Silimanita
Silimanita | |
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Sillimanita de Orissa, India | |
General y clasificación | |
fórmula química | Al 2 [O | SiO 4 ] |
Clase de mineral (y posiblemente departamento) |
Silicatos de isla (nesosilicatos) con aniones adicionales; Cationes en [4], [5] y / o solo [6] coordinación |
Sistema no. a Strunz y a Dana |
9.AF.05 ( 8.a edición : VIII / B.02) 52.02.02a.01 |
Minerales similares | Andalusita , cianita |
Datos cristalográficos | |
Sistema de cristal | ortorrómbico |
Clase de cristal ; símbolo | ortorrómbico-bipiramidal 2 / m 2 / m 2 / m |
Grupo espacial | Pnma |
Parámetros de celosía | a = 7,484 Å ; b = 7,672 Å; c = 5,77 Å |
Unidades de fórmula | Z = 4 |
Caras de cristal frecuentes | {010}, {110} |
Hermanamiento | No |
Propiedades físicas | |
Dureza de Mohs | 6,5 hasta 7,5 |
Densidad (g / cm 3 ) | 3,24 |
Escote | completamente después de {010} |
Romper ; Tenacidad | desigual, quebradizo |
color | incoloro, blanco, gris amarillento, gris verdoso, marrón claro |
Color de linea | blanco |
transparencia | transparente a translúcido |
brillar | Brillo de vidrio, sedoso |
Óptica de cristal | |
Indíces refractivos |
n α = 1.653 a 1.661 n β = 1.654 a 1.670 n γ = 1.669 a 1.684 |
Birrefringencia | δ = 0.016 a 0.023 |
Carácter óptico | biaxial positivo |
Ángulo del eje | 2V = 21 a 30 ° |
Pleocroísmo | débil (mayormente incoloro); en caso contrario X: marrón pálido o amarillento Y: marrón o verde grisáceo Z: marrón oscuro o azul |
Otras propiedades | |
Comportamiento químico | no descomponible por HF |
Características especiales | no granulado ni áspero; Cultivado subparalelo en cuarzo: guijarros de fibra |
El mineral silimanita es un silicato isleño muy común del grupo de los aluminosilicatos y tiene la composición química Al 2 SiO 5 o Al 2 [O | SiO 4 ]. Cristaliza en el sistema de cristales ortorrómbicos y forma cristales prismáticos a fibrosos de pequeño tamaño. No es raro encontrar una pequeña cantidad de Fe 2 O 3 en la silimanita .
La silimanita tiene una dureza alta de 6.5 a 7.5 y un color blanco-gris a verde-gris, pero a veces también es incolora. El color de la línea es blanco. Minerales similares con la misma o similar composición química son la andalucita , la cianita y la mullita , que también pertenecen a los aluminosilicatos.
Etimología e historia
Sillimanit lleva el nombre del químico estadounidense Benjamin Silliman . Un mineral de sillimanita encontrado en Chester , Connecticut , fue descrito científicamente por primera vez por George T. Bowen en 1824. La sillimanita a veces también se llama bucholzita , en honor al farmacéutico y químico alemán WHS Bucholz. También se conoce como larguero brillante .
clasificación
En la vieja (8ª edición) y la nueva sistemática de minerales (9ª edición) según Strunz , la silimanita pertenece a la división de "silicatos insulares con aniones no tetraédricos (Neso-subsilicatos)". El nuevo sistema mineral Strunz'sche, sin embargo, se subdivide aquí de manera más precisa según la posición de los cationes en el cristal, de modo que el mineral ahora pertenece a la subdivisión de "silicatos insulares con aniones y cationes adicionales en [4] -, [ 5] - y / o solo [6] -Coordinación ", donde es el único miembro del grupo sin nombre 9.AF.05 .
La sistemática de minerales según Dana , que es común en el mundo de habla inglesa , también asigna la silimanita a la clase de silicatos, pero allí en la división de “ silicatos insulares con grupos SiO 4 y O, OH, F y H 2 O con cationes en [4] y> [4] -coordinación ", donde se denomina junto con mullita, el" Al2SiO5 (subgrupo de silimanita) "con el sistema no. 52.2.2a formularios.
