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珪酸塩鉱物は珪酸塩グループからなる岩石形成鉱物である。珪酸塩鉱物は鉱物の中で最大かつ最も重要なクラスであり、地球の地殻の約90％を構成している。[1] [2] [3]
鉱物学では、シリカ（二酸化ケイ素、SiO 2 ）は通常、酸化物鉱物ではなく、ケイ酸塩鉱物であると考えられています。シリカは、自然界では鉱物の石英およびその多形体として見つかります。
地球上では、数十億年にわたって地殻を形成し、再形成してきたプロセスの結果として、多種多様なケイ酸塩鉱物がさらに幅広い組み合わせで存在します。これらのプロセスには、部分溶融、結晶化、分別、変成、風化、続成作用が含まれます。
生物もこの地質循環に貢献しています。たとえば、珪藻類として知られるプランクトンの一種は、海水から抽出したシリカから外骨格（「被殻」）を構築します。死んだ珪藻類の被殻は、深海の堆積物や珪藻土の主成分です。[要出典]
一般的な構造
ケイ酸塩鉱物は、一般に、式 [SiO 2+ n ] 2 n −のサブユニットからなる無機化合物です。ケイ酸塩を陰イオンとして描写するのは、簡略化したものです。ケイ酸塩陰イオンの電荷をバランスさせるのは、金属陽イオン M x +です。代表的な陽イオンは、 Mg 2+、 Fe 2+、および Na +です。ケイ酸塩と金属の間の Si-OM 結合は、強力な極性共有結合です。ケイ酸塩陰イオン ([SiO 2+ n ] 2 n − ) は常に無色ですが、細かい粉末に砕くと白色になります。ケイ酸塩鉱物の色は、金属成分 (通常は鉄) に起因します。
ほとんどのケイ酸塩鉱物では、ケイ素は四面体で、4 つの酸化物に囲まれています。酸化物の配位数は、2 つのケイ素中心を橋渡しする場合を除き、可変です。この場合、酸化物の配位数は 2 になります。
いくつかのシリコン中心は、他の元素の原子に置き換えられる可能性があり、その場合も4隅の酸素原子に結合したままである。置換された原子が通常4価でない場合、通常は陰イオンに余分な電荷が加わり、余分な陽イオンが必要となる。例えば、鉱物正長石 [KAlSi
3お
8]
ん、陰イオンは、すべての酸素の角を共有する四面体の三次元ネットワークです。すべての四面体がシリコン中心を持っていたとしたら、陰イオンは単なる中性シリカ[SiO
2]
ん4個のシリコン原子のうち1個をアルミニウム原子に置き換えると、陰イオン[AlSi
3お−
8]
ん、その電荷はカリウム陽イオンKによって中和される。+
。
主なグループ
鉱物学では、ケイ酸塩鉱物はケイ酸アニオンの構造に応じて7つの主要なグループに分類されます。[4] [5]
テクトケイ酸塩は、シリコンの一部がアルミニウムなどのより低い原子価の原子に置き換えられた場合にのみ、追加の陽イオンを持つことができます。Si を Al に置き換えることは一般的です。
ネソケイ酸塩またはオルトケイ酸塩
4灰色のボールはシリコン原子を表し、赤いボールは酸素原子を表します。
ネソケイ酸塩（ギリシャ語のνῆσος nēsos 「島」に由来）またはオルトケイ酸塩は、オルトケイ酸イオンを持ち、格子間陽イオンのみでつながった孤立した（島状の） [SiO 4 ] 4−四面体として存在します。ニッケル・ストランツ分類は09.Aです。例としては、次のものがあります。
- Al 2 SiO 5グループ
- ヒューマイト基 – (Mg,Fe) 7 (SiO 4 ) 3 (F,OH) 2
- ダトーライト– CaBSiO 4 (OH)
- チタン石– CaTiSiO 5
- クロリトイド– (Fe,Mg,Mn) 2 Al 4 Si 2 O 10 (OH) 4
- ムライト(別名磁器) – Al 6 Si 2 O 13
ソロシリケート
2お6−7
7歳
ソロシリケート（ギリシャ語σωρός sōros「山、丘」に由来）は、孤立したピロシリケート陰イオンSiを有する。
2お6−7
7歳酸素頂点を共有する二重四面体で構成され、ケイ素と酸素の比率は 2:7 です。ニッケル・ストランツ分類は 09.B です。例としては、次のものがあります。
