CLASES MINERALES
9 Clase IX. Silicatos
9.12 Filosilicatos
Los filosilicatos son unos minerales muy extendidos en el mundo mineral, sobre todo en la Corteza
Terrestre, siendo constituyentes de numerosos tipos de rocas, tanto ígneas,
como metamórficas y sedimentarias. Así, por ejemplo, las arcillas están formadas
fundamentalmente por filosilicatos y estos forman una considerable proporción de los materiales de
la Corteza Terrestre.
La característica fundamental de los filosilicatos es su disposición en capas, lo cual se traduce
en una serie de hábitos típicos (muchos de ellos son hojosos o escamosos) que les hace fácilmente
reconocibles. Además suelen ser blandos y poco densos.
Desde el punto de vista estructural, los filosilicatos se caracterizan por el apilamiento de capas
que pueden ser de 2 tipos:
1. CAPAS TETRAÉDRICAS: Conjunto de tetraedros (SiO4) en disposición hexagonal
con 3 oxígenos compartidos y el cuarto enlace Si-O en la dirección perpendicular al plano
de la disposición, dando lugar a agrupaciones Si4O10
-4
. En estos tetraedros el Si puede estar
parcialmente sustituido por Al, de tal forma que pueden aparecer unidades tales como
AlSi3O10
-5
ó Al2Si2O10
-6
:
2. CAPAS OCTAÉDRICAS: Formadas por la coordinación hexaédrica de una serie de
cationes (Mg, Al, Fe(II), Fe(III), Li, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn) con oxígenos, grupos OH-
, e incluso con F-
, ubicados en las capas tetraédricas.
La unidad estructural más pequeña contiene 4 tetraedros y 3 octaedros. Considerando
los octaedros, puede ocurrir que los 3 estén ocupados por un catión (si éste es divalente) o
que sólo lo estén 2 de ellos (si el catión es trivalente). De esta forma puede hablarse de 2
tipos de capas octaédricas:
 TRIOCTAÉDRICAS: Formadas por cationes divalentes que ocupan todas
las posiciones octaédricas, como por ejemplo el Mg.
 DIOCTAÉDRICAS: Formadas por cationes trivalentes que ocupan 2 de
cada 3 posiciones octaédricas, como por ejemplo el Al.
La disposición de las capas y el tipo de cada una de ellas es la base de la clasificación y de la
nomenclatura de los filosilicatos. Por lo tanto, podemos establecer 2 tipos de filosilicatos:
1. FILOSILICATOS 1:1. La estructura básica está formada por una capa tetraédrica
y una capa octaédrica, la cual puede ser dioctaédrica o trioctaédrica.
2. FILOSILICATOS 2:1. La estructura básica está formada por dos capas tetraédricas
y una capa octaédrica, la cual puede ser dioctaédrica o trioctaédrica.
Cuando el Si está sustituido por otros elementos, como Al(III) ó Fe(III) se produce la aparición
de carga y se pierde la neutralidad, por lo cual se introducen cationes interlaminares. Tal es el
caso de las micas, las cloritas, lasvermiculitas y las esmectitas. La cuantía de la mencionada carga
da lugar a distintos grupos, los cuales, a su vez, presentan 2 posibilidades en función del tipo de capa
octaédrica (dioctaédrica o trioctaédrica).
En el grupo de los minerales denominado de las Arcillas Fibrosas, las unidades presentan
orientaciones diferentes, existiendo tetraedros rotados, con lo cual hay huecos. Ciertos autores no
consideran a estos minerales como silicatos.
Durante de los últimos años se ha procedido a una adaptación de la nome nclatura de estos
minerales, de acuerdo con los nuevos conocimientos que sobre ellos se vienen adquiriendo, gracias
a la aplicación cuidadosa de lastécnicas espectroscópicas y del análisis térmico, sin olvidar
la Difracción de Rayos X. Ello ha dado lugar a la catalogación de nuevas especies (y variedades),
así como al mejor conocimiento de otras que ha permitido eliminar una serie de términos que, en
su día, fueron asimilados a especies, pero que en la actualidad se sabe que corresponden a mezclas
o a estados de transición entre fases minerales. Por ejemplo, las illitas (llamadas por algunos
hidromicas) son mezclas de minerales de naturaleza micácea que abundan en las arcillas (micas de
arcilla) y que pueden ser el resultado de la alteración de micas (moscovita), de las cuales conserva
su estructura, aunque con menor contenido en K y menor relación Al/Si. Además hay otros nombres
que han sido completamente eliminados de los modernos tratados de Mineralogía.
En base a las consideraciones estructurales mencionadas hasta aquí, el esquema general de
clasificación para los filosilicatos quedaría según se muestra a continuacíon:
FILOSILICATOS 1:1 (Bilaminares)
Grupo de las Kanditas (dioctaédricas)
Grupo de las Serpentinas (trioctaédricas)
FILOSILICATOS 2:1 (Trilaminares)1
Grupo del Talco y de la Pirofilita
Grupo de las Esmectitas
Grupo de las Vermiculitas2
Grupo de las Micas
Grupo de las Cloritas
FILOSILICATOS VARIOS
Grupo de la Sepiolita (filosilicatos fibrosos)
Grupo de la Apofilita
Grupo de la Friedelita
Otros Filisilicatos3
1: Pueden ser dioctaédricas o trioctaédricas. En cada grupo se hace la correspondiente división
2: Apenas se conocen vermiculitas dioctaédricas.
