کانی‌های سیلیکات

کانی‌های سیلیکات از ترکیب شدن سیلیسیم، اکسیژن و یک یا چند فلز به دست می‌آیند و به دو دسته سیلیکات‌های تیره(دارای آهن و منیزیم) و سیلیکات‌های روشن (بدون آهن و منیزیم) تقسیم می‌شود. الیوین، پیروکسین، آمفیبول، میکای سیاه، تورمالین، تالک، سرپانتین و آزبست، نمونه‌هایی از دسته نخست و کوارتز، فلدسپات، میکای سفید و کائولینیت، نمونه‌هایی از دسته دوم هستند.
کوچکترین واحد سازنده سیلیکات‌ها به شکل یک هرم چهاروجهی است که سطوح آن را مثلث‌های متساوی الاضلاع تشکیل می‌دهند.
این بنیان‌های چهاروجهی سیلیکات، بار الکتریکی منفی دارند و باید یکدیگر را دفع کنند ولی در ساختمان بلورین کانی‌ها، این بنیان‌ها به وسیله یون‌های مثبتی چون آلومینیم، آهن، منیزیم و … طوری به یکدیگر پیوند داده شده‌اند که واحد سازنده بلوری در مجموع دارای بار خنثی است. یون‌های پیوند دهنده بنیان‌ها دارای اندازه و بار الکتریکی متفاوتند.
به‌طور کلی یون‌های تقریبا هم‌اندازه می‌توانند جانشین یکدیگر شوند (آهن و منیزیم که شعاع یونی نزدیک به هم دارند با سدیم و کلسیم که جای یکدیگر را در ساختمان بلورین کانی اشغال می‌کنند) این وضع تغییر مهمی را در ساختمان کانی به وجود نمی‌آورد.
جدای از دسته‌بندی کانی‌ها بر اساس رنگ و تیرگی یا روشنی آن‌ها، کانی‌های سیلیکاتی براساس ساختار بلوریشان به ۶ زیرشاخه تقسیم می‌شوند.
سیلیکات ورقه‌ای، کانی کریسوکولا
سیلیکات‌های جزیره‌ای
سیلیکات‌های جزیره‌ای یا چهاروجهی‌های منفرد ( Nesosilicates )، در این دسته از سیلیکات‌ها، چهاروجهی‌های -۴ (SiO ۴ ) بصورت تکی و مستقل می‌باشند و از چهاروجهی‌های دیگر به وسیله یون‌های فلزی جدا می‌شوند. فرمول عمومی این سیلیکات‌ها -۴ (SiO ۴ ) یا M ۲ SiO ۴ می‌باشد. کانی‌های الیوین از این دسته محسوب می‌شوند.
کیانیت
مهمترین آن‌ها عبارتند از:
گروه فناسیت
فناسیت - Be ۲ SiO ۴
ویله میت - Zn ۲ SiO ۴
گروه الیوین
گروه گارنت
پیروپ - Mg ۳ Al ۲ (SiO ۴ ) ۳
آلماندین - Fe ۳ Al ۲ (SiO ۴ ) ۳
اسپسارتیت - Mn ۳ Al ۲ (SiO ۴ ) ۳
گروسولار - Ca ۳ Al ۲ (SiO ۴ ) ۳
آندرادیت - Ca ۳ Fe ۲ (SiO ۴ ) ۳
یوواروویت - Ca ۳ Cr ۲ (SiO ۴ ) ۳
هیدروگروسولار
گروه زیرکن
زیرکن - Zr SiO ۴
توریت - (Th,U)SiO ۴
گروه سیلیکات‌های آلومین Al ۲ SiO ۵ یا سیلیکات‌های دگرگونی
آندالوزیت - Al ۲ SiO ۵
کیانیت - Al ۲ SiO ۵
سیلیمانیت - Al ۲ SiO ۵
دومورتیریت - Al ۶٫۵-۷ BO ۳ (SiO ۴ ) ۳ (O,OH) ۳
زبرجد هندی - Al ۲ SiO ۴ (F,OH) ۲
استورولیت - Fe ۲ Al ۹ (SiO ۴ ) ۴ (O,OH) ۲
گروه هیومیت
نوربرژیت - Mg ۳ (SiO ۴ )(F,OH) ۲
کندرودیت - Mg ۵ (SiO ۴ )(F,OH) ۲
هیومیت - Mg ۷ (SiO ۴ )(F,OH) ۲
کلینوهیومیت - Mg ۹ (SiO ۴ )(F,OH) ۲
داتولیت
تیتانیت
کلریتوئید
سیلیکات‌های دو تایی
سیلیکات‌های دو تایی یا چهاروجهی‌های مضاعف ( sorosilicates )، در این دسته از سیلیکات‌ها، چهاروجهی‌ها، با بنیان ۲ به ۲ به یکدیگر متصل شده‌اند. سیلیکات‌های دو تایی، ۶ ظرفیت آزاد دارند که به وسیله یون‌های فلزی گرفته می‌شود؛ بنیان‌های آن‌ها به شکل -6 (Si 2 O 7 ) است و نسبت سیلیسیم به اکسیژن در آن‌ها ۲ به ۷ است. از کانی‌های این گروه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
همیمورفیت
لاوسونیت
گروه اپیدوت (شامل هر دو گروه -4 (SiO 4 ) و -6 (Si 2 O 7 ) می‌باشد.)
