Tektosilikato

Beta-Kuartzoaren egitura, tektosilikatoetako bat.

Tektosilikatoak lurrazaleko mineral talderik ugariena da. Lurrazalaren %64a gutxienez tektosilikatoz osatua dago, batez ere feldespato eta kuartzoz. Mineral hauek kolorgeak, zuriak edo gris argiak izan ohi dira, inklusioetan salbu.

Egitura orokorra

Egitura 3 dimentsioko tetraedroen sare infinito bat da, non lau erpinak partekaturik agertzen diren lotura sendoak osatuz. Silize-oxigeno ratioa beti da 1:2 eta horregatik talde honetako mineralek SiO₂ formula orokorra izaten dute, beraren aldaera guztiekin. Si-en arteko aldarapen indarrak ekiditeko, tetraedroen artean hutsuneak daude: egitura irekia duela esaten da. Ezaugarri honen ondorioz, dentsitate baxuko minerala da tektosilikatoa, eta 4-6 arteko gogortasun erlatiboa du (adb., kuartzoak beira marratzen du eta hori du propietate bereizgarrienetako bat).

Batzuetan Si⁴⁺ ioiak Al³⁺ ioiengatik ordezkatzen dira eta karga negatibo handiagoa sortzen denez katioi handien sarrerekin konpentsatzen da . Katioi horien koordinazio-zenbakia 8 baino handiagoa izan behar du beti. Aluminioak posizio tetraedriko zein oktaedrikoa izan dezake, koordinazio zenbakia 4 badu ere (silizoak bezala), 6 koordinazio zenbakira hurbiltzen delako.

Tektosilikato guztiak, kuartzoaren taldekoak izan ezik, K, Na, Ca, Ba eta batzuetan beste katioi batzuk dituzten aluminosilikatoak dira, beraz. Anioi osagarriak F^-, Cl^-, S^2-, CO₃^2-, SO₄^2-.

Azpitaldeak

Bost azpitalde daude tektosilikatuen barruan: Kuartzoren taldea (SiO2 taldea), feldespatoena, feldespatoideena, eskapolitena eta zeolitena.

Kuartzoaren taldea

Talde honen oinarrizko egitura SiO₂ formuladun tetraedroetan datza, eta elektrikoki neutroak dira. 9 polimorfo natural ezberdin ezagutzen dira : kuartzo baxua (α), kuartzo altua (β), tridimita baxua (α), tridimita altua (β), kristobalita baxua (α), kristobalita altua (β), koesita baxua (α), koesita altua (β) eta esitshovita.

Polimorfo hauek hiru kategoria estrukturaletan sailkatzen dira:

• α QTZ-a (kuartzo baxua): Simetria gutxiko egitura du. Sare trinkoa dauka.

• α Tridimita: α QTZ-ak baino simetria gehiago dauka eta sare irekiagoa.

• α Kristobalita: Simetria handiena duen kategoria; sarea ere irekiena duena da.

α-tik β-ra pasatzeko, mineralek energia xurgatu behar dute, eta alderantziz; β-tik α-ra pasatzeko energia kopuru konstantean askatu behar dute. Ondorioz, α-tik β-rako aldaketa tenperatura igoera batekin batera ematen da eta β-tik α-rakoa, berriz, tenperatura jeitsiera batekin batera. Aipagarria da tenperatura baxuko formek simetria gutxiago dutela altukoek baino: adb, α tridimitak simetria gutxiago dauka β tridimitak baino.

Mineralaren izena mantentzen denean (adb., kuartzo baxua izatetik kuartzo altua izatera pasatzen denean), desplazamendu polimorfismoa egon dela esaten da. Hau da, atomoen arteko loturak apurtu beharrean, tetraedroak lekuz aldatu dira energia gutxi erabiliz. Alderantzizkoa gertatzen da mineralen izena aldatu dadin (adb., kuartzo altua izatetik tridimita baxua izatera pasatzen delarik). Kasu honetan, loturak apurtu egin dira berriak sortuz, eta honetarako energia handia behar izaten da.

Azpimarratu daiteke koesita eta estishovita dentsitate altuko polimorfoak direla, baita tenperatura handian daudenean ere. laban eta basaltoan aurkitzen dira, inoiz ez granitoetan.

Feldespatoen taldea

Feldspatoen seriea

Feldespatoen formula orokorra (K⁺, Na⁺, Ca²⁺)AlSi₃O₈ da. Oso ugariak dira, eta arroka mota guztietan aurki ditzazkegu. 4 silikato tetraedroz osatuta daude; haietarik bi T₂ deitzen dira, eta beste biak T₁. T₂ tetraedroek hiru dimentsiotako kate okerrak osatzen dituzte (ez dira, beraz, inosilikatoak) eta T₁ tetraedroak aske geratzen dira.

