Silikátový minerál - Silicate mineral

Minerál silikátu mědi chrysocolla

Silikátové minerály jsou skalní minerály tvořeny křemičitan skupiny. Jsou největší a nejdůležitější třídou minerálů a tvoří přibližně 90 procent zemská kůra.[1][2][3]

v mineralogie, oxid křemičitý (oxid křemičitý) SiO2 je obvykle považován za silikátový minerál. Oxid křemičitý se v přírodě vyskytuje jako minerál křemen, a jeho polymorfy.

Na Zemi se v důsledku procesů, které formují a přepracovávají kůru po miliardy let, vyskytuje celá řada silikátových minerálů v ještě širším rozsahu kombinací. Tyto procesy zahrnují částečné tání, krystalizace, frakcionace, metamorfóza, zvětrávání, a diageneze.

Křemelina, biogenní forma oxidu křemičitého při pohledu pod mikroskopem. Zobrazená oblast měří přibližně 1,13 krát 0,69 mm.

K tomu přispívají také živé organismy geologický cyklus. Například typ plankton známý jako rozsivky postavit jejich exoskeletony ("frustule") z oxidu křemičitého extrahovaného z mořská voda. Frustule mrtvých rozsivek jsou hlavní složkou hluboký oceán usazenina a křemelina.[Citace je zapotřebí ]

Obecná struktura

Silikátový minerál je obecně iontová sloučenina jehož anionty se skládají převážně z křemík a kyslík atomy.

Ve většině minerálů v zemské kůře je každý atom křemíku středem ideálního čtyřstěnu, jehož rohy jsou čtyři atomy kyslíku kovalentně vázán na to. Dva sousední čtyřstěny mohou sdílet vrchol, což znamená, že atom kyslíku je můstkem spojujícím dva atomy křemíku. Nepárový vrchol představuje ionizovaný atom kyslíku, kovalentně vázaný na jeden atom křemíku, který přispívá k aniontu jednou jednotkou záporného náboje.

Některá křemíková centra mohou být nahrazena atomy jiných prvků, stále vázaných na čtyři rohové rohy kyslíku. Pokud substituovaný atom není normálně čtyřmocný, obvykle přispívá k aniontu dodatečným nábojem, který pak vyžaduje navíc kationty. Například v minerálu ortoklasu [KAlSi
3Ó
8]
n, anion je trojrozměrná síť čtyřstěnů, ve kterých jsou sdíleny všechny kyslíkové rohy. Pokud by všechny čtyřstěny měly křemíková centra, anion by byl jen neutrální oxid křemičitý [SiO
2]
n. Nahrazení jednoho ze čtyř atomů křemíku an hliník atom vede k aniontu [AlSi
3Ó−
8]
n, jehož poplatek neutralizuje draslík kationty K.+
.

Hlavní skupiny

v mineralogie, silikátové minerály jsou rozděleny do sedmi hlavních skupin podle struktury jejich silikátového aniontu:[4][5]

Hlavní skupinaStrukturaChemický vzorecPříklad
Nesosilikátyizolovaný čtyřstěn křemíku[SiO4]4−olivín
Sorosilikátydvojitý čtyřstěn[Si2Ó7]6−epidot, melilit skupina
Cyklosilikátyprsteny[SinÓ3n]2n−turmalín skupina
Inosilikátyjediný řetěz[SinÓ3n]2n−pyroxen skupina
Inosilikátydvojitý řetěz[Si4nÓ11n]6n−amfibol skupina
Fylosilikátypovlečení na postel[Si2nÓ5n]2n−slídy a jíly
Tectosilikáty3D rámec[AlXSiyÓ(2X+2y)]X−křemen, živce, zeolity

Všimněte si, že tektosilikáty mohou mít pouze další kationty, pokud je část křemíku nahrazena atomem s nižší valencí, jako je hliník. Al pro substituci Si je běžná.

