SILICATOS MINERALOGÍA M.I.E. ELIA MONICA MORALES ZARATE Guanajuato, Gto. Enero 2012.
SILICATOS
Los silicatos: silicatos: son el grupo químico de minerales más importante. De los conocidos son el 25% y de los más comunes el 40%. Son el grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen más del 75% de la corteza terrestre, Más del 90% de los minerales que forman las rocas son silicatos, compuestos de silicio y oxígeno y uno o más iones metálicos, entre los que destacan aluminio, hierro, magnesio o calcio, además es el grupo de más importancia geológica por ser petrogénicos.
SILICATOS
Los silicatos: silicatos: son el grupo químico de minerales más importante. De los conocidos son el 25% y de los más comunes el 40%. Son el grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen más del 75% de la corteza terrestre, Más del 90% de los minerales que forman las rocas son silicatos, compuestos de silicio y oxígeno y uno o más iones metálicos, entre los que destacan aluminio, hierro, magnesio o calcio, además es el grupo de más importancia geológica por ser petrogénicos.
La unidad fundamental de la estructura de todos los silicatos consta de cuatro iones oxígeno situados en los vértices de un tetraedro regular que rodea al ión silicio. Estructura del ortosilicato, SiO44-; en figura de la derecha se omiten los átomos. Los silicatos forman materiales basados en la repetición de la unidad tetraédrica SiO44-. La unidad SiO44- . Tiene cargas negativas que generalmente son compensadas por la presencia de iones de metales alcalinos o alcalinotérreos, así como de otros metales como el aluminio
Cada ión de O2-, puede unirse a otro ion silicio y entrar en otra agrupación tetraédrica, en la que los grupos tetraédricos por los oxígenos compartidos forman puentes de oxígeno. Este fenómeno se le llama polimerización.
Clasificación de los Silicatos
Neosilicatos: son los silicatos con grupos tetraédricos independientes SiO4. Relación 1:4 Sorosilicatos: son los silicatos con grupos tetraédricos conectados, Si2O7 . Relación 2:7 Ciclosilicatos: son los silicatos con grupos tetraédricos conectados cerrados formando anillos SixO3x. Relación 1:3 Inosilicatos: son los silicatos con grupos tetraédricos que forman cadenas sencillas SiO3 (piroxenos) y cadenas dobles Si4O11 (anfíboles). Filosilicatos: cuando tres de los oxígenos de un tetraedro se comparten entre tetraedros contiguos se forman láminas planas infinitamente extensas de composición unitaria Si2O5 Tectosilicatos: cuando los cuatro oxígenos de un tetraedro son compartidos por tetraedros contiguos se obtiene una red tridimensional de composición unitaria SiO2.
CLASIFICACIÓN
Tectosilicatos: Con tetraedros unidos por sus cuatro vértices a otros tetraedros, produciendo una malla de extensión tridimensional, compleja. La sustitución de silicio por aluminio en algunos tetraedros permite que en la malla se coloquen cationes. Se agrupan en:
Cuarzo Feldespatos k Plagioclasas
-Feldespatoides
Filosilicatos: Con tetraedros unidos por tres vértices a otros, formando una red plana que se extiende en un plano de dimensiones indefinidas. Esta estructura dota a estos silicatos de hábito foliado. Se agrupan en:
Cloritas Micas Talcos Pirofilitas Serpentinas Caolinitas
Inosilicatos: Con grupos de tetraedros unidos en largas cadenas de longitud indefinida. Los más comunes son los que presentan cadenas simples, los llamados piroxenos, mientras que los llamados anfíboles tienen cadenas dobles. Esta estructura dota a estos minerales de hábito fibroso. Se agrupan en:
Piroxenos Anfíboles Piroxenoides
Neosilicatos:
Con tetraedros sueltos, de forma que cada valencia libre del tetraedro queda saturada por un catión distinto del silicio. Sus fórmulas serán (SiO4)4-. Se agrupan en:
Zircones Olivino Granate Polimorfos Al2SiO5
Sorosilicatos:
Con dos tetradros unidos por un vértice para formar un grupo (Si2O7)6-. Se agrupan en:
Epidotas : Hemimorfita Lawsonita Clinozoisita Epidota Allanita
Ciclosilicatos: Con grupos de tres, cuatro o seis tetraedros, unidos en anillo. formados por anillos de tetraedros de [SiO4]4-: [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12-, p.ej. berilo Be3Al2[Si6O18].. Se agrupan en:
Turmalina Berilo Cordieritas Dioptasas
Tectosilicatos. Breve caracterización de los tectosilicatos
Los tectosilicatos presentan tetraedros de SiO4 unidos entre sí compartiendo oxígenos, formando un armazón tridimensional con enlaces fuertes, verificándose relaciones Si/O iguales a 1/2.
