Os silicatos:os minerais formadores de rochas

Transcrição

1 Os silicatos:os minerais formadores de rochas

2 Os minerais formadores rochas: os silicatos de Óxidos MINERAIS: clases Sulfuros MINERAIS FILONIANOS Carbonatos.. Silicatos MINERAIS PETROXENÉTICOS Pirita e outros MINERAIS ACCESORIOS

3 CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN Ata o século XVIII Na actualidade Cristalográficos Propiedades físicas Catión máis importante: Fe, Cu, Pb...Xeoloxía de xacementos Grupo aniónico: silicatos...campo da mineraloxía

4 DESCRICIÓN DUN MINERAL Fórmula química Sistema cristalográfico Propiedades físicas Propiedades ópticas Diagnóstico Xacemento Emprego

5 OS SILICATOS CARACTERÍSTICAS: Compostos de: - Si, O - outros: Al, Fe, Na... A unidade básica (grupo aniónico) é o SiO4 4 Constitúen o 90% da codia terrestre Polimerización: nº de O que un tetraedro comparte cos seus veciños, dá lugar a unha gran variedade de estruturas. O enlace Si-O-Si-O- é moi estable O enlace considérase: - 50% iónico - 50% covalente

6 OS SILICATOS CARACTERÍSTICAS: A súa orixe é diversa:magmática, metamórfica,sedimentaria ou de alteración. O Si comparte a mesma enerxía cos 4 O Cada O pode compartir enlace con 2 grupos tetraédricos xa que a enerxía do enlace de O é dobre do Si-O Económicamente son moi importantes O isomorfismo é frecuente. As substitucións máis frecuentes son: Si4+ por Al3+ Ca2+ por Na+ Fe2+ ou Mg2+ por Mg2+

7 ESTRUTURA A unidade fundamental consta de 4 ións de O nos vértices dun tetraedro regular rodeando ao ión Si tetravalente e coordinados con este, na proporción: Si:O 1:4 Se os tetraedros adxacentes comparten 1, 2, 3 ou 4 O dan lugar a distintos tipos de silicatos con diversas estruturas. Unidade estrutural dos silicatos

8 Principais minerais do grupo dos silicatos formadores das rochas ígneas e metamórficas

9 CLASIFICACIÓN Tradicionalmente os silicatos divídense en 6 subclases, atendendo ao grao de polimerización dos tetraedros: nesosilicatos, sorosilicatos, ciclosilicatos, inosilicatos, filosilicatos e tectosilicatos

10 Silicatos máis frecuentes GRUPO MINERAL ESTRUCTURA CRISTALINA IDEALIZADA Olivino Olivino Tetraedros independentes Piroxenos Auxita Cadeas sinxelas Anfiboles Hornblenda Cadeas dobres Biotita Micas Láminas Moscovita Feldespatos Ortosa Plaxioclasa Cuarzos Seixo Redes tridimensionais

11 CLASIFICACIÓN NESOSILICATOS (neso=illa): con tetraedros de sílice independentes, é dicir, onde os poliedros de coordinación do Si están illados. Non comparten ningún O entre tetraedros. A unión entre tetraedros establécese mediante enlaces iónicos a través de diferentes catións (Fe, Mg, Ca...). Fórmula química: SiO4 e a proporción Si/O = 1:4 Os minerias deste grupo son bastante duros, densos e sen exfoliación Minerais: olivino, granates...

12 A esta clase pertence: Serie isomorfa do olivino (Fo-Fa): (Mg, Fe)2 (SiO )4 Mineral de brillo vítreo, cor verde, bastante refractario (de alto punto de fusión), moi común na cristalización primaria de magmas básicos, aparecendo en basaltos, gabros, dunitas e peridotitas. Considérase abundante no manto. Altérase con facilidade e pasa a minerais de tipo serpentina. OLIVINO OU PERIDOTO

13 Serie isomorfa do granate Son minerais moi comúns nas rochas metamórficas. En condicións atmosféricas son inestables e altéranse a piroxenos e anfíboles. Úsase como xema. Poden observarse nas ecloxitas de Cabo Ortegal na Coruña. Entre os Tetraedros aillados de SiO4 obsérvanse as vacancias de dous tipos, recheos polos catións dos metais bivalentes (posición A) e trivalentes (posición B).