3: Muchos filosilicatos no se encuentran bien caracterizados. A veces se incluyen en la subclase
otros silicatos cuya estructura no está muy clara.
9.12.1 Grupo de la Caolinita o de las
Kanditas
Este grupo se encuentra formado por 4 especies
minerales: Caolinita, dickita, nacrita y halloysita. La composición media en óxidos es
aproximadamente como sigue:
SiO2 46,5%
Al2O3 39,5%
H2O 14,0%
Pero pueden contener aun mayor proporción de agua (de hidratación o de cristalización), como
ocurre en la halloysita. Además suelen estar presentes otros elementos en cantidades pequeñas:
TiO2 (1.0%), Fe2O3 (0.5%), K2O (0.5%), Na2O (0.3%), CaO (0.3%), MgO (0.15%), FeO (0.1%) y
menores cantidades de B y Cr. Los elementos que pueden sustituir al aluminio son: Fe(III), Ti, Mg
y Ca. Existen caolinitas con mayor contenido en SiO2, pero generalmente ello es debido a la
presencia de depósitos de SiO2 libre.
Estructuralmente, la nacrita puede considerarse la especie con mayor grado de ordenamiento,
cristalizando en el sistema monoclínico (con tendencia a ortorrómbico), al igual que la dickita. Sin
embargo, la caolinita cristaliza en el sistema triclínico, aunque existe una fase pseudomonoclínica
llamada caolinita PN. La halloysita presenta un gran desorden estructural, de tal forma que no
hay una secuencia de apilamiento fija que permita la entrada de agua entre las distintas unidades
estructurales.
En cuanto a las propiedades de los minerales de este grupo, podemos citar las siguientes:
 Color blanco a gris.
 Brillo nacarado a mate.
 Dureza de 2.0 a 2.5.
 Densidad de 2.40 a 2.65 g/cc.
 Puntos de fusión comprendidos entre 1730 y 1785ºC.
 Birrefringencia apreciable (diferencia con las micas).
El origen suele ser sedimentario, como producto de alteración de feldespatos y otros
aluminosilicatos, pero también aparecen en ciertos ambientes hidrotermales.
9.12.2 Grupo de las Serpentinas
Los representantes más importantes de este grupo son la antigorita (serpentina
hojosa o escamosa) y el crisotilo (serpentina fibrosa), el cual es considerado por algunos
autores como una variedad de la antigorita. Estos materiales (entre otros) se emplean como
materia prima la fabricación de amianto.
Existen 3 tipos de crisotilo:
 Clinocrisotilo: Monoclínico.
 Ortocrisotilo: Ortorrómbico.
 Paracrisotilo: Ortorrómbico. Poco conocido.
Todos ellos suelen aparecer juntos y en las mismas condiciones.
Por su aspecto, el crisotilo suele confundirse con algunos anfiboles fibrosos, pero si se realiza un
calentamiento en tubo cerrado, puede verse que el crisotilo desprende mucho más agua que los
mencionados minerales.
9.12.3 Grupo del Talco y de la Pirofilita
El denominado grupo del talco o grupo de la pirofilita está constituido por 2 tipos de minerales
que tienen en común la presencia, en su estructura, de 2 capas tetraédricas orientadas en sentido
opuesto, entre las cuales se encuentra la capa octaédrica. Todo este bloque se une a los contiguos
mediante débiles enlaces de tipo residual. La diferencia entre ambas capas octaédricas está en el
catión que las forma. En el talco está presente el Mg, con lo cual la capa estrioctaédrica, mientras
que en la pirofilita, la presencia de Al da lugar a una capa dioctaédrica.
Inicialmente, estos minerales se consideraron monoclínicos, pero estudios recientes más
detallados, han revelado la existencia de redes triclínicas, aunque con valores de ángulos muy
próximos a 90º.
9.12.4 Grupo de las Esmectitas
El grupo de las esmectitas tiene como principal representante a la montmorillonita. La
estructura de estos minerales es muy parecida a la de las vermiculitas, de las cuales se diferencian
por el valor del parámetro c. Sin embargo, al igual que las vermiculitas presentan una importante
capacidad de cambio catiónico en la interlámina, siendo Na+
, Ca+2
y K+
los cationes que pueden
entrar.
La cantidad de agua que pueden contener es variable y ello se refleja en el valor del parámetro c.
En cuanto al valor del parámetro b, se ha observado que es menor en los
términos dioctaédricos (9.0), que en los trioctaédricos(9.15). Finalmente, señalar que, por lo general
son más abundantes los términos dioctaédricos que los trioctaédricos.
9.12.5 Grupo de las Vermiculitas
La etimología de las vermiculitas se encuentra en el término latino "vermiculare", en relación
con el aspecto de gusano en movimiento que adquieren las láminas de exfoliación cuando se calienta
rápidamente una porción de mineral.
