Silicato (mineral)

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Silicato de cobre en Chrysocolla
Silicato de cobre de Chrysocolla

Los minerales de silicato son minerales formadores de rocas formados por grupos de silicato. Son la clase de minerales más grande e importante y constituyen aproximadamente el 90 por ciento de la corteza terrestre.

En mineralogía, la sílice (dióxido de silicio) SiO 2 generalmente se considera un mineral de silicato. La sílice se encuentra en la naturaleza como el mineral cuarzo y sus polimorfos.

En la Tierra, se presenta una amplia variedad de minerales de silicato en una gama aún más amplia de combinaciones como resultado de los procesos que han estado formando y reelaborando la corteza durante miles de millones de años. Estos procesos incluyen fusión parcial, cristalización, fraccionamiento, metamorfismo, meteorización y diagénesis.

Los organismos vivos también contribuyen a este ciclo geológico. Por ejemplo, un tipo de plancton conocido como diatomeas construye sus exoesqueletos ("frústulas") a partir de sílice extraído del agua de mar. Las frústulas de las diatomeas muertas son un componente importante de los sedimentos oceánicos profundos y de la tierra de diatomeas.

Estructura general

Un mineral de silicato es generalmente un compuesto iónico cuyos aniones consisten predominantemente en átomos de silicio y oxígeno.

En la mayoría de los minerales de la corteza terrestre, cada átomo de silicio es el centro de un tetraedro ideal de silicio-oxígeno. Dos tetraedros adyacentes pueden compartir un vértice, lo que significa que el átomo de oxígeno es un puente que conecta los dos átomos de silicio. Un vértice no apareado representa un átomo de oxígeno ionizado, unido covalentemente a un solo átomo de silicio, que aporta una unidad de carga negativa al anión.

Algunos centros de silicio pueden ser reemplazados por átomos de otros elementos, aún unidos a las esquinas de oxígeno de las cuatro esquinas. Si el átomo sustituido normalmente no es tetravalente, por lo general aporta una carga adicional al anión, que luego requiere cationes adicionales. Por ejemplo, en el mineral ortoclasa [ KAlSi3O8]n, el anión es una red tridimensional de tetraedros en los que se comparten todos los rincones de oxígeno. Si todos los tetraedros tuvieran centros de silicio, el anión sería solo sílice neutra [ SiO2]n. El reemplazo de uno de cada cuatro átomos de silicio por un átomo de aluminio da como resultado el anión [ AlSi3O8]n, cuya carga es neutralizada por los cationes potasio K.

Estructura silicato
La bola gris representa el átomo de silicio y las bolas rojas son los átomos de oxígeno
Base de los silicatos
Esquema del tetraedro [SiO4]4− base de los silicatos

Grupos principales

En mineralogía, los minerales de silicato se clasifican en siete grandes grupos según la estructura de su anión de silicato:

grupo principalEstructuraFórmula químicaEjemplo
Nesosilicatostetraedros de silicio aislados[ SiO4 ]olivino, granate, circón...
Sorosilicatostetraedros dobles[si 2 o 7 ]epidota, grupo melilita
ciclosilicatosanillos[Si n O 3 n ]grupo berilo, grupo turmalina
Inosilicatoscadena única[Si n O 3 n ]grupo piroxeno
Inosilicatosdoble cadena[Si 4 n O 11 n ]grupo anfíbol
Filosilicatoshojas[Si 2 n O 5 n ]micas y arcillas
tectosilicatosmarco 3D[Al x Si y O (2 x +2 y) ]cuarzo, feldespatos, zeolitas

Tenga en cuenta que los tectosilicatos solo pueden tener cationes adicionales si parte del silicio se reemplaza por un átomo de menor valencia, como el aluminio. La sustitución de Al por Si es común.

