معدن السيليكات
المعادن السيليكاتية هي معادن تشكل الصخور وتتكون من مجموعات السيليكات . وهي أكبر وأهم فئة من المعادن وتشكل ما يقرب من 90 بالمائة من قشرة الأرض . [1] [2] [3]
في علم المعادن ، يعتبر السيليكا (ثاني أكسيد السيليكون، SiO2 ) عادةً معدن سيليكات وليس معدن أكسيد . يوجد السيليكا في الطبيعة على هيئة معدن الكوارتز ، وأشكاله المتعددة .
على الأرض، توجد مجموعة كبيرة ومتنوعة من معادن السيليكات في نطاق أوسع من التركيبات نتيجة للعمليات التي تشكلت وأعادت تشكيل القشرة الأرضية لمليارات السنين. تشمل هذه العمليات الذوبان الجزئي ، والتبلور ، والتجزئة ، والتحول ، والتجوية ، والتغيرات الجيولوجية .
تساهم الكائنات الحية أيضًا في هذه الدورة الجيولوجية . على سبيل المثال، يقوم نوع من العوالق يُعرف باسم الدياتومات ببناء هياكلها الخارجية ("الهياكل المحبطة") من السيليكا المستخرجة من مياه البحر . تشكل الهياكل المحبطة للدياتومات الميتة مكونًا رئيسيًا للرواسب في أعماق المحيطات ، وفي تراب الدياتومات . [ بحاجة لمصدر ]
الهيكل العام
معدن السيليكات هو بشكل عام مركب غير عضوي يتكون من وحدات فرعية بالصيغة [SiO 2+ n ] 2n − . وعلى الرغم من تصويره على هذا النحو، فإن وصف السيليكات على أنها أنيونات هو تبسيط. موازنة شحنات أنيونات السيليكات هي كاتيونات معدنية، M x + . الكاتيونات النموذجية هي Mg 2+ و Fe 2+ و Na + . الارتباط Si-OM بين السيليكات والمعادن عبارة عن روابط تساهمية قطبية قوية. تكون أنيونات السيليكات ([SiO 2+ n ] 2n − ) عديمة اللون دائمًا، أو عندما تُسحق إلى مسحوق ناعم، تكون بيضاء. تنشأ ألوان معادن السيليكات من المكون المعدني، وهو الحديد عادةً.
في أغلب معادن السيليكات، يكون السيليكون رباعي السطوح، حيث يحيط به أربعة أكاسيد. ويتغير رقم التنسيق للأكاسيد إلا عندما يربط بين مركزين من السيليكون، وفي هذه الحالة يكون رقم التنسيق للأكسيد اثنين.
قد يتم استبدال بعض مراكز السيليكون بذرات عناصر أخرى، لا تزال مرتبطة بزوايا الأكسجين الأربعة. إذا لم تكن الذرة المستبدلة رباعية التكافؤ بشكل طبيعي، فإنها عادة ما تساهم بشحنة إضافية للأنيون، مما يتطلب بعد ذلك كاتيونات إضافية . على سبيل المثال، في معدن الأورثوكلاز [KAlSi
3ا
8]
ن، الأنيون عبارة عن شبكة ثلاثية الأبعاد من رباعيات السطوح حيث يتم مشاركة جميع زوايا الأكسجين. إذا كانت جميع رباعيات السطوح تحتوي على مراكز سيليكون، فإن الأنيون سيكون مجرد سيليكا محايدة [SiO
2]
ن. يؤدي استبدال ذرة واحدة من كل أربع ذرات سيليكون بذرة ألومنيوم إلى ظهور الأنيون [AlSi
3ا-
8]
ن، والتي يتم تحييد شحنتها بواسطة كاتيونات البوتاسيوم K+
.
