Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с силикатных минералов )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Минерал силикат меди хризоколла

Силикатные минералы - это породообразующие минералы, состоящие из силикатных групп. Это самый крупный и важный класс минералов, составляющий примерно 90 процентов земной коры . [1] [2] [3]

В минералогии , диоксид кремния (диоксид кремния) SiO 2 , как правило , рассматривается как силикатный минерал. Кремнезем встречается в природе как минерал кварц и его полиморфы .

На Земле большое количество силикатных минералов встречается в еще более широком диапазоне комбинаций в результате процессов, которые формировали и перерабатывали кору в течение миллиардов лет. Эти процессы включают частичное плавление , кристаллизацию , фракционирование , метаморфизм , выветривание и диагенез .

Кизельгур - биогенная форма кремнезема под микроскопом. Размер изображения составляет примерно 1,13 на 0,69 мм.

Живые организмы также вносят свой вклад в этот геологический цикл . Например, планктон, известный как диатомовые водоросли, строит свои экзоскелеты («панцири») из кремнезема, извлеченного из морской воды . Створки мертвых диатомовых водорослей - основная составляющая глубоководных океанических отложений и диатомовой земли . [ необходима цитата ]

Общая структура [ править ]

Силикатный минерал, как правило, представляет собой ионное соединение , анионы которого состоят преимущественно из атомов кремния и кислорода .

В большинстве минералов земной коры каждый атом кремния является центром идеального тетраэдра, в углах которого находятся четыре ковалентно связанных с ним атома кислорода . 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, который затем требует дополнительных катионов . Например, в минеральном ортоклазе [ KAlSi
3О
8]
п, анион представляет собой трехмерную сеть тетраэдров, в которой все кислородные углы являются общими. Если бы все тетраэдры имели центры кремния, анион был бы просто нейтральным кремнеземом [ SiO
2]
п. Замена каждого четвертого атома кремния на атом алюминия приводит к образованию аниона [ AlSi
3О-
8]
п, заряд которого нейтрализуется катионами калия K+
.

Основные группы [ править ]

В минералогии , силикатные минералы подразделяются на семь основных групп в соответствии со структурой их силикатного аниона: [4] [5]

Основная группаСтруктураХимическая формулаПример
Несосиликатыизолированные тетраэдры кремния[SiO 4 ] 4-оливин , гранат , циркон ...
Соросиликатыдвойные тетраэдры[Si 2 O 7 ] 6−эпидот , группа мелилита
Циклосиликатыкольца[Si n O 3 n ] 2 n -турмалиновая группа
Инозиликатыодиночная цепь[Si n O 3 n ] 2 n -пироксеновая группа
Инозиликатыдвойная цепь[Si 4 n O 11 n ] 6 n -группа амфиболов
Филлосиликатылисты[Si 2 n O 5 n ] 2 n -слюды и глины
Тектосиликаты3D каркас[Al x Si y O (2 x +2 y ) ] x -кварц , полевые шпаты , цеолиты

Обратите внимание, что тектосиликаты могут иметь дополнительные катионы только в том случае, если часть кремния заменена атомом более низкой валентности, таким как алюминий. Al для замещения Si является обычным явлением.

Несиликаты или ортосиликаты [ править ]

Ортосиликатный анион SiO4-
4. Серый шар представляет собой атом кремния, а красные шары - атомы кислорода.
Образцы несиликатов в Музее геологии в Южной Дакоте
Основная категория: Несосиликаты

Nesosilicates (от грека νῆσος nēsos , остров), или ортосиликатов, имеют ортосиликата ион , которые представляют собой изолированные (островной) [SiO 4 ] 4- тетраэдров , которые соединены только междоузельных катионов . Классификация никель-Штрунц является 09.A -examples включает в себя:

  • Группа фенакита
    • Фенакит - Be 2 SiO 4
    • Виллемит - Zn 2 SiO 4
  • Группа оливина
    • Форстерит - Mg 2 SiO 4
    • Фаялит - Fe 2 SiO 4
    • Тефроит - Mn 2 SiO 4
  • Гранатовая группа
    • Пироп - Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3
    • Альмандин - Fe 3 Al 2 (SiO 4 ) 3
    • Спессартин - Mn 3 Al 2 (SiO 4 ) 3
    • Гроссуляр - Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3
    • Андрадит - Ca 3 Fe 2 (SiO 4 ) 3
    • Уваровит - Ca 3 Cr 2 (SiO 4 ) 3
    • Гидрогроссуляр - Ca 3 Al 2 Si 2 O 8 (SiO 4 ) 3− m (OH) 4 м
  • Циркон группа
    • Циркон - ZrSiO 4
    • Торит - (Th, U) SiO 4
    • Гафнон - (Hf, Zr) SiO 4
Кристаллы кианита (масштаб неизвестен)
  • Группа Al 2 SiO 5
    • Андалузит - Al 2 SiO 5
    • Кианит - Al 2 SiO 5
    • Силлиманит - Al 2 SiO 5
    • Дюмортьерит - Al 6.5–7 BO 3 (SiO 4 ) 3 (O, OH) 3
    • Топаз - Al 2 SiO 4 (F, OH) 2
    • Ставролит - Fe 2 Al 9 (SiO 4 ) 4 (O, OH) 2
  • Группа гумита - (Mg, Fe) 7 (SiO 4 ) 3 (F, OH) 2
    • Норбергит - Mg 3 (SiO 4 ) (F, OH) 2
    • Хондродит - Mg 5 (SiO 4 ) 2 (F, OH) 2
    • Гумит - Mg 7 (SiO 4 ) 3 (F, OH) 2
    • Клиногумит - Mg 9 (SiO 4 ) 4 (F, OH) 2
  • Датолит - CaBSiO 4 (OH)
  • Титанит - CaTiSiO 5
  • Хлоритоид - (Fe, Mg, Mn) 2 Al 4 Si 2 O 10 (OH) 4
  • Муллит (он же фарфорит) - Al 6 Si 2 O 13

Соросиликаты [ править ]

Пиросиликатный анион Si
2О6-
7.
Выставка соросиликата в Музее геологии в Южной Дакоте
Основная категория: Соросиликаты

Соросиликаты (от греч. Σωρός sōros , куча, насыпь) имеют изолированные пиросиликатные анионы Si
2О6-
7, состоящий из двойных тетраэдров с общей кислородной вершиной - отношение кремний: кислород 2: 7. Классификация Никеля – Штрунца - 09.B. Примеры включают:

  • Гемиморфит ( каламин ) - Zn 4 (Si 2 O 7 ) (OH) 2 · H 2 O
  • Лоусонит - CaAl 2 (Si 2 O 7 ) (OH) 2 · H 2 O
  • Аксинит - (Ca, Fe, Mn) 3 Al 2 (BO 3 ) (Si 4 O 12 ) (OH)
  • Илваит - CaFe II 2 Fe III O (Si 2 O 7 ) (OH)
  • Группа эпидота (имеет как (SiO 4 ) 4-, так и (Si 2 O 7 ) 6- группы)
    • Эпидот - Ca 2 (Al, Fe) 3 O (SiO 4 ) (Si 2 O 7 ) (OH)
    • Цоизит - Ca 2 Al 3 O (SiO 4 ) (Si 2 O 7 ) (OH)
      • Танзанит - Ca 2 Al 3 O (SiO 4 ) (Si 2 O 7 ) (OH)
    • Клиноцоизит - Ca 2 Al 3 O (SiO 4 ) (Si 2 O 7 ) (OH)
    • Алланит - Ca (Ce, La, Y, Ca) Al 2 (Fe II , Fe III ) O (SiO 4 ) (Si 2 O 7 ) (OH)
    • Долласеит- (Ce) - CaCeMg 2 AlSi 3 O 11 F (OH)
  • Везувианит ( идокраз ) - Ca 10 (Mg, Fe) 2 Al 4 (SiO 4 ) 5 (Si 2 O 7 ) 2 (OH) 4

Циклосиликаты [ править ]

Основная категория: Циклосиликаты
Циклосиликатные образцы в Музее геологии, Южная Дакота
Pezzottaite
Баззит .

