تراكيب وتصنيف معادن السيليكات

تُصنّف السيليكات، وهي المعادن الأكثر وفرة في قشرة الأرض ووشاحها، بناءً على كيفية ترابط وحداتها الأساسية، رباعيات الأوجه SiO4.

Definition

التصنيف الهيكلي لمعادن السيليكات وفقًا لترابط رباعيات الأوجه من السيليكون والأكسجين والكاتيونات التي تربطها.

Scope

يغطي هذا الموضوع الوحدة البنائية للسيليكات، وهي رباعي الأوجه SiO4، والفئات الهيكلية المحددة بدرجة بلمرتها: النيسوسيليكات (رباعيات الأوجه المعزولة)، السوروسيليكات (المزدوجة)، السيكلوسيليكات (الحلقات)، الإينوسيليكات (السلاسل الفردية والمزدوجة)، الفيلوسيليكات (الصفائح)، والتكتوسيليكات (الأطر الشبكية). ويربط كل فئة بالمعادن المكونة للصخور مثل الأوليفين، البيروكسينات، الأمفيبولات، الميكا، والفلسبارات.

Core questions

• كيف يحدد تشارك ذرات الأكسجين بين رباعيات الأوجه SiO4 الفئات الهيكلية الست للسيليكات؟
• لماذا يختلف التركيب الشبكي للفلسبارات والكوارتز كيميائيًا وميكانيكيًا عن سيليكات الصفائح؟
• كيف ترتبط الفئة الهيكلية للسيليكات بالانفصام والصلابة والعادة البلورية؟
• ما هي الكاتيونات التي تشغل المواقع غير الرباعية الأوجه وكيف تختلف؟

Key theories

تصنيف بلمرة SiO4

تُصنف السيليكات حسب عدد ذرات الأكسجين الجسرية المشتركة بين رباعيات الأوجه، بدءًا من رباعيات الأوجه المعزولة في النيسوسيليكات وصولًا إلى الشبكات ثلاثية الأبعاد المترابطة بالكامل في التكتوسيليكات، وهو مخطط ينظم المعادن المكونة للصخور.

الارتباط بين التركيب والخصائص في السيليكات

تتحكم أبعاد الترابط الرباعي الأوجه في التباين الفيزيائي: تنفصم سيليكات السلسلة على طول أوجه المنشور، وللسيليكات الصفائحية انفصام قاعدي مثالي واحد، وتفتقر سيليكات الإطار الشبكي إلى انفصام واضح وتقاوم التجوية.

Clinical relevance

نظرًا لأن السيليكات تهيمن على الصخور النارية والمتحولة والعديد من الصخور الرسوبية، فإن تصنيفها الهيكلي هو المبدأ التنظيمي لعلم المعادن المكونة للصخور وهو ضروري للتحديد البتروغرافي وتفسير نشأة الصخور.

History

كشفت تحديدات التركيب البلوري بالأشعة السينية المبكرة التي قام بها دبليو. إل. براغ وزملاؤه في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي عن الروابط الرباعية الأوجه التي تحدد فئات السيليكات، وأكمل اعتراف ماتشاتسكي باستبدال السيليكون-الألومنيوم في المواقع الرباعية الأوجه التصنيف الهيكلي الحديث الذي تم تدوينه لاحقًا في السلسلة المرجعية لدير وهاوي وزوسمان.

Key figures

• William Lawrence Bragg
• Felix Machatschki
• William Alexander Deer

Seminal works

• klein2007
• deer2013

Frequently asked questions

لماذا تُعد السيليكات أهم مجموعة معدنية؟

السيليكون والأكسجين هما العنصران الأكثر وفرة في قشرة الأرض، لذا تشكل السيليكات أكثر من 90 بالمائة من معادن القشرة ومعظم الأنواع المكونة للصخور.

ما هي التكتوسيليكات؟

هي سيليكات ذات إطار شبكي حيث تشترك كل ذرة أكسجين في كل رباعي أوجه SiO4 مع ذرة مجاورة، مكونة شبكة ثلاثية الأبعاد؛ الكوارتز والفلسبارات هما الأمثلة الرئيسية.