Силикатные минералы породообразующие минералы, состоящие из силикатных групп. Они представляют собой самый крупный и самый важный класс минералов и составляют примерно 90 процентов земной коры.
В минералогии, кремнезема (диоксида кремния) SiO 2 обычно считается силикатным минералом. Кремнезем встречается в природе в виде минерала кварц, и его полиморфы.
На Земле большое количество силикатных минералов встречается в еще более широком диапазоне комбинаций в результате процессов, которые формировала и перерабатывала кору в течение миллиардов лет. Эти процессы включают частичное плавление, кристаллизацию, фракционирование, метаморфизм, выветривание и диагенез.
Кизельгур, биогенная форма кремнезема под микроскопом. Размер отображаемой области составляет приблизительно 1,13 на 0,69 мм.Живые организмы также вносят вклад в этот геологический цикл. Например, тип планктона, известный как диатомовые водоросли, строят свои экзоскелеты («панцири») из кремнезема, извлеченного из морской воды. Створки мертвых диатомовых водорослей являются основной составляющей глубокого океана осадка и диатомовой земли.
Силикатный минерал обычно представляет собой ионное соединение, анионы которого преимущественно состоят из атомы кремния и кислорода.
В большинстве минералов в земной коре каждый атом кремния является центром идеального тетраэдра, в углах которого находятся четыре атома кислорода , ковалентно связанных с ним. Два соседних тетраэдра могут иметь общую вершину, что означает, что атом кислорода является мостиком, соединяющим два атома кремния. Непарная вершина представляет собой ионизированный атом кислорода, ковалентно связанный с одним атомом кремния, который дает одну единицу отрицательного заряда аниону.
Некоторые кремниевые центры могут быть заменены атомами других элементов, все еще связанных с четырьмя угловыми кислородными углами. Если замещенный атом обычно не является четырехвалентным, он обычно дает дополнительный заряд аниону, что затем требует дополнительных катионов. Например, в минерале ортоклаз [KAlSi. 3O. 8]. nанион представляет собой трехмерную сеть тетраэдров, в которой все кислородные углы являются общими. Если бы все тетраэдры имели кремниевые центры, анион был бы просто нейтральным кремнеземом [SiO. 2]. n. Замена одного из каждых четырех атомов кремния атомом алюминия приводит к образованию аниона [AlSi. 3O. 8]. n, заряд которого нейтрализуется катионами калия K..
В минералогии силикатные минералы подразделяются на семь основных групп в соответствии со структурой силикатного аниона:
Основная группа | Структура | Химическая формула | Пример |
---|---|---|---|
Несосиликаты | изолированные тетраэдры кремния | [SiO 4] | оливин |
Соросиликаты | двойные тетраэдры | [Si 2O7] | эпидот, мелилит группа |
Циклосиликаты | кольца | [Si nO3n] | турмалин группа |
Иносиликаты | одиночные цепь | [Si nO3n] | пироксен группа |
Иносиликаты | двойная цепь | [Si 4nO11n ] | амфибол группа |
Филлосиликаты | листы | [Si 2nO5n] | слюды и глины |
Тектосиликаты | 3D-каркас | [Al xSiyO(2x + 2y) ] | кварц, полевой шпат, цеолиты |
Обратите внимание, что тектосиликаты могут иметь дополнительные катионы только в том случае, если часть кремния заменена атомом с более низкой валентностью, например, алюминия. Al для замещения Si является обычным явлением.
Несосиликаты (от греч. νῆσος nēsos, остров), или ортосиликаты содержат ортосиликатный ион, который представляет собой изолированные (островные) тетраэдры [SiO 4], которые связаны только межузельными катионами. Классификация никеля – Штрунца - 09.A –примеры включают:
Соросиликаты (от греч. Σωρός sōros, куча, насыпь) изолировали пиросиликатные анионы Si. 2O. 7, состоящий из двойных тетраэдров с общей кислородной вершиной - кремний: кислород 2: 7. Классификация Никеля – Штрунца - 09.B. Примеры включают:
Циклосиликаты (от греч. Κύκλος kuklos, круг) или кольцевые силикаты, имеют три или более тетраэдра, соединенных в кольцо. Общая формула (Si xO3x), где один или несколько атомов кремния могут быть заменены другим 4-координированным атомом (ами). Соотношение кремний: кислород составляет 1: 3. Двойные кольца имеют формулу (Si 2xO5x) или соотношение 2: 5. Классификация Никеля – Струнца - 09.С. Возможные размеры кольца:
6 единиц [Si 6O18], берил (красный: Si, синий: O)
3 единицы [Si 3O9], бенитоит
4 единицы [Si 4O12], папагоит
9 единиц [Si 9O27], эвдиалит
6 единиц, двойное кольцо [Si 6O15],
Некоторые примерами минералов являются:
Обратите внимание, что кольцо в аксините содержит два B и четыре Si-тетраэдры и сильно искажены по сравнению с другими циклосиликатами с 6-членным кольцом.
Иносиликаты (от греч. ἴς [родительный падеж: ἰνός inos], волокно) или цепные силикаты, имеют взаимосвязанные цепочки из силиката тетраэдры либо с SiO 3, с соотношением 1: 3 для одиночных цепей, либо с Si 4O11с соотношением 4:11 для двойных цепей. Классификация Никеля – Струнца - 09.D - примеры включают:
Иносиликат, семейство пироксенов, с 2-периодической одноцепочечной цепью (Si 2O6), диопсид
Иносиликат, клиноамфибол, с 2-периодическими двойными цепями (Si 4O11), тремолит
Иносиликат, неразветвленная 3-периодическая одинарная цепочка волластонита
Иносиликат с 5-периодической одиночной цепочкой, родонит
Иносиликат с циклической разветвленной 8-периодической цепью,
Филлосиликаты (от греч. φύλλον phyllon, лист) или листовые силикаты, образуют параллельные листы силикатных тетраэдров с Si 2O5или соотношение 2: 5. Классификация Никеля – Струнца - 09.E. Все минералы филлосиликата гидратированы, с присоединенными водными или гидроксильными группами.
КаолинитПримеры включают:
Филлосиликат, группа слюды, мусковит (красный: Si, синий: O)
Филлосиликат, одинарная сетка тетраэдров с 4-членными кольцами, апофиллит - (KF) -апофиллит- (КОН) ряд
Филлосиликат, одинарные тетраэдрические сети из 6-членных колец, - (Fe) -пиросмалит- (Mn) ряд
Филлосиликат, одинарные тетраэдрические сети из 6-членных колец,
Филосиликат, двойные сетки с 4- и 6-членными кольцами, карлетонит
Тектосиликаты, или «каркасные силикаты», имеют трехмерный каркас из силикатных тетраэдров с SiO 2 в соотношении 1: 2. Эта группа включает почти 75% коры Земли. Тектосиликаты, за исключением группы кварца, являются алюмосиликатами. Классификации Никеля – Струнца - 09.F и 09.G, 04.DA (семейство кварц / кремнезем). Примеры включают:
Викибук Историческая геология имеет страницу на тему: Силикатные минералы |
Среда, связанная с Силикатными минералами на Wikimedia Commons