Циклосиликаты (от греческого κύκλος kuklos , круг) или кольцевые силикаты имеют три или более тетраэдров, связанных в кольцо. Общая формула (Si x O 3 x ) 2 x - , 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 2 x O 5 x ) 2 x - или соотношение 2: 5. Классификация Никеля – Струнца - 09.С. Возможные размеры колец:

  • 6 единиц [Si 6 O 18 ], берилл (красный: Si, синий: O)

  • 3 единицы [Si 3 O 9 ], бенитоит

  • 4 единицы [Si 4 O 12 ], папагоит

  • 9 единиц [Si 9 O 27 ], эвдиалит

  • 6 шт., Двойное кольцо [Si 6 O 15 ], миларит

Вот некоторые примеры минералов:

  • Одинарное кольцо из 3 частей
    • Бенитоит - BaTi (Si 3 O 9 )
  • Одиночное кольцо из 4 частей
    • Папагоит - CaCuAlSi
      2      О
      6      (ОЙ)
      3      .
  • Одиночное кольцо из 6 элементов
    • Берилл - Be 3 Al 2 (Si 6 O 18 )
    • Баззит - Be 3 Sc 2 (Si 6 O 18 )
    • Сугилит - KNa 2 (Fe, Mn, Al) 2 Li 3 Si 12 O 30
    • Турмалин - (Na, Ca) (Al, Li, Mg) 3- (Al, Fe, Mn) 6 (Si 6 O 18 ) (BO 3 ) 3 (OH) 4
    • Пеццоттаит - Cs (Be 2 Li) Al 2 Si 6 O 18
    • Осумилит - (K, Na) (Fe, Mg) 2 (Al, Fe) 3 (Si, Al) 12 O 30
    • Кордиерит - (Mg, Fe) 2 Al 4 Si 5 O 18
    • Секанинаит - (Fe +2 , Mg) 2 Al 4 Si 5 O 18
  • Одиночное кольцо из 9 элементов
    • Эвдиалит - Na
      15      Ca
      6      (Fe, Mn)
      3      Zr
      3      SiO (О, ОН, Н
      2      O)
      3      (Si
      3      О
      9      )
      2      (Si
      9      О
      27      )
      2      (ОН, Cl)
      2
  • Двойное кольцо из 6 элементов
    • Миларит - K 2 Ca 4 Al 2 Be 4 (Si 24 O 60 ) H 2 O

Обратите внимание, что кольцо в аксините содержит два тетраэдра B и четыре Si и сильно искажено по сравнению с другими 6-членными кольцевыми циклосиликатами.

Иносиликаты [ править ]

Основная категория: Иносиликаты

Иносиликаты (от греческого ἴς - [родительный падеж: ἰνός inos ], волокно), или цепные силикаты, имеют взаимосвязанные цепи силикатных тетраэдров с либо SiO 3 , соотношение 1: 3, для одиночных цепей, либо Si 4 O 11 , соотношение 4:11, для двойных цепей. Классификация Никеля – Струнца - 09.D - примеры включают:

Одноцепочечные силикаты [ править ]

  • Группа пироксенов
    • Энстатит - ортоферросилитовый ряд
      • Энстатит - MgSiO 3
      • Ферросилитовой - FeSiO 3
    • Пигеонит - Ca 0,25 (Mg, Fe) 1,75 Si 2 O 6
    • Диопсид - геденбергитовый ряд
      • Диопсид - CaMgSi 2 O 6
      • Геденбергит - CaFeSi 2 O 6
      • Авгит - (Ca, Na) (Mg, Fe, Al) (Si, Al) 2 O 6
    • Натрий пироксеновый ряд
      • Жадеит - NaAlSi 2 O 6
      • Эгирин (или акмит) - NaFe III Si 2 O 6
    • Сподумен - LiAlSi 2 O 6
    • Пироксферроит - (Fe, Ca) SiO 3
  • Группа пироксеноидов
    • Волластонит - CaSiO 3
    • Родонит - MnSiO 3
    • Пектолит - NaCa 2 (Si 3 O 8 ) (OH)

Иносиликаты с двойной цепью [ править ]

  • Группа амфиболов
    • Антофиллит - (Mg, Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2
    • Каммингтонитовый ряд
      • Каммингтонит - Fe 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2
      • Грюнерит - Fe 7 Si 8 O 22 (OH) 2
    • Серия Tremolite
      • Тремолит - Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2
      • Актинолит - Ca 2 (Mg, Fe) 5 Si 8 O 22 (OH) 2
    • Роговая обманка - (Ca, Na) 2–3 (Mg, Fe, Al) 5 Si 6 (Al, Si) 2 O 22 (OH) 2
    • Группа амфибола натрия
      • Глаукофан - Na 2 Mg 3 Al 2 Si 8 O 22 (OH) 2
      • Рибекит ( асбест ) - Na 2 Fe II 3 Fe III 2 Si 8 O 22 (OH) 2
      • Арфведсонит - Na 3 (Fe, Mg) 4 FeSi 8 O 22 (OH) 2