Estructura cristalina
La silimanita cristaliza en el sistema cristalino ortorrómbico- bipiramidal en el grupo espacial Pnma (grupo espacial nº 62) con los parámetros de la red a = 7,484 Å ; b = 7,672 Å yc = 5,77 Å, así como cuatro unidades de fórmula por celda unitaria .
Los bloques de construcción básicos de la estructura de silimanita son:
- Tetraedros de cuatro coordenadas [SiO 4 ] y [AlO 4 ] y
- [AlO 6 ] octaedros en seis coordinaciones.
Por tanto, el aluminio juega un papel doble, i. H. en dos niveles de coordinación diferentes, como Al [4] y como Al [6] , una fórmula más precisa para la silimanita es, por tanto, también: Al [6] [O | Al [4] Si [4] O 4 ].
Los octaedros están unidos por sus bordes laterales paralelos, alineados en cadenas sin fin y paralelos al eje c. Una hebra se encuentra en el centro de la celda unitaria, cuatro más forman los bordes laterales paralelos al eje c. Los tetraedros también forman cuatro cadenas sin fin en la dirección c, con los átomos centrales Si y Al alternando regularmente entre sí. Estas cadenas de tetraedro Si-Al-Si-Al ....- se encuentran entre las cadenas de octaedro y están unidas a las cadenas de octaedro a través de sus átomos de oxígeno (átomos de O D ). Las cadenas de tetraedro , sin embargo, no son cadenas simples simples , sino cadenas dobles simples ; Esto significa que están vinculados a la cadena tetraédrica opuesta de la celda unitaria vecina a través de sus puntas libres ( átomos de O C ).
Debido a esta disposición, la silimanita también se puede considerar como un silicato de cadena (inosilicato); esto también explica muy bien su hábito fibroso alargado, parecido a una aguja.
Para ilustrar la estructura de silimanita, la figura adyacente:
Se muestra la proyección de media celda unitaria (de Z = 0 a Z = 1/2) a lo largo del eje c sobre el plano ab o (001). La celda unitaria está delineada en rojo. Los octaedros [AlO 6 ] son de color verde claro, los de los tetraedros [SiO 4 ] y [AlO 4 ] están marcados en beige. Esta forma de representación se eligió por razones de claridad, ya que solo los átomos centrales de los octaedros ( átomos de Al 1 ) y los átomos de O D mantienen estrictamente su paralelismo con el eje c; todos los demás átomos están ligeramente desplazados en su posición en la mitad superior de la celda unitaria.
La figura de la izquierda es una elevación simplificada de la celda unitaria paralela al eje c. Se muestra muy bien la vinculación de los tetraédricos Uno cadenas dobles con Oktaederkette y el paralelismo de las posiciones atómicas de Al 1 y O D . Es de destacar la diferencia dimensional entre el tetraedro de silicio y el tetraedro de aluminio (2,696 y 3,074 Å), que se suman a la dimensión del eje c en la celda unitaria (5,77 Å).
La celda unitaria de Sillimanit
Posición atómica | eje a | eje b | eje c |
---|---|---|---|
Al 1 | 0,0000 | 0,0000 | 0,0000 |
Al 2 | 0,1418 | 0.3449 | 0,2500 |
Si | 0,1535 | 0.3402 | 0,7500 |
O A | 0.3600 | 0.4088 | 0,7500 |
O B | 0.3563 | 0.4340 | 0,2500 |
O C | 0.4765 | 0,0017 | 0,7500 |
O D | 0.1256 | 0.2232 | 0.5144 |
Las posiciones atómicas de la celda unitaria de silimanita son las siguientes:
Esta información y 13 operaciones de simetría subsiguientes son suficientes para definir completamente la celda unitaria.
Las dimensiones casi idénticas de los ejes ayb son notables, por lo que la sillimanita solo pierde ligeramente una simetría tetragonal.
