NESOSILICATOS - OLIVINOS A este grupo pertenecen los silicatos cuya fórmula general es M2SiO4, donde: M = Mg, Fe2+ o Ca Cristalografía: Cristalizan en el sistema rómbico, grupo espacial Pbnm Fayalita : a = 4,82 Å, b = 10,48 Å, c = 6,09 Å; Z = 4 Forsterita : a = 4,75 Å, b = 10,20 Å, c = 5,98 Å; Z = 4 Estructura cristalina Está formada por tetraedros de silicio paralelos al eje c formando filas, unos apuntando hacia arriba y otros apuntando hacia abajo, alternativamente. Unos tetraedros están a un nivel (a=0) y otros a otro nivel (a=1/2). Propiedades Térmicas Una mezcla fundida de composición dada se enfría hasta alcanzar la curva del líquidus, punto en el que comienzan a formarse cristales de olivino. Al disminuir la temperatura los cristales de olivino se hacen más ricos en magnesio que en hierro, al tiempo que el líquido se hace más rico en hierro que en magnesio. La cristalización finaliza cuando se ha consumido todo el líquido, lo que sucede cuando al disminuir la temperatura se alcanza a curva del solidus. La composición de los cristales es como la del fundido original. Hasta alcanzar la curva liquidus la composición está fundida, entre las curvas liquidus y solidus coexiste fundido y cristales, después de la curva solidus existen cristales mixtos de olivino. En condiciones de no equilibrio los bordes son más ricos en hierro y los núcleos más ricos en magnesio, formándose zonas. Propiedades físicas: Los olivinos son altamente refractarios (significa que tienen puntos de fusión muy elevados, forsterita = 1890 ºC y fayalita = 1205 ºC). Varían en función de su composición química, así por ejemplo las variedades de olivino pobres en FeO (<13%) son biáxicas positivas y las ricas son negativas. - GRANATES Los granates tienen como fórmula A2B2(SiO4)3, donde: A = Ca2+, Mg2+, Fe2+ Mn2+ B = Al3+, Fe3+ o Cr3+ Cristalografía: Cristalizan en el sistema cúbico y suelen aparecer en cristales bien formados. Grupo espacial Ia3d. Piropo: a = 11,46, Z = 8 Grossularia: a = 11,855, Z = 8 Estructura cristalina: Está formada por tetraedros de Si SiO4 que alternan y comparten vértices octaedros de B BO6 cubos de A AO8 Propiedades físicas: Piropo Color: Grossularia Rojo, rosa rojizo, en ocasiones Crema, amarillento o rosa, en anaranjado ocasiones verde claro. Raya: Blanca Brillo: Vítreo 6,5 a 7,5 Dureza: Peso específico: Óptica: Otras: 3,570 3,598 Isótropo. Elevado índice de refracción Fractura subconcoidea - ALUMINOSILICATOS Incluye a: ANDALUCITA CIANITA SILLIMANITA Son minerales polimorfos con fórmula Al2SiO5 Propiedades Térmicas: ANDALUCITA: aureolas metamórficas contacto CIANITA: altas P SILLIMANITA: metamorfismo regional T Debido a que cianita es 14% más densa que andalucita y 11,5% que sillimanita, cianita es estable a P más alta y T más baja, andalucita es la fase de baja P y sillimanita estable a alta T y moderada P . ANDALUCITA Cristalografía: Cristaliza en el sistema cristalino rómbico, grupo espacial Pnnm a = 7,78 Å, b = 7,92 Å, c = 5,57 Å; Z = 4 Estructura cristalina: Formada por octaedros de Al (AlO6) en cadenas paralelas a eje c, comparten aristas y contienen la mitad de Al y la otra mitad con coordinación 5. Propiedades físicas: Color: Rosado, blanco, gris, violeta, pardo y verde oliva. Raya: Blanca. Brillo: Vítreo algo mate Dureza: 7 a 7,5 Densidad: 3,2 Óptica: Transparente. Índice de refracción alto, birrefringencia débil. Biáxico negativo. SILLIMANITA Cristalografía: Cristaliza en el sistema rómbico grupo espacial Pbnm a = 7,44 Å, b = 7,60 Å, c = 5,75 Å; Z = 4 Estructura cristalina: Formada por octaedros de Al (AlO6) en cadenas paralelas a eje c, comparten aristas y contienen la mitad de Al y la otra mitad con coordinación 4. Propiedades físicas: Color: Blanco, gris, pardo y verdoso entre los más frecuentes Raya: Incolora o blanca Brillo: Vítreo o craso Dureza: 6,5 a 7,5 Peso específico: 3,25 Óptica: Transparente. Índices de