SILICATI

SILICATI

Caractere generale:

In clasa silicatilor intrp o treime din numarul mineralelor din natura, ei reprezentand 75% din greutatea scoartei terestre (12% ocupand diferitele forme mineralogice de silice). Silicatii apar in toate tipurile de roci (magmatice, metamorfice si sedimentare). Majoritatea sunt constituenti minerali ai rocilor si zacamintelor de substante minerale utile (metalifere sau nemetalifere). Unii dintre ei reprezinta pietre pretioase sau semipretioase (turmalina, topazul, smaragdul, aquamarinul, etc.). Cu toate ca numarul elementelor care intra in compozitia silicatilor nu este foarte mare, exista o mare diversitate de combinatii, de la structuri foarte simple pina la structuri deosebit de complexe.

Fig. 44 - Anionul complex [SiO]^4-

La baza structurii silicatilor sta gruparea [SiO₄]^4-. Acest anion complex este format dintr-un ion de siliciu inconjurat de patru ioni de oxigen dispusi in colturile unui tetraedru. O caracteristica structurala a silicatilor este posibilitatea de asociere a acestor grupari tetraedrice in diverse moduri, functie de care a fost realizata clasificarea mineralelor din aceasta clasa, dupa cum urmeaza:

NEZOSILICATI - silicati cu grupari tetraedrice izolate (silicati insulari). Legatura dintre anionii [SiO₄]^4- nu se realizeaza prin intermediul ionilor de oxigen, ci cu ajutorul cationilor metalici;

SOROSILICATI - silicati cu 2 grupari de SiO₄;

NEZO-SOROSILICATI - structura mixta intre nezo si sorosilicati;

CICLOSILICATI - silicati cu grupari inelare de 3, 4 sau 6 tetraedri de SiO₄;

INOSILICATI - silicati cu tetraedrii de SiO₄ legati in forma de lanturi (simple sau duble);

FILOSILICATI - silicati formati din tetraedrii care au in comun cate 3 ioni de oxigen, determinand astfel retele plane infinite alcatuite din ochiuri hexagonale;

TECTOSILICATI - silicati formati din retele tridimensionale de tetraedrii SiO₄.

Legatura dintre gruparile anionice [SiO₄]^4- se face totdeauna prin intermediul oxigenului si numai prin intermediul colturilor, nu prin muchii sau fete. La unele specii minerale aluminiul poate substitui partial siliciul din gruparea tetraedrica.

Pentru exprimarea compozitiei diverselor tipuri structurale de silicati, se folosesc urmatoarele simboluri:

W - cationi cu raze ionice mari care au coordonare egala sau mai mare de 6 - (Ca²⁺, Na⁺, K⁺);

X - cationi bivalenti cu raze ionice medii care au coordonare egala cu 6 - (Mg²⁺, Fe²⁺);

Y - cationi trivalenti si tetravalenti cu raze ionice medii, care au coordonare 6 - (Al³⁺, Fe³⁺, Ti⁴⁺);

Z - cationi cu raze ionice mici care au coordonare 4, elementul principal este Si⁴⁺, ce poate fi inlocuit partial cu Al³⁺ sau B³⁺.

NEZOSILICATI

Nezosilicatii sunt silicatii cu grupari tetraedrice izolate de SiO₄ - legaturile dintre anionii complexi [SiO₄]^4- se realizeaza prin intermediul cationilor metalici, cei mai importanti dintre acestia fiind: Mg²⁺, Fe²⁺, Ca²⁺, Mn²⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, Th⁴⁺. Alcaliile K⁺ si Na⁺ apar in mod exceptional. Al³⁺ nu substituie niciodata Si din cadrul gruparii tetraedrice.

Fig. 45 - In cazul nezosilicatilor, legatura dintre tetraedrii

se face prin intermediul unui cation metalic

Grupa Olivinei

OLIVINA: (Fe,Mg)₂[SiO₄] - olivina este rezultatul amestecului izomorf intre doi termeni extremi, Fayalit (termenul feric) si Forsterit (termenul magnezian).

Sistem de cristalizare: rombic.

Habitus: cristale izometrice, rotunjite, mase granulare, diseminari.

Macle: dupa (100), (011), (012).

Clivaj: slab.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 6¹/₂ - 7 / G = 3.22.

Culoare: verde, verde-galbui, negru.

Urma: verde pal.

Luciu: sticlos, gras.

Proprietati optice importante: refringenta ridicata, culori de birefringenta de ordinul 2 sau 3, este foarte casanta, adesea aparand fisurata in sectiuni subtiri.

Ocurenta: mineralele din aceasta grupa sunt caracteristice rocilor bazice si ultrabazice, sarace in silice (bazalte, dunite, peridotite), dar apar si in roci metamorfice de contact, formate pe seama calcarelor si in aluviuni. Se altereaza rapid, formandu-se pe seama ei hidroxizi de fier, serpentina.

In Romania olivina se gaseste in roci bazice si ultrabazice in magmatismul mezozoic (M. Bistritei, Persani, Parang, Metaliferi), in corneene si skarne in magmatismul banatitic (Oravita, Moldova Noua, Sasca Montana), in magmatismul neogen (M. Calimani, Gurghiu, Harghita).

Grupa Zirconului

ZIRCON: Zr[SiO₄]

Sistem de cristalizare: tetragonal.

Habitus: cristale prismatice, granule.

Macle: rare, cu plan de macla (111).

Clivaj: imperfect.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 7¹/₂ / G = 3.9 - 4.7.