Difractometría de rayos X
Intensidad (I / I 0 ) | Espaciado de cuadrícula (d) en Å | Ángulo (2 theta) | Área (hkl) |
---|---|---|---|
100 (también 65) | 3.365 | 26,48 ° | (210) |
79,65 (también 100) | 3.417 | 26,08 ° | (120) |
67,37 | 2.206 | 40,91 ° | (122) |
49,66 | 2.543 | 35,29 ° | (112) |
41,88 | 1.519 | 60,96 ° | (332) |
Los estudios de difracción de rayos X en cristales de silimanita han dado los siguientes resultados:
Los dos primeros valores máximos están muy juntos y a menudo se intercambian. El ángulo de difracción (2-theta) se da para la radiación Cu K-alfa.
propiedades
En la petrología de rocas metamórficas, la sillimanita juega un papel importante como criterio para medir la fuerza de las transformaciones. El llamado mineral índice define su primera aparición como la zona de silimanita o el isógrado de silimanita , su rango de estabilidad está limitado por las transformaciones termodinámicas andalucita, silimanita y cianita, silimanita. Esta zona se encuentra a temperaturas relativamente altas (> 540 ° C) y puede alcanzar presiones medias (hasta ~ 1 GPa, correspondiente a una profundidad de 36,5 kilómetros). Abarca en gran medida las facies de anfibolita y granulita , así como la metamorfosis de contacto a alta temperatura .
En el curso de la metamorfosis, se forma nueva silimanita mediante la transformación polimórfica de andalucita o cianita o mediante reacciones de conversión de biotita y moscovita. La siguiente reacción se da como ejemplo:
- 1 moscovita + 1 cuarzo ⇒ 1 silimanita + 1 feldespato alcalino + 1 agua
- 1 KAl 2 [(OH) 2 | AlSi 3 O 10 ] + 1 SiO 2 ⇒ 1 Al 2 SiO 5 + 1 KAlSi 3 O 8 + 1 H 2 O
Esta reacción es muy importante porque divide el campo de estabilidad de la silimanita en dos áreas; por lo tanto, la zona de silimanita también se subdivide en dos subzonas , la subzona de silimanita-moscovita de temperatura ligeramente más baja y estresada por presión y la zona de temperatura más alta subzona silimanita-feldespato alcalino . La reacción comienza a surtir efecto a partir de 630 ° C y provoca la desaparición completa de la moscovita.
Reacciones entre estaurolita y biotita o entre estaurolita y cuarzo.
Cuando se alcanzan y superan las temperaturas anatécticas, se producen reacciones en las que la silimanita se degrada de nuevo. Como ejemplos las deshidrataciones de biotita:
Silimanita + biotita ⇒ granate + feldespato alcalino + líquido o
Sillimanita + biotita ⇒ granate + cordierita ± líquido
Pero incluso en el curso del retromorfismo , la sillimanita vuelve a desaparecer gradualmente. B. Andalusita retrocedió polimórficamente.
La silimanita es un mineral muy resistente a la intemperie, pero aún se descompone con la formación de caolinita y muskowita o sericita (sericitización epizonal).
Modificaciones y variedades
La silimanita es la modificación a alta temperatura y baja presión del grupo Al 2 SiO 5 y es trimórfica con los otros miembros andalucita y cianita .
La fibrolita es un agregado copetudo de cristales de silimanita alargados (Comte de Bournon, 1802). Los guijarros de fibra , por otro lado, son enjambres sub-paralelos, en forma de agujas y hebras de silimanita en cuarzo o cordierita (descrita por Lindacker en Bohemia en 1792). Otras variedades locales son Monrolit (después de la ciudad de Monroe en el estado de Nueva York ) y Bamlit (después de Bamle cerca de Brevik en Noruega ).
Educación y ubicaciones
La silimanita se puede encontrar en forma de cristales en forma de tallo, fibrosos o columnares o maciza en rocas pelíticas ricas en aluminio , regionalmente metamórficas . Suele presentarse en dos tipos de metamorfosis:
- En el tipo Abukuma a presiones relativamente bajas en esquistos de mica.
El mineral que lo acompaña es principalmente andalucita . - En el tipo Barrow a presiones medias en gneis.
Los minerales que lo acompañan son la cianita y la cordierita .
La silimanita se presenta en forma metamórfica de contacto en las facies de sanidinita de temperatura más alta.
