicatos son unos minerales muy e-tendidos en el mundo mineral, sobre todo en la Corte@a $errestre, siendo constituyentes de numerosos tipos de rocas, tanto gneas, como metamórficas y sedimentarias. 7s, por e#emplo, las arcillas están formadas fundamentalmente por filosilicatos y estos forman una considerable proporción de los materiales de la Corteza Terrestre. La característica 2unamental de los filosilicatos es su disposición en capas, lo cual se traduce en una serie de hábitos tpicos !muchos de ellos son ho#osos o escamosos% que les hace fácilmente reconocibles. 7demás suelen ser blandos y poco densos. Oesde el punto de vista estructural, los filosilicatos se caracteri@an por el apilamiento de capas que pueden ser de 3 tipos 5. CA=AS TETRA>?RICAS) Con#unto de tetraedros !Si(/% en disposición he-agonal con 9 o-genos compartidos y el cuarto enlace Si?( en la dirección perpendicular al plano de la disposición, dando lugar a agrupaciones Si /(56?/. En estos tetraedros el Si puede estar parcialmente sustituido por 7l, de tal forma que pueden aparecer unidades tales como 7lSi 9(56?1 ó 7l3Si3(56?0
3. CA=AS OCTA>?RICAS) ;ormadas por la coordinación he-a"drica de una serie de cationes !+g, 7l, ;e!II%, ;e!III%, Li, $i, ), Cr, +n, Co, i, Cu, >n% con o-genos, grupos (: ?, e incluso con ; ?, ubicados en las capas tetra"dricas. La unia estructural más pequeRa contiene / tetraedros y 9 octaedros. Considerando los octaedros, puede ocurrir que los 9 est"n ocupados por un catión !si "ste es divalente % o que sólo lo est"n 3 de ellos !si el catión es trivalente %. Oe esta forma puede hablarse de 2 tipos de capas octaédricas TRIOCTA>?RICAS) ;ormadas por cationes divalentes que ocupan todas las posiciones octa"dricas, como por e#emplo el +g.
?IOCTA>?RICAS) ;ormadas por cationes trivalentes que ocupan 3 de cada 9 posiciones octa"dricas, como por e#emplo el 7l.
La isposici%n e las capas @ el tipo de cada una de ellas es la base de la clasificación y de la nomenclatura de los filosilicatos. 'or lo tanto, podemos establecer 3 tipos de filosilicatos 5. FILOSILICATOS .).< La estructura básica está formada por una capa tetra"drica y una capa octa"drica, la cual puede ser diocta"drica o triocta"drica. 3. FILOSILICATOS 7).< La estructura básica está formada por dos capas tetra"dricas y una capa octa"drica, la cual puede ser diocta"drica o triocta"drica.
Cuando el Si está sustituido por otros elementos, como 7l!III% ó ;e!III% se produce la aparición de carga y se pierde la neutralidad, por lo cual se introducen cationes interlaminares. $al es el caso de las micas, las cloritas, lasvermiculitas y las esmectitas. La cuanta de la mencionada carga da lugar a distintos grupos, los cuales, a su ve@, presentan 3 posibilidades en función del tipo de capa octaédrica !dioctaédrica o trioctaédrica %. En el grupo de los minerales denominado de las 7rcillas ;ibrosas, las unidades presentan orientaciones diferentes, e-istiendo tetraedros rotados, con lo cual hay huecos. Ciertos autores no consideran a estos minerales como silicatos. Ourante de los Altimos aRos se ha procedido a una adaptación de la nomenclatura de estos minerales, de acuerdo con los nuevos conocimientos que sobre ellos se vienen adquiriendo, gracias a la aplicación cuidadosa de las t"cnicas espectroscópicas y del análisis t"rmico, sin olvidar la Oifracción de Hayos K. Ello ha dado lugar a la catalogación de nuevas especies !y variedades%, as como al me#or conocimiento de otras que ha permitido eliminar una serie de t"rminos que, en su da, fueron asimilados a especies, pero que en la actualidad se sabe que corresponden a me@clas o a estados de transición entre fases minerales. 'or e#emplo, las illitas !llamadas por algunos hidromicas% son me@clas de minerales de naturale@a micácea que abundan en las arcillas !micas de arcilla% y que pueden ser el resultado de la alteración de micas !moscovita%, de las cuales conserva su estructura, aunque con menor contenido en < y menor relación 7lFSi. 7demás hay otros nombres que han sido completamente eliminados de los modernos tratados de Mineralogía. En base a las consideraciones estructurales mencionadas hasta aqu, el esquema general de clasificación para los filosilicatos quedara segAn se muestra a continuacon
rupo de las
rupo de las )ermiculitas3 rupo de las +icas rupo de las Cloritas rupo de la Sepiolita !filosilicatos fibrosos% rupo de la 7pofilita
FILOSILICATOS ARIOS rupo de la ;riedelita (tros ;ilisilicatos 9 .) ueden ser dioctaédricas o trioctaédricas! "n cada grupo se #ace la correspondiente división 7) $penas se conocen vermiculitas dioctaédricas! -) Muc#os filosilicatos no se encuentran bien caracterizados! $ veces se incluyen en la subclase otros silicatos cuya estructura no est% muy clara!
rupo de la Caolinita o de las
Si(3
/0,1&
7l3(9
92,1&
:3(
5/,6&
/ media
especies en ó-idos es
'ero pueden contener aun mayor proporción de agua !de hidratación o de cristali@ación%, como ocurre en la hallo@sita. 7demás suelen estar presentes otros elementos en cantidades pequeRas $i(3 !5.6&%, ;e3(9 !6.1&%, <3( !6.1&%, a3( !6.9&%, Ca( !6.9&%, +g( !6.51&%, ;e( !6.5&% y
menores cantidades de = y Cr. Los elementos que pueden sustituir al aluminio son ;e!III%, $i, +g y Ca. E-isten caolinitas con mayor contenido en Si( 3, pero generalmente ello es debido a la presencia de depósitos de Si( 3 libre. Estructuralmente, la nacrita puede considerarse la especie con mayor grado de ordenamiento, cristali@ando en el sistema monoclnico !con tendencia a ortorrómbico%, al igual que la ic#ita. Sin embargo, la caolinita cristali@a en el sistema triclnico, aunque e-iste una fase pseudomonoclnica llamada caolinita '. La hallo@sita presenta un gran desorden estructural, de tal forma que no hay una secuencia de apilamiento fi#a que permita la entrada de agua entre las distintas unidades estructurales. En cuanto a las propieaes de los minerales de este grupo, podemos citar las siguientes •
Color blanco a gris.
