Lez 14 2013 Fillosilicati Dimensionalit 2 Fillosilicati I

Lez 14 2013

Fillosilicati Dimensionalità 2

Fillosilicati I Fillosilicati si possono raggruppare in due grandi gruppi A e B A) gruppo costituito da numerosi e importanti minerali quali miche e minerali argillosi, è caratterizzato da strati di anelli esagonali di tetraedri, nel cui centro sono posizionati i gruppi ossidrili parzialmente sostituiti da fluoro. B) gruppo costituito da rari minerali caratterizzati da strati di anelli ottagonali e quadrati di tetraedri.

Fillosilicati: in 2 gruppi OH [Z 2 O 5] [Z 2 O 5 (OH)] Rari minerali

I Fillosilicati Nei fillosilicati del gruppo A, gli strati T si saldano con strati ottaedrici che possono essere di tipo Brucitico Mg(OH)2 (o triottaedrico; ogni ossigeno o gruppo OH è circondato da tre cationi) o di tipo gibbsitico Al(OH)3 (o diottaedrico Ogni ossigeno o gruppo OH è circondato da 2 cationi). Presentano perfetta sfaldatura basale e abito lamellare o scaglioso. Teneri, Peso specifico relativamente basso. I tetraedri condividono tre ossigeni [Z 2 O 5]2 -

Strato ottaedrico nei fillosilicati

Strato tetraedrico ed ottaedrico nei fillosilicati

Strati tetraedrici, strato ottaedrico, interstrato nei fillosilicati

Gli strati sono paralleli alla faccia basale (001) Lo spessore dei singoli strati è di 2, 4Å 1. Strato tetraedrico Z 2 O 5 2. Strato ottaedrico Mg(OH)2 o Al(OH)3 3. Interstrato Il periodo basale per la sequenza T-O è 7, 2 7 Å Il periodo basale per la sequenza T-O-T è 9, 6 10 Å

Schemi principali di costruzione di alcuni fillosilicati Kaolinite T-O gibsitico Serpentino T-O brucitico Pirofillite T-O gibsitico T Talco T-O brucitico –T

Kaolinite Al 2(Si 2 O 5)(OH)4 ha simmetria triclina pediale, al microscopio elettronico i cristalli sono tabulari. Durezza 2 -2, 5, D 2, 62, 7. Fra i minerali argillosi è molto comune si deposita da soluzioni idrotermali, ma è anche il prodotto di alterazione a p. H <7 di feldspati

Kaolinite Al 2(Si 2 O 5)(OH)4

Serpentino Mg 3(Si 2 O 5)(OH)4 : Polimorfi Crisotilo: gli strati formano dei cilindri cavi (amianto o asbesto fibre incombustibili e suscettibili di tessitura) [simm. rombica e monoclina] Antigorite: ha una morfologia piattta, scagliette [sim. monoclina] Lizardite: ha morfologia lamellare [sim rombica] Le diverse morfologie sono riconoscibili in microscopia elettronica

Serpentino Mg 3(Si 2 O 5)(OH)4 Nel pacchetto T-O, poiché lo strato T ha dimensioni leggermente minori, i due strati non si sovrappongono perfettamente. Nei vari polimorfi pertanto si hanno “artifici “ vari Esempio nel crisotilo si ha una disposizione curva degli strati secondo cilindri cavi allungati secondo l’asse a

Serpentino Il serpentino è un comune prodotto di trasformazione dell’olivina ed è il costituente delle serpentiniti o rocce verdi dovute all’autometasomatismo di una peridotite.

Serpentino crisotilo antigorite lizardite

Pirofillite e talco La sequenza TOT caratterizza la pirofillite Al 4[Si 8 O 20](OH)4 (diottaedrica) e il talco (triottaedrico) Mg 6[Si 8 O 20](OH)4 Sono minerali metamorfici che si presentano in aggregati lamellari squamosi, untuosi al tatto con perfetta sfaldatura basale con durezza di 1, 5 e 1 rispettivamente, D 2, 6 -2, 9 colore dal bianco argento al verdolino

pirofillite

Pirofillite e talco La pirofillite non è comune e si forma per alterazione idrotermale dei feldspati o della muscovite, si rinviene in rocce metamorfiche ricche di Al; Il talco più diffuso è costituente dei talcoscisti che si formano per alterazione idrotermale di rocce ultrabasiche contengono olivina e per metamorfismo termico di dolomie