Grupo del cuarzo Breve caracterización del grupo: El armazón de SiO2 presenta al menos nueve formas de distribución geométrica correspondientes a nueve polimorfos, cada uno de los cuales tiene su propio grupo espacial, sus dimensiones de celda, su morfología característica y su energía reticular con condiciones de estabilidad propias para cada una de ellas.
La estructura así definida corresponde al cuarzo y es eléctricamente neutra.
Cuarzo
Fórmula química: SiO2 Clase: Silicatos Subclase: Tectosilicatos Grupo: de la sílice Etimología: Deriva del alemán "Quarz" antigua denominación de este mineral. Cristalografía: Sistema y clase: Cuarzo ( ) bajo: Hexagonal 32, Cuarzo ( ) alto: Hexagonal 622 Propiedades físicas: Atendiendo a la diferencia de color se dan las siguientes variedades del cuarzo: Variedades macrocristalinas: Amatista transparente violeta. Citrino o Falso topacio amarillo transparente. Cuarzo ahumado gris o negro. Cuarzo rosado
rosa, rojo o rosáceo.
Cuarzo lechoso blanco opaco. Cristal de roca transparente. Jacinto de Compostela rojo opaco.
Color:
Variedades criptocristalinas o Calcedonias : Agata con bandas paralelas a los bordes de
colores vistosos.
Ónice con las bandas alternantes de colores claros y oscuros. Jaspe opaca de colores vistosos. S í lex opaca de colores claros y oscuros. í lex Xil ó palo madera silicificada. Heliotropo verde con manchas amarillas tambi én llamado Jaspe sangu í neo. í neo.
Raya: Brillo: Dureza: Densidad:
Incolora. Ví treo treo intenso especialmente en cristal de roca, mate en calcedonias. 7
Óptica: Otras:
Débil birrefringencia, polarización rotatoria, uni áxico positivo. Fuertemente piezoeléctrico.
2.65 g/cm3 cuarzo (a) y 2.53 g/cm 3 cuarzo (b)
Química:
Es SiO2 pura con 46.7% de Si y 53.3% de O. El cuarzo presenta dos formas cuarzo estable hasta 573º y cuarzo por encima de la misma. Solamente es atacable por el bórax fundido y ácido clorhídrico.
Forma de presentarse:
En cristales a veces de tamaños considerables, hexagonales, coronados por una pirámide trigonal. Estos cristales se pueden encontrar lo mismo aislados que maclados según tres importantes leyes: Delfinado, Brasil y Japón o en agrupaciones formando drusas o geodas. Suelen presentar los cristales inclusiones de otros minerales, agua o gases. También en granos irregulares o compactos.
Génesis:
El cuarzo es el componente fundamental de muchos tipos de rocas, especialmente de las rocas ígneas ácidas, de ahí que sea tan frecuente y abundante, pero también en rocas sedimentarias y metamórficas por ser al mismo tiempo muy resistente. La calcedonia es hidrotermal de baja temperatura, alrededor de los 120ºC, formándose cerca de la superficie.
Subgrupo de los feldespatos potásicos: Breve caracterización del grupo: Se denominan también feldespatos sódico-potásicos, porque suelen llevar un porcentaje significativo de sodio en su composición. Las variedades de sanidina , ortoclasa y y microclina ricas ricas en sodio se denominan natrosanidina , natronortoclasa y y anortoclasa respectivamente. Los tres minerales principales de este subgrupo tienen la misma composición, pero se caracterizan por una estructura cristalina distinta, debido a las diferente posibles distribuciones del Al por los tetraedros de Si.
Microclina
Fórmula química: KAlSi3O8 Clase: Silicatos Subclase: Tectosilicatos Grupo: Feldespatos Subgrupo: Feldespatos potásicos Deriva de dos palabras griegas que significan "pequeño" Etimología: e "inclinado", en referencia a que su ángulo de exfoliación difiere algo de los 90º. Cristalografía: Sistema y clase: Triclínico l.