Las vermiculitas pueden ser dioctaédricas o trioctaédricas, siendo más raras las primeras y
correspondiendo a especies ricas en Ni. La estructura es parecida a la de las micas, diferenciándose
por la cantidad de carga que aparece en el conjunto de las láminas y por las cinéticas de
deshidratación y rehidratación. Al calentar las vermiculitas a 110 ºC pierden la mitad del agua sin
variaciones en la estructura. A 750 ºC la estructura pasa a ser como la del talco y se produce
la exfoliación por formación de vapor de agua. Después de calentada a 900 ºC flota en el agua.
Las vermiculitas se deshidratan con más dificultad que las esmectitas, pero se rehidratan más
fácilmente.
Tradicionalmente se han citado entre las vermiculitas especies tales como jefferisita y vaalita,
sin embargo, en la actualidad se consideran variedades. También se han considerado vermiculitas a
términos como kerrita y griffitita, siendo consideradas actualmente como productos de alteración
(kerrita) o términos cercanos a la saponita (griffitita).
9.12.6 Grupo de las Micas
La fórmula general de los minerales de este grupo es: X2Y4-6Z8O20(OH,F)4
siendo:
X: Cationes interlaminares, como K, Na, Ca y con menos frecuencia Ba, Rb y
Cs.
Y: Capa octaédrica: Al, Mg, Fe(III), Fe(II) y con menos frecuencia Mn(III),
Cr(III), V(III), Zn y Li
Z: Capa tetraédrica: Si, Al y con menos frecuencia Fe(III), Ti(III), y Mn(III).
Las micas pueden ser dioctaédricas o trioctaédricas, en función del subíndice de Y:
 Y=4; Dioctaédricas
 Y=6; Trioctaédricas
A su vez, pueden ser comunes y frágiles, dependiendo del elemento X:
 X=Na, K; Comunes
 X=Ca; Frágiles
Las micas suelen cristalizar en el sistema monoclínico y aparecen en forma de láminas de
contorno pseudohexagonal o irregular, ligeras y elásticas (diferencia con las cloritas, cuyas láminas
no son elásticas (sólo son flexibles).Otras características se resumen en los puntos siguientes:
 Presentan exfoliación perfecta basal.
 La dureza es baja, aproximadamente 2.5.
 Densidad entre 2.7 y 3.1 gr/c.c.
 Brillo nacarado intenso (a veces submetálico en las caras de exfoliación).
 Ópticamente se caracterizan por ser biáxicas negativas y presentar extinción recta.
 Los colores son variados.
Son muy abundantes, apareciendo en rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. Son
particularmente perfectos y de gran tamaño los cristales formados en ambientes pegmatíticos.
Las láminas de algunas micas (moscovita y flogopita) se emplean en Electricidad y Electrónica
por ser buenos aislantes térmicos y eléctricos. También presentan aplicaciones basadas en sus
propiedades mecánicas. Sonflexibles, elásticas, tenaces y poseen gran resistencia a la acción de
productos químicos, así como elevadas temperaturas de fusión.
La alteración de ciertas micas (moscovita) da lugar a la formación de unos materiales
llamados illitas que conservan la estructura micácea aunque, a causa de la alteración, presentan
un menor contenido en K y una relación Al/Si también menor.
Si en una lámina de exfoliación (pseudohexagonal) se apoya un punzón con la punta roma y se
la da un golpe seco, se produce una estrella de 6 radios llamada "figura de percusión". Estos
radios presentan una orientación constante respecto al contorno del cristal y unos de ellos siempre
es paralelo al plano de simetría. Si el punzón se aprieta ligeramente (en lugar de dar un golpe seco),
se obtiene la "figura de punción", como se observa en lafigura en donde los radios son
perpendiculares a los lados del contorno.
9.12.7 Grupo de las Cloritas
Son unos minerales muy frecuentes en una buena parte de los ambientes geológicos, estando
presentes como especies accesorias en rocas metamórficas de bajo y de medio grado. También
pueden encontrarse en ciertas rocas ígneas y en terrenos sedimentarios, tanto arcillosos como
detríticos. En base a su abundancia y dispersión son consideradas como indicadores geológicos.
La composición química general es: (Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8
Aunque también pueden estar presentes otros cationes en la capa octaédrica (Mn, Cr, Ni, Co, e
incluso Li).
El Al sustituye, en mayor o menor medida, al Si en las capas tetraédricas, aunque en la mayor
parte de los casos la relación Si/Al es próxima a 3. En algún caso aparece Fe(III) sustituyendo al Si
en las capas tetraédricas. El Al sustituye parcialmente al Mg en las capas octaédricas. El Cr(III)
puede también aparecer en ambos tipos de capas, mientras que Co, Ni y Mn. aparecen
exclusivamente en las capas octaédricas. Otros elementos que han sido detectados en las cloritas
son el Li (rellenando huecos octaédricos) y el F (sustituyendo a grupos OH).
La mayoría de las cloritas son trioctaédricas, aunque se conocen también
algunas dioctaédricas (muy raras) y di-trioctaédricas.
