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MINERALOGÍA
TEMA 27.5
FILOSILICATOS
ÍNDICE
27.5.1 Características estructurales
27.5.2 Clasificación
Celia
Marcos
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Los filosilicatos son muy importantes desde el punto de vista geológico. Los productos de
meteorización de las rocas y, por lo tanto, los constituyentes de los suelos, tienen en su mayoría el
tipo estructural de los filosilicatos.
Los filosilicatos se caracterizan porque siempre contienen en su estructura grupos OH.
Comprenden los siguientes grupos:
Grupo de la serpentina
Antigorita
Crisotilo
Grupo de las arcillas
Caolinita
Talco
Grupo de la mica
Moscovita
Biotita
Flogopita
Lepidolita
Margarita
Grupo de la clorita
Clorita
Su nombre procede de la palabra griega phyllon = hoja, debido a su hábito hojoso o
escamoso y una dirección de exfoliación dominante. Son blandos y con peso específico bajo.
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27.5.1 CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES
La estructura de los filosilicatos está formada por dos bloques básicos:
1. Capa u hoja tetraédrica, formada por tetraedros SiO4.
2. Capa u hoja octaédrica, que comparten aristas.
• En la capa tetraédrica cada tetraedro comparte tres vértices (3 oxígenos) con los tetraedros
vecinos, formando una capa de extensión indefinida, con fórmula general
• Los vértices no compartidos apuntan hacia el mismo lado. En esta capa la disposición de los
tetraedros es en forma de anillos, con simetría senaria. La capa tetraédrica y la octaédrica
están conectadas.
• La capa octaédrica está constituida por una serie de octaedros que comparten aristas, con
grupos (OH) o con átomos de O en los vértices. Puede contener cationes divalentes o
trivalentes.
• A la capa octaédrica se la denomina capa trioctaédrica porque el balance de cargas se
consigue cuando hay 3 octaedros dentro de cada anillo hexagonal de tetraedros de silicio,
cuando los octaedros contienen iones divalentes, como Mg2+ o Fe2+.
Figura 27.5.1.- Estructura cristalina del talco. Ejemplo de capa trioctaédrica.
• A la capa octaédrica se denomina capa dioctaédrica cuando los octaedros contienen iones
trivalentes como Al3+ o Fe3+. Sólo 2/3 de los octaedros son ocupados. Cel
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os Pas
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Figura 27.5.2.- Estructura cristalina de la moscovita. Ejemplo de capa dioctaédrica.
• Los octaedros de esta capa dioctaédrica son más distorsionados que los de la capa
trioctaédrica, porque las posiciones que están vacantes son más grandes que las posiciones
que las rodean.
• La estructura de los filosilicatos se construyen por apilamientos diferentes de estas dos
capas básicas, trioctaédrica y dioctaédrica.
• El ajuste ideal entre una capa tetraédrica (Si2O5) y una octaédrica requiere que el radio del
catión del octaedro sea de aproximadamente 0,75 Å (algo más pequeño que el Mg2+).
• El desajuste entre las capas provoca que para determinadas composiciones no crezcan
cristales de tamaño grande, como ocurre en los minerales de la arcilla.
• El desajuste entre las capas tetraédrica y octaédrica puede deberse a que el octaedro es más
pequeño que el tetraedro y el ajuste se consigue por:
• Rotación de los tetraedros de Si alrededor de un eje perpendicular a la capa. Caso de
caolinita Al2Si2O5(OH)4 o talco
• Desdoblamiento en trozos a modo de cintas como en sepiolita o paligorskita
• El desajuste puede depender de los cationes que ocupan los octaedros y los tetraedros. El
ajuste puede conseguirse por:
• Ondulación de las capas como en antigorita
• Curvamiento de las capas como en crisotilo
• Aplanamiento de las capas como en lizardita. Cel
ia Marc
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27.5.2 CLASIFICACIÓN DE LOS FILOSILICATOS
Los filosilicatos se clasifican por la forma en que se apilan las capas tetraédricas y las
octaédricas. El apilamiento de capas forma una especie de sandwich. Los tipos son los siguientes:
Tipo 1:1
Tipo 2:1
Tipo 2:1:1
• La repetición de las capas define el espaciado (001) de la celda unidad. Este espaciado se usa
para identificar el tipo de apilamiento.
Tipo 1:1
• La distancia a la que se repiten las capas es de 7 Å
• La unidad consta de dos capas: la tetraédrica de silicio (SiO4) y la octaédrica.
Figura 27.5.3.- Unidad de repetición en filosilicatos tipo 1:1
• Estas capas tienen balance de cargas y están unidas por enlaces débiles.
• El caolín tiene esta estructura, siendo la capa octaédrica dioctaédrica.
La serpentina es trioctaédrica.
Ejemplo:
CAOLINITA (Al2Si2O5(OH)4)
• Cristalografía:
Cristaliza en el sistema cristalino triclínico grupo espacial Pl
a = 5,14 Å, b = 8,93 Å, c = 7,37 Å, α = 91º48´, β = 104º30´, γ = 90º; Z = 2.
