Filosilikato

Filosilikatoak silikatoen azpiklase bat dira. Filosilikatoen artean giro oso ezberdinetan dauden mineral oso ezberdinak daude, amankomuneko ezaugarri bezala ohitura orritsu edo ezkatatsu bat dutena exfoliazio basal perfektu baten existentziaren ondorioz (exfoliazio norabide nagusi bat dute (001) norabidean). Hau bere egituran espazioko bi norantzatan dimentsionaltasun infinitoko tetraedro geruzen presentziaren ondorio da.

Garrantzi handia duten talde bat da: alde batetik, buztin mineralen garrantzi ekonomikoa aipa genezake, keramikagintzan adibidez; bestetik, geologikoki interesgarriak dira eskistositatea markatzeaz gain gradu metamorfiko ezberdinak adierazten dituelako. Horrez gain, garrantzi ekonomiko zein geologikoa dute petrolioarekin batera agertzen direlako diagenesian zehar.

Ezaugarri orokorrak 

Esan bezala, filosilikatoak oso xaflakorrak dira, eta oinarrizko egitura unitateak molekulek osatutako xaflak dira. Xaflak elkarren artean Van der Waals loturekin lotzen direnez, malguak dira. Mineral bigunak dira, pisu espezifiko baxua dutenak. Aire zabalean ezegonkorrak dira, hau da, errezki alteratzen dira. Bestalde, haien artean oso ezberdinak izan daitezke, adibidez, kolorean (moskovita-biotita) edo tamainan. Azken hau kontuan hartuta, bi filosilikato mota bereiz daitezke: buztinak, partikula finez osatuak, eta kristalak, partikula larriez osatuak.

Ugariak dira: arroka igneo, sedimentario eta metamorfikoetan topa ditzazkegu, baina baita lurzoruan ere buztin gisa. Mineral asko, alterazioa jasatean filosilikato bilakatzen dira (adb., olibinoak).

Egitura 

Oinarrizko egitura SiO4-zko tetraedroek osatzen dute, silikato guztietan bezala. Tetraedro bakoitzak hiru oxigeno konpartitzen ditu (Si:O = 2:5), (Si2O5)2- oinarrizko formula emanez. Silikatu hauek hidratatuak dira, hau da, OH- taldea hartzen dute barne.

Oinarrizkoa 

Xaflek simetria senarioa dute, hau da, tetraedro bat 6 aldiz errepikatzen da hexagono itxurako hutsune bat eratuz. Hidroxilo taldea (OH-), eraztun tetraedriko senarioaren erdian kokatzen da, konpartitzen ez diren oxigeno apikalen ber altueran.

Filosilikatuetan bi xafla mota ezberdin daude: orri tetraedrikoak (erpinetik loturik dauden tetraedroak) eta orri oktaedrikoak (ertzak partekatzen dituzten oktaedroak). Katioiak hutsune oktaedrikoen barruan edo bi orri moten artean kokatu ohi dira.

a)Orri tetraedrikoak 

SiO4 tetraedroak mugagabeki elkartzen dira beste 3 tetraedrorekin. Horretarako, tetraedroaren oinean dauden hiru oxigenoak erabiltzen dituzte beste tetraedroekin konpartitzeko. Hartara, oxigeno apikala ("goiko" oxigenoa) libre geratzen da oktaedroekin lotzeko. Tetraedroak Si eta O elementuekin osaturik badaude ere, batzuetan aluminioa sar daiteke silizioaren ordez.

Sei tetraedrok eraztun bat osatzen dute, eta eraztun ezberdinen elkarketak xafla oso bat. Orri tetraedriko honi "T" izena ematen zaio eta trapezio baten gisa irudikatzen da.

b)Orri oktaedrikoak 

Oktaedroak hurrengo elementu hauetaz daude osaturik: O, OH-, Mg2+, Al3+ eta Fe2+. Bakarka hartuaz gero (eta ez filosilikatu baten barnean), ez dira silikatuak baizik eta hidroxidoak. Eskema batean, orri oktaedrikoak laukizuzen gisa irudikatzen dira eta "O" izendapena daramate.

OH- eta oxigeno apikalak ber altueran daudela aipatu da lehen. Bai batak zein besteak katioiekin lotzen dira egitura oktaedrikoak sortuz; oxigeno apikalek oktaedroaren oinarriko hirukia definitzen dute. XO6, nun X = katioia eta O = anioia. Katioien tamainaren arabera, orri oktaedrikoen eta tetraedrikoen arteko loturak ez dira perfektuak.