•
=rillo nacarado a mate.
•
Oure@a de 3.6 a 3.1.
•
Oensidad de 3./6 a 3.01 gFcc.
•
'untos de fusión comprendidos entre 5496 y 5481PC.
•
=irrefringencia apreciable !diferencia con las micas%.
El origen suele ser sedimentario, como producto de alteración de feldespatos y otros aluminosilicatos, pero tambi"n aparecen en ciertos ambientes hidrotermales.
rupo de las Serpentinas Los representantes más importantes de este grupo son la anti!orita !serpentina ho&osa o escamosa% y el crisotilo !serpentina 2ibrosa%, el cual es considerado por algunos autores como una variedad de la anti!orita. Estos materiales !entre otros% se emplean como materia prima la fabricación de amianto. E-isten 9 tipos de crisotilo •
Clinocrisotilo) +onoclnico.
•
Ortocrisotilo) (rtorrómbico.
•
=aracrisotilo) (rtorrómbico. 'oco conocido.
$odos ellos suelen aparecer #untos y en las mismas condiciones. 'or su aspecto, el crisotilo suele confundirse con algunos anfiboles fibrosos, pero si se reali@a un calentamiento en tubo cerrado, puede verse que el crisotilo desprende mucho más agua que los mencionados minerales.
rupo del $alco y de la 'irofilita
El denominado grupo del talco o grupo de la pirofilita está constituido por 3 tipos de minerales que tienen en comAn la presencia, en su estructura, de 3 capas tetra"dricas orientadas en sentido opuesto, entre las cuales se encuentra la capa octa"drica. $odo este bloque se une a los contiguos mediante d"biles enlaces de tipo residual. La diferencia entre ambas capas octa"dricas está en el catión que las forma. En el talco está presente el +g, con lo cual la capa es triocta"drica, mientras que en la pirofilita, la presencia de 7l da lugar a una capa diocta"drica. Inicialmente, estos minerales se consideraron monoclnicos, pero estudios recientes más detallados, han revelado la e-istencia de redes triclnicas, aunque con valores de ángulos muy pró-imos a 26P.
rupo de las Esmectitas El grupo de las esmectitas tiene como principal representante a la montmorillonita. La estructura de estos minerales es muy parecida a la de las vermiculitas, de las cuales se diferencian por el valor del parámetro c. Sin embargo, al igual que las vermiculitas presentan una importante capacidad de cambio catiónico en la interlámina, siendo a D, CaD3 y
rupo de las )ermiculitas La etimologa de las vermiculitas se encuentra en el t"rmino latino "ermiculare, en relación con el aspecto de gusano en movimiento que adquieren las láminas de e-foliación cuando se calienta rápidamente una porción de mineral. Las vermiculitas pueden ser diocta"dricas o triocta"dricas, siendo más raras las primeras y correspondiendo a especies ricas en i. La estructura es parecida a la de las micas, diferenciándose por la cantidad de carga que aparece en el con#unto de las láminas y por las cin"ticas de deshidratación y rehidratación. 7l calentar las vermiculitas a 556 PC pierden la mitad del agua sin variaciones en la estructura. 7 416 PC la estructura pasa a ser como la del talco y se produce la exfoliación por formación de vapor de agua. Oespu"s de calentada a 266 PC flota en el agua. Las vermiculitas se deshidratan con más dificultad que las esmectitas, pero se rehidratan más fácilmente. $radicionalmente se han citado entre las vermiculitas especies tales como &e22erisita y "aalita, sin embargo, en la actualidad se consideran variedades. $ambi"n se han considerado vermiculitas a t"rminos como #errita y!ri22itita, siendo consideradas actualmente como productos de alteración !#errita% o t"rminos cercanos a la saponita !!ri22itita%.
rupo de las +icas
La 2%rmula !eneral de los minerales de este grupo es 571:68/O79*O0+F,1 siendo 5) Cationes interlaminares, como <, a, Ca y con menos frecuencia =a, Hb y Cs. ) Capa octa"drica 7l, +g, ;e!III%, ;e!II% y con menos frecuencia +n!III%, Cr!III%, )!III%, >n y Li 8) Capa tetra"drica Si, 7l y con menos frecuencia ;e!III%, $i!III%, y +n!III%. Las micas pueden ser dioctaédricas o trioctaédricas , en función del subndice de N •
1D Oiocta"dricas
•
6D $riocta"dricas
7 su ve@, pueden ser comunes y frágiles, dependiendo del elemento K •
5Na+ D Comunes
•
5CaD ;rágiles
Las micas suelen cristali@ar en el sistema monoclnico y aparecen en forma de láminas de contorno pseudohe-agonal o irregular, ligeras y elásticas !diferencia con las cloritas, cuyas láminas no son elásticas !sólo son fle-ibles%. Otras características se resumen en los puntos siguientes •
'resentan e-foliación perfecta basal.
•
La dure@a es ba#a, apro-imadamente 3.1.
•
Oensidad entre 3.4 y 9.5 grFc.c.
•
=rillo nacarado intenso !a veces submetálico en las caras de exfoliación %.
•
Jpticamente se caracteri@an por ser biá-icas negativas y presentar e-tinción recta.
•
Los colores son variados.