• Propiedades físicas:
Color: Blanco aunque a veces presenta tonos azulados, amarillentos etc.
Raya: Blanca
Brillo: Mate térreo o nacarado cuando es cristalino
Dureza: 2 a 2,5
Peso específico: 2,6
Otras: Mineral blando de tacto untuoso
Origen y Yacimientos:
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Como productos de alteración hidrotermal o meteórico de rocas que contienen feldespatos y
moscovita. También en sedimentos a partir de la erosión de rocas ácidas caolinitizadas.
En España existen más de doscientas localidades con explotaciones de caolín que contienen
caolinita, sin embargo las de máxima concentración se encuentran en Lage y Santa Comba (La
Coruña), Jove, Cervo, Foz, Guitiriz (Lugo), La Guardia, Porriño, Tuy (Pontevedra), Grado,
Salas, Candamo, Belmonte y Oviedo (Asturias), Alange, Manchita, Zarza de Alange,
Monterrubio de la Serena (Badajoz), Navas del Pinar (Burgos), Honojosa del Duque (Córdoba),
San Martín de Montalbán (Toledo) y los facies Weald y Utrillas de gran desarrollo en la
Cordillera Ibérica, especialmente en Cuenca, Teruel, Valencia, Zaragoza y Guadalajara.
Tipo 2:1
• La distancia de repetición de las capas es de 10 Å
• La unidad estructural incluye tres capas: una octaédrica entre dos tetraédricas.
Figura 27.5.4.- Unidad de repetición en filosilicatos tipo 2:1
• Las tres capas están unidas por iones alcalinos monovalentes (Na+, K+) mediante enlaces
débiles.
• En el talco, la capa octaédrica es trioctaédrica y no tiene iones entre las capas.
• En los minerales de la arcilla hay cationes y H2O entre las capas y la capa octaédrica es
dioctaédrica en montmorillonita .
En las micas tienen cationes monovalentes entre las capas y en moscovita la capa octaédrica
es dioctaédrica y en flogopita trioctaédrica.
Politipismo en las micas
• En la estructura de las micas dos características son las que dan lugar al politipismo.
• En el sandwich t-o-t, las dos capas de tetraedros, la de abajo y la de arriba tienen sus tetraedros
de manera que los vértices de la de abajo no coinciden con sus opuestos de la capa de arriba.
Esta descompensación hace que exista la coordinación octaédrica en la capa octaédrica.
• La simetría hexagonal de la capa tetraédrica hace que la descompensación pueda estar en
cualquiera de las seis direcciones posibles.
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Figura 27.5.5.- Direcciones posibles de la descompensación de las capas tetraédricas de las micas
El apilamiento de la unidad repetitiva de las capas es diferente y de lugar a 6 politipos
diferentes. El politipo se denomina de acuerdo al número de capas en la unidad de repetición en
el apilamiento y la simetría de la celda unidad.
• monoclínico – M romboédrico (trigonal) - T
• rómbico - O (de orthorombic) hexagonal - H
Figura 27.5.6.- Ejemplos de politipos en micas
Ejemplos:
ARCILLAS
Los minerales de la arcilla son los componentes de grano fino de materiales geológicos,
ocurriendo en su mayor parte como partículas con estructura filosilicato u hoja con diámetros que
abarcan desde unos pocos micrómetros hasta unas pocas centésimas de micrómetro. Tienden a tener
áreas superficiales grandes, a menudo con alta capacidad de intercambio catiónico, alta capacidad
de adsorción y algunas con propiedades de hincharse, todas estas características hacen de las
arcillas materiales muy interesates para el estudio y con propiedades importantes desde el punto de
vista científico y aplicado.
Los minerales de la arcilla son importantes en un número de aplicaciones geológicas como
correlaciones estratigráficas, indicadores de ambiente de deposición y la temperatura para la
generación de hidrocarburos. También forman un componente importante de terrenos donde ejercen
una influencia dominante en la estructura del terreno y nutrición de plantas. En industria, son
usados en taladros barros, recubrimientos y rellenos en la manufactura del papel, cerámica,
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manufactura de ladrillos y tejas y muchas otras aplicaciones. El término "arcilla" en contraste con el
de "mineral de la arcilla" es a menudo una mezcla químicamente muy heterogénea y
estructuralmente compleja de partículas coloides que incluye minerales de arcilla mezclados con
otros minerales de tamaño muy fino como cuarzo, feldespatos, carbonatos, óxidos e hidróxidos de
aluminio y herro y materia orgánica.