- トートベイタイト– (Sc,Y) 2 (Si 2 O 7 )
- 異極鉱(カラミン) – Zn 4 (Si 2 O 7 )(OH) 2・H 2 O
- ローソナイト– CaAl 2 (Si 2 O 7 )(OH) 2 ·H 2 O
- アキシナイト– (Ca,Fe,Mn) 3 Al 2 (BO 3 )(Si 4 O 12 )(OH)
- イルバイト– CaFe II 2 Fe III O(Si 2 O 7 )(OH)
- エピドートグループ（（SiO 4）4−と（Si 2 O 7）6−グループの両方を持つ）
- ベスビアナイト(アイドクレース) – Ca 10 (Mg,Fe) 2 Al 4 (SiO 4 ) 5 (Si 2 O 7 ) 2 (OH) 4
環状ケイ酸塩
環状珪酸塩（ギリシャ語のκύκλος kýklos「円」に由来）または環状珪酸塩は、3 つ以上の四面体が環に結合しています。一般式は (Si x O 3 x ) 2 x −で、1 つ以上のケイ素原子が他の 4 配位原子に置き換えられます。ケイ素と酸素の比率は 1:3 です。二重環は、式 (Si 2 x O 5 x ) 2 x −または 2:5 の比率を持ちます。ニッケル・ストルンツ分類は 09.C です。可能な環のサイズは次のとおりです。
![6単位 [Si6O18]、緑柱石（赤：Si、青：O）](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/5/5a/Beryll.ring.combined.png/500px-Beryll.ring.combined.png)
![3単位[Si3O9]、ベニトアイト](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/6/60/Benitoid.2200.png/500px-Benitoid.2200.png)
![4単位[Si4O12]、パパゴ石](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/0/08/Papagoite.2200.png/500px-Papagoite.2200.png)
![9単位[Si9O27]、ユーディアライト](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/5/5d/Eudialyte.2200.png/500px-Eudialyte.2200.png)
![12個、二重リング[Si12O30]、ミラライト](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/2/29/Milarite.png/500px-Milarite.png)
鉱物の例としては次のようなものがあります。
- 3メンバー単環
- ベニトアイト– BaTi(Si 3 O 9 )
- 4メンバーシングルリング
- パパゴ石– CaCuAlSi
2お
6（おお）
3。
- パパゴ石– CaCuAlSi
- 6メンバーシングルリング
- ベリル– Be 3 Al 2 (Si 6 O 18 )
- バザイト– Be 3 Sc 2 (Si 6 O 18 )
- スギライト– KNa 2 (Fe、Mn、Al) 2 Li 3 Si 12 O 30
- トルマリン– (Na,Ca)(Al,Li,Mg)
3–(アルミニウム、鉄、マンガン)
6（シ
6お
18)(ボ
3）
3（おお）
4 - ペツォッタイト– Cs(Be 2 Li)Al 2 Si 6 O 18
- オスミライト– (K,Na)(Fe,Mg) 2 (Al,Fe) 3 (Si,Al) 12 O 30
- コーディエライト– (Mg,Fe) 2 Al 4 Si 5 O 18
- セカニナイト– (Fe +2 ,Mg) 2 Al 4 Si 5 O 18
- 9メンバーシングルリング
- ユーディアライト– Na
15カナダ
6(鉄、マンガン)
3ズル
3SiO(O,OH,H
2O)
3（シ
3お
9）
2（シ
9お
27）
2(OH,Cl)
2
- ユーディアライト– Na
- 6員二重リング