Algunas características físicas y químicas de las cloritas son:
 En la mayoría de los casos son de color verde (con diversas tonalidades) a blanco.
Pero se conocen cloritas de otros colores (rojizas, violetas o marrones). La raya es blanca
a verde clara.
 Brillo vítreo a nacarado.
 Transparentes a traslúcidas.
 Exfoliación muy perfecta. Las láminas son flexibles y no elásticas (diferencia con
las micas).
 Dureza comprendida entre 2.0 y 3.0.
 Densidad comprendida entre 2.5 y 4.8 g/cc.
 La fusión tiene lugar a temperaturas próximas a 1400ºC.
 Ópticamente son biáxicas (con algunas anomalías uniáxicas) y con signo
óptico variable. El ángulo 2V depende del grado de oxidación, yendo de 0 a +20º en las no
oxidadas y desde -20 a +60º en las oxidadas. Losíndices de refracción son mayores en las
oxidadas (1.57-1.67) que en las no oxidadas (1.60-1.70).
 Suelen cristalizar en el sistema monoclínico y clase de simetría prismática (2/m).
Los cristales son tabulares y son frecuentes los agregados escamosos u hojosos,
apareciendo también en masas granulares o compactas.
Por lo que respecta a la clasificación de las cloritas, han estado sometidas a numerosas
discusiones y confusiones, habiendo sido varios los criterios seguidos, aunque la mayor parte de
ellos se basan en la composición química, bien sea por la relación Si/Al en la capa tetraédrica o por
la relación Fe/Mg en la capa octaédrica, e incluso por la proporción Fe(III)/Fe(II). Sin embargo, en
la actualidad se siguen los criterios aprobados por la AIPEA (AsociaciónInternacional Para
el Estudio de las Arcillas) en 1978 que se aplican a todos los filosilicatos. Según este criterio se
considera, en primer lugar, el tipo de capa octaédrica que presentan y que en las cloritas establece 3
subgrupos:
1. CLORITAS DIOCTAÉDRICAS: Capa octaédrica formada por cationes trivalentes.
2. CLORITAS DI-TRIOCTAÉDRICAS: Formadas por estratos 2:1 dioctaédricos, pero
con una capa intermedia trioctaédrica.
3. CLORITAS TRIOCTAÉDRICAS: Con la capa octaédrica formada por cationes
divalentes.
En el caso de las cloritas trioctaédricas se consideran 3 tipos, en función del contenido relativo
de Fe y Mg (ferrosas, ferromagnesianas y magnesianas). Además hay especies que contienen
otros cationes.
9.12.8 Las Arcillas
Respecto a las arcillas, es conveniente mencionar que se trata de sistemas
multicomponentes y multifásicos (rocas) en donde los filosilicatos son las especies mayoritarias. Por
ello, muchos autores utilizan para los filosilicatos la denominación de "minerales de las arcillas".
En las arcillas deben ser consideradas 3 fases: una fase gaseosa, otra fase líquida y la fase
sólida que es la más importante en términos cuantitativos. A su vez, los componentes de la fase
sólida pueden ser cristalinos o amorfos, o bien, por otro lado orgánicos e inorgánicos. Los materiales
inorgánicos representan, aproximadamente el 95% de la fase sólida (aunque en algunos casos
puede ser bastante menor). La mayor parte de los componentes inorgánicos son cristalinos y de
ellos la mayoría son aluminosilicatos con pequeño tamaño de grano. En cantidades muy variables
están presentes carbonatos (calcita
y dolomita), óxidos (sílice, magnetita, hematite), hidróxidos (goethita olimonita, gibbsita, dia
spora, brucita,...), sulfatos (yeso) y fosfatos (evansita,...). En cuanto a los aluminosilicatos, la
mayoría son filosilicatos, tales
como micas (incluida illita), cloritas, esmectitas, kanditas, vermiculitas, sepiolita opaligorskita.
En Mineralogía, las arcillas son unos de los materiales más estudiados. El estudio de
las arcillas constituye una de las partes más importantes de la Edafología y ello implica una gran
dificultad debido a las características físicas y químicas de estos materiales.
9.13 Tectosilicatos
Son los denominados silicatos tridimensionales o de estructura en armazón. Todos los oxígenos
de los tetraedros se unen a los otros, no quedando libre ninguno. Este tipo de estructura es la que
presenta la sílice en sus diversaspolimorfías. En estas estructuras es posible la sustitución de átomos
de Si por átomos de Al y más raramente (siempre a nivel de trazas), por Fe(III), Ti(III) y B(III).
Ello provoca la aparición de cargas y, en consecuencia, la entrada de cationes, tales como Na +
, K+
,
Ca+2
y, más raramente Ba+2
, Sr+2
y Cs+
, los cuales ocupan las cavidades de las estructuras,
hallándose en coordinación 8, 9 ó más, con átomos de oxígeno o con otros iones, tales como OH-
,
Cl-
, CO3
-2
, SO4
-2
, e incluso S-2
.
Algunos autores consideran a los minerales de la sílice dentro de la subclase de los tectosilicatos,
sin embargo, dado el carácter químico de la clasificación mineralógica que se está siguiendo, parece
más coherente considerarlesóxidos.