Son muy abundantes, apareciendo en rocas gneas, metamórficas y sedimentarias. Son particularmente perfectos y de gran tamaRo los cristales formados en ambientes pegmatticos. Las láminas de algunas micas !mosco"ita y 2lo!opita% se emplean en Electricidad y Electrónica por ser buenos aislantes térmicos y eléctricos . $ambi"n presentan aplicaciones basadas en sus propiedades mecánicas. Son flexibles, el%sticas, tenaces y poseen gran resistencia a la acción de productos qumicos, as como elevadas temperaturas de fusión. La alteración de ciertas micas !moscovita% da lugar a la formación de unos materiales llamados illitas que conservan la estructura micácea aunque, a causa de la alteración, presentan un menor contenido en < y una relación 7lFSi tambi"n menor. Si en una lámina de exfoliación !pseudohe-agonal% se apoya un pun@ón con la punta roma y se la da un golpe seco, se produce una estrella de 0 radios llamada 2i!ura e percusi%n. Estos radios presentan una orientación constante respecto al contorno del cristal y unos de ellos siempre es paralelo al plano de simetra. Si el pun@ón se aprieta ligeramente !en lugar de dar un golpe
seco%, se obtiene la 2i!ura e punci%n, como se observa en lafigura en donde los radios son perpendiculares a los lados del contorno.
rupo de las Cloritas Son unos minerales muy frecuentes en una buena parte de los ambientes geológicos, estando presentes como especies accesorias en rocas metamórficas de ba#o y de medio grado. $ambi"n pueden encontrarse en ciertas rocas gneas y en terrenos sedimentarios, tanto arcillosos como detrticos. En base a su abundancia y dispersión son consideradas como indicadores geológicos. La composici%n uímica !eneral es !+g,;e,7l%0!Si,7l%/(56!(:%8 7unque tambi"n pueden estar presentes otros cationes en la capa octa"drica !+n, Cr, i, Co, e incluso Li%. El 7l sustituye, en mayor o menor medida, al Si en las capas tetra"dricas, aunque en la mayor parte de los casos la relación SiF7l es pró-ima a 9. En algAn caso aparece ;e!III% sustituyendo al Si en las capas tetra"dricas. El 7l sustituye parcialmente al +g en las capas octaédricas. El Cr!III% puede tambi"n aparecer en ambos tipos de capas, mientras que Co, i y +n. aparecen e-clusivamente en las capas octaédricas . (tros elementos que han sido detectados en las cloritas son el Li !rellenando huecos octa"dricos% y el ; !sustituyendo a grupos (:%. La mayora de las cloritas son triocta"dricas, aunque algunas diocta"dricas !muy raras% y di?triocta"dricas.
se
conocen
tambi"n
7lgunas características 2ísicas @ uímicas de las cloritas son En la mayora de los casos son de color verde !con diversas tonalidades% a blanco. 'ero se conocen cloritas de otros colores !ro#i@as, violetas o marrones%. La raya es blanca a verde clara. •
•
=rillo vtreo a nacarado.
•
$ransparentes a traslAcidas.
•
E-foliación muy perfecta. Las láminas son fle-ibles y no elásticas !diferencia con las
micas%. •
Oure@a comprendida entre 3.6 y 9.6.
•
Oensidad comprendida entre 3.1 y /.8 gFcc.
•
La fusión tiene lugar a temperaturas pró-imas a 5/66PC.
Jpticamente son biá-icas !con algunas anomalas uni%xicas% y con signo óptico variable. El ángulo 3) depende del grado de o-idación, yendo de 6 a D36P en las no o-idadas y desde ?36 a D06P en las o-idadas. Losndices de refracción son mayores en las o-idadas !5.14?5.04% que en las no o-idadas !5.06?5.46%. •
Suelen cristali@ar en el sistema monoclnico y clase de simetra prismática !3Fm%. Los cristales son tabulares y son frecuentes los agregados escamosos u ho#osos, apareciendo tambi"n en masas granulares o compactas. •
'or lo que respecta a la clasificación de las cloritas, han estado sometidas a numerosas discusiones y confusiones, habiendo sido varios los criterios seguidos, aunque la mayor parte de ellos se basan en la composición qumica, bien sea por la relación SiF7l en la capa tetra"drica o por la relación ;eF+g en la capa octa"drica, e incluso por la proporción ;e!III%F;e!II%. Sin embargo, en la actualidad se siguen los criterios aprobados por la AI=EA !AsociaciónInternacional =ara el Estudio de las A rcillas% en 5248 que se aplican a todos los filosilicatos. SegAn este criterio se considera, en primer lugar, el tipo de capa octa"drica que presentan y que en las cloritas establece & subgrupos 5. CLORITAS ?IOCTA>?RICAS) Capa octa"drica formada por cationes trivalentes. 3. CLORITAS ?I:TRIOCTA>?RICAS) ;ormadas por estratos 35 diocta"dricos, pero con una capa intermedia triocta"drica. 9. CLORITAS TRIOCTA>?RICAS) Con la capa octa"drica formada por cationes divalentes. En el caso de las cloritas trioctaédricas se consideran 9 tipos, en función del contenido relativo de ;e y +g !2errosas, 2erroma!nesianas y ma!nesianas%. 7demás hay especies que contienen otros cationes.
Las Arcillas Hespecto a las arcillas, es conveniente mencionar que se trata de sistemas multicomponentes y multif%sicos 'rocas( en donde los filosilicatos son las especies mayoritarias. 'or ello, muchos autores utili@an para los filosilicatos la denominación de minerales e las arcillas. En las arcillas deben ser consideradas & fases) una fase gaseosa, otra fase líquida y la fase sólida que es la más importante en t"rminos cuantitativos. 7 su ve@, los componentes de la fase sólida pueden ser cristalinos o amorfos, o bien, por otro lado org%nicos e inorg%nicos . Los materiales inorgánicos representan, apro-imadamente el 21& de la fase sólida !aunque en algunos casos puede ser bastante menor%. La mayor parte de los componentes inorgánicos son cristalinos y de ellos la mayora son aluminosilicatos con pequeRo tamaRo de grano. En cantidades muy variables están presentes carbonatos !calcita y dolomita%, ó-idos !sílice, ma!netita, hematite%, hidró-idos !!oethita olimonita, !ibbsita, ia spora, brucita,...%, sulfatos !@eso% y fosfatos !e"ansita,...%. En cuanto a los aluminosilicatos, la mayora son filosilicatos, tales como micas !incluida illita%, cloritas, esmectitas, Qanditas, vermiculitas,sepiolita o pali!ors#ita. En +ineraloga, las arcillas son unos de los materiales más estudiados. El estudio de las arcillas constituye una de las partes más importantes de la Edafologa y ello implica una gran dificultad debido a lascaractersticas fsicas y qumicas de estos materiales.