  • Иносиликат, семейство пироксенов, с 2-периодической одноцепочечной цепочкой (Si 2 O 6 ), диопсид

  • Иносиликат, клиноамфибол, с 2-периодическими двойными цепями (Si 4 O 11 ), тремолит

  • Иносиликатная неразветвленная 3-периодическая одиночная цепочка волластонита

  • Иносиликат с 5-периодной одноцепочечной цепочкой, родонит

  • Иносиликат с циклической разветвленной 8-периодической цепью, пеллит

Филлосиликаты [ править ]

Основная категория: филлосиликаты

Филосиликаты (от греческой φύλλον phyllon , листьев), или слоистых силикатов, форма параллельных листов силикатных тетраэдров с Si 2 O 5 или соотношение 2: 5. Классификация Никеля – Струнца - 09.E. Все минералы филлосиликата гидратированы с присоединенными либо водой, либо гидроксильными группами.

Каолинит

Примеры включают:

  • Подгруппа змеевиков
    • Антигорит - Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
    • Хризотил - Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
    • Лизардит - Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
  • Группа минералов глины
    • 1: 1 глинистые минералы (ТО)
      • Галлуазит - Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
      • Каолинит - Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
    • 2: 1 глинистые минералы (ТОТ)
      • Пирофиллит - Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2
      • Тальк - Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2
      • Иллит - (K, H 3 O) (Al, Mg, Fe) 2 (Si, Al) 4 O 10 [(OH) 2 , (H 2 O)]
      • Монтмориллонит (смектит) - (Na, Ca) 0,33 (Al, Mg) 2 Si 4 O 10 (OH) 2 · n H 2 O
      • Хлорит - (Mg, Fe) 3 (Si, Al) 4 O 10 (OH) 2 · (Mg, Fe) 3 (OH) 6
      • Вермикулит - (MgFe, Al) 3 (Al, Si) 4 O 10 (OH) 2 · 4H 2 O
    • Другие глинистые минералы
      • Сепиолит - Mg 4 Si 6 O 15 (OH) 2 · 6H 2 O
      • Палыгорскит (или аттапульгит) - (Mg, Al) 2 Si 4 O 10 (OH) · 4 (H 2 O)
  • Группа Mica
    • Биотит - K (Mg, Fe) 3 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2
    • Фуксит - K (Al, Cr) 2 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2
    • Мусковит - KAl 2 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2
    • Флогопит - KMg 3 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2
    • Лепидолит - K (Li, Al) 2–3 (AlSi 3 ) O 10 (OH) 2
    • Маргарит - CaAl 2 (Al 2 Si 2 ) O 10 (OH) 2
    • Глауконит - (K, Na) (Al, Mg, Fe) 2 (Si, Al) 4 O 10 (OH) 2

  • Филосиликат, группа слюды, мусковит (красный: Si, синий: O)

  • Филосиликат, одинарная сетка тетраэдров с 4-членными кольцами, серия апофиллит - (KF) -апофиллит- (KOH)

  • Филосиликат, одинарные тетраэдрические сетки из 6-членных колец, серия пиросмалит - (Fe) -пиросмалит- (Mn)

  • Филлосиликат, одинарные тетраэдрические сетки из 6-членных колец, цеофиллит

  • Филосиликат, двойные сетки с 4- и 6-членными кольцами, карлетонит

Тектосиликаты [ править ]

Основная категория: тектосиликаты
Семейство кремнезема (SiO 2 3D сетка), β- кварц .
3D алюмосиликатный анион синтетического цеолита ЗСМ-5.
Кварцевый
Лунный железистой анортозиты ( плагиоклазовых полевой шпат) собирают Apollo 16 астронавтов из лунных вблизи Декарта кратера

Тектосиликаты, или «каркасные силикаты», имеют трехмерный каркас из силикатных тетраэдров с SiO 2 в соотношении 1: 2. Эта группа включает в себя около 75% от коры на Земле . [6] Тектосиликаты, за исключением группы кварца, являются алюмосиликатами . Классификации Никеля – Струнца - 09.F и 09.G, 04.DA (семейство кварц / кремнезем). Примеры включают:

  • 3D-силикаты, семейство кварцев
    • Кварц - SiO 2
    • Тридимит - SiO 2
    • Кристобалит - SiO 2
    • Коэсит - SiO 2
    • Стишовит - SiO 2
    • Моганит - SiO 2
    • Халцедон - SiO 2
  • Тектосиликаты, группа полевого шпата
    • Щелочные полевые шпаты (калиевые полевые шпаты)
      • Микроклин - KAlSi 3 O 8
      • Ортоклаз - KAlSi 3 O 8
      • Анортоклаз - (Na, K) AlSi 3 O 8
      • Санидин - KAlSi 3 O 8
    • Плагиоклазовые полевые шпаты
      • Альбит - NaAlSi 3 O 8
      • Олигоклаз - (Na, Ca) (Si, Al) 4 O 8      (Na: Ca 4: 1)
      • Андезин - (Na, Ca) (Si, Al) 4 O 8      (Na: Ca 3: 2)
      • Лабрадорит - (Ca, Na) (Si, Al) 4 O 8      (Na: Ca 2: 3)
      • Битовнит - (Ca, Na) (Si, Al) 4 O 8      (Na: Ca 1: 4)
      • Анортит - CaAl 2 Si 2 O 8
  • Тектосиликаты, семейство фельдшпатоидов
    • Нозеан - Na 8 Al 6 Si 6 O 24 (SO 4 )
    • Канкринит - Na 6 Ca 2 (CO 3 , Al 6 Si 6 O 24 ) • 2 H 2 O
    • Лейцит - KAlSi 2 O 6
    • Нефелин - (Na, K) AlSiO 4
    • Содалит - Na 8 (AlSiO 4 ) 6 Cl 2
    • Hauyne - (Na, Ca) 4–8 Al 6 Si 6 (O, S) 24 (SO 4 , Cl) 1–2
      • Лазурит - (Na, Ca) 8 (AlSiO 4 ) 6 (SO 4 , S, Cl) 2
  • Тектосиликаты, группа скаполитов
    • Мариалит - Na 4 (AlSi 3 O 8 ) 3 (Cl 2 , CO 3 , SO 4 )
    • Мейонит - Ca 4 (Al 2 Si 2 O 8 ) 3 (Cl 2 CO 3 , SO 4 )
  • Тектосиликаты, семейство цеолитов
    • Натролит - Na 2 Al 2 Si 3 O 10 · 2H 2 O
    • Эрионит - (Na 2 , K 2 , Ca) 2 Al 4 Si 14 O 36 · 15H 2 O
    • Чабазит - CaAl 2 Si 4 O 12 · 6H 2 O
    • Гейландит - CaAl 2 Si 7 O 18 · 6H 2 O
    • Стилбит - NaCa 2 Al 5 Si 13 O 36 · 17H 2 O
    • Сколецит - CaAl 2 Si 3 O 10 · 3H 2 O
    • Морденит - (Ca, Na 2 , K 2 ) Al 2 Si 10 O 24 · 7H 2 O
    • Анальцим - NaAlSi 2 O 6 · H 2 O

См. Также [ править ]

  • Классификация несиликатных минералов  - список минералов и групп, признанных IMA
  • Классификация силикатных минералов  - список минералов и групп, признанных IMA
  • Силикатная минеральная краска

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Минерал - силикаты» . britannica.com . Архивировано 25 октября 2017 года . Проверено 8 мая 2018 .
  2. ^ Дир, Вашингтон; Хауи, РА; Зуссман, Дж. (1992). Введение в породообразующие минералы (2-е изд.). Лондон: Лонгман. ISBN 0-582-30094-0.
  3. ^ Hurlbut, Корнелиус S .; Кляйн, Корнелис (1985). Справочник по минералогии (20-е изд.). Вайли. ISBN 0-47180580-7.
  4. ^ Дир, Вашингтон; Хауи, Р.А., и Зуссман, Дж. (1992). Введение в породообразующие минералы (2-е изд.). Лондон: Longman ISBN 0-582-30094-0 
  5. ^ Hurlbut, Корнелиус S .; Кляйн, Корнелис || 1985). Руководство по минералогии , Wiley, (20-е изд.). ISBN 0-471-80580-7 
  6. ^ Дир, Вашингтон; Хауи, РА; Мудрый, WS; Зуссман, Дж. (2004). Породообразующие минералы. Том 4Б. Силикаты каркаса: минералы кремнезема. Фельдшпатоиды и цеолиты (2-е изд.). Лондон: Геологическое общество Лондона. п. 982 с.

Внешние ссылки [ править ]

  • Mindat.org, классификация Дана
  • Webmineral: новая классификация силикатов Даны

СМИ, связанные с силикатными минералами, на Викискладе?