TECTOSILICATI

TECTOSILICATI

Caracteristica structurala a tectosilicatilor este asocierea gruparilor (Al,Si)O₄ astfel incat acestea formeaza retele tridimensionale. Mineralele din aceasta categorie sunt foarte raspandite in litosfera si au o mare importanta. In aceasta categorie intra patru grupe mari de minerale:

Grupa Feldspatilor;

Grupa Feldspatoizilor;

Grupa Zeolitilor;

Grupa mineralelor SiO₂ (silicei)

Cele mai frecvente sunt mineralele din grupa feldspatilor si silicei, acestea fiind prezente in cele mai variate tipuri de roci (magmatice, metamorfice si sedimentare).

in reteaua tectosilicatilor, tetraedrii de SiO₄ se leaga intre ei prin intermediul colturilor, fiecare ion de oxigen apartinand simultan la doi tetraedri. In retea nu exista ioni de oxigen activi. O asemenea retea este caracteristica pentru cuart. In cazul in care o parte din tetraedri de SiO₄ sunt inlocuiti cu AlO₄, gruparea anionica devine incarcata cu sarcini electrice negative care urmeaza a fi neutralizata cu cationi metalici monovalenti sau bivalenti cu raze mari.

1. Grupa mineralelor feldspatice WZ₄O₈

Feldspatii pot fi clasificati din punct de vedere chimic dupa sistemul ternar ortoza - albit - anortit. Termenii seriei ortoza - albit se numesc feldspati alcalini (A), iar cei ai seriei albit - anortit se numesc feldspati plagioclazi (P).

Feldspatii alcalini:

Din punct de vedere chimic si structural feldspatii alcalini se impart astfel:

Feldspati potasici:

monoclinici - Sanidina, Ortoza;

triclinici - Microclin;

Feldspat sodic:

Albit;

Feldspat mixt:

Anortoza.

SANIDINA, ORTOZA: K[AlSi₃O₈]

Sistem de cristalizare: monoclinic.

Habitus: cristale prismatice.

Macle: macle Karlsbad, Baveno, Manebach.

Clivaj: perfect, bun (formand un unghi de 90⁰).

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 6 - 6¹/₂ / G = 2.55 - 2.63.

Culoare: transparent incolor, alb laptos, roz deschis (ortoza), galben.

Urma: alba.

Luciu: sticlos, sidefos.

Ocurenta: ortoza este intalnita in roci eruptive acide si intermediare, in pegmatite granitice. Sanidina apare in produse vulcanice intermediare. Prin alterare se caolinitizeaza, dand nastere argilelor caolinitice. In conditiile unui climat tropical, prin alterare pot forma laterite si bauxite.

In Romania apare sub forma de cristale idiomorfe in pegmatite la Teregova. Binecunoscute sunt si cristalele maclate de la Baveno - Italia.

MICROCLIN: K[AlSi₃O₈]

Sistem de cristalizare: triclinic.

Habitus: cristale bine dezvoltate asemanatoare ortozei.

Macle: macle polisintetice - "gratar".

Clivaj: perfect, bun, unghi mai mic cu 20' fata de 90⁰.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 6 - 6¹/₂ / G = 2.56 - 2.63.

Culoare: alb laptos, roz pal, verde (amazonit).

Urma: alba.

Luciu: sticlos, sidefos.

Ocurenta: este mult mai raspandit in rocile intruzive acide si intermediare (granite, granodiorite, sienite, etc.) decat ortoza. Este foarte frecvent si in pegmatite.

In Romania apare in rocile alcaline sienitice de la Ditrau, in pegmatitele din M. Lotrului, in granitele de Tismana, din Retezat, Pricopan.

Feldspatii plagioclazi:

Formeaza o serie cu miscibilitate completa intre doi termeni extremi: Albit - Na[AlSi₃O₈] si Anortit Ca [Al₂Si₂O₈]. Cei mai importanti termeni intermediari ai seriei sunt urmatorii: Oligoclaz, Andezin, Labrador, Bitownit.

Sistem de cristalizare: triclinic.

Habitus: cristale tabulare, prismatice.

Macle: multiple, polisintetice.

Clivaj: (001) perfect, (010) distinct.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 6 - 6¹/₂ / G = 2.61 - 2.76.

Culoare: alb, galben pal, roz, verde, negru.

Urma: alba.

Luciu: sticlos, sidefos.

Proprietati optice principale: sunt incolori in sectiuni subtiri, refringenta este mica, birefringenta slaba, frecvente sunt maclele polisintetice si cristalele zonate (in cazul rocilor vulcanice).

Ocurenta: sunt intalniti in majoritatea rocilor eruptive, in pegmatite legate genetic de granite si in rocile intruzive alcaline (cei acizi). Plagioclazii bazici sunt cunoscuti in pegmatitele rocilor intruzive bazice (gabbrouri). In timpul formarii sisturilor cristaline, in urma metamorfismului regional se dezvolta mai ales albitul. Prin alterare, plagioclazii se transforma in minerale argiloase.