Feldespatoak, aluminio atomo batek silizio atomo bat ordezkatzen duenean sortzen dira. Exfoliazio ona dute, bikoitza; 90º inguruko angelua osatzen duena T₂ tetraedroek osatutako kateen arteko loturetan.

Feldespato baten formula jakiteko:

SiO₂ x 4 = Si₄O₈; Al gehitu ezkero (Si-aren antzeko karga elektrikoduna):

Si₄O₈ + Al = (K⁺, Na⁺, Ca²⁺)AlSi₃O₈

Katioiak karga ezberdintasuna konpentsatzeko sartzen dira egituran.

Feldespatoak bi azpitaldetan banatzen dira: Feldespato alkalinoak eta Feldespato plagioklasak.

Feldespato alkalinoak

Alkalinoen barnean ere bi mineral familia topatzen ditugu, Feldespato potasikoa ((KAlSi₃O₈) eta Albita (NaAlSi₃O₈). Biak hala biak sortzen dira soluzio solido sinple eta mugatuan; tenperatura altuan bibrazio termikoa jasaten dute atomoek eta haien erradioa, bibrazioaren ondorioz, handitu egiten da.

Hori dela eta, tenperatura jeisten doan heinean, atomoek haien jatorrizko erradioa berreskuratzen dute eta ordenatuz doaz (Al-ek migratu egiten du), mineral ezberdinak sortuz. Ondoren ikusiko ditugun hiru KFs (Feldespato potasiko) motak, magmaren hozte abiaduraren menpekoak dira.

• Sanidina: Tenperatura handitan sortzen da, arroka bolkanikoetan. Mineral honen kasuan, eta tenperatura altuan sortzen denez hain zuzen ere, Al eta Si atomoak ez daude oso ordenatuta. Horregatik, 4 tetraedroko unitatean, T₁ zein T₂ posizioan aurkitu dezakegu. Al posizio hauetan aurkitzeko probabilitatea %25-ekoa da, eta Si atomo bat topatzeko aukera berriz, %75-ekoa.

• Ortosa (edo ortoklasa): Tenperatura ertain batean kristaltzen da, arroka plutonikoetan. Mineral honetan, T₁ posizioan Si atomoak aurkitzeko dugun aukera %50-a da, baita Al atomoak aurkitzeko aukera ere. Aldiz, tenperatura hozteak eragiten duen ordena dela medio, T₂ posizioetan soilik silize atomoak topatuko ditugu.

• Mikroklina: Tenperatura baxutan sortzen da, eta beraz, beste bi KFs-ak baino ordenatuagoa da. Arroka plutonikoetan topatzen dugu hau ere, eta ez du simetria bereizgarririk. Hain zuzen ere, T₂ posizioetan ez ezik, Si atomoak T₁ posizioetako batean aurkitzeko dugun aukera %100ekoa da. Al atomoak, beraz, soilik T₁ posizio mota batean atzemango ditugu.

Prozesu polimorfiko hauen ondorioz sortzen dira maklak. Aipagarria da, bestalde, tenperatura jakin batetik behera, eta mineralen konposizio kimikoaren arabera, exoluzio/desnahasteak sortzen direla. Haien barnean koka ditzazkegu, alde batetik, exoluzio lamelak eta bestetik, pertitak eta antipertitak.

Feldespato plagioklasak

Plagioklasak soluzio solido akoplatu eta mugatuan sortzen dira. Bi muturreko mineralogien artean kokatzen dira: albitaren (NaAlSi₃O₈) eta anortitaren (CaAl₂Si₂O₈) artean. Plagioklasa bat anortitatik edo albitatik hurbilago egotea, haren mineralogian dagoen kaltzio edo sodio kantitateak baldintzatzen du.

Orokorrean, mineral hauek Si gutxi dute, eta beraz, arroka mafikoetan (basikoetan) topatzen ditugu. Bestalde, haien makla polisintetikoengatik dira bereizgarriak, bereziki mineralogia optikoan.

Hasieran kaltzio ugari duten plagioklasak kristalduko dira (anortitatik hasita), gero eta sodikoagoak bilakatu arte (albitarekin amaituz). Hala ere, Na ioiek ez dituzte Ca guztiak ordezkatzen, eta ondorioz, zonazioa deituriko fenomeno bat agertzen da mineraletan. Esaten da mineral zonatuak direla.

Tenperatura jeitsi ahala, ez-nahasgarritasun hutsuneak sortuko dira kristaltzea adieraztean duen grafikoan. Izan ere, tenperatura jeisteak ioien bibrazioa gutxitzen du eta beraz, haien benetako erradiora itzultzen dira. Eta jakina, Ca²⁺ eta Na⁺-ek ez dute erradio berdina. Ondorioz, exoluzio lamelak eta labradoreszentzia agertzen da kristaldutako mineraletan.