Propiedades físicas: Color: Raya: Brillo: Dureza: Densidad: Óptica:
Química:
De blanco a amarillo pálido, rara vez verde gris azulado ( Amazonita ) o rojo. Blanca. Vítreo. 6 a 6.5 2.5 g/cm3 Presenta en nícoles cruzados unas maclas en forma de enrejado muy características.
Contiene 16.93% de K2O, 18.35% de Al2O3 y 64.73% de SiO2.
Forma de presentarse: Muy semejante a la ortoclasa, siendo más frecuente la macla de tipo Manebach que las dos otras leyes. En masas exfoliables y espáticas. Génesis:
En las pegmatitas graníticas, granitos, sienitas, aplitas, pizarras cristalinas etc...
Empleo: Se emplea fundamentalmente en la fabricación de porcelanas. Cuando se calienta a altas temperaturas funde y obra como un cemento. Se emplea para elaborar los esmaltes para pintar sobre porcelanas. Igualmente se emplean en la fabricación de vidrios. La variedad de color verde Amazonita se emplea, una vez pulida, como material de adorno.
Ortoclasa
Fórmula química: KAlSi3O8 Clase: Silicatos Subclase: Tectosilicatos Feldespatos Grupo: Subgrupo: Feldespatos potásicos Etimología: El nombre se refiere a las dos exfoliaciones normales entre sí que posee el mineral, también llamado Ortosa . Cristalografía: Sistema y clase: Monoclínico 2/m.
Propiedades físicas: Color: Raya: Brillo: Dureza: Densidad: Óptica:
Incoloro, blanco, gris, rosa carne; raras veces amarillo o verde. Blanca. Vítreo. 6 a 6.5 2.5 g/cm3 Índices de refracción bajos, menores a los del bálsamo de Canadá. Biáxica negativa y birrefringencia baja.
Química: Contiene 16.93% de K2O, 18.35% de Al2O3 y 64.73% de SiO2. Polimorfo ordenado de baja temperatura del feldespato potásico. Forma de presentarse: En masas espáticas muy exfoliables o en cristales monoclínicos aislados muy frecuentemente maclados con tres tipos de leyes: Carlsbad, Baveno y Manebach. La variedad fuertemente brillante, casi transparente y de gran pureza es la llamada Adularia (en Guanajuato es llamada Valencianita o Chowellia)o Piedra Luna . Génesis:
Como componente principal de las rocas ígneas ácidas.
Empleo: Se emplea fundamentalmente en la fabricación de porcelanas. Cuando se calienta a altas temperaturas funde y obra como un cemento. Se emplea para elaborar los esmaltes para pintar sobre porcelanas. Igualmente se emplean en la fabricación de vidrios.
Sanidina
Fórmula química: (K,Na)AlSi3O8 Clase: Silicatos Tectosilicatos Subclase: Grupo: Feldespatos Subgrupo: Feldespatos potásicos Etimología: Deriva de las palabras griegas "sanis" tableta e "idos" apariencia en alusión a su hábito tabular. Cristalografía: Sistema y clase: Monoclínico 2/m.
Propiedades físicas: Color: Raya: Brillo: Dureza: Densidad: Óptica: Otras:
Incoloro o comúnmente transparente. Blanca. Reluciente. 6 a 6.5 2.5 g/cm3 Índices de refracción bajos, inferiores a los del Bálsamo de Canadá. Biáxica negativa y birrefringencia baja. Maclas de Carlsbad corrientes.
Química: Existe a alta temperatura una solución sólida completa con la Albita . La Sanidina contiene gran proporción de sodio. Forma de presentarse: Forma de alta temperatura, desordenada estructuralmente, muy fracturada y propia de rocas volcánicas. Génesis: La Sanidina es exclusiva de rocas de tipo efusivo, tales como traquitas, riolitas y fonolitas.
Subgrupo de las plagioclasas:
Breve caracterización del grupo:
En griego la palabra "plagiocla" significa: el que se deshace oblicuamente. A diferencia de otros feldespatos, donde el ángulo comprendido entre los planos de crucero (001) y (010) es igual a 90º o se aproxima mucho a ello, en las plagioclasas no llega a 87º.