المجموعات الرئيسية
في علم المعادن ، يتم تصنيف المعادن السيليكاتية إلى سبع مجموعات رئيسية وفقًا لبنية أنيون السيليكات الخاص بها: [4] [5]
| المجموعة الرئيسية | بناء | الصيغة الكيميائية | مثال |
|---|---|---|---|
| النيوسيليكات | رباعي السطوح من السيليكون المعزول | [ SiO4 ] 4− | الزبرجد ، العقيق ، الزركون ... |
| سوروسليكات | رباعي السطوح المزدوج | [ Si2O7 ] 6− | إيبيدوت ، مجموعة ميلليت |
| السيليكات الحلقية | حلقات | [Si n O 3 n ] 2 n − | مجموعة البريل ، مجموعة التورمالين |
| إينوسيليكات | سلسلة واحدة | [Si n O 3 n ] 2 n − | مجموعة البيروكسين |
| إينوسيليكات | سلسلة مزدوجة | [Si 4 n O 11 n ] 6 n − | مجموعة أمفيبول |
| السيليكات الصفائحية | أوراق | [Si 2 n O 5 n ] 2 n − | الميكا والطين |
| التكتوسيليكات | إطار ثلاثي الأبعاد | [Al x Si y O (2 x +2 y ) ] x − | الكوارتز ، الفلسبار ، الزيوليت |
لا يمكن أن تحتوي السيليكات التكتو على كاتيونات إضافية إلا إذا تم استبدال جزء من السيليكون بذرة ذات تكافؤ أقل مثل الألومنيوم. استبدال Al بـ Si أمر شائع.
النيوسيليكات أو السيليكات الأورثو
4تمثل الكرة الرمادية ذرة السيليكون، والكرات الحمراء تمثل ذرات الأكسجين.
تحتوي السيليكات غير البلورية (من اليونانية νῆσος nēsos "جزيرة")، أو السيليكات الأورثو، على أيون السيليكات الأورثو ، الموجود على شكل رباعي السطوح معزول (جزيري) [SiO 4 ] 4− متصل فقط بواسطة كاتيونات بينية . تصنيف نيكل-سترونز هو 09.A - تشمل الأمثلة:
- مجموعة
Al2SiO5
- أندلوسيت – Al2SiO5
- كيانيت – Al2SiO5
- السليمانيت – Al2SiO5
- دومورتيريت – آل
6.5–7بو
3(ثاني أكسيد السيليكون
4)
3(أوه، أوه)
3 - توباز – Al2SiO4 ( F , OH) 2
- ستوروليت – Fe 2 Al 9 (SiO 4 ) 4 (O,OH) 2
- مجموعة الهيوميت – (Mg,Fe) 7 (SiO 4 ) 3 (F,OH) 2
- نوربرجيت – Mg 3 (SiO 4 )(F,OH) 2
- الكوندروديت – Mg 5 (SiO 4 ) 2 (F,OH) 2
- هيوميت – ملغ 7 (SiO 4 ) 3 (F,OH) 2
- كلينوهوميت – Mg 9 (SiO 4 ) 4 (F,OH) 2
- داتوليت – CaBSiO4 ( OH )
- تيتانيت – CaTiSiO5
- كلوريتويد – ( Fe,Mg,Mn) 2Al 4Si 2O 10 ( OH ) 4
- الموليت (ويعرف أيضًا باسم البورسلينيت) – Al 6 Si 2 O 13
سوروسليكات
2ا6-
7
تحتوي سيليكات السورو (من الكلمة اليونانية σωρός soros "كومة، تل") على أنيونات بيروسيليكات معزولة Si
2ا6-
7تتكون من رباعي السطوح مزدوج مع رأس أكسجين مشترك - نسبة السيليكون: الأكسجين 2:7. تصنيف نيكل-سترونز هو 09.ب. تشمل الأمثلة:
- الثوريتفيت – (Sc,Y) 2 (Si 2 O 7 )
- هيميمورفيت ( كالامين ) – Zn 4 (Si 2 O 7 ) (OH) 2 · H 2 O
- لوسونيت – CaAl2 ( Si2O7 ) ( OH ) 2 · H2O
- اكسينيت – (Ca,Fe,Mn) 3 Al 2 (BO 3 )(Si 4 O 12 )(OH)
- إلفيت – CaFe II 2 Fe III O(Si 2 O 7 )(OH)
- مجموعة الإبيدوت (تحتوي على مجموعتي (SiO 4 ) 4− و (Si 2 O 7 ) 6− )
- Epidote – Ca 2 (Al,Fe) 3 O(SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
- الزوسيت – Ca 2 Al 3 O(SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