Entre los tectosilicatos más importantes deben considerarse las ceolitas y los feldespatos, los
cuales presentan un gran número de aplicaciones, además de ser muy abundantes en la corteza
terrestre.

Filosilicatos

  • 1.
    CLASES MINERALES 9 ClaseIX. Silicatos 9.12 Filosilicatos Los filosilicatos son unos minerales muy extendidos en el mundo mineral, sobre todo en la Corteza Terrestre, siendo constituyentes de numerosos tipos de rocas, tanto ígneas, como metamórficas y sedimentarias. Así, por ejemplo, las arcillas están formadas fundamentalmente por filosilicatos y estos forman una considerable proporción de los materiales de la Corteza Terrestre. La característica fundamental de los filosilicatos es su disposición en capas, lo cual se traduce en una serie de hábitos típicos (muchos de ellos son hojosos o escamosos) que les hace fácilmente reconocibles. Además suelen ser blandos y poco densos. Desde el punto de vista estructural, los filosilicatos se caracterizan por el apilamiento de capas que pueden ser de 2 tipos: 1. CAPAS TETRAÉDRICAS: Conjunto de tetraedros (SiO4) en disposición hexagonal con 3 oxígenos compartidos y el cuarto enlace Si-O en la dirección perpendicular al plano de la disposición, dando lugar a agrupaciones Si4O10 -4 . En estos tetraedros el Si puede estar parcialmente sustituido por Al, de tal forma que pueden aparecer unidades tales como AlSi3O10 -5 ó Al2Si2O10 -6 : 2. CAPAS OCTAÉDRICAS: Formadas por la coordinación hexaédrica de una serie de cationes (Mg, Al, Fe(II), Fe(III), Li, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn) con oxígenos, grupos OH- , e incluso con F- , ubicados en las capas tetraédricas.
  • 2.
    La unidad estructuralmás pequeña contiene 4 tetraedros y 3 octaedros. Considerando los octaedros, puede ocurrir que los 3 estén ocupados por un catión (si éste es divalente) o que sólo lo estén 2 de ellos (si el catión es trivalente). De esta forma puede hablarse de 2 tipos de capas octaédricas:  TRIOCTAÉDRICAS: Formadas por cationes divalentes que ocupan todas las posiciones octaédricas, como por ejemplo el Mg.  DIOCTAÉDRICAS: Formadas por cationes trivalentes que ocupan 2 de cada 3 posiciones octaédricas, como por ejemplo el Al. La disposición de las capas y el tipo de cada una de ellas es la base de la clasificación y de la nomenclatura de los filosilicatos. Por lo tanto, podemos establecer 2 tipos de filosilicatos: 1. FILOSILICATOS 1:1. La estructura básica está formada por una capa tetraédrica y una capa octaédrica, la cual puede ser dioctaédrica o trioctaédrica. 2. FILOSILICATOS 2:1. La estructura básica está formada por dos capas tetraédricas y una capa octaédrica, la cual puede ser dioctaédrica o trioctaédrica. Cuando el Si está sustituido por otros elementos, como Al(III) ó Fe(III) se produce la aparición de carga y se pierde la neutralidad, por lo cual se introducen cationes interlaminares. Tal es el caso de las micas, las cloritas, lasvermiculitas y las esmectitas. La cuantía de la mencionada carga da lugar a distintos grupos, los cuales, a su vez, presentan 2 posibilidades en función del tipo de capa octaédrica (dioctaédrica o trioctaédrica). En el grupo de los minerales denominado de las Arcillas Fibrosas, las unidades presentan orientaciones diferentes, existiendo tetraedros rotados, con lo cual hay huecos. Ciertos autores no consideran a estos minerales como silicatos. Durante de los últimos años se ha procedido a una adaptación de la nome nclatura de estos minerales, de acuerdo con los nuevos conocimientos que sobre ellos se vienen adquiriendo, gracias a la aplicación cuidadosa de lastécnicas espectroscópicas y del análisis térmico, sin olvidar la Difracción de Rayos X. Ello ha dado lugar a la catalogación de nuevas especies (y variedades), así como al mejor conocimiento de otras que ha permitido eliminar una serie de términos que, en su día, fueron asimilados a especies, pero que en la actualidad se sabe que corresponden a mezclas o a estados de transición entre fases minerales. Por ejemplo, las illitas (llamadas por algunos hidromicas) son mezclas de minerales de naturaleza micácea que abundan en las arcillas (micas de arcilla) y que pueden ser el resultado de la alteración de micas (moscovita), de las cuales conserva su estructura, aunque con menor contenido en K y menor relación Al/Si. Además hay otros nombres que han sido completamente eliminados de los modernos tratados de Mineralogía. En base a las consideraciones estructurales mencionadas hasta aquí, el esquema general de clasificación para los filosilicatos quedaría según se muestra a continuacíon: FILOSILICATOS 1:1 (Bilaminares) Grupo de las Kanditas (dioctaédricas) Grupo de las Serpentinas (trioctaédricas) FILOSILICATOS 2:1 (Trilaminares)1 Grupo del Talco y de la Pirofilita Grupo de las Esmectitas Grupo de las Vermiculitas2 Grupo de las Micas Grupo de las Cloritas FILOSILICATOS VARIOS Grupo de la Sepiolita (filosilicatos fibrosos) Grupo de la Apofilita Grupo de la Friedelita Otros Filisilicatos3
  • 3.
