Cristalografia

Métodos de Estudios de Asociaciones Minerales

Cristaloquímica y Mineralogía de Silicatos

1. Introducción
Minerales pertenecientes a la Clase VIII (Struntz, Dana) Formados esencialmente por grupos tetraédricos

[SiO4]4-

Introducción
Características físicas:
• Brillo no metálico • Raya blanca • Dureza elevada

Introducción
Generalidades
• • • • Grupo mineral con más especies(~25%) Constituyen el 92% de la corteza terrestre Componentes mayoritarios de los suelos Interés industrial: a. Cerámica y vidrio (arcillas, cuarzo, nefelina, feldespatos, talco) b. Refractarios (asbestos, aluminosilicatos) c. Abrasivos (cuarzo, granates, wollastonita) d. Absorbentes y filtrantes (zeolitas, arcillas) e. Electrónica (micas, cuarzo, turmalina)

2. Estructura general
• La unidadestructural de los silicatos es el grupo tetraédrico [SiO4]4• El enlace [Si4+]-[O2-] es muy fuerte (50% iónico, 50% covalente) • Los tetraedros pueden “polimerizarse” (unirse por uno o más O en común): • Dos tetraedros consecutivos solo pueden compartir un O • Así se construyen estructuras de silicatos todas las

• Conociendo la estructura se deducen muchas propiedades físicas

Estructurageneral
• Las cargas negativas se compensan compartiendo O y con la entrada de cationes • La coordinación de los cationes con el O depende del radio iónico:
Catión
Si4+ Al3+ Ti4+ Fe3+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ Ca2+ Na+ K+

Radio iónico (Å)
0.26 0.39/0.54 0.61 0.65 0.72 0.78 0.83 1.00/1.12 1.02/1.18 1.51/1.64

No. de coordinación
4 4/6

6

6/8 6/8 8/12

Estructura general
• El Al3+ puedeoctaédricas ocupar posiciones tetraédricas y • En la mayoría de silicatos hay sustituciones iónicas; forman soluciones sólidas completas o parciales:

XaYb(ZcOd)We
X = K, Na, Ca n.c. elevado Y = Mg, Fe, Mn, Ti, Al coordinación octaédrica (n.c. 6) Z = Si, Al coordinación tetraédrica (n.c.4) W = F-, Cl-, OH-

3. Clasificación de los silicatos
• Se clasifican en 6 subclases en función de los posiblesarreglos de los tetraedros [SiO4]41) Nesosilicatos
3 5 1 2 4

2) Sorosilicatos 3) Ciclosilicatos 4) Inosilicatos 5) Filosilicatos 6) Tectosilicatos Otros: a. Silicatos no clasificados b. Germanatos

4 6

3.1. Nesosilicatos (ortosilicatos)
• Tetraedros unidos con enlaces iónicos de cationes intersticiales • Relación Si:O [SiO4]4- (o 1:5) = 1:4

• Empaquetamiento denso: densidad y durezaelevadas • Hábito equidimensional • No exfoliación • Poca sustitución de Al3+ en los tetraedros

[SiO4]4-

1) Grupo del olivino

A2+(SiO4)
A: Fe, Mg, Mn, Ni, Ca • Forsterita (Mg) • Fayalita (Fe) • Tefroíta (Mn)

M1 y M2 octaedros: M1: distorsionado M2: regular Mg, Fe: en M1 y M2 Ca: solo en M2

Grupo del olivino

Grupo del olivino

Principales grupos de nesosilicatos
2) Grupo delos granates

A2+3B3+2(SiO4)3
A: divalente, n.c. 8 B: trivalente, n.c. 6 • Series: PIRALSPITA Piropo Mg-Al Almandino Fe2+-Al Espesartina Mn2+-Al • Otros: Goldmanita (V3+) UGRANDITA Uvarovita Ca-Cr3+ Grosularia Ca-Al Andradita Ca-Fe3+

Grupo de los granates

A: divalente B: trivalente

Grupo de los granates
• Sistema cúbico • Hidrotermal, magmático, metamórfico

d) dodecaedro n)trapezoedro s) hexaquisoctaedro

Grupo de los granates
• Extensión de las soluciones sólidas

Principales grupos de nesosilicatos
3) Grupo de los aluminosilicatos

Al2SiO5
• En rocas metamórficas alumínicas • Tres polimorfos: Sillimanita Andalucita Cianita

3.2. Sorosilicatos (disilicatos)
• Grupos tetraédricos tetraedros aislados) • Pocas especies minerales dobles (a veces incluyen

•Relación Si:O = 2:7 [Si2O7]6-

[Si2O7]6-

Principales grupos de sorosilicatos
1) Grupo de la epidota

A2B3O(SiO4)(Si2O7)(OH)
A: Ca, REE B: Fe, Mg, Al, Mn N.C.: A = 8 ; B = 6
• Monoclínico • Metamorfismo, skarns

• Especies principales: Clinozoisita Ca-Al Epidota Ca-(Al,Fe) Allanita (Ca,Ce)-(Al,Fe)

Grupo de la epidota
A2B3O(SiO4)(Si2O7)(OH)

3.3. Ciclosilicatos
• Formados...