- تنزانيت – Ca 2 Al 3 O(SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
- كلينوزوزيت – Ca 2 Al 3 O(SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
- ألانيت – Ca(Ce,La,Y,Ca)Al 2 (Fe II ,Fe III )O(SiO 4 )(Si 2 O 7 )(OH)
- دولاسيت-(Ce) – CaCeMg 2 AlSi 3 O 11 F(OH)
- فيزوفيانيت ( إيدوكريس ) – Ca 10 (Mg,Fe) 2 Al 4 (SiO 4 ) 5 (Si 2 O 7 ) 2 (OH) 4
السيليكات الحلقية
تحتوي السيليكات الحلقية (من الكلمة اليونانية κύκλος kýklos "دائرة") أو السيليكات الحلقية على ثلاثة أو أكثر من رباعيات السطوح مرتبطة في حلقة. الصيغة العامة هي (Si x O 3 x ) 2 x − ، حيث يمكن استبدال ذرة واحدة أو أكثر من ذرات السيليكون بذرة أو ذرات أخرى منسقة بأربعة ذرات. نسبة السيليكون إلى الأكسجين هي 1:3. الحلقات المزدوجة لها الصيغة (Si 2 x O 5 x ) 2 x − أو بنسبة 2:5. تصنيف نيكل-سترونز هو 09.C. تشمل أحجام الحلقات المحتملة:
![6 وحدات [Si6O18]، البريل (أحمر: Si، أزرق: O)](https://file.arabipedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/5/5a/Beryll.ring.combined.png/1280px-Beryll.ring.combined.png)
![3 وحدات [Si3O9]، بينيتويت](https://file.arabipedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/6/60/Benitoid.2200.png/1280px-Benitoid.2200.png)
![4 وحدات [Si4O12]، باباجويت](https://file.arabipedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/0/08/Papagoite.2200.png/1280px-Papagoite.2200.png)
![9 وحدات [Si9O27]، يودياليت](https://file.arabipedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/5/5d/Eudialyte.2200.png/1280px-Eudialyte.2200.png)
![12 وحدة، حلقة مزدوجة [Si12O30]، ميلاريت](https://file.arabipedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/2/29/Milarite.png/1280px-Milarite.png)
بعض المعادن على سبيل المثال:
- حلقة واحدة مكونة من 3 أعضاء
- بينيتويت – BaTi ( Si3O9 )
- حلقة واحدة مكونة من 4 أعضاء
- باباجويت – CaCuAlSi
2ا
6(أوه)
3.
- باباجويت – CaCuAlSi
- حلقة واحدة مكونة من 6 أعضاء
- البريل – Be 3 Al 2 (Si 6 O 18 )
- بزيت – كن 3 ش 2 (سي 6 س 18 )
- سوجيليت – KNa 2 (Fe,Mn,Al) 2 Li 3 Si 12 O 30
- التورمالين – (Na,Ca)(Al,Li,Mg)
3-(الألومنيوم، الحديد، المنغنيز)
6(سي
6ا
18)(بو
3)
3(أوه)
4 - البيتزوتايت – Cs(Be 2 Li)Al 2 Si 6 O 18
- أوسوميليت – (K,Na)(Fe,Mg) 2 (Al,Fe) 3 (Si,Al) 12 O 30
- كورديريت – (Mg,Fe) 2 Al 4 Si 5 O 18
- سيكانينايت – (Fe +2 ,Mg) 2 Al 4 Si 5 O 18
- حلقة واحدة مكونة من 9 أعضاء
- اليودياليت – Na
15كا
6(الحديد، المنغنيز)
3زر
3SiO(O,OH,H
2و)
3(سي
3ا
9)
2(سي
9ا
27)
2(OH,Cl)
2
- اليودياليت – Na
- حلقة مزدوجة مكونة من 6 أعضاء
- ميلاريت – K 2 Ca 4 Al 2 Be 4 (Si 24 O 60 ) H 2 O
تحتوي الحلقة الموجودة في الأكسينيت على اثنين من رباعي السطوح من البورون وأربعة من السيليكون وهي مشوهة للغاية مقارنة بحلقات السيليكات الحلقية الأخرى المكونة من 6 أعضاء.