    1: Pueden serdioctaédricas o trioctaédricas. En cada grupo se hace la correspondiente división 2: Apenas se conocen vermiculitas dioctaédricas. 3: Muchos filosilicatos no se encuentran bien caracterizados. A veces se incluyen en la subclase otros silicatos cuya estructura no está muy clara. 9.12.1 Grupo de la Caolinita o de las Kanditas Este grupo se encuentra formado por 4 especies minerales: Caolinita, dickita, nacrita y halloysita. La composición media en óxidos es aproximadamente como sigue: SiO2 46,5% Al2O3 39,5% H2O 14,0%
  • 4.
    Pero pueden conteneraun mayor proporción de agua (de hidratación o de cristalización), como ocurre en la halloysita. Además suelen estar presentes otros elementos en cantidades pequeñas: TiO2 (1.0%), Fe2O3 (0.5%), K2O (0.5%), Na2O (0.3%), CaO (0.3%), MgO (0.15%), FeO (0.1%) y menores cantidades de B y Cr. Los elementos que pueden sustituir al aluminio son: Fe(III), Ti, Mg y Ca. Existen caolinitas con mayor contenido en SiO2, pero generalmente ello es debido a la presencia de depósitos de SiO2 libre. Estructuralmente, la nacrita puede considerarse la especie con mayor grado de ordenamiento, cristalizando en el sistema monoclínico (con tendencia a ortorrómbico), al igual que la dickita. Sin embargo, la caolinita cristaliza en el sistema triclínico, aunque existe una fase pseudomonoclínica llamada caolinita PN. La halloysita presenta un gran desorden estructural, de tal forma que no hay una secuencia de apilamiento fija que permita la entrada de agua entre las distintas unidades estructurales. En cuanto a las propiedades de los minerales de este grupo, podemos citar las siguientes:  Color blanco a gris.  Brillo nacarado a mate.  Dureza de 2.0 a 2.5.  Densidad de 2.40 a 2.65 g/cc.  Puntos de fusión comprendidos entre 1730 y 1785ºC.  Birrefringencia apreciable (diferencia con las micas).
  • 5.
    El origen sueleser sedimentario, como producto de alteración de feldespatos y otros aluminosilicatos, pero también aparecen en ciertos ambientes hidrotermales. 9.12.2 Grupo de las Serpentinas Los representantes más importantes de este grupo son la antigorita (serpentina hojosa o escamosa) y el crisotilo (serpentina fibrosa), el cual es considerado por algunos autores como una variedad de la antigorita. Estos materiales (entre otros) se emplean como materia prima la fabricación de amianto. Existen 3 tipos de crisotilo:  Clinocrisotilo: Monoclínico.  Ortocrisotilo: Ortorrómbico.  Paracrisotilo: Ortorrómbico. Poco conocido. Todos ellos suelen aparecer juntos y en las mismas condiciones. Por su aspecto, el crisotilo suele confundirse con algunos anfiboles fibrosos, pero si se realiza un calentamiento en tubo cerrado, puede verse que el crisotilo desprende mucho más agua que los mencionados minerales. 9.12.3 Grupo del Talco y de la Pirofilita El denominado grupo del talco o grupo de la pirofilita está constituido por 2 tipos de minerales que tienen en común la presencia, en su estructura, de 2 capas tetraédricas orientadas en sentido opuesto, entre las cuales se encuentra la capa octaédrica. Todo este bloque se une a los contiguos mediante débiles enlaces de tipo residual. La diferencia entre ambas capas octaédricas está en el catión que las forma. En el talco está presente el Mg, con lo cual la capa estrioctaédrica, mientras que en la pirofilita, la presencia de Al da lugar a una capa dioctaédrica. Inicialmente, estos minerales se consideraron monoclínicos, pero estudios recientes más detallados, han revelado la existencia de redes triclínicas, aunque con valores de ángulos muy próximos a 90º.
  • 6.