14 Os chamados silicatos de aluminio, que son tres polimorfos: andalucita, sillimanita e cianita (ou distena). Considéraselles minerais índice xa que indican condicións específicas, así a sillimanita indica metamorfismo de alta temperatura, aandalucita encóntrase nas aureólas de metamorfismo de contacto e a cianita en áreas metamórficas que teñen experimentado presións considerables. Se aparecen xuntos indican metamorfismo de facies anfibolítica Andalucita Sillimanita Cianita

15 Circón Outros: Podemos citar á Titanita ou esfena, mineral accesorio moi común en rochas ígneas do tipo granito e depósito de titanio; o topacio, usado pola súa gran dureza (8 na escala de Mohs), o circón, mineral accesorio en toda clase de rocha ígneas, usado como xema e como depósito de circonio. Topacio Titanita ou esfena

16 2. SOROSILICATOS (soro=grupo). Grupos de 2 tetraedros. Comparten 1 O no vértice común formándose empaquetamento de tipo Si2O7 e a relación Si/O = 2:7 un Minerais: salientamos o grupo da epidota-zoisita, tipicamente metamórfico. A epidota é un mineral acicular de cor verde pistacho que se pode atopar nas rochas básicas dos complexos galegos. EPIDOTA

17 3. CICLOSILICATOS (ciclo=anel). Estrutura en anel. Comparten 2 O A súa estrutura cristalina está formada pola unión de tres, catro ou seis tetraedros,este último é o máis importante. Fórmula química: SinO3n e a relación Si/O = 1:3. Minerais: berilo, turmalina, ambos minerais magmáticos.estes minerais presentan variedades moi apreciadas en xoiería como a augamariña (berilo azul), a esmeralda (berilo verde) ou o chorlo (turmalina negra). BERILO CHORLO

18 Outros minerais deste grupo é a cordierita que aparece xeralmente nas aureolas de metamorfismo de contacto de rochas arxilosas; e a axinita asociada a aureola de metamorfismo de contacto de granitos. Cordierita Ferro-axinita (Museo de Historia Natural Luis Iglesias Santiago

19 Cadeas dobres Cadeas sinxelas 4. INOSILICATOS (ino=cadea). Estrutura en cadea. Cadeas simples nas que cada tetraedro comparte 2 O Minerais: auxita (grupo de Piroxenos). Cadeas dobres onde cada tetraedro comparte alternativamente 2 ou 3 O Minerais: hornblenda (grupo de Anfíboles). Fórmula química: Cadea simple: Si2O6 (Si/O = 1:3) Cadea dobre: Si4O11 (Si/O = 4:11)

20 PIROXENOS AUXITA Son minerais típicamente magmáticos. Sendo un dos principais compoñentes das rochas ultrabásicas e básicas, tamén aparecen noutras condicións xeolóxicas. Fórmula:Si2O6 e a proporción é Si/O = 1:3. É característico o seu dobre sistema de exfoliación. Podemos distinguir dous grupos: Ortopiroxenos: teñen simetría rómbica, son os primeiros en cristalizar e xeralmente son de Fe e Mg. Típicos de rochas básicas e ultrabásicas. Ex.: serie isomorfa enstatitaortoferrosilita. Clinopiroxenos: de simetría monoclínica, de menor temperatura de cristalización, con calcio. Abundan en moitas rochas magmáticas e metamórficas. Ex.: serie diópsidohedenberxita-auxita.

21 PIROXENOS Os piroxenos poden dividirse en diversos grupos sendo habitual representalos dentro do sistema químico CaSiO3 - MgSiO3 FeSiO3. Sobre dito triángulo aparecen definidas as series diópsido (CaMgSi2O6) hedenberxita (CaFeSi2O6) e a serie enstatita (Mg2Si2O6) ferrosilita (Fe2Si2O6) así como a auxita relacionada coa primeira serie e a pixeonita relacionada coa segunda.

22 Destacamos tamén a espodumena, como mena de litio e a xadeíta, mineral indicador de metamorfismo de alta presión e a onfacita, mineral común nas ecloxitas Xadeíta Enstatita Espodumena

23 ANFÍBOLES Diferenzas cos piroxenos: Estrutura básica é unha cadea dobre, tendo como unidade estrutural: Si4O11, polo que a súa relación Si/O = 4/11. Debido á existencia de grupos (OH) son minerais máis brandos e máis densos, en xeral. Os ángulos de exfoliación son maiores cós dos piroxenos. Os hábitos dos piroxenos soen ser prismas grosos, mentres que os anfíboles son prismas alongados, ás veces aciculares. Os piroxenos cristalizan a temperaturas elevadas e son máis inestables en condicións atmosféricas, mentres que os anfíboles son de máis baixa temperatura e estables nun alto campo de temperaturas e presións.