$ectosilicatos Son los denominados silicatos tridimensionales o de estructura en armazón. $odos los o-genos de los tetraedros se unen a los otros, no quedando libre ninguno. Este tipo de estructura es la que presenta la slice en sus diversaspolimorfas. En estas estructuras es posible la sustitución de átomos de Si por átomos de 7l y más raramente !siempre a nivel de tra@as%, por ;e!III%, $i!III% y =!III%. Ello provoca la aparición de cargas y, en consecuencia, la entrada de cationes, tales como aD,
7lgunos autores consideran a los minerales de la sílice dentro de la subclase de los tectosilicatos , sin embargo, dado el carácter qumico de la clasificación mineralógica que se está siguiendo, parece más coherente considerarlesó-idos. Entre los tectosilicatos más importantes deben considerarse las ceolitas y los feldespatos, los cuales presentan un gran nAmero de aplicaciones, además de ser muy abundantes en la corte@a terrestre.
rupo de las Ceolitas !>eolitas% Las ceolitas 'zeolitas( son aluminosilicatos de elementos alcalinos y alcalino?t"rreos, cuya fórmula general corresponde a *Na++Ca+Ba,G*Al+Si,O7Hn<(07O Tumicamente se caracteri@an por las relaciones (F!7lDSi% B 3 7l 3(9 F!Ca,Sr,=a,a3,<3%( B 5 Los elementos alcalinos que están presentes son a y < !en menor medida%. Entre los alcalino? t"rreos el más importante es el Ca y, en menor proporción el =a. o contienen ;e, salvo en algAn caso a nivel de impure@as. La principal característica de las ceolitas es que su contenido en agua es variable. Estructuralmente se caracteri@an por un entramado tridimensional de tetraedros !Si,7l%(/, en donde e-isten grandes cavidades y canales de comunicación en donde se alo#an las mol"culas de agua y los cationes, ambos tipos de entes con un elevado grado de libertad, lo cual e-plica la gran capacidad de cambio catiónico y la deshidratación reversible que las caracteri@a. 'or este motivo se emplean como tamices moleculares, pudi"ndose emplear para la desioni@ación de aguas y, en general, como intercambiadores de iones. La p"rdida de agua por calentamiento es progresiva, sin que vare esencialmente la estructura, sin embargo, s que varan las propiedades ópticas con la cantidad de agua. Esto se traduce en que la curva de termo!ra"imetríaque representa el desprendimiento de agua no presenta puntos de infle-ión, al contrario que las de otras sales hidratadas ! sulfatos, etc.% que s que los dan y refle#an la variación de la estructura cuando se pierde agua. (tras caractersticas fsicas y químicas de las ceolitas son Suelen ser blancas o incoloras. Las coloraciones que presentan !ocasionalmente% están provocadas por la presencia de pequeRas cantidades de ó-idos de ;e y de otros metales. •
•
=rillo sedoso a nacarado.
La densidad suele estar comprendida entre 3.6 y 3.9 grFc.c., pero si contienen =a puede llegar a 3.8 grFc.c. •
Los ndices de refracción son ba#os, estando comprendidos entre 5./4 y 5.13. La birrefringencia es d"bil !menor que 6.651%. Son frecuentes las anomalas ópticas. •
•
;unden fácilmente al soplete con ebullición !@eoBhervir%.
•
Son menos duras que otros silicatos #idratados !9.1 ? 1.6%.
$odas las ceolitas son atacables por los ácidos en mayor o menor medida, separándose slice gelatinosa. •
El origen de las ceolitas es muy diverso, siendo fundamentalmente secundarias, como producto de la acción de aguas termales sobre aluminosilicatos ! feldespatos y otros% a trav"s de grietas y cavidades. $ambi"n e-isten ceolitas hidrotermales, como la natrolita, producto de la cristali@ación a partir de soluciones magmáticas residuales. (tras ceolitas son producto del metamorfismo de grado muy ba#o de ciertas rocas básicas. 7lgunas ceolitas metamórficas son la laumontita !considerada como termómetro del metamorfismo %, la heulanita y la 4aira#ita. Con mucha frecuencia las ceolitas aparecen en yacimientos de cobre, plata, pirrotina y ma!netita, encontrándose relacionadas con los productos de la alteración de tales materiales mediante soluciones alcalinas. +erece la pena mencionar, por su importancia, las ceolitas sedimentarias e-istentes en el fondo de los mares y lagos salados.
rupo e los Felespatos Los feldespatos constituyen apro-imadamente el 06& del peso de las rocas gneas y tambi"n forman parte de diversos materiales metamórficos y sedimentarios. Tumicamente están constituidos por aluminosilicatos de potasio, sodio, calcio y bario. 7demás pueden contener pequeRas cantidades de hierro, magnesio, titanio, estroncio, manganeso y plomo. En base a la composición se dividen en 9 grupos 5. Felespatos Alcalinos u Ortoclasas) El < es el catión más abundante, aunque pueden aparecer en algunas especies pequeRas cantidades de a y, más raramente, tra@as de =a. 3. Felespatos S%ico:C'lcico o =la!ioclasas) Los cationes presentes son Ca y a, no contienen <. Son una serie de minerales cuya composición y propiedades varan gradualmente en función de la relación aFCa, que se corresponde con la relación 7lFSi. 9. Felespatos e Bario) El catión predominante es el =a D3 o está presente en cantidades importantes. Son los feldespatos menos frecuentes. En cuanto a las propieaes se pueden destacar las siguientes Suelen ser blancos o incoloros, aunque no es raro que presenten cualquier otra coloración !amarilla, rosada, verdosa, gris o negra%. Estas coloraciones suelen estar causadas por inclusiones de otros minerales. •
•
Los puntos de fusión están comprendidos entre 5566 y 5116PC.
La dure@a suele estar comprendida entre 0.6 y 0.1, aunque hay alguna especie más dura. Cuando están alterados son más blandos. •
La densidad suele estar comprendida entre 3.1 y 3.8 gFcc, aunque los que contienen =a son más densos, llegando a valores de 9./1 gFcc en la celsiana. •
•
'resentan e-foliación fácil o perfecta en dos direcciones que forman un ángulo de 26P.
•
La conductividad el"ctrica aumenta, en todos los casos, con la temperatura.