Feldespatoideen taldea

Mineral arraroak dira, baina garrantzitsuak. Feldespatoen antzeko egitura dute, baina hauek baino heren bat SiO₂ gutxiagorekin: magma hiperalkalinoetan topatzen ditugu (hau da, SiO₂ gutxi eta Na asko duten magmetan). Hori dela eta, feldespatoideak ez dira inoiz kuartzoarekin batera agertuko. Hala egingo balute, elkarrekin erreakzionatuko lukete feldespatoak emanez. Beraz, beti arroka ultrabasikoetan agertzen dira.

Zeolita baten egitura

Feldespatoideen formulak ateratzeko:

• SiO₂ x 3 = Si₃O₆ -> KAlSi₂O₆ (Leuzita)

• SiO₂ x 2 = Si₂O₄ -> KAlSiO₄ (Kalsilita) edo (Na,K)AlSiO₄ (Nefelina)

Eskapoliten taldea

Feldespatoen formularen antzeko formula duten mineral metamorfikoak.

Zeoliten taldea

Zeolitak silikato hidratatuak dira: armazoia Na, Ca eta K-dun aluminio silikatuzkoa dute, eta ura egiturako hutsune zabaletan kokatzen da. Ur molekulek lotura ahula dute egiturarekin; tenperatura igotzean, H₂O-a kanporatua da eta mika edo anfibola bezalako beste silikatuak ez bezala, egitura ez da desegiten fenomeno hori gertatzean. Estrukturak, desegiteko, 600 °C-tik gorako tenperaturenpean egon beharko luke.

Zeolita bat atzera uretan sartu ezkero, berriz hidratatu daiteke, eta horregatik dira hain baliotsuak hidrokarburoen industrian: petrolio errefindegietan, zeolita ura hidrokarburoetatik banatzeko erabiltzen da. Izan ere, soilik uraren molekula txikiak dira zeoliten hutsune estrukturaletatik pasatzen, hidrokarburoen molekula organikoak handiegiak baitira. Horrela, bi sustantziak banatzea lortzen da.

Zeolitek 40 aldarte natural dauzkate, eta 600 artifizial.

Tektosilikatoen zerrenda

Hauek dira tektosilikatuen barnean sailkatzen diren mineral batzuk:

• Kuartzoaren taldea
  • Kuartzoa - SiO₂
  • Tridimita - SiO₂
  • Kristobalita - SiO₂
  • Estishovita - SiO₂
• Feldespatoen familia
  • Feldespato alkalinoak
    • Feldespato potasikoak
      • Mikroklina - KAlSi₃O₈
      • Ortosa - KAlSi₃O₈
      • Sanidina - KAlSi₃O₈
    • Anortoklasa - (Na,K)AlSi₃O₈
  • Feldespato plagioklasak
    • Albita - NaAlSi₃O₈
    • Oligoklasa - (Na,Ca)(Si,Al)₄O₈ (Na:Ca 4:1)
    • Andesina - (Na,Ca)(Si,Al)₄O₈ (Na:Ca 3:2)
    • Labradorita - (Na,Ca)(Si,Al)₄O₈ (Na:Ca 2:3)
    • Bitownita - (Na,Ca)(Si,Al)₄O₈ (Na:Ca 1:4)
    • Anortita - CaAl₂Si₂O₈
• Feldespatoideen familia
  • Noseana - Na₈Al₆Si₆O₂₄(SO₄)
  • Kankrinita - Na₆Ca₂(CO₃,Al₆Si₆O₂₄).2H₂O
  • Leuzita - KAlSi₂O₆
  • Nefelina - (Na,K)AlSiO₄
  • Sodalita - Na₈(AlSiO₄)₆Cl₂
  • Lazurita - (Na,Ca)₈(AlSiO₄)₆(SO₄,S,Cl)₂
• Petalita - LiAlSi₄O₁₀
• Eskapolita taldea
  • Marialita - Na₄(AlSi₃O₈)₃(Cl₂,CO₃,SO₄)
  • Meionita - Ca₄(Al₂Si₂O₈)₃(Cl₂CO₃,SO₄)
• Analzima - NaAlSi₂O₆•H₂O
• Zeolita taldea
  • Natrolita - Na₂Al₂Si₃O₁₀•2H₂O
  • Txabazita - CaAl₂Si₄O₁₂•6H₂O
  • Heulandita - CaAl₂Si₇O₁₈•6H₂O
  • Estilbita - NaCa₂Al₅Si₁₃O₃₆•17H₂O

Kanpo estekak

• (Ingelesez) Mineralen Dana sailkapena

• Datuak: Q1277475
• Multimedia: Tectosilicates / Q1277475

Ikus, gainera

• Bøggild

• Huttenlocher

• Mineralogia

• Mineralogia optiko

• Silikato