إينوسيليكات
تحتوي السيليكات الإينوسيليكاتية (من الكلمة اليونانية ἴς [ حالة النصب: ἰνός inos ] "ألياف" أو السيليكات المتسلسلة على سلاسل متشابكة من رباعيات السطوح السيليكاتية بنسبة SiO3 ، 1 :3 للسلاسل المفردة أو Si4O11 ، 4:11 للسلاسل المزدوجة. تصنيف نيكل-سترونز هو 09.D - تشمل الأمثلة:
إينوسيليكات سلسلة واحدة
- مجموعة
البيروكسين
- إنستاتيت – سلسلة أورثوفيروسيليت
- إنستاتيت – MgSiO3
- الفيروسيليت – FeSiO3
- بيجيونايت – Ca 0.25 (Mg,Fe) 1.75 Si 2 O 6
- سلسلة الديوبسيد – الهدنبرجايت
- ديوبسيد – CaMgSi2O6
- هيدنبرجايت – CaFeSi 2 O 6
- أوجيت – (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al) 2 O 6
- سلسلة بيروكسين الصوديوم
- سبودومين – LiAlSi2O6
- بيروكسفيرويت - (Fe,Ca) SiO3
- إنستاتيت – سلسلة أورثوفيروسيليت
- مجموعة البيروكسينويد
- الولاستونيت – CaSiO3
- رودونيت – MnSiO3
- البكتوليت – NaCa 2 (Si 3 O 8 )(OH)
إينوسيليكات السلسلة المزدوجة
- مجموعة
أمفيبول
- الأنثوفيلليت – (Mg,Fe) 7 Si 8 O 22 (OH) 2
- سلسلة كومينجتونيت
- كومينجتونيت – Fe 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2
- الجرونيريت – Fe 7 Si 8 O 22 (OH) 2
- سلسلة تريموليت
- تريمولايت – Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2
- الأكتينوليت – Ca2 ( Mg , Fe ) 5Si8O22 ( OH ) 2
- هورنبلند – (كالسيوم،صوديوم)
2-3(Mg,Fe,Al)
5سي
6(ال،سي)
2ا
22(أوه)
2 - مجموعة أمفيبول الصوديوم
- جلوكوفان – Na2Mg3Al2Si8O22 ( OH ) 2
- ريبكيت ( الأسبستوس ) – Na 2 Fe II 3 Fe III 2 Si 8 O 22 (OH) 2
- Arfvedsonite – Na3 ( Fe , Mg ) 4 FeSi8O22 ( OH ) 2
-
-
-
إينوسيليكات، سلسلة واحدة ثلاثية الدورية غير متفرعة من الوولاستونيت -
إينوسيليكات ذات سلسلة واحدة من خمس دورات، رودونيت -
إينوسيليكات ذات سلسلة متفرعة دورية مكونة من 8 أجزاء، بيليت
السيليكات الصفائحية
تشكل السيليكات الصفائحية (من الكلمة اليونانية φύλλον phýllon "ورقة") صفائح متوازية من رباعي السطوح السيليكاتية مع Si 2 O 5 أو بنسبة 2: 5. تصنيف النيكل-سترونز هو 09.E. جميع معادن السيليكات الصفائحية تكون رطبة ، مع وجود إما الماء أو مجموعات الهيدروكسيل المرتبطة بها.