Nesosilicatos u ortosilicatos

Los nesosilicatos (del griego νῆσος nēsos 'isla'), u ortosilicatos, tienen el ion ortosilicato, que constituyen tetraedros aislados (insulares) [SiO 4 ] que están conectados solo por cationes intersticiales. La clasificación de Nickel-Strunz es 09.A; los ejemplos incluyen:

  • grupo fenaquita
    • Fenakita – Be 2 SiO 4
    • Willemita – Zn 2 SiO 4
  • grupo olivino
    • Forsterita – Mg 2 SiO 4
    • Fayalita – Fe 2 SiO 4
    • Tefroita – Mn 2 SiO 4
  • grupo granate
    • Piropo – Mg 3 Al 2 (SiO 4) 3
    • Almandino – Fe 3 Al 2 (SiO 4) 3
    • Espesartina – Mn 3 Al 2 (SiO 4) 3
    • Grosularia – Ca 3 Al 2 (SiO 4) 3
    • Andradita – Ca 3 Fe 2 (SiO 4) 3
    • Uvarovita – Ca 3 Cr 2 (SiO 4) 3
    • Hidrogrossular – Ca
      3Alabama
      2Si
      2O
      8(SiO
      4)
      3 metros(OH)
      4 metros
  • grupo de circón
    • Circón – ZrSiO 4
    • Torita – (Th,U)SiO 4
    • Hafnon – (Hf, Zr) SiO 4
  • Grupo Al 2 SiO 5
    • Andalucita – Al 2 SiO 5
    • Cianita – Al 2 SiO 5
    • Silimanita – Al 2 SiO 5
    • Dumortierita – Al
      6.5–7BO
      3(SiO
      4)
      3(OH)
      3
    • Topacio – Al 2 SiO 4 (F,OH) 2
    • Estaurolita – Fe 2 Al 9 (SiO 4) 4 (O,OH) 2
  • Grupo humita – (Mg,Fe) 7 (SiO 4) 3 (F,OH) 2
    • Norbergita – Mg 3 (SiO 4)(F,OH) 2
    • Condrodita – Mg 5 (SiO 4) 2 (F,OH) 2
    • Humita – Mg 7 (SiO 4) 3 (F,OH) 2
    • Clinohumita – Mg 9 (SiO 4) 4 (F,OH) 2
  • Datolita – CaBSiO 4 (OH)
  • Titanita – CaTiSiO 5
  • Cloritoide – (Fe,Mg,Mn) 2 Al 4 Si 2 O 10 (OH) 4
  • Mullita (también conocida como Porcelainita) – Al 6 Si 2 O 13

Sorosilicatos

Los sorosilicatos (del griego σωρός sōros 'montón, montículo') tienen aniones de pirosilicato aislados Si
2O
7, que consta de tetraedros dobles con un vértice de oxígeno compartido: una relación silicio:oxígeno de 2:7. La clasificación de Nickel-Strunz es 09.B. Ejemplos incluyen:

  • Hemimorfita (calamina) – Zn 4 (Si 2 O 7)(OH) 2 ·H 2 O
  • Lawsonita – CaAl 2 (Si 2 O 7)(OH) 2 ·H 2 O
  • Axinita – (Ca,Fe,Mn) 3 Al 2 (BO 3)(Si 4 O 12)(OH)
  • Ilvaita – CaFe 2 Fe O(Si 2 O 7)(OH)
  • Grupo epidota (tiene ambos grupos (SiO 4) y (Si 2 O 7) }
    • Epidota – Ca 2 (Al,Fe) 3 O(SiO 4)(Si 2 O 7)(OH)
    • Zoisita – Ca 2 Al 3 O(SiO 4)(Si 2 O 7)(OH)
      • Tanzanita – Ca 2 Al 3 O (SiO 4)(Si 2 O 7)(OH)
    • Clinozoisita – Ca 2 Al 3 O(SiO 4)(Si 2 O 7)(OH)
    • Allanita – Ca(Ce,La,Y,Ca)Al 2 (Fe,Fe)O(SiO 4)(Si 2 O 7)(OH)
    • Dollaseita-(Ce) – CaCeMg 2 AlSi 3 O 11 F(OH)
  • Vesuvianita (idocrasa) – Ca 10 (Mg,Fe) 2 Al 4 (SiO 4) 5 (Si 2 O 7) 2 (OH) 4