Nesosilikáty nebo ortosilikáty

Ortosilikátový anion SiO4−
4. Šedá koule představuje atom křemíku a červená koule jsou atomy kyslíku.
Nesosilikátové vzorky v Geologickém muzeu v Jižní Dakotě
Hlavní kategorie: Nesosilikáty

Nesosilikáty (od řecký νῆσος nēsos, ostrov), nebo ortokremičitany, mají ortosilikátový ion, které tvoří izolovaný (ostrovní) [SiO4]4− čtyřstěn které jsou spojeny pouze vsunutou reklamou kationty. The Klasifikace nikl – strunz je 09.A – příklady zahrnují:

Kyanit krystaly (neznámá stupnice)

Sorosilikáty

Pyrosilikátový anion Si
2Ó6−
7.
Sorosilikátový exponát v Geologickém muzeu v Jižní Dakotě
Hlavní kategorie: Sorosilikáty

Sorosilikáty (z řeckého σωρός sóros, halda, hromada) izolovali pyrosilikát anionty Si
2Ó6−
7, skládající se z dvojitých čtyřstěnů se společným vrcholem kyslíku - poměr křemík: kyslík 2: 7. Klasifikace Nickel – Strunz je 09.B. Mezi příklady patří:

  • Hemimorfit (kalamín ) - Zn4(Si2Ó7)(ACH)2· H2Ó
  • Lawsonite - CaAl2(Si2Ó7)(ACH)2· H2Ó
  • Axinite - (Ca, Fe, Mn)3Al2(BO3) (Si4Ó12)(ACH)
  • Ilvaite - CaFeII2FeIIIO (Si2Ó7)(ACH)
  • Skupina epidotů (má obojí (SiO4)4− a (Si2Ó7)6− skupiny)
    • Epidot - Ca2(Al, Fe)3O (SiO4) (Si2Ó7)(ACH)
    • Zoisit - Ca2Al3O (SiO4) (Si2Ó7)(ACH)
    • Klinozoizit - Ca2Al3O (SiO4) (Si2Ó7)(ACH)
    • Allanit - Ca (Ce, La, Y, Ca) Al2(FeII, FeIII) O (SiO4) (Si2Ó7)(ACH)
    • Dollaseite- (Ce) - CaCeMg2AlSi3Ó11F (OH)
  • Vesuvianit (idocrase ) - Ca10(Mg, Fe)2Al4(SiO4)5(Si2Ó7)2(ACH)4

Cyklosilikáty

Hlavní kategorie: Cyklosilikáty
Cyklosilikátové vzorky v Geologickém muzeu v Jižní Dakotě
Pezzottaite
Bazzite.

Cyklosilikáty (z řeckého κύκλος kuklos, kruh), nebo kruhové silikáty, mají tři nebo více čtyřstěnů spojených v kruhu. Obecný vzorec je (SiXÓ3X)2X−, kde lze jeden nebo více atomů křemíku nahradit jinými 4-koordinovanými atomy. Poměr křemíku: kyslíku je 1: 3. Dvojité kroužky mají vzorec (Si2XÓ5X)2X− nebo poměr 2: 5. Klasifikace Nickel – Strunz je 09.C. Možné velikosti prstenů zahrnují:

  • 6 jednotek [Si6Ó18], beryl (červená: Si, modrá: O)

  • 3 jednotky [Si3Ó9], benitoit

  • 4 jednotky [Si4Ó12], papagoit

  • 9 jednotek [Si9Ó27], eudialyt

  • 6 jednotek, dvojitý kruh [Si6Ó15], milarite

Některé minerály jsou například:

  • 3-členný jednoduchý kroužek
  • 4-členný jednoduchý prsten
  • 6-členný jednoduchý kroužek
  • 9členný jednoduchý kroužek
    • Eudialyte – Na
      15      Ca.
      6      (Fe, Mn)
      3      Zr
      3      SiO (O, OH, H
      2      Ó)
      3      (Si
      3      Ó
      9      )
      2      (Si
      9      Ó
      27      )
      2      (OH, Cl)
      2
  • 6-členný dvojitý kruh
    • Milarite - K.2Ca.4Al2Být4(Si24Ó60) H2Ó

Všimněte si, že zvonit axinit obsahuje dva B a čtyři Si čtyřstěny a je vysoce zkreslený ve srovnání s ostatními 6-člennými kruhovými cyklosilikáty.