refracción y birrefringencia altos. Biáxico positivo. CIANITA Cristalografía: Cristaliza en el sistema cristalino triclínico, grupo espacial Pl a = 7,10 Å, b = 7,74 Å, c = 5,57 Å; = 90º 6´, = 101º 2´, = 105º 45´; Z = 4 Estructura cristalina: Formada por octaedros de Al (AlO6) en cadenas paralelas a eje c, comparten aristas y contienen la mitad de Al y la otra mitad con coordinación 6. Propiedades físicas: Color: Azul es el más corriente, aunque aparece blanca, gris o rosada. Raya: Blanca o incolora. Brillo: Vítreo a veces nacarado. Dureza: Anisótropo con 4,5 a 5 en dirección a la fibra y 6 a 7 transversalmente a la misma. Peso específico: 3,66 Óptica: Transparente. Altos índices de refracción y baja, birrefringencia; biáxico negativo. SOROSILICATOS EPIDOTA Fórmula: (Si2O7)SiO4(AlFe)Ca2Al2O(OH) Cristalografía: Cristalizan en el sistema monoclínico, grupo espacial P21/m a = 8,98 Å, b = 5,64 Å, c = 10,22 Å; = 115,4º; Z = 2 Estructura cristalina Está formada por cadenas de octaedros de aluminio (AlO6 y AlO4(OH)2) unidos lateralmente a un tetraedos de silicio doble o simple. El catión Ca2+ se encuentra situado entre los intersticios de las cadenas y los tetraedros. Características químicas: Existe solución sólida completa desde clinozoisita (Al:Fe3+ = 3:0) hasta epidota (Al:Fe3+ = 2:1) Propiedades físicas: Color: El contenido alto en Fe3+ da a la epidota un color verde amarillento que será pleocroico con Y>Z>X. La distribución del color no es uniforme, sino en forma de parches o concéntrico. Si el contenido en Mn es alto el color puede ser rosáceo. Según el eje X podemos tener un color de pleocroismo amarillo claro o verde claro o incoloro, según Y el color será amarillo verdoso y según Z será incoloro o amarillo verdoso claro. Brillo: Vítreo Dureza: 6 a 7 Peso específico: 3,25 a 3,45 Relieve: Alto Exfoliación: Presenta un sistema de exfoliación perfecto según {001} que tiende a controlar la orientación de la fragmentación. Aunque presenta otro sistema de exfoliación {100}, suele ser muy pobre y raramente se observa. Óptica: n= 1,715-1,751; n= 1,725-1,784 n= 1,734-1,797; = 0,012-0,049. Biáxica (-) CICLOSILICATOS TURMALINA Fórmula: (Na,Ca)(Li,Mg,Al) 3(Al,Fe,Mn)6(BO)3(Si6O18)(OH)4 Cristalografía: Cristalizan en el sistema romboédrico, grupo espacial R3m a = 15,95 Å, c = 7,24 Å; Z = 3 Estructura cristalina Está formada por anillos de tetraedros de silicio en cuyo centro se sitúan el Na+ y grupos (OH)alternando. Estos anillos se disponen en capas perpendiculares al eje c cristalográfico y entre ellas se sitúan otras capas de grupos triangulares BO3. Las capas de anillos de silicio y las de boro se unen a través de grupos octaédricos de (Li,Mg,Al)O4(OH)2. Las capas de anillos de silicio se unen entre sí a través de grupos (Al,Fe,Mn)O5(OH) Características químicas: La composición de la turmalina es compleja: presenta sustituciones de sodio por calcio en los centros de los anillos de los canales de la estructura a lo largo del eje c cristalográfico; de magnesio y aluminio por litio en coordinación 6 entre los anillos (Si6O18) y grupos (BO3); de Fe3+ y Mn3+ por aluminio en los poliedros que unen los anillos (Si6O18), Propiedades físicas: Color: El chorlo (variedad rica en Fe) es negro, dravita (variedad rica en Mg) es marrón y elbaita (variedad rica en Li y Al) se presenta en rojo, verde, azul o amarillo y ocasionalmente incolora. Presenta pleocroísmo. Es frecuente el zonado de color. Brillo: Vítreo a resinoso Dureza: 7 a 7,5 Peso específico: 3 a 3,25 Relieve: Moderado a alto Exfoliación: Muy pobre. Óptica: n= 1,631-1,698; n= 1,610-1,675; = 0,021-0,023. Uniáxica (-) CORDIERITA Fórmula: Mg2Al3(AlSi5)O18 Cristalografía: Cristalizan en el sistema rÓMBICO, grupo espacial Cccm a = 17,13 Å, b = 9,80 Å, c = 9,35 Å; Z Estructura cristalina Es similar a la del berilo (Figura 27.3.1 derecha). Consiste de capas de anillos de 6 tetraedros de silicio