7lgunos e#emplares son termoluminiscentes, siendo "ste un fenómeno muy comple#o que depende de muchos factores y que aAn no se encuentra debidamente e-plicado en los feldespatos. •
Las plagioclasas presentan una mayor luminiscencia a la lu@ *) que las ortoclasas. Esto puede ser debido a motivos diversos, entre los que pueden citarse la presencia de uraninita !en albitas% y las dislocaciones en algunas posiciones de los o-genos de los tetraedros !Si,7l%( / que provocan la entrada de a, < ó Ca. •
eneralmente son insolubles en ácidos, aunque alguna especie como la anortita es solubles en Cl: y otras son parcialmente atacables, como la celsiana, de#ando residuo de Si( 3. •
'or lo que respecta al origen de los feldespatos , como ya se ha dicho, son minerales muy abundantes en numerosas rocas, siendo su contenido un criterio de clasificación de las rocas ígneas . Se forman en procesos decristali@ación magmática y tambi"n en procesos pegmatticos, siendo los principales constituyentes de estas rocas. Son tambi"n frecuentes en ambientes metamórficos y más raros en los sedimentarios. La alteración de los feldespatos da lugar a la formación de ceolitas, filosilicatos y otros minerales de Ca, <, a y 7l. Cristali@an principalmente en 3 sistemas. Las plagioclasas son triclnicas y tienen una estructura muy parecida a la microclina. 7lgunas ortoclasas, como la ortosa y la sanidina, son monoclnicas. Oada la abundancia de estos minerales es importante reconocerlos, aunque no siempre es fácil, siendo necesario, en muchos casos, recurrir a sus propiedades ópticas, las cuales pueden resumirse en los puntos siguientes =a#o relieve, falta de color, birrefringencia ba#a y carácter biá-ico. 'ueden confundirse con la cordierita, pero "sta presenta, en muchos casos, coloraciones amarillentas debido a procesos de alteración. E-isten otros minerales de la misma subclase que se denominan !históricamente% 2elespatoies, los cuales tienen una estructura muy parecida a la de los feldespatos , pero su composición es más pobre en Si( 3!apro-imadamente 5F9 menos%.
Los silicatos son el grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen más del 95% de la corteza terrestre, además del grupo de más importancia geológica por ser petrogénicos, es decir, los minerales que forman las rocas. Todos los silicatos están compuestos por silicio y o!geno. "stos elementos pueden estar acompa#ados de otros entre los que destacan aluminio, $ierro, magnesio o calcio. u!micamente son sales del ácido sil!cico. Los silicatos, as! como los aluminosilicatos, son la base de numerosos minerales que tienen al tetraedro de silicio&o!geno 'un átomo de silicio coordinado tetraédricamente a átomos de o!geno( como su estructura básica) feldespatos, micas, arcillas. Los silicatos forman materiales basados en la repetición de la unidad tetraédrica *i+ &. La unidad *i+& tiene cargas negati-as que generalmente son compensadas por la presencia de iones de metales alcalinos o alcalinotérreos, as! como de otros metales como el aluminio. Los silicatos forman parte de la mayor!a de las rocas, arenas y arcillas. También se puede obtener -idrio a partir de muc$os silicatos. Los átomos de o!geno pueden compartirse entre dos de estas unidades *i+ &, es decir, se comparte uno de los -értices del tetraedro. or e/emplo, el disilicato tiene como fórmula 0*i 1+523& y, en general, los silicatos tiene como fórmula 0'*i+4(1&2n. "n el caso de que todos los átomos de o!geno estén compartidos, y por tanto la carga está neutralizada, se tiene una red tridimensional denominada sílice o dióxido de silicio , *i+1. "n los aluminosilicatos un átomo de silicio es sustituido por uno de aluminio.
Clasificación[editar] Las propiedades de los silicatos dependen más de la estructura cristalina en que se disponen sus átomos que de los elementos qu!micos que constituyen su fórmula. ás concretamente, dependen de la forma en que se dispone y enlaza con los iones la unidad fundamental de los silicatos, el tetraedro de '*i+(&. La diferencia entre los distintos grupos es la forma en que estos tetraedros se unen. *e distinguen as! las siguientes subclases)
•
•
•
Nesosilicatos) 6on tetraedros sueltos, de forma que cada -alencia libre del tetraedro queda saturada por un catión distinto del silicio. *us fórmulas serán '*i+(&. *e agrupan en) o
7ircón
o
+li-ino
o
8ranate
o
luminosilicatos) ndalucita, :adarita, *illimanita y ;istena
Sorosilicatos) 6on dos tetraedros unidos por un -értice para formar un grupo '*i1+<(3&. *e agrupan en) o
"pidota
o
elilita
o
Tor-eitita
o
=emimorfita
o
La>sonita
Ciclosilicatos) 6on grupos de tres, cuatro o seis tetraedros, unidos en anillo. *e agrupan en) o
o
•
Turmalina ?ariedades de la turmalina) c$orlo, dra-ita, indigolita, lidicoa!ta, elba!ta, rubelita
o
@erilo
o
?ariedades del berilo) esmeralda, morganita
o
6ordierita
o
;ioptasa
Inosilicatos) 6on grupos de tetraedros unidos en largas cadenas de longitud indefinida. Los más comunes son los que presentan cadenas simples, los llamados piroenos, mientras que los llamados anf!boles tienen cadenas dobles. "sta estructura dota a estos minerales de $ábito fibroso. *e agrupan en) o
iroeno
•
•
o
nf!bol
o
iroenoide
o
nfiboloide
Filosilicatos) 6on tetraedros unidos por tres -értices a otros, formando una red plana que se etiende en un plano de dimensiones indefinidas. "sta estructura dota a estos silicatos de $ábito foliado. *e agrupan en) o
6lorita
o
icas
o
Talco
o
irofilita
o
*erpentinas
o
6aolinita
Tectosilicatos) 6on tetraedros unidos por sus cuatro -értices a otros tetraedros, produciendo una malla de etensión tridimensional, comple/a. La sustitución de silicio por aluminio en algunos tetraedros permite que en la malla se coloquen cationes. *e agrupan en) o
6uarzo
o
Tridimita
o
6ristobalita
o
Aeldespatos
o
7eolita
o
"scapolita
"l zircón o circón 0B2 es un mineral de la clase 9 'nesosilicatos(, segCn la clasificación de *trunzD es un silicato de zirconio de fórmula qu!mica 7r*i+, de color -ariable.