Albita
Fórmula química: NaAlSi3O8 Clase: Silicatos Subclase: Tectosilicatos Grupo: Feldespatos Subgrupo: Plagioclasas Etimología: Del latín "albus" blanco. Cristalografía: Sistema y clase: Triclínico l.
Propiedades físicas: Color: Raya: Brillo: Dureza: Densidad: Óptica:
Incoloro, blanco, blanco, gris, más raramente verdoso, amarillento y rojo carne. Incolora. Reluciente. 6 a 6.5 2.63 g/cm3 Índices de refracción bajos, birrefringencia débil, ángulo de los ejes ópticos grande. Biáxico positivo.
Química: La albita es el término más sódico de la serie de las plagioclasas, siendo frecuente la mezcla de albita y anortita llamada pertitización. Forma de presentarse: Normalmente en cristales bien conformados, implantados o maclados, de hábito tabular o alargado. La Periclina es una variedad de la albita de color blanco opaco con cristales maclados según la dirección del eje b. También en masas espáticas. Génesis: Mineral esencial en rocas ígneas alcalinas y en lavas feldespáticas Frecuentes en los gneises y pizarras En cristales diseminados sobre calizas magnesianas.
Empleo:
Para cerámica muy fina.
Anortita
Fórmula química: CaAl2Si2O8 Clase: Clase: Silicatos Subclase: Subclase: Tectosilicatos Grupo: Feldespatos Subgrupo: Subgrupo: Plagioclasas Etimología: Etimología: Deriva de la palabra griega "anortos" que quiere decir oblicuo, aludiendo al ángulo oblicuo entre los planos de exfoliación. Cristalografía: Sistema y clase: Triclínico l.
Propiedades físicas: Color: Raya: Brillo: Dureza: Densidad: Óptica:
Incoloro, blanco, gris, más raramente verdoso, amarillento y rojo carne. Incolora. Reluciente. 6 a 6.5 2.76 g/cm3 La diferenciación óptica de los términos de la serie albita - anortita es complicada ópticamente, ópticamente, utilizándose los métodos de Levy o de la doble macla en nícoles cruzados. Índices de refracción bajos, birrefringencia media, ángulo de los ejes ópticos grande.
Química: Según los contenidos de Ca y Na se define una serie albita - oligoclasa andesita - labradorita - bytownita - anortita, de más sódico a más cálcico, cuyo término genérico es el de plagioclasas. Es frecuente la mezcla entre albita y anortita llamada pertitización. . Forma de presentarse: las masas granulares.
Parecido a la albita si bien en la anortita son más frecuentes
Génesis: En rocas muy básicas como gabros olivínicos, noritas, andesitas y basaltos. También en pizarras de metamorfismo de contacto. Empleo:
Para cerámica muy fina.
Grupo de los feldespatoides: Breve caracterización del grupo:
Los feldespatoides son silicatos anhídros, químicamente parecidos a los feldespatos, excepto por su menor contenido en silicio (aproximadamente un tercio menos), formándose a partir de soluciones ricas en álcalis y pobres en sílice. Por consiguiente los feldespatoides nunca podrán aparecer en rocas sobresaturadas en sílice, con cuarzo primario.
Leucita Formula química: KAlSi2O6 Clase: Silicatos Tectosilicatos Subclase: Grupo: Feldespatoides Etimología: Deriva de la palabra griega "leukros" que significa blanco. Cristalografía: Tetragonal 4/m o Sistema y clase: Isométrico 4/m32/m (> 605ºC)
Propiedades físicas:
Color: Raya: Brillo: Dureza: Densidad: Óptica:
Blanco o grisáceo con ligeros tonos amarillentos o rosados. Incolora o blanca. De vítreo a craso. 6 2.5 g/cm3 Uniáxico positivo. Débil birrefringencia.
Química: Contiene 21.5% de K, 23.5% de Al2O3 y el 55% de SiO2. A veces el sodio puede reemplazar a parte del potasio. Atacable por ácido clorhídrico. Forma de presentarse: masa.
En granos o cristales trapezoidales, raras veces en
Génesis: Como producto de la cristalización de magmas pobres en sílice y ricos en potasio. Como elemento esencial de las lavas terciarias y recientes. Empleo:
Ninguno determinado.
