Tema 11: Silicatos II

FILOSILICATOS

Todos los miembros de este grupo tienen hábito hojoso o escamoso y una dirección de exfoliación dominante. Por lo general blandos, de G relativamente bajos y las laminas de exfoliación pueden ser flexibles e incluso elásticas. Todas estas propiedades derivan de la disposición en capas de los tetraedros de SiO4, de extensión en teoría indefinida. La mayor parte de los filosilicatos llevan iones OH localizándose estos en el centro de los anillos senarios de los tetraedros . el tamaño del triangulo entre 2 O y un grupo OH es aproximadamente el mismo (pero no igual), a la cara triangular de un octaedro de fórmula general XOH6, en donde la X puede ser Mg+2 o Al+3. Esto significa que es posible enlazar una red de O apicales de los tetraedros de sílice y de grupos OH, mediante octaedros regulares inclinados sobre uno de sus lados como por ejemplo el Mg+2 o Fe+2; o Al+3 o Fe+3. Cuando los cationes son divalentes todos los tetraedros tienen su parte central ocupada por cationes (estructura trioctaédrica). Si los cationes son trivalentes hay un exceso de carga, de manera que para compensarla uno de cada 3 tetraedros tiene que estar vacío (estructura dioctaédrica). En el subgrupo de las micas además algunos átomos de silicio de las capas tetraédricas pueden ser sustituidos por Al. La descompensación de cargas hace que los enlaces entre las capas tetraédricas adyacentes no se realice por enlaces débiles (de Van der Waals), si no que se intercalan cationes como por ejemplo: K+, Na+ o Ca+2, para compensar la carga perdida por el átomo de silicio. La estructura resultante es entonces más sólida. En función de su estructura y propiedades físicas dentro de los filosilicatos se diferencian los siguientes grupos:

GRUPO DE LA SERPENTINA

Serpentina:

Es monoclínica.

GRUPO DE LOS MINERALES ARCILLOSOS

Se diferencian 2 subgrupos: subgrupo de las arcillas y subgrupo del talco

Subgrupo de las arcillas

La palabra arcilla se usa con referencia a un material de grano muy fino, terroso y que se hace plástico al mezclarse con agua y cuyo tamaño de grano es menor de 2 micras. Aunque puede estar formada por un único mineral, frecuentemente esta formada por varios de ellos mezclados. Dentro del grupo de las arcillas se diferencian 2 tipos:

1.- Arcillas blancas: formadas principalmente por la caolínita y sus polimorfos(dickita y nacrita).

Caolinita:

Triclínica..

2.- Arcillas s.s (en sentido estricto): Son la Illita y la Montmorillonita

Subgrupo del Talco

Talco:

Monoclínico

GRUPO DE LAS MICAS

La aparición de ciertos cationes es debido a una composición de cargas, ya que en este grupo el átomo de Si es tetravalente y que ocupa la posición central de los tetraedros de Si y O; puede ser sustituido por Al+3. La perdida de un protón es compensada por la aparición de cationes entre las capas de tetraedros, lo que origina que la estructura general de las micas sea más sólida y el tamaño de sus cristales sea mayor que en el resto del grupo de los filosilicatos. Dentro de este grupo:

Moscovita:

Monoclínica

Biotita:

Monoclínica

Lepidolita

Monoclínica.

GRUPO DE LA CLORITA

Clorita:

Monoclínica.

INOSILICATOS

En este tipo de silicatos los tetraedros SiO4 están unidos formando cadenas al compartir cada tetraedro 2 o 3 O con los tetraedros adyacentes. Pueden ser cadenas sencillas (piroxenos), o bien cadenas dobles(anfíboles). En la estructura de las cadenas sencillas 2 de los 4 O de cada tetraedro de SiO4 son compartidos por los tetraedros vecinos, teniendo una relación Si:O de 1:3. En la estructura de los inosilicatos de cadena doble la mitad de los tetraedros comparten 3 O y la otra mitad sólo 2, con lo cual la relación Si:O es de 4:11. Entre los piroxenos y los anfíboles existe similitud en la cristalografía, en las propiedades físicas y en las químicas. Aunque la mayor parte en ambos grupos son monoclínicos(clinopiroxenos y clinoanfiboles), ambos grupos tienen miembros rómbicos(ortopiroxenos y ortoanfiboles). Los mismos cationes se presentan en ambos grupos, pero los anfíboles están caracterizados por la presencia de grupos OH, lo que no sucede en los piroxenos. Aunque el color, el brillo y la H son parecidos, el G es más bajo en los anfíboles debido precisamente a los grupos OH. Los piroxenos se suelen presentar cristalizados en prismas gruesos equidimensionales. Mientras que los anfíboles tienden a mostrar cristales alargados y con hábitos aciculares. Los piroxenos cristalizan a T más elevadas, sin embargo si esta presente el agua el piroxeno formado puede reaccionar con el liquido residual a T más bajas y formar así un anfíbol. En condiciones metamórficas de alto grado los anfíboles reaccionan entre sí formando piroxenos, mientras que en condiciones de metamorfismo retrogrado los piroxenos dan lugar a anfíboles. Ambos tienen 2 sistemas de exfoliación paralelos al eje c(máximo alargamiento del mineral), pero que forman entre sí diferentes ángulos( el ángulo entre las 2 exfoliaciones sólo se puede apreciar en secciones perpendiculares al eje c). En los piroxenos las exfoliaciones forman aproximadamente 90º, mientras que en los anfíboles son de 120º.