وتشمل الأمثلة ما يلي:
- مجموعة فرعية من السربنتين
- أنتيجوريت – Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
- الكريسوتيل – Mg3Si2O5 ( OH ) 4
- السحلية – Mg 3 Si 2 O 5 (OH) 4
- مجموعة
المعادن الطينية
- معادن طينية 1:1 (TO)
- هالويسيت – Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
- الكاولينيت – Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4
- معادن طينية 2:1 (TOT)
- البيروفيلايت – Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2
- التلك – ملغ 3 سي 4 أو 10 (أوه) 2
- إيليت – (K,H 3 O)(Al,Mg,Fe) 2 (Si,Al) 4 O 10 [(OH) 2 ,(H 2 O)]
- مونتموريلونيت (سميكتيت) – (Na,Ca) 0.33 (Al,Mg) 2 Si 4 O 10 (OH) 2 · n H 2 O
- كلوريت – (Mg,Fe) 3 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 2 ·(Mg,Fe) 3 (OH) 6
- الفيرميكوليت – (Mg,Fe,Al) 3 ( Al , Si) 4O10 (OH ) 2 · 4H2O
- معادن طينية أخرى
- سيبيوليت – Mg 4 Si 6 O 15 (OH) 2 ·6H 2 O
- باليجورسكايت (أو أتابولجيت) – (Mg,Al) 2 Si 4 O 10 (OH) · 4 (H 2 O)
- معادن طينية 1:1 (TO)
- مجموعة
الميكا
- البيوتايت – K(Mg,Fe) 3 (AlSi3 ) O10 ( OH) 2
- Fuchsite – K(Al,Cr) 2 (AlSi 3 )O 10 (OH) 2
- موسكو – KAl 2 (AlSi 3 )O 10 (OH) 2
- فلوجوبايت – KMg3 (AlSi3 ) O10 ( OH ) 2
- الليبيدوليت – K(Li,Al)
2-3(السي
3)أ
10(أوه)
2 - مارجريت – CaAl 2 (Al 2 Si 2 )O 10 (OH) 2
- الجلوكونيت – (K,Na)(Al,Mg,Fe) 2 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 2
-
فيلوسيليكات، مجموعة ميكا، موسكوفيت (أحمر: Si، أزرق: O) -
فيلوسيليكات، شبكة واحدة من رباعي السطوح مع حلقات مكونة من 4 أعضاء، سلسلة أبوفيليت -(KF)-أبوفيليت-(KOH) -
شبكات رباعية السطوح أحادية من حلقات مكونة من 6 أعضاء، سلسلة البايرومالايت-(Fe)-الباييرومالايت-(Mn) -
فيلوسيليكات، شبكات رباعية السطوح أحادية من حلقات مكونة من 6 أعضاء، زيوفيليت -
فيلوسيليكات، شبكات مزدوجة ذات حلقات مكونة من 4 و6 أعضاء، كارلتونيت
التكتوسيليكات
.jpg/1280px-Lunar_Ferroan_Anorthosite_(60025).jpg)
تتكون السيليكات التكتو، أو "سيليكات الإطار"، من إطار ثلاثي الأبعاد من رباعي السطوح السيليكات مع SiO 2 بنسبة 1:2. تشكل هذه المجموعة ما يقرب من 75% من قشرة الأرض . [6] السيليكات التكتو، باستثناء مجموعة الكوارتز، هي سيليكات ألومونيوم . تصنيفات النيكل-سترونز هي 09.F و09. G و04.DA (عائلة الكوارتز/السيليكا). تشمل الأمثلة:
- سيليكات ثلاثية الأبعاد، عائلة الكوارتز
- التكتوسيليكات، مجموعة
الفلسبار
- الفلسبار القلوي (فلسبار البوتاسيوم)
