Силикатный минерал - Silicate mineral
Силикатные минералы являются породообразующими минералы состоит из силикат группы. Это самый крупный и самый важный класс минералов, составляющий примерно 90 процентов земной коры.[1][2][3]
В минералогия, кремнезем (диоксид кремния) SiO2 обычно считается силикатным минералом. Кремнезем встречается в природе как минерал. кварц, и это 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 частичные таяние, кристаллизация, фракционирование, метаморфизм, выветривание, и диагенез.
Живые организмы тоже способствуют этому геологический цикл. Например, тип планктон известный как диатомеи построить свои экзоскелеты («панцири») из кремнезема, извлеченного из морская вода. Створки мертвых диатомовых водорослей - основная составляющая глубокий океан осадок, и из диатомовая земля.[нужна цитата ]
Общая структура
Силикатный минерал обычно ионное соединение чей анионы состоят преимущественно из кремний и кислород атомы.
В большинстве минералов земной коры каждый атом кремния является центром идеального тетраэдра, в углах которого расположены четыре атома кислорода. ковалентно привязан к нему. Два соседних тетраэдра могут иметь общую вершину, что означает, что атом кислорода представляет собой мост, соединяющий 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 дополнительного заряда. катионы. Например, в минерале ортоклаз [КАЛСИ
3О
8]
п, анион 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]
п. Замена каждого четвертого атома кремния на алюминий атом приводит к аниону [AlSi
3О−
8]
п, заряд которого нейтрализуется калий катионы K+
.
Основные группы
В минералогия, силикатные минералы делятся на семь основных групп в соответствии со структурой силикатного аниона:[4][5]
Основная группа | Структура | Химическая формула | Пример |
---|---|---|---|
Несосиликаты | изолированные тетраэдры кремния | [SiO4]4− | оливин |
Соросиликаты | двойные тетраэдры | [Si2О7]6− | эпидот, мелилит группа |
Циклосиликаты | кольца | [SiпО3п]2п− | турмалин группа |
Инозиликаты | одиночная цепь | [SiпО3п]2п− | пироксен группа |
Инозиликаты | двойная цепь | [Si4пО11п]6п− | амфибол группа |
Филлосиликаты | листы | [Si2пО5п]2п− | слюды и глины |
Тектосиликаты | 3D каркас | [AlИксSiуО(2Икс+2у)]Икс− | 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
Несосиликаты (от Греческий νῆσος Несос, остров), или ортосиликаты, имеют ортосиликатный ион, которые составляют изолированные (островные) [SiO4]4− тетраэдры которые связаны только межстраничными катионы. В Классификация Никеля – Струнца - 09.A –примеры:
- Группа фенакита
- Оливин группа
- Гранат группа
- Пироп - Mg3Al2(SiO4)3
- Альмандин - Fe3Al2(SiO4)3
- Спессартин - Mn3Al2(SiO4)3
- Гроссуляр - Са3Al2(SiO4)3
- Андрадит - Са3Fe2(SiO4)3
- Уваровит - Са3Cr2(SiO4)3
- Гидрогроссуляр - Са3Al2Si2О8(SiO4)3−м(ОЙ)4м
- Циркон группа
- Al2SiO5 группа
- Андалузит - Аль2SiO5
- Кианит - Аль2SiO5
- Силлиманит - Аль2SiO5
- Дюмортьерит - Аль6.5–7BO3(SiO4)3(О, ОН)3
- Топаз - Аль2SiO4(F, OH)2
- Ставролит - Fe2Al9(SiO4)4(О, ОН)2
- Humite группа - (Mg, Fe)7(SiO4)3(F, OH)2
- Норбергит - Mg3(SiO4) (F, OH)2
- Хондродит - Mg5(SiO4)2(F, OH)2
- Humite - Mg7(SiO4)3(F, OH)2
- Клиногумит - Mg9(SiO4)4(F, OH)2
- Датолит - CaBSiO4(ОЙ)
- Титанит - CaTiSiO5
- Хлоритоид - (Fe, Mg, Mn)2Al4Si2О10(ОЙ)4
- Муллит (он же фарфорит) - Al6Si2О13
Соросиликаты
Соросиликаты (от греч. Σωρός sros, куча, насыпь) изолировали пиросиликат 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 ) - Zn4(Si2О7)(ОЙ)2·ЧАС2О
- Лавсонит - CaAl2(Si2О7)(ОЙ)2·ЧАС2О
- Аксинит - (Ca, Fe, Mn)3Al2(BO3) (Si4О12)(ОЙ)
- Ильвайте - CaFeII2FeIIIO (Si2О7)(ОЙ)
- Группа Epidote (имеет оба (SiO4)4− и (Si2О7)6− группы)
- Эпидот - Са2(Al, Fe)3O (SiO4) (Si2О7)(ОЙ)
