Tectosilicati

Tectosilicati

In cazul feldspatilor, tetraedrii de [SiO₄]^4- sunt legati intre ei prin toate cele 4 colturile formand o asa numita structura "in carcasa". Substitutia Si⁴⁺ de catre Al³⁺ in tetraedri creaza o sarcina negativa a structurii, care este echilibrata printr-un ion alcalin sau de Ca²⁺. Transformarea feldspatilor are loc prin pierderea ionilor alcalini sau alcalino-pamantosi.

In feldspatii potasici, raportul Al:Si este de 1:3, pe cand in cei calcici, aceste raport este de 1:1. In ciuda similaritatii structurilor reticulare, o mare deosebire exista intre acesti factori privind comportamentul lor fata de procesele de dezagregare-alterare.

Aparent, substitutia diferita a Si de catre Al in anortit determina un grad mai ridicat de polarizare a ionilor de oxigen, iar reteaua este mult mai propice la desfacerea legaturilor Al-O-Si.

Odata cu pierderea ionilor metalici, structura tridimensionala se desface in lanturi care tind sa polimerizeze formand strate (foi) intr-un mod similar piroxenilor. Atunci cand levigarea este insuficienta pentru a indeparta ionii de Mg²⁺ si Fe²⁺ la fel de rapid ca si punerea acestora in libertate din transformarea mineralelor asociate, acesti ioni tind sa fie "fixati" intr-o noua structura, secundara, rezultand de obicei clorite, illit, caolinit sau montmorillonit, iar intr-un stadiu final chiar gibbsit.

2Na[AlSi₃O₈] + 2CO₂ + 3H₂O Al₂[Si₂O₅(OH)₄] + 2Na⁺ + 2(HCO)₃^- + 4SiO₂

albit caolinit

3K[AlSi₃O₈] + 8H₂O KAl₂[(AlSi₃)O₁₀(OH)₂] + 6H₂SiO₃ + 2KOH

sanidin illit

2KAl₂[(AlSi₃)O₁₀(OH)₂] + 5H₂O 3Al₂[Si₂O₅(OH)₄] + 2KOH

illit caolinit

K[AlSi₃O₈] + 8H₂O K⁺ + OH^- + 3H₄SiO₄ + Al(OH)₃

ortoclaz gibbsit

Na[AlSi₃O₈] + H⁺ + H₂O Al(OH)₃ + Na⁺ + 3SiO₂

albit gibbsit

Ca[Al₂Si₂O₈] + 3H₂O Al₂[Si₂O₅(OH)₄] + Ca²⁺ + 2OH^-

anortit caolinit

Ca[Al₂Si₂O₈] + 2CO₂ + 3H₂O Al₂[Si₂O₅(OH)₄] + Ca²⁺ + 2(HCO)₃^-

anortit caolinit

Se considera ca depozitele secundare rezultate in urma alterarii feldspatilor depind de rata relativa de transformare a structurii lor reticulare, concomitent cu indepartarea constituentilor pusi in libertate. Astfel, daca rata transformarii depaseste rata indepartarii acestor constituenti, materialul rezultat va fi format din illit sau montmorillonit, sau ambele minerale; daca este invers, va rezulta caolinit sau halloysit sau ambele. Totodata, mediile acide favorizeaza formarea caolinitului, iar cele bazice, formarea montmorillonitului.

Dintre feldspatoizi, nefelinul (Na,K)[AlSiO₄] este mineralul cel mai frecvent intalnit in rocile magmatice alcaline. Cu toate ca structura reticulara este asemanatoare cu a feldspatilor alcalini, spre deosebire de acestia este un mineral foarte instabil la procesele de dezagregare-alterare si este printre primele minerale ce sunt "distruse".

Succesiunea de transformare a nefelinului cuprinde un stadiu intermediar, de formare a caolinitului, ca in final sa rezulte minerale caracteristice bauxitelor (gibbsit, böhmit, diaspor). Se poate spune ca mineralul caolinit este cel mai stabil dintre mineralele argiloase, formand penultima faza in procesul de alterare a aluminosilicatilor. Totusi, in conditii de maxima levigare, silicea este eliberata din retea, iar Al³⁺ rezultat va duce la formarea de gibbsit, conform reactiei:

Al₂[Si₂O₅(OH)₄] + H₂O 2Al(OH)₃ + 2SiO₂

caolinit gibbsit

Aceasta reactie pare a fi complet reversibila, iar absenta gibbsitului in roci mai vechi decat cele tertiare este poate fi atribuita deosebitei afinitati a structurii gibbsitului fata de silice. Deshidratarea partiala a gibbsitului conduce la aparitia de böhmit (si posibil diaspor), forma in care Al³⁺ este inert.

Unul dintre cele mai mari zacaminte de bauxita din lume, cel de la Little Rock (Arkansas, SUA) a rezultat prin alterarea unui sienit cu nefelin (Loughnan, 1969).