Oktaedroak ere mugagabeki elkartzen dira, ertzetatik lotuz beste oktaedroei. Barnean sartzen diren katioiak dibalenteak (Mg2+, Fe2+) edo tribalenteak (Al3+) izan daitezke, eta propietate honek bi xafla oktaedriko mota definitzen ditu:

 Xafla trioktaedrikoak: Egituran 2+ balentziadun katioiak baldin badaude. Kasu honetan, karga elektrikoak honako proportzio hau du: katioi:anioi = 2:6 = 1:3. Adibidez: bruzita ( Mg3(OH)6). Xafla trioktaedrikoetan, eta karga elektrikoen erlazioa dela eta, katioi-posizio bakoitza dago betea. Hau da, oxigeno edo hidroxilo bakoitza hiru katioiz dago inguratua.

 Xafla dioktaedrikoak: Kasu honetan, egituran 3+ balentziadun katioiak daude. Karga elektrikoaren proportzioa 3:6 = 1:3 denez, 3 katioi-posiziotik 1 hutsa dago (bi herenak soilik daude beteta); beraz, O edo OH- bakoitza 2 katioiz dago inguratua. Adb.: Gibbsita (Al2(OH)6.

Konposatua 

Filosilikatoak osatzeko, aurreko atalean deskribatutako bi xafla ezberdin hauek konbinatzen dira, kontutan hartuta xafla oktaedrikoen barruan bi mota ezberdin daudela.

Orri tetraedriko eta oktaedrikoak elkartzeko, hidroxilo talde batzuk kanporatuak dira eta haien posizioa tetraedroetako oxigenoek hartzen dute. Sortzen diren egiturak "TO" edo "TOT" motakoak izango dira.

Si batzuen ordez Al sartzen bada, orri tetraedrikoak handitu egiten dira katioi handiagoa delako silizioa baino. Bestalde, "Z" deitzen den karga negatiboa sortuko du xaflan.

Orri elkarketa hauen ondorioz, orri tetraedrikoen simetria hexagonala monoklinikora murrizten da: hain zuzen ere, T-O eta T-O-T elkarketek desplazamendu bat eragiten dute T edo O xaflaren barnean, simetria apurtuz.

a)TO mota 

TO mota, haren irudikapen eskematikoarengatik canapé ere deitua (frantsesez, "sofa"), tetraedro:oktaedro proportzioa 1:1 duen filosilikato mota da. Orri oktaedrikoa alde bakarretik dago lotua orri tetraedrikoari.

Sailkapenean, bi talde ezberdintzen ditugu:

 Serpentinaren taldea, magnesioduna

 Kaolinaren taldea, aluminioduna

Saia gaitezen Kaolinita lortzen batuketa bidez:

[T] Si2O5 + [O] Al2(OH)6 (Gibbsita) -> Al2Si2O5(OH)6

Batuketa hau, ordea, faltsua da: izan ere, Si bakoitzeko OH- bat joaten da, karga elektrikoa neutroa izateko:

Al2-ek, adibidez, 3+ x 2 = 6+ karga elektrikoa du, eta beste elementuek:

 Si2 => 4+ x 2 = 8+

 O5 => 2- x 5 = 10-

 (OH-)6 => 1- x 6 = 6-

Ikusten dugunez, karga positiboak = 14+ dira eta negatiboak = 16-; formula desorekatua dago, beraz. Orekatzeko, bi karga negatibo kendu behar dira: hau da, bi hidroxilo. Horregatik, Kaolinitaren benetako formula hau da:

Al2Si2O5(OH)4

Beste horrenbeste gertatzen da Serpentinarekin: Silikatuen eta Bruzitaren arteko gehiketa orekatuak honako formula hau ematen du:

Mg3Si2O5(OH)4

"TO" motako filosilikatuek ez dute "Z" karga negatiborik, hutsune tetraedriko guztiak silizez beterik daudelako.

b)TOT mota 

Irudikapen eskematikoaren ondorioz "sandwich" ere deitua, mota honetan tetraedro:oktaedro proportzioa 2:1-ekoa da.

Sailkapenean, lau talde ezberdintzen ditugu:

 Z=0 dutenak, Talko-Pirofilita-ren taldea;

 Z=1 dutenak, Miken taldea;

 Z=2 dutenak, Mika hauskorren taldea;

 Z<1 dutenak. Hauek bost azpitaldetan banatzen dira: Illita eta glaukonitaren azpitaldea, esmektitarena, bermikuliten taldea, kloritaren taldea eta sepiolita zein paligorskitarena.

Kasu hauetan, 4 Si daudenez, 4 hidroxilok egiten dute alde eta formuletan (OH)2 agertzen da.

Adb., Talkoaren kasua:

2[T] Si4O10 + [O] Mg3(OH)6 -> Mg3Si4O10(OH)2

Exfoliazioa 

Egitura orritsuaren ondorioz, exfoliazioa xaflakorra da: hau da, minerala lamina edo xafletan apurtzen da. Bestalde, basala eta (001) norabidearekiko [perpendikular]]ra ere bada.