Dentro de los piroxenos se diferencian 2 grupos:

ORTOPIROXENOS

Grupo de la Enstalita y de la Hiperstena:

Rómbicos

CLINOPIROXENOS

Grupo del Diopsido y la Hedembergita:

Monoclínicos.

Augita:

Dentro de los anfíboles se diferencian :

ORTOANFÍBOLES (RÓMBICOS)

Antofilita Rómbica

CICLOANFIBOLES (MONOCLINICOS)

Cumingstonita y Grunerita

CALCICOS

Actinolita y Tremolita

Monoclínicos.

Hornblenda:

Monoclínica.

SODICOS:

Monoclínicos.

PIROXENOIDES DE METAMORFISMO

Formados por la Wollastonita y la Rodonita. Ambos son triclínicos.

TECTOSILICATOS

Aproximadamente el 64% de la corteza terrestre esta constituida por tectosilicatos. Son los silicatos más frecuentes. Están formados por una estructura tridimensional de tetraedros de SiO4 enlazadas entre si y compartiendo átomos de O, dando lugar a una estructura con fuertes enlaces en la que la relación Si:O es de 1:2. Dentro de este grupo de silicatos quedan incluidos los siguientes grupos de minerales:

Grupo SiO2:

A)SiO2 (sílice anhidra): cuarzo y sus variedades; tridimita y cristobalita( polimorfos de alta T y bajas P); coesita; stishonito.

B)SiO2·nH2O (sílice con agua): ópalo (amorfo y de origen sedimentario).

Grupo de los feldespatos:

A)serie de los feldespatos potásicos (KalSi3O8). Ortosa, sanidina.

B) serie de las plagioclasas. Albita NaAlSi3O8; Anortita CaAl2SiO8.

Grupo de los feldespatoides: leucita (tetragonal)- KalSi2O6 y nefelina (hexagonal) (K,Na)AlSiO4; ígneas.

- Grupo de las zeolitas. Ricas en Al e ígneas

- Grupo de las escapolitas. Minerales exclusivamente metamórficos.

Grupo de la Sílice

Esta formado casi exclusivamente por tetraedros de sílice sin cationes intersticiales. Lo constituyen básicamente 6 polimorfos, en realidad son 9 pero sólo veremos los más importantes. Cada uno de ellos tiene su grupo espacial y su estructura característica

Calcedonia: hexagonal

Pedernal o sílex: hexagonal

Jaspe o jaspilita: hexagonal

Grupo de los feldespatos:

Estructura semejante a la de los polimorfos de la sílice, es decir consta de una red tridimensional infinita de tetraedros de SiO2, así como de tetraedros de AlO4. La estructura de los feldespatos puede considerarse como derivados de la sílice, por la incorporación de Al+3 en la red tetraédrica, con la consiguiente incorporación de Na+, K+ o Ca+2 como compensación de cargas.

Serie de los feldespatos potásicos :

Ortosa

Monoclínica

Serie de las plagioclasas:

Plagioclasas. feldespatos cálcico-sódicos:

Triclínicas.

Grupo de los feldespatoides

Son silicatos estructuralmente semejantes a los feldespatos pero con altos contenidos en Al+3..

Leucita

Tetragonal < 605 ºC, cúbica > 605 ºC

Nefelina

Hexagonal.

Grupo de las zeolitas

Su estructura es semejante a la del resto de tectosilicatos, solo que en este caso la mayoría de los tetraedros de SiO4 esta sustituido por Al+3 formando una estructura tridimensional de tetraedros de SiO4 y AlO4 con grandes huecos. Estos huecos permiten que cationes o agua se alojen en estos espacios. Las moléculas de agua están débilmente ligadas por enlaces de H a los átomos aniónicos de la estructura, de manera que este agua por calentamiento se desprende fácilmente, sin destrucción de la estructura de las zeolitas, y sin modificaciones físicas de sus propiedades.

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