Oxizi si hidroxizi

Oxizi si hidroxizi

Dintre cationii frecventi in rocile silicatice, doar cativa (Si⁴⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Ti⁴⁺) formeaza oxizi sau/si hidroxizi stabili in urma proceselor de alterare chimica. Dintre hidroxizii de Al, doar gibbsitul si böhmitul se intalnesc frecvent ca produse de alterare ale solurilor levigate din zonele tropicale. Structura reticulara diferita a celor doua minerale[1] determina comportamentul diferit in conditii de alterare chimica: böhmitul este deosebit de rezistent la atacul alcaliilor si acizilor, pe cand gibbsitul este aproape complet solubil la pH peste 10 si sub 4.

Al(OH)₃ + 3H⁺ Al³⁺ + 3H₂O (disolutia gibbsitului)

Spre deosebile de aluminiu, fierul nu apare ca trihidrat, ci mai degraba formeaza doi monohidrati si mai multi oxizi, care, cu exceptia magnetitului, sunt produse secundare, reziduale, frecvente provenite din transformarea chimica a rocilor. Astfel, goethitul, cel mai frecvent dintre cei doi monohidrati, este analog cu diasporul, iar lepidocrocitul, celalalt monohidrat, este analog cu böhmitul. Dintre oxizii de fier, mai frecventi sunt magnetitul si hematitul. Magnetitul, cu toate ca poate ramane ca granule detritice in roci sedimentare, in general este instabil (contine atat fier bivalent, cat si trivalent si astfel este vulnerabil atat la procesele de oxidare, cat si la cele de reducere). Oxidarea va conduce la formarea de hematit sau maghemit, pe cand procesele de reducere vor determina aparitia unor compusi mobili de tipul bicarbonatilor. Cu toata aceasta "vulnerabilitate", magnetitul este deosebit de abundent in concentratiile de "minerale grele" din rocile sedimentare.

Oxizii si hidroxizii de fier sunt deosebit de sensibili la modificari ale potentialului redox ale mediului. In prezenta materiei organice sau sub nivelul hidrostatic, mineralele ferice (Fe³⁺) tind sa fie distruse, pe cand in medii oxidante, indeosebi compusii ferosi (Fe²⁺) sunt instabili.

In crusta de alterare, alaturi de compusii fierului trivalent, avand in general nuante roscate, sunt prezenti oxizi si hidroxizi de mangan (Mn⁴⁺ colorati in negru-violet) sub forma de piroluzit MnO₂, criptomelan K_<2Mn₈O₁₆, romanechit (Ba,H₂O)₂(Mn⁴⁺,Mn³⁺)₅O₁₀, manganit g-Mn³⁺O(OH).

Oxizii de titan reziduali, comparativ cu altii, nu sunt prea abundenti. Dintre cele trei forme polimorfe ale TiO₂ doar rutilul si anatasul sunt frecvente in depozitele reziduale determinate de procesele de alterare chimica, pe cand brookitul este rar. Majoritatea rutilului din soluri si sedimente are origine primara. Pe de alta parte, anatasul se formeaza in general din titanul rezultat prin alterarea unor minerale primare de tipul titanit (sfen), magnetit titanifer, unii piroxeni si apare fie sub forma de cristale pseudo-octaedrice, fie ca agregate policristaline - leucoxen. Ilmenitul, un oxid de fier si titan, are o stabilitate medie si poate ramane sub forma de granule in depozitele reziduale.

Structura reticulara a cuartului SiO₂ este analoaga cu a feldspatilor (tectosilicati), insa spre deosebire de acestia, lipsindu-i alcaliile sau ionii de calciu, este unul dintre cele mai stabile minerale. Nu se altereaza cu formare de noi faze cristaline, insa totusi este, in timp, trecut in solutie. Solubilitatea sa este apreciata ca variind intre 7 - 14 ppm, in conditii de temperatura normala. Aceste valori reprezinta cca. 1/10 din solubilitatea silicei amorfe. Cu toate acestea, expunerea indelungata la actiunea apei determina trecerea in solutie si levigarea sa.