وزوویانیت
سیلیکات‌های حلقوی
در سیلیکات‌های حلقوی ( Cyclosilicates )، چهاروجهی‌های آن‌ها به وسیله دو گوشه به یکدیگر متصل شده‌اند و زنجیرهای بسته‌ای بین خود تشکیل داده‌اند که شبیه حلقه‌است. در این گروه نسبت سیلیسیم به اکسیژن ۱ به ۳ است، فرمول سیلیکات‌های حلقوی با ۳ عضو (سیلیسیم) به شکل -۶ (Si ۳ O ۹ )، با ۴ عضو به شکل -۸ (Si ۴ O ۱۲ ) و با ۶ عضو به شکل -۱۲ (Si ۶ O ۱۸ ) است به عبارت دیگر فرمول عمومی این گروه به شکل زیر است:
(Si x O ۳x ) ۲x-
سیلیکات‌های حلقوی عبارتند از:
۳ عضوی:
بنی توئیت - BaTi(Si ۳ O ۹ )
۴ عضوی:
آکسینیت - (Ca,Fe,Mn) ۳ Al ۲ (BO ۳ )(Si ۴ O ۱۲ )(OH)
۶ عضوی:
گوشنیت/زمرد - Be ۳ Al ۲ (Si ۶ O ۱۸ )
کوردیریت - (Mg,Fe) ۲ Al ۳ (Si ۵ AlO ۱۸ )
تورمالین - (Na,Ca)(Al,Li,Mg) ۳- (Al,Fe,Mn) ۶ (Si ۶ O ۱۸ )(BO ۳ ) ۳ (OH) ۴
سیلیکات‌های زنجیره‌ای
در سیلیکات‌های زنجیره‌ای ( Inosilicates )، چهاروجهی‌ها بصورت زنجیر باز یا روبان مانند پشت سر هم واقع شده‌اند که چهاروجهی بوسیله دو گوشه با چهاروجهی‌های قبل و بعد خود مربوط می‌گردد. فرمول عمومی آن‌ها به شکل SiO 3 با نسبت ۱ به ۳ است و اگر این زنجیر دوتایی (مضاعف) باشد به شکل Si 4 O 11 با نسبت ۴ به ۱۱ خواهد بود.
سیلیکات‌های زنجیره‌ای به دو زیرشاخه سیلیکات‌های زنجیره‌ای ساده و سیلیکات‌های زنجیره‌ای مضاعف تقسیم می‌شوند.
سیلیکات‌های زنجیره‌ای ساده
در سیلیکات‌های زنجیره‌ای ساده، چهاروجهی‌ها به صورت زنجیر ساده به دنبال هم قرار دارند. مثال عمده این گروه پیروکسن‌ها و پیروکسنوئیدها است:
خانواده پیروکسن
انستاتیت - سری اورتوفروسیلیت:
انستاتیت
فروسیلیت
پیژئونیت
دیوپسیت - سری هدنبرژیت
دیوپسید - CaMgSi ۲ O ۶
هدنبرژیت
اوژیت - (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al) ۲ O ۶
سری پیروکسن سدیم:
سنگ قولنج (ژادئیت) - NaAlSi ۲ O ۶
ائوژیرین (آکمیت) - NaFe ۳+ Si ۲ O ۶
اسپودومن - LiAlSi ۲ O ۶
خانواده پیروکسنوئید
ولاستونیت - CaSiO ۳
رودونیت - MnSiO ۳
پکتولیت - NaCa ۲ (Si ۳ O ۸ )(OH)
سیلیکات‌های زنجیره‌ای مضاعف
سیلیکات‌های زنجیره‌ای مضاعف به این معنی است که در این کانی‌ها دو رشته چهاروجهی‌ها بصورت زنجیره مضاعف پشت سرهم واقع شده‌اند و با پل‌های اکسیژن به یکدیگر وصل شده‌اند. مثال عمده این گروه آمفیبول‌ها می‌باشند.