Grupa Feldspatoizilor

NEFELIN: Na₃K[Al₄Si₄O₁₆] sau Na₃K[AlSiO₄]₄

Sistem de cristalizare: hexagonal.

Habitus: prisme hexagonale sau cristale tabulare, scurt columnare.

Macle: frecvent.

Clivaj: slab.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 5¹/₂ - 6 / G = 2.56 - 2.66.

Culoare: incolor, alb cenusiu, brun, verzui.

Urma: alba.

Luciu: sticlos.

Ocurenta: se gaseste in roci magmatice alcaline, sarace in silice (sienite nefelinice, pegmetitele acestora, etc.). Apare in paregeneza cu hauynul, feldspatii alcalini si hornblenda alcalina.

In Romania apare ca un constituent al rocilor intruzive alcaline, (sienite nefelinice) de la Ditrau.

SODALIT: Na₈[Al₆Si₆O₂₄]Cl₂

Sistem de cristalizare: cubic.

Habitus: dodecaedrii romboidali, mase granulare.

Macle:

Clivaj: (110) slab.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 5¹/₂ - 6 / G = 2.27 - 2.33.

Culoare: incolor, cenusiu, galbui, albastrui.

Urma: alba.

Luciu: sticlos.

Ocurenta: mineral caracteristic rocilor alcaline eruptive (plutonice sau efuzive). In Romania, la Ditrau, in sienite nefelinice.

CANCRINIT: (Na,Ca)_7-8[Al₆Si₆O₂₄](CO₃,SO₄,Cl)_1.5-2.0 1-5 H₂O

Sistem de cristalizare: hexagonal.

Habitus: rar sub forma de cristale, in general prismatice, mase compacte.

Macle: lamelare, rare.

Clivaj: perfect, potrivit.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 5 - 6 / G = 2.51 - 2.42.

Culoare: alb, cenusiu, verzui, galben, rosu, roz.

Urma: alba.

Luciu: sticlos, gras in spartura.

Ocurenta: format in stadiul post-magmatic prin actiunea solutiilor carbonatate sau sulfatate asupra cristalelor de nefelin. In urma alterarii trece in mica, zeoliti, carbonati. In Romania se gasesc in masivul Ditrau.

LEUCIT: K[AlSi₂O₆]

Sistem de cristalizare: cubic (peste 605⁰), tetragonal (sub 605⁰).

Habitus: cristale bine dezvoltate, trapezoedrii.

Macle: dupa (110).

Clivaj: foarte slab.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 5¹/₂ - 6 / G = 2.47 - 2.50.

Culoare: alb cenusiu, galbui, incolor in sectiuni subtiri.

Urma: alba.

Luciu: sticlos.

Ocurenta: este un mineral tipic de temperaturi inalte, format din lavele bogate in alcalii si sarace in SiO₂ (nu apare asociat cu cuartul).

Observatii practice (macroscopice)

Se vor prezenta principalele esantioane cu mineralele prezente din colectie si se vor pune in evidenta numai proprietatile care se vad cu ochiul liber (culoare, culoarea urmei, duritate, mod de prezentare). Functie de acestea se vor examina si cateva sectiuni subtiri cu asemenea minerale la microscop. Lucrarea se va finaliza cu un test teoretic si practic.

Grupa Zeolitilor

Formula teoretica a zeolitilor este: W_mZ_rO_2r sH₂O

In aceasta categorie intra alumosilicati hidratati de Ca, Na, (Ba, Sr, K), foarte rar de Mg si Mn. Ei au o serie de proprietati generale specifice. Structura lor cristalina este formata din retele tridimensionale de tetraedrii de aluminiu, siliciu si oxigen, golurile din aceste retele sunt reprezentate de canale. Acest schelet contine molecule de apa slab legate, care pot fi eliminate usor prin incalzire usoara, fara a distruge reteaua cristalina. Apa eliminata poate fi la fel de usor absorbita sau poate fi inlocuita cu molecule de hidrogen sulfurat, alcool etilic, amoniac. "Apa zeolitica" se deosebeste de apa de cristalizare, tocmai prin faptul ca se elimina treptat, in urma incalzirii si nu in salturi.

O caracteristica foarte importanta este usurinta cu care are loc schimbul intre cationii mineralelor si cationii solutiilor cu care acestea vin in contact. Eliminarea unora dintre ei nu duce la modificarea structurii cristaline; din acest motiv ei sunt folositi pentru dedurizarea apei.

Spre deosebire de feldspati, in cazul zeolitilor, spatiile libere nu sunt in intregime ocupate de cationi.

In general zeolitii au duritate mica, greutati specifice mici, indici mici de refractie, majoritatea umflandu-se la incalzire.

Zeolitii se formeaza in procese endogene, la presiuni joase, in ultimele faze ale proceselor hidrotermale (de temperatura scazuta). Ei apar asociati cu calcitul, calcedonia, cuartul, hidrargilitul, etc.. In general sunt intalniti in rocile endogene, afectate hidrotermal, in bazalte, in scorii vulcanice, in pegmatite si chiar in soluri.