- Цоизит - Са2Al3O (SiO4) (Si2О7)(ОЙ)
- Танзанит - Са2Al3O (SiO4) (Si2О7)(ОЙ)
- Клиноцоизит - Са2Al3O (SiO4) (Si2О7)(ОЙ)
- Алланит - Ca (Ce, La, Y, Ca) Al2(FeII, FeIII) O (SiO4) (Si2О7)(ОЙ)
- Долласеит- (Ce) - CaCeMg2AlSi3О11F (ОН)
- Везувианит (идокраза ) - Ca10(Mg, Fe)2Al4(SiO4)5(Si2О7)2(ОЙ)4
Циклосиликаты
Циклосиликаты (от греч. Κύκλος куклос, круг), или кольцевые силикаты, имеют три или более тетраэдров, связанных в кольцо. Общая формула (SiИксО3Икс)2Икс−, где один или несколько атомов кремния могут быть заменены другим 4-координированным атомом (ами). Соотношение кремний: кислород составляет 1: 3. Двойные кольца имеют формулу (Si2ИксО5Икс)2Икс− или соотношение 2: 5. Классификация Никеля – Струнца - 09.С. Возможные размеры колец:
6 единиц [Si6О18], берилл (красный: Si, синий: O)
3 единицы [Si3О9], бенитоит
4 шт. [Si4О12], папагоит
9 единиц [Si9О27], эвдиалит
6 шт., Двойное кольцо [Si6О15], миларит
Вот некоторые примеры минералов:
- Одинарное кольцо из 3 частей
- Бенитоит - БаТи (Si3О9)
- Одиночное кольцо из 4 частей
- Папагоит – CaCuAlSi
2О
6(ОЙ)
3.
- Папагоит – CaCuAlSi
- Одиночное кольцо из 6 элементов
- Берил - Быть3Al2(Si6О18)
- Баззит - Быть3Sc2(Si6О18)
- Сугилит - кНа2(Fe, Mn, Al)2Ли3Si12О30
- Турмалин - (Na, Ca) (Al, Li, Mg)3−(Al, Fe, Mn)6(Si6О18) (BO3)3(ОЙ)4
- Pezzottaite - Cs (Be2Ли) Аль2Si6О18
- Осумилит - (K, Na) (Fe, Mg)2(Al, Fe)3(Si, Al)12О30
- Кордиерит - (Mg, Fe)2Al4Si5О18
- Секанинаит - (Fe+2, Мг)2Al4Si5О18
- Одиночное кольцо из 9 элементов
- Эвдиалит – Na
15Ca
6(Fe, Mn)
3Zr
3SiO (О, ОН, Н
2O)
3(Si
3О
9)
2(Si
9О
27)
2(ОН, Cl)
2
- Эвдиалит – Na
- Двойное кольцо из 6 элементов
- Миларит - К2Ca4Al2Быть4(Si24О60)ЧАС2О
Обратите внимание, что кольцо в аксинит содержит два тетраэдра B и четыре тетраэдра Si и сильно искажен по сравнению с другими циклосиликатами с 6-членным кольцом.
Инозиликаты
Иносиликаты (от Греческий ἴς является [родительный падеж: ἰνός Инос], волокно) или цепочечные силикаты имеют взаимосвязанные цепочки из силикат тетраэдры либо с SiO3, Соотношение 1: 3, для одиночных цепей или Si4О11, Соотношение 4:11, для двойных цепей. Классификация Никеля – Струнца - 09.D - примеры включают:
Одноцепочечные силикаты
- Пироксен группа
- Энстатит - ортоферросилитовый ряд
- Энстатит - MgSiO3
- Ферросилит - FeSiO3
- Пигеонит - Са0.25(Mg, Fe)1.75Si2О6
- Диопсид - геденбергитовый ряд
- Диопсид - CaMgSi2О6
- Геденбергит - CaFeSi2О6
- Авгит - (Ca, Na) (Mg, Fe, Al) (Si, Al)2О6
- Натрий пироксеновый ряд
- Сподумен - LiAlSi2О6
- Пироксферроит - (Fe, Ca) SiO3
- Энстатит - ортоферросилитовый ряд
- Группа пироксеноидов
- Волластонит - CaSiO3
- Родонит - MnSiO3
- Пектолит - NaCa2(Si3О8)(ОЙ)
Иносиликаты с двойной цепью
- Амфибол группа
- Антофиллит - (Mg, Fe)7Si8О22(ОЙ)2
- Каммингтонитовый ряд
- Каммингтонит - Fe2Mg5Si8О22(ОЙ)2
- Грюнерит - Fe7Si8О22(ОЙ)2
- Серия Tremolite
- Роговая обманка - (Са, Na)2–3(Mg, Fe, Al)5Si6(Al, Si)2О22(ОЙ)2
- Группа амфибола натрия
- Глаукофан - На2Mg3Al2Si8О22(ОЙ)2
- Рибекит (асбест ) - Na2FeII3FeIII2Si8О22(ОЙ)2
- Арфведсонит - На3(Fe, Mg)4FeSi8О22(ОЙ)2
Иносиликат, семейство пироксенов, с 2-периодическими одноцепочечными (Si2О6), диопсид
Иносиликат, клиноамфибол, с 2-периодическими двойными цепями (Si4О11), тремолит
Иносиликатная неразветвленная 3-периодическая одиночная цепочка волластонит
Иносиликат с 5-периодной одноцепочечной родонит
Иносиликат с циклической разветвленной 8-периодической цепью, пеллит
Филлосиликаты
Филлосиликаты (от Греческий φύλλον филлон, лист), или листовые силикаты, образуют параллельные листы силикатных тетраэдров с Si2О5 или соотношение 2: 5. Классификация Никеля – Струнца - 09.E. Все минералы филлосиликата гидратированный, либо с воды или же гидроксил группы прикреплены.