- ميكروكلين – KAlSi3O8
- أورثوكلاز – KAlSi3O8
- أنورثوكلاز – (Na,K)AlSi 3 O 8
- سانيدين – KAlSi3O8
- فلسبار
البلاجيوكليز
- الألبيت – NaAlSi3O8
- أوليجوكلاز – (Na,Ca)(Si,Al) 4 O 8 (Na:Ca 4:1)
- أنديسين – (Na,Ca)(Si,Al) 4 O 8 (Na:Ca 3:2)
- اللابرادوريت – (Ca,Na)(Si,Al) 4 O 8 (Na:Ca 2:3)
- بايتاونيت – (Ca,Na)(Si,Al) 4 O 8 (Na:Ca 1:4)
- أنورثيت – CaAl2Si2O8
- الفلسبار القلوي (فلسبار البوتاسيوم)
- التكتوسيليكات، عائلة الفلسباثويد
- التكتوسيليكات، مجموعة السكابوليت
- تكتوسيليكات، عائلة
الزيوليت
- Natrolite – Na 2 Al 2 Si 3 O 10 · 2H 2 O
- إيريونيت – (Na 2 ,K 2 ,Ca) 2 Al 4 Si 14 O 36 · 15H 2 O
- شابازيت – CaAl 2 Si 4 O 12 · 6H 2 O
- الهيلانديت – CaAl 2 Si 7 O 18 · 6H 2 O
- ستيلبيت – NaCa 2 Al 5 Si 13 O 36 · 17H 2 O
- سكوليسيت – CaAl 2 Si 3 O 10 · 3H 2 O
- موردينيت – (Ca,Na 2 ,K 2 )Al 2 Si 10 O 24 · 7H 2 O
- أنالسيم – NaAlSi 2 O 6 ·H 2 O
انظر أيضا
- تصنيف المعادن غير السيليكاتية – قائمة المعادن والمجموعات المعترف بها من قبل IMA
- تصنيف معادن السيليكات – قائمة المعادن والمجموعات المعترف بها من قبل IMA
- طلاء معدني سيليكاتي – طبقات طلاء تحتوي على عوامل ربط معدنية
مراجع
- ^ "المعادن - السيليكات". britannica.com . مؤرشف من الأصل في 25 أكتوبر 2017 . تم الاسترجاع 8 مايو 2018 .
- ^ Deer, WA; Howie, RA; Zussman, J. (1992). مقدمة عن المعادن المكونة للصخور (الطبعة الثانية). لندن: لونجمان. ISBN 0-582-30094-0.
- ^ هيرلبت، كورنيليوس س.؛ كلاين، كورنيليس (1985). دليل علم المعادن (الطبعة العشرون). وايلي. رقم ISBN 0-47180580-7.
- ^ Deer, WA; Howie, RA, & Zussman, J. (1992). مقدمة عن المعادن المكونة للصخور (الطبعة الثانية). لندن: Longman ISBN 0-582-30094-0
- ^ هيرلبت، كورنيليوس س.؛ كلاين، كورنيليس ||1985). دليل علم المعادن ، وايلي، (الطبعة العشرون). رقم ISBN 0-471-80580-7
- ^ Deer, WA; Howie, RA; Wise, WS; Zussman, J. (2004). Rock-forming minerals. Volume 4B. Framework silicates: silica minerals. Feldspathoids and the zeolites (2nd ed.). London: Geological Society of London. p. 982 pp.
روابط خارجية
- Mindat.org، تصنيف دانا
- Webmineral : تصنيف السيليكات الجديد من دانا
| "حالات خاصة" ("العناصر الأصلية والمعادن العضوية") |
|
|---|---|
| "الكبريتيدات والأكاسيد" |
|
| "المتبخرات وما شابهها" | |
| "الهياكل المعدنية ذات الوحدات الرباعية السطوح" (أنيون الكبريتات، أنيون الفوسفات، السيليكون، إلخ.) |
|
 بوابة المعادن | |