0ndice TocultarU •
? *timología
•
0 %aracterísticas generales
•
2 %omposición
•
4 !plicaciones
•
; Sacimientos
•
< %reencias
•
= Neferencias
•
> *nlaces externos
'timología1editar "l nombre deri-a probablemente de la palabra árabe zarqun que significa EcinabrioF o de la palabra persa zargun, EdoradoF. "l zircón amarillento se denomina $iacinta Guna palabra originaria del este de la Hndia G. "l nombre I/acintoJ era utilizado para las piedras ro/o&marrones. mbos nombres están obsoletos actualmente.0cita requerida2
3aracterísticas generales1editar "l zircón es el mineral más antiguo conocido de la tierra y uno de los minerales más abundantes en la corteza terrestre. *e formó como primer producto de cristalización de la roca magmática como el granito o de rocas alcalinas como las pegmatitas o la sienita. Kno de estos cristales tiene unos . millones de a#os, el ob/eto más antiguo de origen terrestre que se conser-a en la actualidad. 0cita requerida2 "n las rocas metamórficas el zircón se recristaliza o se forman granos de nue-a cristalización. "n los sedimentos se encuentran granos alterados y transportados por los procesos erosi-os. "l tama#o medio de los granos de zircón es de B&4 Mm, por e/emplo en rocas gran!ticas aunque a -eces alcanzan -arios cent!metros, sobre todo en pegmatitas. "l análisis de la forma del cristal y de los bordes permite sacar conclusiones sobre cómo se $a formado.
3omposición1editar La fórmula del zircón puede -ariar y el zirconio o el silicio presentes pueden ser sustituido por otros elementos. s! se $an encontrado casos con un contenido de $asta el 4% de óido de $afnio '=f+1(, B1% de óido de torio 'T$+1( o B,5% de óido de uranio 'K4+N(. "stas impurezas son la razón por la que la densidad -ar!a de ,4&,N gOml. "n presencia de irradiación radioacti-a la red cristalina del zircón es fácilmente alterada. "stos cristales a menudo muestran un color pardo. Las alteraciones permiten la entrada de agua en el cristal y disminuyen la densidad.
(plicaciones1editar Los zircones que debido a su tama#o y pureza tienen calidad de gema, se utilizan a -eces como sustituto de diamante 'no se deber!a confundir con la zirconita & 7r+1 que es
un sustituto artificial.( *in embargo presenta -arios incon-enientes entre los cuales destaca que no aguanta la limpieza en ba#os de ultrasonido y puede cambiar de color si es sometido a calor. demás los cantos se rompen con facilidad. "l $ec$o de que cambien de color al aplicarles calor también es utilizado de manera buscada, para conseguir -ariantes de zircón. l tratar térmicamente los circones ro/o&marrón $ace que aparezca un color azul muy atracti-o, pero $ay que tener cuidado con los rayos ultra-ioletas del sol ya que pueden darle un tono ligeramente -erde. La orientación de la mesa al momento de tallarlos debe de ser tomada con precaución ya que una birrefringencia muy fuerte ba/o determinado ángulo podr!a dar a la piedra un aspecto turbio. demás al ser una piedra bastante débil debe ser manipulada con precaución. 6on este material se fabrican cuc$illos resistentes y de gran filo 'aCn mayor a la del acero(, tras la amenaza de posibles usos terroristas con este cuc$illo en los a-iones al pasar desapercibido por los detectores de metales, los fabricantes como Pyocera agregan cantidades suficientes de part!culas metálicas para ser detectadas con facilidad. demás el circón es muy utilizado en la industria como materia prima del metal circonio para fabricar aceros especiales, abrasi-os y reactores de a-iones. "l zircón es el mineral más importante de circonio y $afnio. También se utiliza en la fabricación de pigmentos para cerámica. +tra aplicación del 7ircón es desde el punto de -ista de la in-estigación. La sustitución de 7r por =f en su estructura $ace que sufra una descomposición radioacti-a con una -ida media muy ele-ada, por lo que este mineral es muy utilizado en datación geocronológica.
4acimientos1editar La principal fuente de circones utilizados para /oyer!a se encuentra en 6amboya, cerca de la frontera con ?ietnam. demás eisten otros productores de circón como son) *ri LanQa, Tailandia, yanmar, ustralia, "stados Knidos, *udáfrica y Arancia. 012
3reencias1editar "n la "dad edia surgió la creencia de que los circones facilitaban el sue#o a la -ez que reforzaban el $onor, la sabidur!a e incluso la prosperidad. *e cre!a que incluso ale/aba las calamidades y los malos esp!ritus. "l circón se considera la piedra del mes de diciembre en alternancia con el lapislázuli.04
Olivino ;e RiQipedia, la enciclopedia libre *altar a) na-egación, bCsqueda
Serie del Olivino
*erie del +li-ino
General Categoría
inerales nesosilicatos
Clase
9.6.5 '*trunz(
Fórmula uímica 1*i+ !ro"iedades físicas Color
?erde amarillento,B -erde oli-aB o café1
#a$a
@lanca
%ustre
?!treo a graso
Sistema cristalino +rtorrómbico, piramidal Fractura
6oncoidea
&ureza
3,5&
&ensidad
4,1< a ,4< gOcm4, aumentando mientras mayor proporción de $ierroB
Solu'ilidad
So
#adioactividad
So
eridotos tallados. *e conoce como olivino a un grupo de minerales constituyentes de roca, aunque el nombre se suele ocupar con especial referencia a la principal solución sólida del grupo que es entre forsterita 'g1*i+( y fayalita 'Ae1*i+(.4 Los oli-inos son de los minerales más importantes en la clasificación de rocas !gneas.5 "l oli-ino rico en magnesio destaca por ser el componente principal del manto superior de la Tierra. "n cuanto a su qu!mica y estructura los oli-inos son nesosilicatos que cristalizan en el sistema cristalino ortorrómbico. La fórmula qu!mica de los oli-inos es 1*i+ donde puede ser $ierro, magnesio, manganeso o n!quel entre otros.B ientras más $ierro contiene más denso es el oli-ino. B "l color del oli-ino -aria desde -erde amarillento, B a café1 y -erde oli-a B siendo este Cltimo color la razón de su nombre que -iene del lat!n.4 6ontenidos ba/os de $ierro 'B1&B5%( le dan al oli-ino colores -erdes y claros, 3 mientras que oli-nos rico en fayalita suelen ser de color café a negro. 4 Las especies magnes!feras del oli-ino son fusibles y solubles en ácidos, mientras que las ferr!feras son poco solubles en ácidos e infusibles. "l oli-ino es una fuente de magnesio en la miner!a, y se eplota de rocas ricas en oli-ino como la dunita.4 "n la industria minera también se ocupa oli-ino para purificar $ierro produciendo escoria.B parte de esto el oli-ino también se ocupa para fabricar materiales resistentes a altas temperaturas. 4