Примеры включают:
- Подгруппа змеевиков
- Минералы глины группа
- Галлуазит - Аль2Si2О5(ОЙ)4
- Каолинит - Аль2(ОЙ)4Si2О5
- Иллит - (К, Н3O) (Al, Mg, Fe)2(Si, Al)4О10[(ОЙ)2,(ЧАС2O)]
- Монтмориллонит - (Na, Ca)0.33(Al, Mg)2Si4О10(ОЙ)2·пЧАС2О
- Вермикулит - (MgFe, Al)3(Al, Si)4О10(ОЙ)2· 4H2О
- Тальк - Mg3Si4О10(ОЙ)2
- Сепиолит - Mg4Si6О15(ОЙ)2· 6H2О
- Палыгорскит (или аттапульгит) - (Mg, Al)2Si4О10(ОН) · 4 (Н2O)
- Пирофиллит - Аль2Si4О10(ОЙ)2
- Слюда группа
- Группа хлорита
- Хлорит - (Mg, Fe)3(Si, Al)4О10(ОЙ)2· (Mg, Fe)3(ОЙ)6
Филосиликат, группа слюды, москвич (красный: Si, синий: O)
Филосиликат, одинарная сетка тетраэдров с 4-членными кольцами, апофиллит - (KF) -апофиллит- (KOH) ряд
Филлосиликат, одинарные тетраэдрические сетки из 6-членных колец, пиросмалит - (Fe) -пиросмалит- (Mn) ряд
Филлосиликат, одинарные тетраэдрические сетки из 6-членных колец, цеофиллит
Филосиликат, двойные сетки с 4- и 6-членными кольцами, карлетонит
Тектосиликаты
Тектосиликаты, или «силикаты каркаса», имеют трехмерный каркас из силиката. тетраэдры с SiO2 в соотношении 1: 2. Эта группа составляет почти 75% корка из земной шар.[6] Тектосиликаты, за исключением группы кварца, относятся к алюмосиликаты. Классификации Никеля – Струнца - 09.F и 09.G, 04.DA (семейство кварц / кремнезем). Примеры включают:
- 3D-силикаты, семейство кварцев
- Тектосиликаты, полевой шпат группа
- Щелочные полевые шпаты (калиевые полевые шпаты)
- Микроклин - КАЛСИ3О8
- Ортоклаз - КАЛСИ3О8
- Анортоклаз - (Na, K) AlSi3О8
- Санидин - КАЛСИ3О8
- Плагиоклаз полевые шпаты
- Щелочные полевые шпаты (калиевые полевые шпаты)
- Тектосиликаты, фельдшпатоид семья
- Тектосиликаты, скаполит группа
- Тектосиликаты, цеолит семья
Смотрите также
- Классификация несиликатных минералов - Список минералов и групп, признанных IMA
- Классификация силикатных минералов - Список минералов и групп, признанных IMA
- Силикатная минеральная краска
Рекомендации
- ^ «Минерал - силикаты». britannica.com. В архиве из оригинала 25 октября 2017 г.. Получено 8 мая 2018.
- ^ Deer, W.A .; Howie, R.A .; Зуссман, Дж. (1992). Знакомство с породообразующими минералами (2-е изд.). Лондон: Лонгман. ISBN 0-582-30094-0.
- ^ Hurlbut, Cornelius S .; Кляйн, Корнелис (1985). Руководство по минералогии (20-е изд.). Вайли. ISBN 0-47180580-7.
- ^ Deer, W.A .; Хауи, Р.А., и Зуссман, Дж. (1992). Знакомство с породообразующими минералами (2-е изд.). Лондон: Лонгман ISBN 0-582-30094-0
- ^ Hurlbut, Cornelius S .; Кляйн, Корнелис || 1985). Руководство по минералогии, Wiley, (20-е изд.). ISBN 0-471-80580-7
- ^ Deer, W.A .; Howie, R.A .; Wise, W.S .; Зуссман, Дж. (2004). Породообразующие минералы. Том 4Б. Каркасные силикаты: минералы кремнезема. Фельдшпатоиды и цеолиты (2-е изд.). Лондон: Геологическое общество Лондона. п. 982 с.
внешняя ссылка
СМИ, связанные с Силикатные минералы в Wikimedia Commons