Estruturas e Classificação de Minerais Silicáticos

Os silicatos, os minerais mais abundantes da crosta e do manto terrestres, são classificados pela forma como os seus tetraedros fundamentais de SiO4 se ligam.

Definition

A classificação estrutural dos minerais silicáticos de acordo com a conectividade dos seus tetraedros de silício-oxigénio e os cátions que os ligam.

Scope

Este tópico aborda o bloco construtor dos silicatos, o tetraedro de SiO4, e as classes estruturais definidas pelo seu grau de polimerização: nesossilicatos (tetraedros isolados), sorossilicatos (emparelhados), ciclossilicatos (anéis), inossilicatos (cadeias simples e duplas), filossilicatos (folhas) e tectossilicatos (estruturas tridimensionais). Ele relaciona cada classe a minerais formadores de rochas representativos, como olivina, piroxenas, anfíbolas, micas e feldspatos.

Core questions

• Como a partilha de átomos de oxigénio entre tetraedros de SiO4 define as seis classes estruturais de silicatos?
• Por que a estrutura de rede de feldspatos e quartzo é tão química e mecanicamente distinta dos silicatos em folha?
• Como a classe estrutural do silicato se relaciona com a clivagem, dureza e hábito?
• Que cátions ocupam os sítios não tetraédricos e como eles variam?

Key theories

Classificação da polimerização de SiO4

Os silicatos são agrupados pelo número de oxigénios em ponte partilhados entre tetraedros, variando de tetraedros isolados em nesossilicatos a redes tridimensionais totalmente ligadas em tectossilicatos, um esquema que organiza os minerais formadores de rochas.

Correlação estrutura-propriedade em silicatos

A dimensionalidade da ligação tetraédrica controla a anisotropia física: os silicatos em cadeia clivam ao longo das faces do prisma, os silicatos em folha têm uma clivagem basal perfeita, e os silicatos em rede carecem de clivagem pronunciada e resistem ao intemperismo.

Clinical relevance

Como os silicatos dominam as rochas ígneas, metamórficas e muitas rochas sedimentares, a sua classificação estrutural é o princípio organizador da mineralogia formadora de rochas e é essencial para a identificação petrográfica e a interpretação da génese das rochas.

History

As primeiras determinações da estrutura por raios-X por W. L. Bragg e colaboradores nas décadas de 1920 e 1930 revelaram as ligações tetraédricas que definem as classes de silicatos, e o reconhecimento por Machatschki da substituição de silício-alumínio em sítios tetraédricos completou a moderna classificação estrutural, posteriormente codificada na série de referência de Deer, Howie e Zussman.

Key figures

• William Lawrence Bragg
• Felix Machatschki
• William Alexander Deer

Seminal works

• klein2007
• deer2013

Frequently asked questions

Por que os silicatos são o grupo mineral mais importante?

Silício e oxigénio são os dois elementos mais abundantes na crosta terrestre, portanto, os silicatos constituem mais de 90 por cento dos minerais crustais e a maioria das espécies formadoras de rochas.

O que é um tectossilicato?

Um silicato de estrutura em que cada oxigénio de cada tetraedro de SiO4 é partilhado com um vizinho, formando uma rede tridimensional; quartzo e feldspatos são os principais exemplos.