24 En condicións metamórficas de alto grao, os anfíboles transfórmanse en piroxenos, e en condicións de retrometamorfismo, os piroxenos dan lugar a anfíboles Tradicionalmente os anfíboles divídense en: Cálcicos: p.ex. a hornblenda, mineral petrográfico moi importante e abondoso. Sódicos: p.ex. o glaucofana, que indican condicións de alta presión glaucofana Ferrohornblenda

25 5. FILOSILICATOS ( filo=folla). Estrutura en follas ou capas.comparten 3 O. A súa estrutura cristalina está formada por tetraedros unidos conformando aneis hexagonais que dan lugar a un número variable de capas planas superpostas. A súa fórmula estrutural é (Si2O5)2- e a relación Si/O = 2/5 é a simetría da folla sería hexagonal. É un grupo moi homoxéneo; en xeral son brandos, pouco densos, teñen unha exfoliación perfecta segundo un plano basal e non son estables a altas temperaturas. Aparecen en todo tipo de rochas. Minerais: caolinita, serpentinita, talco, biotita, moscovita

26 CLASIFICACIÓN Esquema da capa hexagonal A clasificación dos filosilicatos é moi complexa e realízase atendendo ao número de capas e a estrutura e composición química que posúan e que da lugar ás diferentes propiedades físicas que presentan os filosilicatos. De maneira sinxela, imos a diferenzar os seguintes grupos dentro dos filosilicatos: Grupo da serpentina, grupo das arxilas e grupo das micas.

27 CAPAS T : catións en coordinación tetraédrica. CAPAS O :catións en coordinación octaédrica A) T/O: Grupo caolinita, é un mineral moi estendido, sendo o principal constituínte do caolín ou da arxila pura. É sempre un mineral que se produce por meteorización ou alteración hidrotermal dos feldespatos. En Galiza temos depósitos en Vimianzo e en Cervo. De cor branca ou branco-grisáceo, untuoso con apegamento aos labios.

28 Grupo serpentina. É un mineral que aparece como produto de alteración de olivinos e piroxenos. A variedade fibrosa é o asbesto ou amianto que presenta un hábito acicular. Cor verde veteada, suave ao tacto.

29 B) T/O/T: Grupo talco. Mineral brando e suave ao tacto, coloracións brancuzcas, amarelas ou verdosas. Formado por alteración de olivinos ou inosilicatos.

30 Relacionado co do talco está o de Montmorillonita-Saponita, a súa capacidade máis destacada é a de poder absorber moléculas de auga entre as follas, producindo unha marcada dilatación da estrutura. Montmorillonita grupo Saponita

31 C) T/O/T/C (capa C adicional de catións) Grupo das micas: exfoliación perfecta Moscovita (mica branca): é un mineral brillante, moi común en granitos e pegmatitas e tamén en micaxistos. Transparente e incolora en follas delgadas en bloques grosos é translúcida. Emprégase como material illante en electricidade. Biotita (mica negra): aparece nunha ampla variedade de rochas. Cor parda, verde ou negra. Follas flexibles e elásticas.

32 6. TECTOSILICATOS (tecto=cuberto). Armazón tridimensional de tetraedros que comparten os 4O Se non existe substitución de silicio temos os minerais de sílice. Se existe unha certa substitución do silicio por aluminio temos os feldespatos, e se a substitución é maior, temos os feldespatoides. Fórmula estrutural: SiO2 é por tanto neutra e a relación Si/O = 1:2 corresponderíase co mineral cuarzo, logo para que existan outros minerais é necesario que o Si sexa substituído por outro catión como o Al3+ Os minerais pertencentes a este grupo en xeral, son incoloros ou de cor branca ou gris pálido. É un grupo que aparece en todo tipo de rochas

33 Entre os seus representantes máis máis importantes están: Sílice (SiO2): deste armazón coñécense moitos polimorfos e tamén substancias amorfas relacionadas con el. O cuarzo é quizais o representante máis coñecido con multitude de variedades. É un mineral duro que se encontra na maior parte das rochas: granitos, gneises, lousas, cuarcitas... Cuarzo (sílice cristalizada) Ópalo (sílice amorfa) Variedades de cuarzo

34 Feldespatos: Ortoclasas e Plaxioclasas Feldespatos potásicos (Ortoclasas): a ortosa ten por fórmula: KalSi3O8, emprégase na fabricación de porcelanas. Feldespatos calcosódicos (Plaxioclasas): como a plaxioclasa, distínguense dos outros feldespatos polas estriacións observadas nos seus planos de exfoliación e porque as súas cores máis frecuentes son branca e gris Ortosa Plaxioclasa

35 Feldespatoides Son feldespatos con baixo contido en sílice que aparecen en rochas básicas e ultrabásicas. Son incompatibles co cuarzo. Zeolitas Conteñen auga que non forma parte da súa estrutura, que poden perder sen alterar a súa estrutura. Actúan como intercambiadores. Son típicamenete metamórficos Feldespatoides: Leucitas Zeolitas: Estilbita