(ndice 0ocultar 2 •
B inerales del grupo del oli-ino
•
1 8emas o
1.B eridoto
o
1.1 6risolita
•
4 aragenesis
•
eteorización y alteración
•
5 eferencias
•
3 "nlaces eternos
)inerales del gru"o del olivino[editar] "l grupo de los oli-inos incluye a los minerales) •
6alciooli-ino) 6a1*i+<
•
Aayalita) 'Ae1U(1*i+
•
Aorsterita) g1*i+
•
8laucocro!ta) 6an1U*i+
•
Pirsc$steinita) 6aAe1U*i+
•
Lai$unita) Ae1UAe4U1'*i+(1N
•
Liebenbergita) 'Si,g(1*i+9
•
onticellita) 6ag*i+1
•
Pnebelita) 'Ae,n(*i+1
•
Tefro!ta) 'n1U(1*i+
Gemas[editar] !eridoto[editar] La forsterita con calidad de gema se denomina peridoto. Localidades donde se $a $allado peridoto incluyen) 7eberged en "gipto, =a>aii, eridot esa en rizona, ogoQ en @irmania, meQlo-dalen en Soruega, 7$ang/iQou&Vuan$ua en 6$ina, monta#as Ksambara en Tanzania y en ciertas partes de la ntártica.B
Crisolita[editar] *e denomina crisolita a una -ariedad de peridoto con color amarillento. *u nombre deri-a del griego en donde significa Wpiedra doradaW. "l término crisolita también se emplea para designar gemas de otros minerales sin relación con el oli-ino. BB So se aconse/a el uso de este término. B1
!aragenesis[editar]
Hmagen de basalto picritico con numerosos cristales de oli-ino. "l oli-ino rico en magnesio destaca por ser el componente principal del manto superior de la Tierra. *e considera que a produndidades de 45 a 5 Qm en el oli-ino del el manto terrestre cambia de estructura debido a la enorme presión formado un polimorfo del oli-ino con estructura de espinela.B4 "l oli-ino rico en magnesio también es comCn en rocas máficas y ultramáficas tales como el basalto, el gabro, la peridotita y la dunita. 1 @asaltos de la Luna y -arios meteoritos también contienen oli-ino. +li-ino pobre en magnesio pero rico en $ierro, es decir fayalita, puede ocurrir en rocas como el granitos y la sienita.4 "l oli-ino no puede estar en equilibrio qu!mico con cuarzo en un magma ya que reacciona con este o con su constituyente *i+1 formando enstatita.B ;ic$a situación se epresa en la siguiente reacción qu!mica) B
La monticellita se forma comCnmente en zonas de contacto entre dolomitas e intrusiones !gneas.B 6uando esto ocurre también suele formarse forsterita aunque a menor temperatura y una -es que este más a-anzada la decarbonatiación que que cuando se forma la montecellita. B La Qnebelita y tefro!ta aparecen asociados a mineralizaciones de sQarn.1 +tro ambiente en donde se forma es oli-ino es durante el metamorfismo de sedimentos ricos en $ierro, dando origen a oli-inos ricos en fayalita.B
)eteorización $ alteración[editar] ;e los minerales comunes en la superficie terrestre el oli-ino es uno de que se alteran o meteorizan más fácilmente.B5 B3 La lii-ación es un proceso importante de meteorización en los oli-inos ricos en magnesio, esto se obser-a en la pérdida de magnesio y adición de agua un poco de $ierro en el cristal. B3 6uando el oli-ino es rico en $ierro la la lii-ación produce oidación en el oli-ino y remoción del s!lice. B3
"l oli-ino suele meteorizarse en iddingsita 'una combinación de minerales de arcilla, óidos de $ierro y ferri$idritas( fácilmente en presencia de agua. B< La formación de iddingsita se inicia con la formación de diminutos canales forma de peine o serruc$o en el oli-ino.B5 "s en estos canales, que están espaciados X1 Y los unos de los otros, en donde se forman los primeros minerales de arcilla formando puentes a tra-és de los canales.B5 6uando la meteorización está más a-anzada el $ierro se oida formando cristales de goet$ita de B a 4 nm.B5 "stos cristales tienen la misma orientación cristalográfica que el oli-ino.B5 "n esta fase de meteorización parte del magnesio se disue-e de/a el cristal de oli-ino y otra parte pasa a formar parte de esmectita.B5 "s trás estas transformaciones que el oli-ino de/a de considerarse como tal y pasa a ser iddingsita.B5
Venolito con oli-ino parcialmente alterado a iddingsita. 6uando la meteorización f!sica del oli-ino predomina a la qu!mica pueden llegar a formarse arenas negras o -erdes por acumulación de oli-ino. "sto es el caso en algunas playas de las islas de +a$u y =a>aii.B3 "l oli-ino también puede alterarse en presencia de agua mediante un metasomatismo en serpentina, magnesita o talco. La siguientes reacciones qu!micas ilustran dic$as transformaciones)BN B9
La reacción de oli-ino con agua y s!lice puede epresarse simplicadamente como) B9
Granate *mineral+ ;e RiQipedia, la enciclopedia libre *altar a) na-egación, bCsqueda
Gru"o de los granates
8rupo de los granates
General Categoría
inerales nesosilicatos
Clase
9.;.15 '*trunz(
Fórmula uímica
genérica del grupo) '6a,Ae,g,n(4'l,Ae,n,6r ,Ti,?(1'*i+ (4
!ro"iedades físicas Color
?irtualmente todos ecepto azul
#a$a
@lanca
%ustre
?!treo o resinoso
Trans"arencia Transparentes a opacos Sistema cristalino
Hsométrico
,-'ito cristalino
docecaedral romboico o cCbico
.xfoliación
Hndistinto
Fractura
6oncoidala desigual
&ureza
3,5 & <,5 'o$s(
&ensidad
4,B&,4 gOml
(ndice de refracción
B.<1 & B.9
/irrefringenci So a !leocroísmo
So
!ro"iedades ó"ticas
efracción Cnica, a -eces doble
Granates son un grupo de silicatos minerales que $an sido usados desde la edad de bronce como piedra preciosa y abrasi-o.nota B Los granates tienen propiedades f!sicas similares pero composición qu!mica distinta entre s!. Las diferentes especies son piropo, almandino, spessartina, grossularia, u-aro-ita y andradita.