Culoare: transparent incolor, galben, rosu, verde.

Urma: incolora.

Luciu: sticlos, adamantin.

Ocurenta: zirconul apare frecvent in roci magmatice si metamorfice (sienite, diorite, granite, pegmatite, gnaise), fiind rezistent chimic; zirconul apare si in aluviuni si in roci serimentare.

In Romania apare in sisturile cristaline din Carpatii Orientali, Meridionali, M. Apuseni, M. Dobrogei, in granitele din Macin, in magmatismul banatitic (Moldova Noua, Sasca Montana), in Apuseni (Vladeasa, Gilau), in vulcanismul neogen (Oas, Gutai, Tibles, Rodna, Calimani, Gurghiu, Harghita), M. Apuseni (M. Metaliferi), in aluviunile fluviatile si chiar marine, litorale (Delta Dunarii, Chituc).

Grupa Granatilor

Din punct de vedere chimic granatii sunt silicati complexi, cu urmatoarea formula generala: X₃Y₂[SiO₄]₃ unde X poate fi: Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺ ; Y poate fi Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, subordonat Ti³⁺, Mn³⁺. Gruparea SiO₄ poate fi inlocuita de PO₄.

Deosebim doua specii de granati:

Ugrandite:

Uvarovit - Ca₃Cr₂[SiO₄]₃;

Grosular - Ca₃Al₂[SiO₄]₃;

Andradit - Ca₃Fe₂[SiO₄]₃.

Piralspite:

Pirop - Mg₃Al₂[SiO₄]₃;

Almandin - Fe₃Al₂[SiO₄]₃;

Spessartin - Mn₃Al₂[SiO₄]₃

Sistem de cristalizare: cubic

Habitus: cristalie izometrice, forme de dodecaedru, trapezoedru, mase granulare.

Macle: adesea mimetice.

Clivaj: absent.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 6¹/₂ - 7¹/₂ / G = 3.6 - 4.3.

Culoare: functie de subspecie: pirop - rosu, negru; almandin - cafeniu, rosu, negru; spessartin - rosu; grosular - galben, rosu, alb, verde; andradit - galben, rosu, negru; uvarovit - verde.

Urma: alba sau colorata functie de tip.

Luciu: sticlos, gras.

Proprietati optice importante: indice de refractie variabil, izotropi.

Ocurenta: cel mai frecvent se formeaza ca rezultat al metamorfismului de contact termic si metasomatic (sub actiunea magmelor acide asupra rocilor carbonatice).

In Romania granatii apar in sisturile cristaline din Carpatii Orientali (M. Rodnei, Bistritei, Haghimas, etc.), din Carpatii Meridionali (M. Fagaras, Lotru, Cibin, Sebes, Godeanu), din M. Dobrogei - zona Camena. Spessartinul se gaseste asociat minereurilor manganifere (Razoare, Iacobeni, Sarul Dornei). Granatii granditici se intalnesc in pegmatite in cristalinul getic al Carpatilor Meridionali (Parang), in skarnele legate de magmatismul banatitic (Moldova Noua, Sasca Montana, Oravita, Ciclova Romana, Dognecea).

Grupa Silicatilor de aluminiu

Sunt minerale care au aceeasi compozitie chimica, diferenta de structura fiind determinata de modul in care ionii de Al sunt coordonati de ionii de O (la Sillimanit este in coordonare 4, la Andaluzit in coordonare 5 si la Disten in coordonare 6)

DISTEN: Al₂[SiO₄]O

Sistem de cristalizare: triclinic.

Habitus: cristale tabulare.

Macle: fata de macla (100), macle polisintetice datorate presiunii.

Clivaj: perfect, bun (dupa directie).

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 4 - 7 (functie de directie) / G = 3.53 - 3.65.

Culoare: galben, cenusiu, alb, albastru, verde, negru.

Urma: alba.

Luciu: sticlos, sidefos.

Ocurenta: se formeaza in procesul de metamorfism regional, in care sunt implicate rocile bogate in aluminiu, in conditii de adancimi mici. Este rezistent chimic si poate fi intalnit in aluviuni.

In Romania apare in pegmatitele din M-tii Preluca, Rodna, Ditrau, Fagaras, Lotru, Sebes, Semenic, Gilau, in nisipurile din Dobrogea Centrala si in aluviunile actuale de pe V. Bistritei, Pianu de Sus, Pianu de Jos.

Grupa Sfenului:

SFEN: CaTi[SiO₄](O,OH,F)

Sistem de cristalizare: monoclinic.

Habitus: cristale izolate, prisme turtite, forme de pana, de plic.

Macle: frecvente, de intrepatrundere, de juxtapunere.

Clivaj: bun.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 5 - 5¹/₂ / G = 3.45 - 3.55.

Culoare: brun, galben, cenusiu, rosu, negru.

Urma: alba.

Luciu: adamantin.

Ocurenta: mineral accesoriu in roci magmatice (granite, sienite, andezite, trahite), cristale de dimensiuni mari in pegmatite, in roci metamorfice (gnaise, sisturi cloritoase si micacee, etc.), in aluviuni.

In Romania se intalneste in complexe de sisturi cristaline (Carpatii Orientali, Meridionali, Apuseni, Dobrogea), in special in amfibolite.

Observatii practice (macroscopice)

Se vor prezenta principalele esantioane cu minerale din colectie si se vor pune in evidenta numai proprietatile care se vad cu ochiul liber (culoare, culoarea urmei, duritate, mod de prezentare).