- ミラライト– K 2 Ca 4 Al 2 Be 4 (Si 24 O 60 )H 2 O
アキシナイトの環には2 つの B 四面体と 4 つの Si 四面体が含まれており、他の 6 員環環状ケイ酸塩に比べて大きく歪んでいます。
イノケイ酸塩
イノケイ酸塩（ギリシャ語のἴς is [属格: ἰνός inos ]「繊維」に由来）または鎖状ケイ酸塩は、単鎖の場合はSiO 3、1:3 の比率、二重鎖の場合はSi 4 O 11 、4:11 の比率のケイ酸塩 四面体が絡み合った鎖を持っています。ニッケル・ストランツ分類は 09.D です。例には以下が含まれます。
単鎖イノケイ酸塩
- 輝石グループ
- エンスタタイト - オルトフェロシライト系列
- ピジョン石– Ca 0.25 (Mg,Fe) 1.75 Si 2 O 6
- 透輝石 - ヘデンベルグ輝石シリーズ
- ナトリウム輝石シリーズ
- スポジュメン– LiAlSi 2 O 6
- パイロックスフェロアイト- (Fe,Ca)SiO 3
- 輝石類グループ
二鎖イノケイ酸塩
- 角閃石グループ
フィロケイ酸塩
フィロケイ酸塩（ギリシャ語のφύλλον phýllon「葉」に由来）またはシート状ケイ酸塩は、 Si 2 O 5または 2:5 の比率でケイ酸塩四面体の平行シートを形成します。ニッケル・ストルンツ分類は 09.E です。すべてのフィロケイ酸塩鉱物は水和しており、水またはヒドロキシル基のいずれかが結合しています。
例:
-
層状珪酸塩、雲母グループ、白雲母（赤：Si、青：O） -
フィロケイ酸塩、4員環を持つ四面体の単一網目、アポフィライト-(KF)-アポフィライト-(KOH)系列 -
フィロケイ酸塩、6員環の単一四面体網、ピロスマライト-(Fe)-ピロスマライト-(Mn)シリーズ -
フィロケイ酸塩、6員環の単一の四面体網、ゼオフィライト -
フィロ珪酸塩、4員環と6員環を持つ二重網状構造、カルトナイト
テクトケイ酸塩
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テクトケイ酸塩、または「フレームワークケイ酸塩」は、 SiO 2が1:2 の比率で含まれるケイ酸塩四面体の 3 次元フレームワークを持っています。このグループは、地球の地殻の約 75%を占めています。[6]テクトケイ酸塩は、石英グループを除いて、アルミノケイ酸塩です。ニッケル-ストランツ分類は、09.F および 09.G、04.DA (石英/シリカ族) です。例:
参照
参考文献
- ^ “鉱物 - ケイ酸塩”. britannica.com . 2017年10月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年5月8日閲覧。
- ^ Deer, WA; Howie, RA; Zussman, J. (1992).岩石形成鉱物入門（第2版）ロンドン：ロングマン。ISBN 0-582-30094-0。
- ^ ハールバット、コーネリアス S.; クライン、コーネリス (1985)。鉱物学マニュアル (第 20 版)。ワイリー。ISBN 0-47180580-7。
- ^ Deer, WA; Howie, RA, & Zussman, J. (1992).岩石形成鉱物入門（第2版）ロンドン：ロングマンISBN 0-582-30094-0
- ^ ハールバット、コーネリアス S.; クライン、コーネリス ||1985).鉱物学マニュアル、ワイリー、（第 20 版）。ISBN 0-471-80580-7
- ^ Deer, WA; Howie, RA; Wise, WS; Zussman, J. (2004).岩石形成鉱物. 第 4B 巻. フレームワークケイ酸塩: シリカ鉱物. 長石類とゼオライト(第 2 版). ロンドン: ロンドン地質学会. p. 982 pp.
外部リンク
ウィキブック歴史地質学には、珪酸塩鉱物に関するページがあります。
ウィキメディア・コモンズには、ケイ酸塩鉱物に関連するメディアがあります。
- Mindat.org、ダナ分類
- Webmineral : ダナの新しいケイ酸塩分類