(ndice 0ocultar 2 •
B ropiedades f!sicas o
B.B ropiedades
o
B.1 "structura cristalina
•
1 ?ariedades
•
4 Hmportancia geológica de los granates
•
Kso de los granates
•
5 Sotas
•
3 eferencias
•
< "nlaces eternos
!ro"iedades físicas[editar] !ro"iedades[editar] Las diferentes especies de granates se encuentran en gran -ariedad de colores, incluyendo ro/o, naran/o, amarillo, -erde, azul, pCrpura, café, negro, rosado e incoloro.
Kna muestra de granate color ro/o intenso. Las propiedades de transmisión de luz de los granates $ace que algunos puedan usarse como gemas. Las -ariedades opacas son usadas con propósitos industriales como abrasi-os. "l brillo de los granates puede ser -!treo o resinoso. ;ebido a que la composición qu!mica de los granates -ar!a, los enlaces atómicos en algunas especies son más fuertes que en otras. 6omo resultado, este grupo de minerales presenta un rango de dureza que -a desde 3,5 a <,5 aproimadamente. Las especies más duras, como el almandino, son a menudo utilizadas como abrasi-os.
.structura cristalina[editar]
"structura cristalina de los granates. Los granates son nesosilicatos que tienen una fórmula general X 4Y 1'*i +(4. "l lugar X es usado usualmente por cationes di-alentes como '6a1U, g1U, Ae1U( y el Y por cationes
tri-alentes com 'l4U, Ae4U, 6r 4U( en una estructura octaedralOtetraedral con 0*i+2Z ocupando el tetraedro. 4 Los granates frecuentemente se encuentran cristalizados en dodecaedros, pero también se los encuentra como trapezoedros 'icositetraedro deltoidal(. 6ristalizan en el sistema cCbico, teniendo tres e/es de longitudes iguales y perpendiculares entre s!. Los granates no muestran cli-a/e, por lo que su fractura es siempre irregular.
Nom're
Fórmula
lmandino Ae1U4l1'*i+(4 ndradita 6a4Ae4U1'*i+(4 6alderita nU14AeU41'*i+(4 8oldmanita 6a4?4U1'*i+(4 8rossularia 6a4l1'*i+(4 =enritermierita 6a4n4U1'*i+(1'+=( 6a4l1'*i+('4&('+=( '[ =ibsc$ita .1\B.5( 6a4l1'*i+('4&('+=( '[ Patoita B.5&4( Perimasita 6a47r 1'AeU4+(1'*i+( Pimzeyita 6a47r 1'lU4+(1'*i+( Pnorringita g46r 1'*i+(4
Sistema cristalogr-fico isométrico isométrico isométrico isométrico isométrico tetragonal
!oint grou" m4m m4m m4m m4m m4m Ommm
S"ace grou" Ha4d Ha4d Ha4d Ha4d Ha4d HBOacd
isométrico
m4m
Ha4d
isométrico
m4m
Ha4d
isométrico isométrico isométrico
m4m m4m m4m Om or Ommm m4m m4m m4m m4m m4m m4m m4m m4m
Ha4d Ha4d Ha4d
a/orita
g4'Ae1U*i('*i+(4
tetragonal
enzerita&']( omoiita orimotoita iropo *c$orlomita *pessartina Toturita K-aro-ita
]16ag1'*i+(4 n1U4?4U1'*i+(4 6a4'Ae1UTiU('*i+(4 g4l1'*i+(4 6a4TiU1'Ae4U+(1'*i+( n1U4l1'*i+(4 6a4*n1'Ae4U+(1'*i+( 6a46r 1'*i+(4
isométrico isométrico isométrico isométrico isométrico isométrico isométrico isométrico
HBOa or HBOacd Ha4d Ha4d Ha4d Ha4d Ha4d Ha4d Ha4d Ha4d
0ariedades[editar] ;ebido a su composición qu!mica, se diferencian seis -ariantes comunes de granate. *e trata de)
Nom're del mineral Color iropo de color -ino tinto a ro/o sangre lmandino dorado *pessartina entre ámbar y ladrillo amarillo terroso. ?ariantes) $esonita y 8rosularia tsa-orita
Fórmula uímica g4l10*i+24 Ae4l1'*i+(4 n4l10*i+2 4 6a4l1'*i+(4
K-aro-ita ndradita
de color -erde de color amarillo o azul oscuro
6a46r 10*i+24 6a4Ae1'*i+(4
"stos seis granates puros tienen entre ellos series de solución sólida sustituyendo gradualmente unos metales por otros, lo que produce los numerosos minerales de este grupo, que aparecen con cierta frecuencia en los yacimientos geológicos, como son) 6alderita 8oldmanita =ibsc$ita Pato!ta Pimzeyita Pnorringita
amarillo oscuro o amarillo&ro/izo de color -erde&pardo de un pardo casi incoloro incolora a blanco lec$oso color pardo negrusco -erde azulado pardo amarillento, con una -ariante ro/o a/orita pCrpura orimoto!ta color negro
'n,6a(4'Ae,l(1'*i+(4 6a4'?,l,Ae(1'*i+(4 6a4l10'+=(3&BO'*i+(B.5&1.52 6a4l10'+=(N&3O'*i+(B&B.52 6a4'7r,Ti(10'*i,l,Ae(+24 g46r 10*i+24 g4'Ae,*i,l(10*i+24 6a4'Ti,Ae(10'*i,Ae(+24
Im"ortancia geológica de los granates[editar]
8ranate -ar. espesartina, ciudad de utian, refectura de utian, ro-incia de Au/ian, 6$ina Los granates son minerales cla-es para interpretar la génesis de -arias rocas !gneas y metamórficas mediante la geotermobarometr!a. La difusión de elementos es relati-amente lenta en los granates comparado con muc$os otros minerales, y los granates son también relati-amente resistentes a la alteración. "ntonces, los granates indi-iduales comCnmente preser-an la zonación composicional que es usada para interpretar el tiempo y la temperatura en la que crecieron. Los granos de granate que tienen falta de zonación composicional comCnmente se les interpreta una $omogenización por difusión, lo cual tiene implicaciones en el $istorial de tiempo y temperatura de la roca matriz.
1so de los granates[editar]