Ciclosilicatos

Los ciclosilicatos (del griego κύκλος kýklos 'círculo'), o silicatos de anillo, tienen tres o más tetraedros unidos en un anillo. La fórmula general es (Si x O 3 x), donde uno o más átomos de silicio pueden ser reemplazados por otro(s) átomo(s) coordinado(s). La relación silicio:oxígeno es 1:3. Los anillos dobles tienen la fórmula (Si 2 x O 5 x) o una proporción de 2:5. La clasificación de Nickel-Strunz es 09.C. Los posibles tamaños de anillo incluyen:

  • 6 unidades [Si 6 O 18 ], berilo (rojo: Si, azul: O)
  • 3 unidades [Si 3 O 9 ], benitoita
  • 4 unidades [Si 4 O 12 ], papagoita
  • 9 unidades [Si 9 O 27 ], eudialito
  • 6 unidades, doble anillo [Si 6 O 15 ], milarita

Algunos ejemplos de minerales son:

  • anillo simple de 3 miembros
    • Benitoita – BaTi(Si 3 O 9)
  • anillo simple de 4 miembros
    • Papagoita – CaCuAlSi
      2O
      6(OH)
      3.
  • anillo único de 6 miembros
    • Berilo – Be 3 Al 2 (Si 6 O 18)
    • Bazzita – Be 3 Sc 2 (Si 6 O 18)
    • Sugilita – KNa 2 (Fe,Mn,Al) 2 Li 3 Si 12 O 30
    • Turmalina – (Na, Ca)(Al, Li, Mg)
      3–(Al,Fe,Mn)
      6(Si
      6O
      18)(BO
      3)
      3(OH)
      4
    • Pezzottaita – Cs(Be 2 Li)Al 2 Si 6 O 18
    • Osumilita – (K,Na)(Fe,Mg) 2 (Al,Fe) 3 (Si,Al) 12 O 30
    • Cordierita – (Mg,Fe) 2 Al 4 Si 5 O 18
    • Sekaninaita – (Fe, Mg) 2 Al 4 Si 5 O 18
  • anillo único de 9 miembros
    • Eudialita – Na
      15California
      6(Fe, manganeso)
      3Zr
      3SiO(O,OH,H
      2O)
      3(Si
      3O
      9)
      2(Si
      9O
      27)
      2(OH, Cl)
      2
  • anillo doble de 6 miembros
    • Milarita – K 2 Ca 4 Al 2 Be 4 (Si 24 O 60)H 2 O

Tenga en cuenta que el anillo en la axinita contiene dos tetraedros B y cuatro Si y está muy distorsionado en comparación con los otros ciclosilicatos del anillo de 6 miembros.

Inosilicatos

Los inosilicatos (del griego ἴς es [genitivo: ἰνός inos ] 'fibra'), o silicatos de cadena, tienen cadenas entrelazadas de tetraedros de silicato con SiO 3, proporción 1:3, para cadenas simples o Si 4 O 11, proporción 4:11, para cadenas dobles. La clasificación de Nickel-Strunz es 09.D; los ejemplos incluyen:

Inosilicatos de cadena sencilla

  • grupo piroxeno
    • Enstatita - serie ortoferrosilita
      • Enstatita – MgSiO 3
      • Ferrosilita – FeSiO 3
    • Pigeonita – Ca 0,25 (Mg,Fe) 1,75 Si 2 O 6
    • Diópsido - serie hedenbergita
      • Diópsido – CaMgSi 2 O 6
      • Hedenbergita – CaFeSi 2 O 6
      • Augita – (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al) 2 O 6
    • Serie de piroxeno de sodio
      • Jadeíta – NaAlSi 2 O 6
      • Aegirina (o acmita) – NaFe Si 2 O 6
    • Espodumeno – LiAlSi 2 O 6
    • Piroxferroita - (Fe,Ca)SiO 3
  • grupo piroxenoide
    • Wollastonita – CaSiO 3
    • Rodonita – MnSiO 3
    • Pectolita – NaCa 2 (Si 3 O 8)(OH)