Como mineral de origen ígneo, es un componente de granitoides peraluminosos. La silimanita rara vez se encuentra en anfibolitas y eclogitas , relativamente rara vez en pegmatitas , pero con bastante frecuencia en granulitas . También se encuentra ocasionalmente como detritos en sedimentos.
Los minerales que lo acompañan son feldespato alcalino , almandina , andalucita , biotita , cordierita , enstatita (a temperaturas más altas) , corindón , cianita , moscovita , plagioclasa , cuarzo y / o espinela .
La localidad tipo de Sillimanit es Sušice en la República Checa . Los sitios en Alemania son Laacher See , Spessart y Bodenmais en el Bosque Bávaro . En todo el mundo: Sellrain (Austria), Auvergne (Francia), Meghalaya ( noreste de India ), Myanmar , Sri Lanka , Enderbyland ( Antártida ) y Brandywine Springs ( Delaware , EE. UU.).
usar
La silimanita se utiliza como piedra preciosa si es de buena calidad , pero hasta ahora se sabe poco. Las variedades claras generalmente se ofrecen en diferentes cortes de facetas , como corte ovalado brillante o facetado . Las piedras opacas y aquellas con efectos ópticos como la chatoyance ( efecto ojo de gato ) o el asterismo ( efecto estrella ), en cambio, reciben un corte liso en forma de cabujón .
Sillimanit se utiliza industrialmente para la producción de materiales refractarios (tubos de soporte para bobinas de calentamiento en la construcción de hornos eléctricos, bujías, etc.).
Ver también
Evidencia individual
- ↑ a b c d Webmineral - Sillimanita (inglés)
- ↑ a b c Sillimanite en mindat.org (engl.)
- ↑ WE Tröger: Determinación óptica de los minerales formadores de rocas .4. edición revisada. E. Schweizerbart'sche Verlagbuchhandlung, 1971, ISBN 3-510-65011-5 ( pág.51 )
- ↑ a b Burnham, CW (1963a). Refinamiento de la estructura cristalina de la silimanita. Z. Kristallogr., 118, 127-148
- ↑ Peterson, RC y McMullan, RK (1986). Estudios de difracción de neutrones de silimanita. En el. Min., Vol. 71, p742-745
- ^ Base de datos de espectroscopia Raman - Sillimanita
- ↑ Spear, FS, Kohn, MJ y Cheney, JT, 1999, Rutas PT de pelitas anatecticas: Contribuciones a la mineralogía y la petrología, v. 134, pág. 17-32, doi: 10.1007 / s004100050466 . Contiene datos sobre la posición del punto triple de aluminosilicato.
- ↑ Wildlife Institute of India: Tabla 2.2: Minerales de Meghalaya y Fig 2.3: Mapa de minerales de Meghalaya en: Plan de acción y estrategia de biodiversidad del estado de Meghalaya (2016-2026; Borrador). Ministerio de Medio Ambiente, Bosques y Cambio Climático, Gobierno de la India 2017 (inglés, sin números de página; aquí PDF páginas 28/29; texto completo: PDF: 15,4 MB, 350 páginas en megbiodiversity.nic.in); Cita: "El área de silimanita de Sonapahar del distrito de West Khasi Hills es la única área en el estado [Meghalaya] donde se encuentran cuerpos lensoides de mineral de silimanita masiva. Reserva total de 55 TM (GSI, 2009), que es aproximadamente el 95% de la reserva total de la India ".
- ↑ realgems.org - sillimanita (con representaciones de varias piedras en bruto y facetadas)
literatura
- Petr Korbel, Milan Novák: Enciclopedia de minerales . Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0 , pág. 201 .
- Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogía: una introducción a la mineralogía especial, la petrología y la ciencia de los depósitos . 7ª edición. Springer Verlag, Berlín, Heidelberg, Nueva York 2005, ISBN 3-540-23812-3 , págs. 84 .
- Walter Schumann: piedras preciosas y piedras preciosas. Todas las especies y variedades del mundo. 1600 piezas únicas . 13ª edición revisada y ampliada. BLV Verlags GmbH, Munich y otros 2002, ISBN 3-405-16332-3 , págs. 234 .