Nefelina
Fórmula química: (Na,K)AlSiO4 Clase: Silicatos Subclase: Tectosilicatos Grupo: Feldespatoides Etimología: Deriva de la palabra griega que significa "nube" pues al sumergirse en ácido se vuelve turbia. Cristalografía: Sistema y clase: Hexagonal tetartoédrica (6)
Propiedades físicas:
Color: Raya: Brillo: Dureza: Densidad: Óptica:
Incoloro, blanco o amarillento. En variedad maciza, gris verdoso y rojizo. Blanca Vítreo en los cristales claros a graso en la variedad maciza 5.5 a 6 2.6 g/cm3 Índices bajos, uniáxica negativa, baja birrefringencia
Química: 21.5% de Na2O, 35.8% de Al2O3, 42.4% de SiO2. K sustituye al Na hasta en un 5%. Be en ocasiones sustituye al Al y puede existir Ca. Forma de presentarse: En pequeños granos o microcristales de hábito prismático hexagonal aplastados. En ocasiones como masas traslúcidas. Génesis: En rocas eruptivas ricas en álcalis y pobres en sílice. Fundamentalmente en sienitas nefelínicas. Empleo: Las variedades sin Fe se han empleado en la industria del vidrio. La nefelina procedente de las minas de la península de Kola en Rusia se emplea en industria cerámica, cuero, textil, madera, goma y aceite.
Sodalita
Fórmula química: Na8(AlSiO4)6Cl2 Silicatos Clase: Subclase: Tectosilicatos Grupo: Feldespatoides Etimología: Debido a su contenido en sodio. Cristalografía: Isométrico; 43m Sistema y clase:
Propiedades físicas:
Color: Raya: Brillo: Dureza: Densidad: Óptica:
Azul o gris verdoso, pocas veces rosado. Incoloro. De vítreo a craso. 5.5 a 6. 2.3 g/cm3 Opaco, índice de refracción 1,48 e isótropo.
Química: Teóricamente contiene el 25.6% de Na2O, el 31.6% de Al2O, el 37.2% de SiO2 y el 7.3% de cloro. Parte del sodio puede estar sustituido por potasio. Existen además sodalitas con algo de azufre ( Hackmanita ) o molibdeno ( Molibdosodalita ). Soluble en el ácido clorhídrico. Forma de presentarse: La mayoría de las veces masivo o en granos incluidos. También en nódulos concéntricos parecidos a la calcedonia y, menos frecuente, en cristales romboédricos de color rosado. Génesis: Constituyente de las rocas volcánicas ricas en álcalis y pobres en sílice y de algunas rocas intrusivas tales como sienitas nefelínicas, pudiendo proceder por alteración de la leucita y nefelina. También en calizas metamórficas.
Empleo:
Puede tallarse como material de adorno.
Grupo de las zeolitas: Breve caracterización del grupo:
Las zeolitas están formados por armazones de AlO 4 y SiO4 muy abiertos, con grandes espacios de interconexión o canales. Dichos canales retienen iones de Na, Ca o K así como moléculas de agua ligadas por enlaces de hidrógeno a los cationes de la estructura. Esta estructura justifica la capacidad que tienen las zeolitas de desprender agua de manera continua a medida que se les calienta y a temperaturas relativamente bajas, dejando intacta la estructura del mineral. Por otra parte la zeolita deshidratada puede rehidratarse fácilmente simplemente sumergiéndola en agua. Por estas propiedades los de este grupo suelen emplearse como desecantes en la eliminación de agua en hidrocarburos.
La clinoptilolita, como otras zeolitas, tiene una estructura similar a una jaula, consistiendo en tetraedros de SiO4 y AlO4 unidos por átomos de oxígeno compartidos. Las cargas negativas de las unidades de AlO4 se equilibran con la presencia de cationes intercambiables, notablemente calcio, magnesio, sodio, potasio y hierro. Estos iones pueden ser desplazados por otras sustancias, por ejemplo metales pesados e iones de amoníaco. Este fenómeno se le conoce como intercambio catiónico, y es esta capacidad de la clinoptilolita lo que le da las útiles propiedades. La clinoptilolita se conoce también como adsorbente de ciertos gases, como el sulfito de hidrógeno y el dióxido de azufre.