dispuestas perpendicularmente al eje c. Uno de cada 6 tetraedros de los que componen los anillos está reemplazado por Al. Las capas están unidas por Mg en coordinación octaédrica y Al en coordinación tetraédrica. Características químicas: Puede mostrar alguna substitución de Mg por Fe2+. También el Mn puede reemplazar a parte del Mg. Puede tener agua y algo de sodio y potasio en los canales estructurales paralelos al eje c cristalográfico. Propiedades físicas: Color: Generalmente incolora en lámina delgada o montaje en granos. En secciones más gruesas o montajes de granos ricos en hierro pueden ser azul claro y pleocróicas: incolora, amarillo pálido, verde pálido en la dirección X; azul pálido en la dirección Y y azul pálido a violeta en la dirección Z. Puede mostrar halos pleocróicos amarillos alrededor de inclusiones radiactivas. Brillo: Vítreo a resinoso Dureza: 7 a 7,5 Peso específico: 3 a 3,25 Relieve: Moderado a alto Exfoliación: Pobre y normalmente no se observa en sección delgada. Óptica: n= 1,521-1,561; n= 1,524-1,574; n= 1,527-1,578; = 0,005-0,016. Biáxica (+) o (-) FILOSILICATOS CAOLINITA (Al2Si2O5(OH)4) Cristalografía: Cristaliza en el sistema cristalino triclínico grupo espacial Pl a = 5,14 Å, b = 8,93 Å, c = 7,37 Å, = 91º48´, = 104º30´, = 90º; Z = 2. Propiedades físicas: Color: Blanco aunque a veces presenta tonos azulados, amarillentos etc. Raya: Blanca Brillo: Mate térreo o nacarado cuando es cristalino Dureza: 2 a 2,5 Peso específico: 2,6 Otras: Mineral blando de tacto untuoso ARCILLAS BIOTITA (K(Mg,Fe2+)(Al,Fe3+) Si3O10(OH,F)2) Cristalografía: Cristaliza en el sistema cristalino monoclínico grupo espacial C2/c a = 5,31 Å, b = 9,23 Å, c = 10,18 Å; = 99º18´; Z = 2 Propiedades físicas: Color: Generalmente verde oscuro, de pardo a negro. Raras veces amarillo claro. Las hojas finas tienen un color ahumado Raya: Blanca Brillo: Nacarado, vítreo o submetálico Dureza: 2,5 a 3 Peso específico: 3 Óptica: Fuerte pleocroísmo y birrefringencia. Biáxica negativa MOSCOVITA (KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2) Cristalografía: Cristaliza en el sistema cristalino monoclínico grupo espacial C2/c a = 5,19 Å, b = 9,04 Å, c = 20,08 Å, = 95º30´; Z = 4 Estructura cristalina: Propiedades físicas: Color: Transparente e incoloro, si bien en bloques gruesos puede ser traslúcida con tonalidades claras amarillas, pardas, verdes o rojas. Raya: Incolora o blanca Brillo: Vítreo a sedoso o perlado Dureza: 2 a 2,5 Peso específico: 2,8 Otras: Fácil exfoliación y elasticidad. TALCO (Mg3Si4O10(OH)2) Cristalografía: Cristaliza en el sistema monoclínico; grupo espacial C2c a = 5,27 Å, b = 9,12, c = 18,85 Å, = 100º; Z = 4 Propiedades físicas: Color: Verde pálido, blanco, negro, rosado y amarillento Raya: Blanca o más clara que el color en sus variedades verdes Brillo: Craso, céreo o sedoso, a veces nacarado en fresco Dureza: De 1 a 1,5 Peso específico: de 2,6 a 2,7 Óptica: Birrefringencia fuerte. Biáxico negativo. TECTOSILICATOS CUARZO (SiO2) Cristalografía: Cristaliza en el sistema romboédrico, grupo espacial P3221 a = 4,998 Ǻ; c = 5,617 Ǻ; Z = 3 Propiedades físicas: Color: Variedades macrocristalinas: incoloro: Cristal de roca blanco opaco: Cuarzo lechoso Violeta: Amatista Rosa: Cuarzo rosado Amarillo: Citrino o Falso topacio Gris o negro: Cuarzo ahumado Rojo: Jacinto de Compostela Variedades criptocristalinas o Calcedonias: Con bandas paralelas en los bordes de colores vistosos: Ágata Con bandas alternantes de colores claros y oscuros: Ónice Colores vistosos y opaca: Jaspe De colores claros y oscuros y opaca: Sílex Madera silicificada: Xilópalo Verde con manchas amarillas: Heliotropo o Jaspe sanguíneo. Raya: Incolora Brillo: Vítreo en cristal de roca, mate en calcedonias. Dureza: 7 Peso específico: 2,65 cuarzo y 2,53 cuarzo Óptica: Transparente, uniáxico positivo, polarización rotatoria. Otras: Fuertemente piezoeléctrico.