    9.12.4 Grupo delas Esmectitas El grupo de las esmectitas tiene como principal representante a la montmorillonita. La estructura de estos minerales es muy parecida a la de las vermiculitas, de las cuales se diferencian por el valor del parámetro c. Sin embargo, al igual que las vermiculitas presentan una importante capacidad de cambio catiónico en la interlámina, siendo Na+ , Ca+2 y K+ los cationes que pueden entrar. La cantidad de agua que pueden contener es variable y ello se refleja en el valor del parámetro c. En cuanto al valor del parámetro b, se ha observado que es menor en los términos dioctaédricos (9.0), que en los trioctaédricos(9.15). Finalmente, señalar que, por lo general son más abundantes los términos dioctaédricos que los trioctaédricos. 9.12.5 Grupo de las Vermiculitas La etimología de las vermiculitas se encuentra en el término latino "vermiculare", en relación con el aspecto de gusano en movimiento que adquieren las láminas de exfoliación cuando se calienta rápidamente una porción de mineral. Las vermiculitas pueden ser dioctaédricas o trioctaédricas, siendo más raras las primeras y correspondiendo a especies ricas en Ni. La estructura es parecida a la de las micas, diferenciándose por la cantidad de carga que aparece en el conjunto de las láminas y por las cinéticas de deshidratación y rehidratación. Al calentar las vermiculitas a 110 ºC pierden la mitad del agua sin variaciones en la estructura. A 750 ºC la estructura pasa a ser como la del talco y se produce la exfoliación por formación de vapor de agua. Después de calentada a 900 ºC flota en el agua. Las vermiculitas se deshidratan con más dificultad que las esmectitas, pero se rehidratan más fácilmente. Tradicionalmente se han citado entre las vermiculitas especies tales como jefferisita y vaalita, sin embargo, en la actualidad se consideran variedades. También se han considerado vermiculitas a términos como kerrita y griffitita, siendo consideradas actualmente como productos de alteración (kerrita) o términos cercanos a la saponita (griffitita). 9.12.6 Grupo de las Micas La fórmula general de los minerales de este grupo es: X2Y4-6Z8O20(OH,F)4 siendo: X: Cationes interlaminares, como K, Na, Ca y con menos frecuencia Ba, Rb y Cs.
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    Y: Capa octaédrica:Al, Mg, Fe(III), Fe(II) y con menos frecuencia Mn(III), Cr(III), V(III), Zn y Li Z: Capa tetraédrica: Si, Al y con menos frecuencia Fe(III), Ti(III), y Mn(III). Las micas pueden ser dioctaédricas o trioctaédricas, en función del subíndice de Y:  Y=4; Dioctaédricas  Y=6; Trioctaédricas A su vez, pueden ser comunes y frágiles, dependiendo del elemento X:  X=Na, K; Comunes  X=Ca; Frágiles Las micas suelen cristalizar en el sistema monoclínico y aparecen en forma de láminas de contorno pseudohexagonal o irregular, ligeras y elásticas (diferencia con las cloritas, cuyas láminas no son elásticas (sólo son flexibles).Otras características se resumen en los puntos siguientes:  Presentan exfoliación perfecta basal.  La dureza es baja, aproximadamente 2.5.  Densidad entre 2.7 y 3.1 gr/c.c.  Brillo nacarado intenso (a veces submetálico en las caras de exfoliación).  Ópticamente se caracterizan por ser biáxicas negativas y presentar extinción recta.  Los colores son variados. Son muy abundantes, apareciendo en rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. Son particularmente perfectos y de gran tamaño los cristales formados en ambientes pegmatíticos. Las láminas de algunas micas (moscovita y flogopita) se emplean en Electricidad y Electrónica por ser buenos aislantes térmicos y eléctricos. También presentan aplicaciones basadas en sus propiedades mecánicas. Sonflexibles, elásticas, tenaces y poseen gran resistencia a la acción de productos químicos, así como elevadas temperaturas de fusión. La alteración de ciertas micas (moscovita) da lugar a la formación de unos materiales llamados illitas que conservan la estructura micácea aunque, a causa de la alteración, presentan un menor contenido en K y una relación Al/Si también menor. Si en una lámina de exfoliación (pseudohexagonal) se apoya un punzón con la punta roma y se la da un golpe seco, se produce una estrella de 6 radios llamada "figura de percusión". Estos radios presentan una orientación constante respecto al contorno del cristal y unos de ellos siempre es paralelo al plano de simetría. Si el punzón se aprieta ligeramente (en lugar de dar un golpe seco), se obtiene la "figura de punción", como se observa en lafigura en donde los radios son perpendiculares a los lados del contorno. 9.12.7 Grupo de las Cloritas
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    Son unos mineralesmuy frecuentes en una buena parte de los ambientes geológicos, estando presentes como especies accesorias en rocas metamórficas de bajo y de medio grado. También pueden encontrarse en ciertas rocas ígneas y en terrenos sedimentarios, tanto arcillosos como detríticos. En base a su abundancia y dispersión son consideradas como indicadores geológicos. La composición química general es: (Mg,Fe,Al)6(Si,Al)4O10(OH)8 Aunque también pueden estar presentes otros cationes en la capa octaédrica (Mn, Cr, Ni, Co, e incluso Li). El Al sustituye, en mayor o menor medida, al Si en las capas tetraédricas, aunque en la mayor parte de los casos la relación Si/Al es próxima a 3. En algún caso aparece Fe(III) sustituyendo al Si en las capas tetraédricas. El Al sustituye parcialmente al Mg en las capas octaédricas. El Cr(III) puede también aparecer en ambos tipos de capas, mientras que Co, Ni y Mn. aparecen exclusivamente en las capas octaédricas. Otros elementos que han sido detectados en las cloritas son el Li (rellenando huecos octaédricos) y el F (sustituyendo a grupos OH). La mayoría de las cloritas son trioctaédricas, aunque se conocen también algunas dioctaédricas (muy raras) y di-trioctaédricas. Algunas características físicas y químicas de las cloritas son:  En la mayoría de los casos son de color verde (con diversas tonalidades) a blanco. Pero se conocen cloritas de otros colores (rojizas, violetas o marrones). La raya es blanca a verde clara.  