Inosilikáty

Hlavní kategorie: Inosilikáty

Inosilikáty (z řecký ἴς je [genitiv: ἰνός inos], vlákno) nebo řetězové silikáty, mají vzájemně propojené řetězce křemičitan čtyřstěn buď s SiO3, Poměr 1: 3, pro jednotlivé řetězce nebo Si4Ó11, Poměr 4:11, pro dvojité řetězy. Klasifikace Nickel – Strunz je 09.D - příklady zahrnují:

Jednořetězcové inosilikáty

Inosilikáty s dvojitým řetězcem

  • Inosilikátová skupina pyroxenů s 2-periodickým jednoduchým řetězcem (Si2Ó6), diopsid

  • Inosilikát, clinoamfibol, s 2-periodickými dvojitými řetězci (Si4Ó11), tremolit

  • Inosilikátový, nerozvětvený 3-periodický jediný řetězec wollastonit

  • Inosilikát s 5-periodickým jednoduchým řetězcem, rhodonit

  • Inosilikát s cyklickým rozvětveným 8-periodickým řetězcem, pellyit

Fylosilikáty

Hlavní kategorie: Fylosilikáty

Phyllosilicates (od řecký φύλλον phyllon, list) nebo listové silikáty, tvoří paralelní listy silikátového čtyřstěnu se Si2Ó5 nebo v poměru 2: 5. Klasifikace Nickel – Strunz je 09.E. Všechny fylosilikátové minerály jsou hydratovaný, buď voda nebo hydroxyl připojené skupiny.

Kaolinit

Mezi příklady patří:

  • Fylosilikát, slídová skupina, muskovit (červená: Si, modrá: O)

  • Fylosilikát, jednoduchá síť čtyřstěnů se čtyřčlennými kruhy, apofylit - Série (KF) -apophyllite- (KOH)

  • Fylosilikát, jednoduché čtyřboké sítě šestičlenných kruhů, pyrosmalit - Série (Fe) -pyrosmalit- (Mn)

  • Fylosilikát, jednoduché čtyřboké sítě šestičlenných kruhů, zeofylit

  • Fylosilikát, dvojité sítě se 4 a 6člennými kruhy, karletonit

Tectosilikáty

Hlavní kategorie: Tectosilikáty
Rodina křemíku (SiO2 3D síť), β-křemen.
3D aluminosilikátový anion ze syntetiky zeolit ZSM-5.
Křemen
Měsíční ferroan anortosit (plagioklas živce) shromážděné Apollo 16 astronauti z Měsíční vysočina u Kráter Descartes

Tektosilikáty neboli „rámcové silikáty“ mají trojrozměrný rámec silikátu čtyřstěn se SiO2 v poměru 1: 2. Tato skupina zahrnuje téměř 75% kůra z Země.[6] Tektosilikáty, s výjimkou skupiny křemene, jsou hlinitokřemičitany. Klasifikace Nickel – Strunz jsou 09.F a 09.G, 04.DA (skupina křemen / oxid křemičitý). Mezi příklady patří:

Viz také

Reference

  1. ^ „Minerál - křemičitany“. britannica.com. Archivováno z původního dne 25. října 2017. Citováno 8. května 2018.
  2. ^ Deer, W. A.; Howie, R. A.; Zussman, J. (1992). Úvod do horninotvorných minerálů (2. vyd.). London: Longman. ISBN  0-582-30094-0.
  3. ^ Hurlbut, Cornelius S .; Klein, Cornelis (1985). Manuál mineralogie (20. vydání). Wiley. ISBN  0-47180580-7.
  4. ^ Deer, W. A.; Howie, R.A., a Zussman, J. (1992). Úvod do horninotvorných minerálů (2. vydání ed.). London: Longman ISBN  0-582-30094-0
  5. ^ Hurlbut, Cornelius S .; Klein, Cornelis || 1985). Manuál mineralogie, Wiley, (20. vydání, ed.). ISBN  0-471-80580-7
  6. ^ Deer, W. A.; Howie, R. A.; Wise, W.S .; Zussman, J. (2004). Horninotvorné minerály. Svazek 4B. Základní silikáty: minerály oxidu křemičitého. Živočichové a zeolity (2. vyd.). London: Geologická společnost v Londýně. p. 982 stran

externí odkazy

Média související s Silikátové minerály na Wikimedia Commons