TO egituretan, konposaketa baten orri oktaedrikoaren eta hurrengo konposaketaren orri tetraedrikoaren artean hausten da minerala, hau da: TO/TO, nolabait adierazteko. TOT egituretan aldiz, konposaketen artean dagoen katioietik mozten da: TOT/K+/TOT

Politipismoa 

Fenomeno hau egitura laminarra duten mineraletan agertzen da. TOT xaflak desplazaturik jartzen dira elkarren ondoan, eta horrek simetria aldarazten du. Mineral politipoek, beraz, osaera berdina dute baina simetria ezberdina; eta hauek ikertuz ingurumenaren baldintzak ezagutu daitezke.

Sailkapena

TO taldea 

Talde honetan TO xafladun filosilikatuak sartzen dira; T:O proportzioa, beraz, 1:1 da. Serpentinaren eta Kaolinaren azpitaldeek osatzen dute.

Serpentinaren taldea 

Talde honetako mineralik adierazgarriena serpentina da. Hau da bere formula kimikoa:

Mg3Si2O5(OH)4,

nun Mg3 eta (OH)4 "O" motako xaflak, eta Si2O5 berriz, "T" motako xafla. Orokorrean, alteraziozko minerala da. Hiru modu ezberdinetan era daiteke:

1) Marmoletan, arroka karbonatodunen (hau da, dolomien) metamorfismoaren ondorioz.

2) Arroka (ultra)basikoen berotze hidrotermalaren ondorioz.

3) Olibinoa hidratatu eta alteratzen denean:

Forsterita(2Mg2SiO4) + Ura(3H2O) → Serpentina(Mg3Si2O5(OH)4) + Bruzita(Mg(OH)2)

Serpentinaren polimorfoak:

 Krisotiloa - Mg3Si2O5(OH)4. Itxura zuntsua du. Magnesioa nahiko handia denez, egituran lekua edukitzeko (oxigeno apikalen artean tokia edukitzeko) egitura tolestu egiten da. Krisotiloa amiantoa lortzeko erabiltzen da.

 Antigorita - Mg3Si2O5(OH)4 eta Lizardita - Mg3Si2O5(OH)4. Itxura masiboa dute, eta egitura trioktaedrikoa dute. Oktaedroen artean toki gehiago egon dadin, xaflak inbertitu egiten dira periodikoki. Honek aldarte zapala ematen die bi mineral hauei.

Buztinaren taldea edo Kaolinaren taldea 

Mineral garrantzitsuena Kaolinita ( Al2Si2O5(OH)4 ) da, filosilikato dioktaedrikoa eta triklinikoa. Bi jatorri eduki ditzazke:

1) Alteraziozkoa. Feldespato potasikoa desegitean ura bereganatuz sortua.

2) Diagenetikoa; arroka sedimentarioetan topatzen ahal da.

Talde honetako mineralak oso zuriak dira, ugariak arroka eta lurzoru askotan (batez ere tropikaletan).

Talde honen barruan kokatzen diren beste mineral batzuk:

 Illita - (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)]
 Esmektita -
 Montmorillonita - (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O
 Bermikulita - (MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O
 Talkoa - Mg3Si4O10(OH)2
 Pirofilita - Al2Si4O10(OH)2

TOT taldea 

Talde honetan TOT xafladun filosilikatuak sartzen dira; T:O proportzioa, beraz, 2:1 da. Mikaren eta Kloritaren azpitaldeek osatzen dute.

Mikaren taldea 

Talde honen barruan kokatzen diren mineralak:
 
 Biotita - K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
 Moskobita - KAl2(AlSi3O10)(OH)2
 Flogopita - KMg3Si4O10(OH)2
 Lepidolita - K(Li,Al)2-3(AlSi3O10)(OH)2
 Margarita - CaAl2(Al2Si2O10)(OH)2
 Glaukonita - (K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2

Kloritaren taldea 

 Klorita - (Mg,Fe)3(Si,Al)4O10(OH)2•(Mg,Fe)3(OH)6

Ikus, gainera 

 Kristalografia
 Meteorizazio
 Mineralogia
 Silikato

Erreferentziak 

 Manual de Mineralogia, basado en la obra de J.D.Dana, 2.en bol., C.Klein eta C.S.Hurlbut,Jr. 13.5 atala. Reverté argitaletxea. 

 Crystal Structures of Clay Minerals and their Identification, G.W.Brindley eta G.Brown, 1980. Min.Soc.Monograph.

 Clay Minerals: A Physico-Chemical Explanation for their Occurrence, Velde B, 1985. Elsevier argitaletxea.

 X-Ray Diffraction and the Identification and Analysis of Clay Minerals, D.M.Moore eta R.C.Reynolds Jr, 1997. Oxford University Press, London.

Kanpo estekak 

Filosilikatoak

en:Silicate minerals#Phyllosilicates