Brillo vítreo a nacarado.  Transparentes a traslúcidas.  Exfoliación muy perfecta. Las láminas son flexibles y no elásticas (diferencia con las micas).  Dureza comprendida entre 2.0 y 3.0.  Densidad comprendida entre 2.5 y 4.8 g/cc.  La fusión tiene lugar a temperaturas próximas a 1400ºC.  Ópticamente son biáxicas (con algunas anomalías uniáxicas) y con signo óptico variable. El ángulo 2V depende del grado de oxidación, yendo de 0 a +20º en las no oxidadas y desde -20 a +60º en las oxidadas. Losíndices de refracción son mayores en las oxidadas (1.57-1.67) que en las no oxidadas (1.60-1.70).  Suelen cristalizar en el sistema monoclínico y clase de simetría prismática (2/m). Los cristales son tabulares y son frecuentes los agregados escamosos u hojosos, apareciendo también en masas granulares o compactas. Por lo que respecta a la clasificación de las cloritas, han estado sometidas a numerosas discusiones y confusiones, habiendo sido varios los criterios seguidos, aunque la mayor parte de ellos se basan en la composición química, bien sea por la relación Si/Al en la capa tetraédrica o por la relación Fe/Mg en la capa octaédrica, e incluso por la proporción Fe(III)/Fe(II). Sin embargo, en la actualidad se siguen los criterios aprobados por la AIPEA (AsociaciónInternacional Para el Estudio de las Arcillas) en 1978 que se aplican a todos los filosilicatos. Según este criterio se considera, en primer lugar, el tipo de capa octaédrica que presentan y que en las cloritas establece 3 subgrupos: 1. CLORITAS DIOCTAÉDRICAS: Capa octaédrica formada por cationes trivalentes. 2. CLORITAS DI-TRIOCTAÉDRICAS: Formadas por estratos 2:1 dioctaédricos, pero con una capa intermedia trioctaédrica. 3. CLORITAS TRIOCTAÉDRICAS: Con la capa octaédrica formada por cationes divalentes. En el caso de las cloritas trioctaédricas se consideran 3 tipos, en función del contenido relativo de Fe y Mg (ferrosas, ferromagnesianas y magnesianas). Además hay especies que contienen otros cationes.
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    9.12.8 Las Arcillas Respectoa las arcillas, es conveniente mencionar que se trata de sistemas multicomponentes y multifásicos (rocas) en donde los filosilicatos son las especies mayoritarias. Por ello, muchos autores utilizan para los filosilicatos la denominación de "minerales de las arcillas". En las arcillas deben ser consideradas 3 fases: una fase gaseosa, otra fase líquida y la fase sólida que es la más importante en términos cuantitativos. A su vez, los componentes de la fase sólida pueden ser cristalinos o amorfos, o bien, por otro lado orgánicos e inorgánicos. Los materiales inorgánicos representan, aproximadamente el 95% de la fase sólida (aunque en algunos casos puede ser bastante menor). La mayor parte de los componentes inorgánicos son cristalinos y de ellos la mayoría son aluminosilicatos con pequeño tamaño de grano. En cantidades muy variables están presentes carbonatos (calcita y dolomita), óxidos (sílice, magnetita, hematite), hidróxidos (goethita olimonita, gibbsita, dia spora, brucita,...), sulfatos (yeso) y fosfatos (evansita,...). En cuanto a los aluminosilicatos, la mayoría son filosilicatos, tales como micas (incluida illita), cloritas, esmectitas, kanditas, vermiculitas, sepiolita opaligorskita. En Mineralogía, las arcillas son unos de los materiales más estudiados. El estudio de las arcillas constituye una de las partes más importantes de la Edafología y ello implica una gran dificultad debido a las características físicas y químicas de estos materiales. 9.13 Tectosilicatos Son los denominados silicatos tridimensionales o de estructura en armazón. Todos los oxígenos de los tetraedros se unen a los otros, no quedando libre ninguno. Este tipo de estructura es la que presenta la sílice en sus diversaspolimorfías. En estas estructuras es posible la sustitución de átomos de Si por átomos de Al y más raramente (siempre a nivel de trazas), por Fe(III), Ti(III) y B(III). Ello provoca la aparición de cargas y, en consecuencia, la entrada de cationes, tales como Na + , K+ , Ca+2 y, más raramente Ba+2 , Sr+2 y Cs+ , los cuales ocupan las cavidades de las estructuras, hallándose en coordinación 8, 9 ó más, con átomos de oxígeno o con otros iones, tales como OH- , Cl- , CO3 -2 , SO4 -2 , e incluso S-2 . Algunos autores consideran a los minerales de la sílice dentro de la subclase de los tectosilicatos, sin embargo, dado el carácter químico de la clasificación mineralógica que se está siguiendo, parece más coherente considerarlesóxidos. Entre los tectosilicatos más importantes deben considerarse las ceolitas y los feldespatos, los cuales presentan un gran número de aplicaciones, además de ser muy abundantes en la corteza terrestre.