Inosilicatos de doble cadena

  • grupo anfíbol
    • Antofilita – (Mg,Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2
    • serie cummingtonita
      • Cummingtonita – Fe 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2
      • Grunerita – Fe 7 Si 8 O 22 (OH) 2
    • serie tremolita
      • Tremolita – Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2
      • Actinolita – Ca 2 (Mg,Fe) 5 Si 8 O 22 (OH) 2
    • Hornblenda – (Ca,Na)
      2–3(Mg, Fe, Al)
      5Si
      6(Al,Si)
      2O
      22(OH)
      2
    • grupo anfíbol de sodio
      • Glaucofano – Na 2 Mg 3 Al 2 Si 8 O 22 (OH) 2
      • Riebeckita (amianto) – Na 2 Fe 3 Fe 2 Si 8 O 22 (OH) 2
      • Arfvedsonita – Na 3 (Fe,Mg) 4 FeSi 8 O 22 (OH) 2
  • Inosilicato, familia de los piroxenos, con cadena simple biperiódica (Si 2 O 6), diópsido
  • Inosilicato, clinoanfíbol, con 2 cadenas dobles periódicas (Si 4 O 11), tremolita
  • Inosilicato, cadena única tri-periódica no ramificada de wollastonita
  • Inosilicato con cadena simple periódica 5, rodonita
  • Inosilicato con cadena periódica 8 ramificada cíclica, pelyita

Filosilicatos

Los filosilicatos (del griego φύλλον phýllon 'hoja'), o silicatos laminares, forman láminas paralelas de tetraedros de silicato con Si 2 O 5 o una proporción de 2:5. La clasificación de Nickel-Strunz es 09.E. Todos los minerales de filosilicato están hidratados, ya sea con agua o con grupos hidroxilo unidos.

Ejemplos incluyen:

  • subgrupo serpentino
    • Antigorita – Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
    • Crisotilo – Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
    • Lizardita – Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
  • grupo de minerales arcillosos
    • 1:1 minerales arcillosos (TO)
      • Halloysita – Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
      • Caolinita – Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
    • 2:1 minerales arcillosos (TOT)
      • Pirofilita – Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2
      • Talco – Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2
      • Illita – (K,H 3 O)(Al,Mg,Fe) 2 (Si,Al) 4 O 10 [(OH) 2,(H 2 O)]
      • Montmorillonita (esmectita) – (Na,Ca) 0,33 (Al,Mg) 2 Si 4 O 10 (OH) 2 · n H 2 O
      • Clorito – (Mg,Fe) 3 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 2 ·(Mg,Fe) 3 (OH) 6
      • Vermiculita – (Mg,Fe,Al) 3 (Al,Si) 4 O 10 (OH) 2 ·4H 2 O
    • Otros minerales arcillosos
      • Sepiolita – Mg 4 Si 6 O 15 (OH) 2 ·6H 2 O
      • Palygorskita (o atapulgita) – (Mg,Al)2Si4O10(OH)*4(H2O)}}
  • grupo de micas
    • Biotita – K(Mg,Fe) 3 (AlSi 3)O 10 (OH) 2
    • Fucsita – K(Al,Cr) 2 (AlSi 3)O 10 (OH) 2
    • Moscovita – KAl 2 (AlSi 3)O 10 (OH) 2
    • Flogopita – KMg 3 (AlSi 3)O 10 (OH) 2
    • Lepidolita – K(Li,Al)
      2–3(Al Si
      3)O
      10(OH)
      2
    • Margarita – CaAl 2 (Al 2 Si 2)O 10 (OH) 2
    • Glauconita – (K,Na)(Al,Mg,Fe) 2 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 2
  • Filosilicato, grupo de mica, moscovita (rojo: Si, azul: O)
  • Filosilicato, red única de tetraedros con anillos de 4 miembros, serie apofilita-(KF)-apofilita-(KOH)
  • Filosilicato, redes tetraédricas individuales de anillos de 6 miembros, serie pirosmalita-(Fe)-pirosmalita-(Mn)
  • Filosilicato, redes tetraédricas simples de anillos de 6 miembros, zeofilita
  • Filosilicato, redes dobles con anillos de 4 y 6 miembros, carletonita