In functie de morfologie si de structura, zeolitii se impart in trei mari grupe:

grupa natrolitului;

grupa      heulanditului;

grupa zeolitilor.

Grupa mineralelor SiO₂ (silicei)

Bioxidul de siliciu se intalneste in natura sub forma mai multor minerale: cuart, tridimit, cristobalit, calcedonie, opal, etc.. Cel mai frecvent este cuartul. Formele cristalizate prezinta fenomenul de enantiotropism:

cuart a cuart b tridimit cristobalit silice lichida.

573⁰ 870⁰ 1470⁰ 1713⁰

Seria de transformari este reversibila. In afara de mineralele mentionate exista si o varietate criptocristalina, cu structura fibroasa - calcedonia.

CUART: SiO₂

Sistem de cristalizare: trigonal (cuartul a), hexagonal (cuartul b

Habitus: cristale prismatice, columnare, bipiramidale, romboedrii, trapezoedrii (fetele de prisma prezinta striatiuni orizontale), agregate granulare, etc..

Macle: macla Dauphine (macla "fizicienilor"), macla Braziliana (macla "opticienilor"), macla japoneza (macla "la Gardette").

Clivaj: absent, bun (functie de modificatie).

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 7 / G = 2.63.

Culoare: transparent incolor, dar poate avea culori foarte variate functie de impuritatile pe care le poate contine: alb-laptos, cenusiu, violet (ametist), galben (citrin), negru (morion), verde.

Urma: incolora.

Luciu: sticlos, gras in spartura.

Ocurenta: este unul din cele mai abundente minerale      din scoarta, fiind raspandit in toate tipurile genetice de roci. El intra in componenta numeroaselor zacaminte de substante minerale utile. Apare sub forma de cristale de mari dimensiuni in cavitatile pegmatitelor. Apare in asociatie cu feldspatii, muscovitul, berilul, pirita, calcopirita, molibdenit. Sub forma de cristale foarte spectaculoase apare in geode (captusind peretii cavitatilor din interiorul rocilor ). Nu se altereaza niciodata.

In Romania apare in cele mai variate conditii geologice: in sisturi cristaline, in granite, in toate grupele mari de munti. Datorita stabilitatii sale chimice foarte ridicata este un mineral foarte frecvent intalnit in rocile sedimentare precum si in aluviuni recente. Apare ca mineral de ganga in zacamintele filoniene hidrotermale din muntii Apuseni, Dobrogaea, Banat.

CALCEDONIE: SiO₂

Sistem de cristalizare: criptocristalin.

Habitus: apare sub forma de agregate radiare, cruste, mase reniforme, stalactite, geode cu sructura concentrica (agate).

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 6 / G = 2.55- 2.63.

Culoare: cenusiu - laptos, albastrui, galben, brun, rosu, verde, negru.

Urma: incolora.

Luciu: sticlos, gras.

Ocurenta: se formeaza prin deshiratarea si recristalizarea gelului de silice.

OPAL: SiO₂ nH₂O

Sistem de cristalizare: amorf.

Habitus: mase compacte, stalactite.

Duritate (H) / greutate specifica (G): H = 5 - 5¹/₂ / G = 1.9 - 2.5 (in functie de cantitatea de apa si de particulele grele absorbite ).

Culoare: incolor, datorita impuritatilor poate fi verde, rosu, galben, verde, negru.

Urma: alba.

Luciu: sticlos.

Ocurenta: se depune in jurul sau la gura izvoarelor hidrotermale din regiunile vulcanice sub forma de tuf silicios, geyserit sau chiar sub forma de stalactite albe. Apare in golurile rocilor efuzive sub forma de geode.

In conditii exogene apare prin descompunerea silicatilor in urma alterarii chimice. Astfel apar depuneri de opal sub forma de strate in zonele litorale ale bazinelor marine.

Este interesant procesul metasomatic prin care coloizii de silice mineralizeaza resturile vegetale.

In Romania, varietati nobile apar la Ilba in zona Baia Mare.

Observatii practice (macroscopice)

Se vor prezenta principalele esantioane cu mineralele prezente din colectie si se vor pune in evidenta numai proprietatile care se vad cu ochiul liber (culoare, culoarea urmei, duritate, mod de prezentare). Functie de acestea se vor examina si cateva sectiuni subtiri cu asemenea minerale, la microscop. Lucrarea se va finaliza cu un test teoretic si practic.

NOTA: La sfarsitul acestei parti de mineralogie se cuvine sa aducem cateva lamuriri. Evident, asa cum arata cele prezentate mai sus, nu am tratat temele ca pe un adevarat compendiu de mineralogie. Am tinut neaaparat ca studentii care vor studia aceste randuri sa ia cunostinta cu principalele caracteristici ale mineralelor (pentru a le putea recunoaste) si cu o mica parte, dar foarte importanta din marea lume (sistematica) a principalelor grupe sau serii mineralogice. Acestea le vor fi categoric de folosinta in toate studiile pe care le vor intocmi la terminarea acestei facultati si nu numai.