خانواده آمفیبول
آنتوفیلیت
سری کومینگتونیت
کومینگتونیت
گرونریت
سری ترمولیت
ترمولیت
اکتینولیت
هورنبلند
گروه آمفیبول سدیم
گلوکوفان
ریبکیت
آرفودسونیت
سیلیکات‌های ورقه‌ای
سیلیکات‌های ورقه‌ای ( Phyllosilicates )، در این کانی، چهاروجهی‌های تشکیل‌دهنده، بصورت ورقه‌هایی در یک سطح قرار دارند و هر چهاروجهی بوسیله سه گوشه، به چهاروجهی مجاور خود متصل شده‌است.
فرمول کلی آن به صورت (Si 2 O 5 ) یا نسبت ۲ به ۵ است.
بلورهای تمام سیلیکات‌های ورقه‌ای به صورت پهن دیده می‌شود و همگی دارای رخ (کلیواژ) هستند. معمولا نرم و دارای وزن مخصوص تقریبا سبک و ضعیفی می‌باشند. ترکیب شیمیایی ناپایداری دارند و معمولا جانشینی کاتیون‌ها به جای یکدیگر در آن‌ها یک پدیده معمولی است.
خانواده سرپانتین
سرپانتین‌ها، سیلیکات‌های ورقه‌ای آبداری‌اند که از کانی‌های منزیم‌دار تشکیل شده‌اند. گاهی هم در آن‌ها آهن (Fe) جانشین Mg می‌شود. این کانی‌ها تشکیل پلی‌مرفی را می‌دهند که مهمترین آن‌ها عبارتند از: آنتی‌گوریت و کریزوتیل.
گاهی در این کانی‌ها به جای قسمتی از یون Mg یون Fe جانشین می‌شود. فرق سرپانتین‌ها با کلریت‌ها در این است که در ترکیب سرپانتین‌ها آلومینیم Al شرکت ندارد.
گریزوتیل یکی از کانی‌هایی است که تبدیل به آزبست (Asbest) یا پنبه کوهی می‌شود. هر دو کانی در ساختار تک‌شیب متبلور می‌شوند. ولی ساختار بلوری آنتی‌گوریت، تک‌شیب شبیه شش‌گوشه و در کریزوتیل شبیه راست‌لوزی است.
سه مثال برتر سیلیکات‌های ورقه‌ای عبارتند از:
آنتی‌گوریت
کریزوتیل
لیزاردیت
خانواده کانی‌های رسی
کائولینیت
هلویزیت
ایلیت
کائولینیت
مونتموریونیت
ورمیکولیت
تالک
پالی‌گورسکیت
پیروفیلیت
خانواده میکا
بیوتیت
موسکویت
فلوگوپیت
لپیدولیت
مارگاریت
گلوکونیت
خانواده کلریت
کلریت
سیلیکات‌های شبکه‌ای
سیلیکات‌های داربستی یا سیلیکات‌های شبکه‌ای ( Tectosilicates ) در این کانی‌ها چهاروجهی‌های (SiO 4 ) بوسیله هر چهار گوش به چهار وجهی‌های مجاور خود متصل شده‌است. در نتیجه ساختمان سه بعدی دارند. بعضی چهاروجهی‌ها در سه امتداد فضایی به یکدیگر متصل می‌باشند. بنابراین هر اتم اکسیژن به دو چهاروجهی مجاور تعلق دارد. کانی‌های مهم این گروه در زیر نوشته شده‌است.
خانواده کوارتز
کوارتز
کوارتز
تری دیمیت
کریستوبالیت
خانواده فلدسپار
فلدسپارهای آلکالی
فلدسپارهای پتاسیم
میکروکلین
سنیدین
اورتوکلاز
انورتوکلاز
خانواده پلاژیوکلاز
آلبیت
اولیگوکلاز
آندزین
لابرادوریت
بیتونیت
آنورتیت
خانواده فلدسپاتوئید
نوزان
کانکرینیت
لوسیت
نفلین
سودالیت
هائونین
لازوریت
خانواده زئولیت
ناترولیت
شابازیت
هولاندیت
استیلبیت
خانواده اسکاپولیت
ماریالیت
میونیت
دیگر کانی‌های این گروه عبارتند از آنالسیم و پتالیت.