Tectosilicatos

Cristal de cuarzo, un tipo de silicato, específicamente un tectosilicato
Cristal de cuarzo, un tipo de silicato, específicamente un tectosilicato

Los tectosilicatos, o "estructura de silicatos", tienen una estructura tridimensional de tetraedros de silicato con SiO 2 en una proporción de 1:2. Este grupo comprende casi el 75% de la corteza terrestre. Los tectosilicatos, con excepción del grupo del cuarzo, son aluminosilicatos. Las clasificaciones de Nickel-Strunz son 09.F y 09.G, 04.DA (familia de cuarzo/sílice). Ejemplos incluyen:

  • 3D-Silicatos, familia del cuarzo
    • Cuarzo – SiO2
    • Tridimita – SiO 2
    • Cristobalita - SiO 2
    • Coesita – SiO 2
    • Stishovita - SiO 2
    • Moganita – SiO 2
    • Calcedonia – SiO 2
  • Tectosilicatos, grupo feldespato
    • Feldespatos alcalinos (feldespatos de potasio)
      • Microclina – KAlSi 3 O 8
      • Ortoclasa – KAlSi 3 O 8
      • Anortoclasa – (Na,K)AlSi 3 O 8
      • Sanidina – KAlSi 3 O 8
    • Feldespatos de plagioclasa
      • Albita – NaAlSi 3 O 8
      • Oligoclasa – (Na,Ca)(Si,Al) 4 O 8 (Na:Ca 4:1)
      • Andesina – (Na,Ca)(Si,Al) 4 O 8 (Na:Ca 3:2)
      • Labradorita – (Ca,Na)(Si,Al) 4 O 8 (Na:Ca 2:3)
      • Bytownita – (Ca,Na)(Si,Al) 4 O 8 (Na:Ca 1:4)
      • Anortita – CaAl 2 Si 2 O 8
  • Tectosilicatos, familia de los feldespatoides
    • Nosean – Na 8 Al 6 Si 6 O 24 (SO 4)
    • Cancrinita – Na 6 Ca 2 (CO 3,Al 6 Si 6 O 24) · 2 H 2 O
    • Leucita – KAlSi 2 O 6
    • Nefelina – (Na,K)AlSiO 4
    • Sodalita – Na 8 (AlSiO 4) 6 Cl 2
    • Hauyne – (Na,Ca)
      4–8Alabama
      6Si
      6(O, S) 24 (SO
      4,Cl)
      1–2
      • Lazurita – (Na,Ca) 8 (AlSiO 4) 6 (SO 4,S,Cl) 2
  • Tectosilicatos, grupo escapolita
    • Marialita – Na 4 (AlSi 3 O 8) 3 (Cl 2,CO 3,SO 4)
    • Meionita – Ca 4 (Al 2 Si 2 O 8) 3 (Cl 2 CO 3,SO 4)
  • Tectosilicatos, familia de las zeolitas
    • Natrolita – Na 2 Al 2 Si 3 O 10 ·2H 2 O
    • Erionita – (Na 2,K 2,Ca) 2 Al 4 Si 14 O 36 ·15H 2 O
    • Cabazita – CaAl 2 Si 4 O 12 ·6H 2 O
    • Heulandita – CaAl 2 Si 7 O 18 ·6H 2 O
    • Estilbita – NaCa 2 Al 5 Si 13 O 36 ·17H 2 O
    • Escolecita – CaAl 2 Si 3 O 10 ·3H 2 O
    • Mordenita – (Ca,Na 2,K 2)Al 2 Si 10 O 24 ·7H 2 O
    • Analcima – NaAlSi 2 O 6 ·H 2 O

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