تركيب المعادن السيليكاتية

تسمى المعادن السيليكاتية ( المحتوية على السيلكون عنصر Si ) بالمعادن المُكَونِة للصخور لأنها تشكل الجزء الأكبر من أنواع الصخور المختلفة.
تعتمد هذه المعادن في بنائها على وحدة البناء المسماة وحدة رباعي وجوه السيليكا التي تشاهدها .

تبعاً لحجم ذرة الأوكسجين الأكبر من ذرة السيليكون ، ترتبط ذرة سيليكون واحدة مع أربع ذرات أوكسجين . وبحيث تحيط ذرات الأوكسجين بذرة السيليكون وتأخذ شكل جسم رباعي منتظم الأوجه .

ولأن شحنة أيون الأوكسجين ثنائية سالبة وشحنة أيون السيليكون موجبة ،
تكون شحنة وحدة رباعي وجوه السيليكا = O4-2 + Si+4
= 1×4 + 4 × ( -2 ) = -4
وبارتباط وحدات السيليكا مع بعضها البعض مباشرة أو بوساطة عناصر أخرى كالحديد والمغنيسيوم والكالسيوم والصوديوم والبوتاسيوم تتكون المعادن السيليكاتية المختلفة , وهي كما يلي :

1- المعادن السيليكاتية المنفردة ( المنعزلة ) . 2- المعادن السيليكاتية السلسلية .

3- المعادن السيليكاتية الصفيحية . 4- المعادن السليكاتية الشبكية .
تركيب المعادن السيليكاتية



1- المعادن السيليكاتية المنفردة ( المنعزلة ) :

هنا ترتبط وحدات السيليكا مع بعضها بوساطة عناصر خارجية مثل الحديد والمغنيسيوم وبدون مشاركة بين ذرات أوكسجين الوحدات المتجاورة، وبذلك تبقى النسبة بين الأوكسجين والسيليكون 1:4.


فمثلاً يتكون معدن الأوليفين ( فايالايت ) من وحدات وجوه السيليكا التي يربطها مع بعضها البعض عنصر الحديد Fe2SiO4 , وذلك لأن شحنة عنصر الحديد ( الحديدوز ) ثنائية موجبة , ولمعادلة شحنة رباعي وجوه السيليكا الرباعية السالبة يلزم ذرتان من الحديد.






أو يمكن أن تربط ذرتي مغنيسيوم و وحدات رباعي وجوه السيليكا في معدن الفورشتورايت Mg2SiO4 من مجموعة الأوليفين.






عثر العلماء مؤخراً ( أيار 2001 ) على صخور تعود أصولها إلى أماكن في أعماق سحيقة من الكرة الأرضية تراوح بُعْدُها بين 400 و670 كيلومتراً عن سطح الكرة الأرضية ، ويتوقع العلماء أن يُمكِّنهم هذا الاكتشاف من التعرف على المكونات الكيماوية لتلك الصخور إضافة إلى الإحاطة ، عِلماً بالحركة الواسعة النطاق التي تمر بها المواد الموجودة في هذه المنطقة الواقعة بين ما يعرف بالغلاف السُفلي والعُلوي للأرض ، حيث تتميز هذه المناطق العميقة من داخل الكرة الأرضية بوقوع تغيرات مباغتة في كثافة الصخور المكونة لها .


تتكون العيِّنات الصخرية المكتشفة في جزيرة مالايتا بشرقي بابوا غينيا الجديدة أساساً من مكونات الأحجار الكريمة كالماجوارايت وهو معدن غني بالسيليكا التي لا تتشكل سوى بفعل درجات قصوى من الضغط ، وتوصل فريق العلماء من خلال دراسة مكونات هذه الصخور ، إلى أن هذه العينات تعرضت لضغط يبلغ 250 ألف أضعاف الضغط الجوي على الأرض . ووجدوا أن بعض عينات الغلاف السفلي لباطن الأرض تحوي أيضاً قطع ماس غاية في الدقة ، ويعتقد العلماء أن هذه الصخور خرجت إلى سطح الأرض بسبب تفجيرات مرت عبر أخاديد البراكين .


2- المعادن السيليكاتية السلسلية :

وهنا تشاهد أن وحدات وجوه السيليكا ترتبط مع بعضها لتكون سلسلة مفردة كما هو الحال في معدن البايروكسين , إذ ترتبط الوحدات مع بعضها بتشارك ذرتي أوكسجين لكل وحدتين متجاورتين. فتتكون سلسلة مستمرة إلى مالانهاية في إحدى الإتجاهات الإحداثية فتصبح النسبة بين الأوكسجين والسيليكون 1:3 .


وبعد ذلك ترتبط السلاسل مع بعضها جانبياً وفوق بعضها البعض لتكون تركيباً مستمراً في الإتجاهات الإحداثية الثلاثة بوساطة عناصر خارجية أيضاً مثل الحديد والمغنيسيوم كما في معدن البايروكسين (MgFe)SiO3.

.


يمكن أن ترتبط وحدات رباعي وجوه السيليكا مع بعضها البعض لتكون سلسلة مزدوجة كما هو الحال في معدن الأمفيبول. إذ تشاهد أن ثلاث ذرات أو ذرتين من وحدات وجوه السيليكا المتعاقبة ترتبط مع بعضها لتكون السلسلة المزدوجة. وفي هذه الحالة تكون النسبة بين الأوكسجين والسيليكون 4:11 وترتبط السلاسل جانبياً وفوق بعضها البعض لتكون تركيباً مستمراً في الاتجاهات الإحداثية الثلاثة بوساطة عناصر خارجية مثل الكالسيوم والمغنيسيوم .

3- المعادن السيليكاتية الصفيحية :



تشاهد هنا أن ثلاثة ذرات في وحدات رباعي وجوه السيليكا المتجاورة ترتبط مع بعضها لتكون صفيحة مستمرة في اتجاهين إحداثيين ، وتكون النسبة بين الأوكسجين والسيليكون 3:10 .



تتراكم الصفائح فوق بعضها البعض لتكون تركيباً مستمراً في الاتجاهات الإحداثية الثلاثة ويربط الصفائح ببعضها عناصر خارجية مثل البوتاسيوم ، كما هو الحال في معدن الماسكوفايت أو ما يسمى المايكا البيضاء ، أوعنصري الحديد والمغنيسيوم إضافة إلى البوتاسيوم كما هو الحال في معدن البايوتايت أو المايكا السوداء.




4- المعادن السليكاتية الشبكية :

هنا ترتبط جميع ذرات أكسجين و وحدات رباعي وجوه السيليكا المتجاورة مع بعضها لتشكل تركيباً مستمراً في الإتجاهات الإحداثية الثلاثة. وبذلك تبلغ النسبة بين الأوكسجين والسيليكا 1:2, كما هوالحال في معدن الكوارتز SiO2 المكون كلياً من عنصري السيليكون والأوكسجين. والمثال الثاني هو مجموعة معادن الفلسبار ، حيث يحل عنصر الألمنيوم جزئياً محل عنصر السيليكون فيلزم دخول عناصر خارجية إلى البنية التركيبية للمعدن لمعادلة النقص في الشحنة ( الألمنيوم له شحنة ثلاثية موجبة والسيليكون له شحنة رباعية موجبة ) . وقد يكون العنصر هو البوتاسيوم كما في حالة معدن الأورثوكليس KAlSi3O8 وعنصري الكالسيوم والصوديوم كما في حالة معدن البلاجيوكليس (CaNa)AlSi3O8