Minerali argillosi Sono i costituenti essenziali delle argille e delle argilliti (roccia sedimentaria detritica diagenizzata) I cristalli hanno le dimensioni del Presentano quindi superfici enormemente grandi che comportano notevoli attività chimiche di assorbimento di molecole d’acqua e di scambio di cationi

Minerali argillosi Forte contenuto in acqua anche strutturalmente legata; la loro presenza conferisce plasticità alla roccia I prodotti disidratati sono refrattari, proprietà importante alla base dell’industria laterizia e ceramica Sono classificati con le indagini con i raggi-X in base al periodo basale e alle sue variazioni dopo trattamenti termici e chimici

Classificazione I minerali argillosi possono essere suddivisi in 4 gruppi principali: a due strati; a tre strati, a quattro strati, a strati misti. a due strati: T-O kaolinte Al 2 Si 2 O 5(OH)4, cristallizza da soluzioni idrotermali; halloisite Al 2 Si 2 O 5(OH)4. 2 H 2 O genesi idrotermale; Gruppo del serpentino Mg 3(Si 2 O 5) (OH)4

Minerali argillosi a tre strati : T-O-T illite si presenta in masse irregolari. È il costituente prevalente delle argilliti e spesso si confonde con la muscovite. Si origina per alterazione in ambiente alcalino dei feldspati o per trasformazione di altri minerali argillosi durante la diagenesi in ambienti marini;

Minerali argillosi a tre strati Gruppo delle montmorilloniti (smectiti) Presentano capacità di scambio cationico; capacità di espandere il periodo basale ( es per trattamento con glicol etilenico il periodo diviene 17Å) Vermiculite presenta notevoli quantità d’acqua e se viene riscaldata si ha un’espulsione rapida di tali molecole con la formazione della vermiculite espansa con caratteristiche isolanti

Minerali argillosi a quattro strati Aquattro strati: le cloriti (Mg, Fe, Al)12(Si, Al)8 O 20(OH)16 con periodo basale 14 Å, sono un importante gruppo di minerali presenti nelle rocce anche non argillose. Si presentano in minutissimi aggregati di colore verde e se ossidate di colore bruno o in lamelle di notevoli dimensioni. Sono minerali femici di bassa T presenti in rocce metamorfiche di basso grado e in rocce sedimentarie clastiche. Nelle rocce magmatiche sono presenti come minerali secondari derivate dall’alterazione idrotermale o superficiale

Minerali argillosi a strati misti Si dividono in regolari e irregolari a seconda del modo di ripetizione dei pacchetti costitutivi. Sono diffusi nelle rocce sedimentarie

Miche Importantissimo gruppo di minerali T-O-T con formula WY 2 -3 Z 4 O 10(OH)2 dove Sito W occupato da un grosso catione a coordinazione 12 (K, Na, Ca, Ba) Sito Y occupato da cationi a coordinazione 6 (Mg, Fe”, Al) Sito Z occupato da cationi a coordinazione 4 Si, Al Lo strato T forma maglie esagonali nel cui centro è situato un ossidrile Presentano il fenomeno del politipismo ovvero diverse modalità di successione degli strati (asse z). Smith e Yoder 1956 hanno indicato 6 tipi standard ideali di politipi

Classificazione delle miche A) alcaline diottaedriche: W occupato da K o Na es muscovite K 2 Al 4(Si 6 Al 2 O 20)(OH)4, paragonite Na 2 Al 4(Si 6 Al 2 O 20)(OH)4

Classificazione delle miche B) alcaline triottaedriche: W occupato solo da K es. biotite K(Mg, Fe)3(Si 3 Al)O 10(OH)2 flogopite K 2 Al 4(Si 6 Al 2 O 20)(OH)4, lepidolite K 2 Al 4(Si 6 Al 2 O 20)(OH)4, zinnwaldite K 2 Al 4(Si 6 Al 2 O 20)(OH)4,

Classificazione delle miche C) calciche: dette anche miche fragili es margarite, clintonite

Miche e rocce Muscovite: presente in rocce metamorfiche micascisti e gneiss, rocce intrusive acide graniti, rocce sedimentarie clastiche per la sua resistenza all’alterazione Biotite: diffusissima in rocce metamorfiche scisti e gneiss, rocce eruttive con termini magnesiaci nelle rocce basiche e ferrosi nelle rocce acide

Flogopite: prodotto di metamorfismo regionale e termico su calcari magnesiaci e dolomie, è presente nelle kimberliti (rocce eruttive) Lepidolite, Zinnwaldite: piuttosto rare presenti nelle pegmatiti Margarite: rara, presenti nei depositi metamorfici di smeriglio