Filosilicati

Filosilicati

Filosilicatii au o structura reticulara alcatuita din strate tetraedrice de SiO₄ (uneori inlocuite partial cu AlO₄) legate de strate octaedrice de Mg(OH)₂ sau Al(OH)₃, care formeazä retele hexagonale plane. Stratele tetraedrice si octaedrice sunt formate din plane reticulare de atomi (ioni) de acelasi fel sau diferiti. In cadrul filosilicatilor, micele formeaza un grup important de minerale. Dintre acestea, muscovitul KAl₂ (Si₃Al)O₁₀(OH)₂ este unul dintre cei mai rezistenti silicati. Pana in prezent nu s-a reusit o explicatie satisfacatoare a acestei remarcabile stabilitati.

In muscovit, datorita substitutiei Si⁴⁺ cu Al³⁺ intr-o proportie de 4:1, foile au o sarcina negativa, aceasta fiind echilibrata prin intermediul unui ion de K⁺ situat intre strate. Legatura K-O este slaba determinand aparitia unui clivaj de foarte buna calitate. Alterarea va incepe de-a lungul acestei zone de minima rezistenta, prin trecerea in solutie a K⁺ si introducerea de molecule de apa, proces care determina structura astfel "saracita" in potasiu sa expandeze, intr-un mod similar cu montmorillonitul. In legatura cu alterarea muscovitului si bazandu-se pe studii prin difractie de raze X si analize chimice, Eggleton (1986) sugereaza formarea intr-o prima etapa a vermiculitului (Mg,Fe³⁺,Al)₃[(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂]· 4H₂O, iar in final a beidellitului (Na,Ca_0,5)_0,3Al₂[(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂]·nH₂O.

Pe de alta parte, micele trioctaedrice de tipul biotitului K(Mg,Fe²⁺)₃ (Al,Fe³⁺)Si₃O₁₀(OH,F)₂ si flogopitului KMg₃ (Si₃Al)O₁₀(OH)₂ se altereaza foarte rapid si usor. Transformarile, similare cu cele ale muscovitului, incep tot de-alungul planelor de clivaj si au ca rezultat trecerea ionului de K⁺ in solutie, insa procesul este complicat de oxidarea fierului. Daca alterarea nu este deosebit de agresiva, foile (stratele) reziduale se pot stabiliza prin adsorbtia de ioni de Mg²⁺, Al³⁺ sau Fe²⁺, dar la un atac prelungit, ionii sunt levigati din stratul octaedric, iar transformarea completa a structurii are loc imediat.

Succesiunea de alterare a biotitului depinde in majoritatea cazurilor de natura rocii primare. Astfel, biotitul din granite trece direct in vermiculit, ca produs final, spre deosebire de biotitul din roci bazice si ultrabazice unde rezulta in final montmorillonit.

In conditii "normale" de alterare, cel mai frecvent s-a constatat aparitia cloritelor intr-un stadiu incipient, cu dezvoltarea acestora pe planele de clivaj ale biotitului si pe marginile acestuia. Simultan, separarile de TiO₂, CaO si SiO₂ pot cristaliza sub forma de titanit. In zonele afectate insa de o alterare intensa, produsul final este vermiculitul.

Deosebirea dintre viteza de trecere in solutie a K⁺ din micele dioctaedrice (muscovit) si a celui din cele trioctaedrice (seria biotit-flogopit), a fost atribuita mai multor cauze:

(a)   orientarea diferita a legaturilor O-H din gruparile hidroxil;

(b)  usoara oxidare a ionilor Fe²⁺ din stratul octaedric la Fe³⁺, aceasta stricand echilibrul sarcinilor din cadrul structurii;

(c)   trecerea mai rapida in solutie a ionilor in coordinatie octaedrica Fe²⁺ si Mg²⁺ din micele trioctaedrice.