BIOTITA (K(Mg,Fe2+)(Al,Fe3+) Si3O10(OH,F)2)
• Cristalografía:
Cristaliza en el sistema cristalino monoclínico grupo espacial C2/c
a = 5,31 Å, b = 9,23 Å, c = 10,18 Å; β = 99º18´; Z = 2
Figura 27.5.7.- formas cristalinas (izquierda) y simetría (derecha) de biotita
• Propiedades físicas:
Color: Generalmente verde oscuro, de pardo a negro. Raras veces amarillo claro. Las hojas finas
tienen un color ahumado
Raya: Blanca
Brillo: Nacarado, vítreo o submetálico
Dureza: 2,5 a 3
Peso específico: 3
Óptica: Fuerte pleocroísmo y birrefringencia. Biáxica negativa
• Origen y Yacimientos:
Es la más común de las micas, entrando como componente principal o accesorio de casi todas
las rocas ígneas, esencialmente de los granitos, dioritas, gabros, sienitas etc.. así como en
numerosas rocas metamórficas.
En España se han encontrado buenos ejemplares en Colmenar Viejo y en general en muchos
lugares de la Sierra de Guadarrama y Somosierra (Madrid) y en los granitos de Vivero (Lugo),
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gneis de Vigo y Redondela (Pontevedra) e Infiesto (Asturias). En San Gervasio y Tibidabo
(Barcelona), en la Sierra de Béjar en el denominado granito del Trampal (Salamanca). En El
Pedroso (Sevilla), Cabo de Gata (Almería), Mar Menor y Cartagena (Murcia).
MOSCOVITA (KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2)
• Cristalografía:
Cristaliza en el sistema cristalino monoclínico grupo espacial C2/c
a = 5,19 Å, b = 9,04 Å, c = 20,08 Å, β = 95º30´; Z = 4
Figura 27.5.8.- formas cristalinas (izquierda) y simetría (derecha) de moscovita
• Estructura cristalina:
Figura 27.5.9.- Estructura cristalina de moscovita
• Propiedades físicas:
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Color: Transparente e incoloro, si bien en bloques gruesos puede ser traslúcida con tonalidades
claras amarillas, pardas, verdes o rojas.
Raya: Incolora o blanca
Brillo: Vítreo a sedoso o perlado
Dureza: 2 a 2,5
Peso específico: 2,8
Otras: Fácil exfoliación y elasticidad.
• Origen y Yacimientos:
Como componente de muchas rocas eruptivas, así como en granitos. También en rocas
metamórficas como gneises, pizarras, micacitas, corneanas, así como sus correspondientes
sedimentarias como areniscas, argilitas etc... Los mayores cristales aparecen en pegmatitas.
En España aparece en Martínez (Ávila), con aspecto fibroso. Las minas más importantes son
las de Garcirrey en Salamanca. Grandes láminas se encuentran en Presqueira (Orense), Meis,
Jesteira, Villagarcía de Arosa, Puenteáreas, Salvatierra de Miño (Pontevedra), Valadouro y
Muras (Lugo). En Fuentenebró (Burgos), en general en toda la Sierra de Guadarrama (Madrid)
y en las pegmatitas del coto Carbonell Fuenteovejuna (Córdoba). En Morón de la Frontera
(Sevilla) (en el denominado Cerro del Imán), en el gneis cordierítico de Istán y Marbella
(Málaga) y en Valencia de Alcántara (Cáceres). En Cataluña se encuentra principalmente en
Lenz, Cabo de Creus, Tibidabo y Pirineos especialmente en Bosost (Lérida).
TALCO (Mg3Si4O10(OH)2)
• Cristalografía:
Cristaliza en el sistema monoclínico; grupo espacial C2c
a = 5,27 Å, b = 9,12, c = 18,85 Å, β = 100º; Z = 4
• Estructura cristalina:
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Figura 27.5.10.- Estructura cristalina de talco
• Propiedades físicas:
Color: Verde pálido, blanco, negro, rosado y amarillento
Raya: Blanca o más clara que el color en sus variedades verdes
Brillo: Craso, céreo o sedoso, a veces nacarado en fresco
Dureza: De 1 a 1,5
Peso específico: de 2,6 a 2,7
Óptica: Birrefringencia fuerte. Biáxico negativo.
• Origen y Yacimientos:
Hidrotermal formado a partir de rocas ultrabásicas. Por metasomatismo silíceo de dolomías.
En España los principales yacimientos se encuentran en Puebla de Lillo (León), Lucar,
Somontín y Tíjola (Almería), Serranía de Ronda, Mijas, Ojén, Benahavís, Marbella, Fuengirola
(Málaga), La Bajol y Massanet de Cabrenys (Gerona). Con menor importancia existe talco en
diversos puntos de la Sierra de Guadarrama, como Colmenar del Arroyo, Horcajuelos y Puerto
de la Cruz Verde (Madrid).
Tipo 2:1:1
• La distancia de repetición de las capas es de 14 Å
• La unidad estructural incluye cuatro capas: una octaédrica de brucita y otra octaédrica de
gibbsita o de brucita entre dos tetraédricas.
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Figura 27.5.11.- Unidad de repetición en filosilicatos tipo 2:1:1
• Estas estructuras multicapa están unidas por cationes alcalinos (Na+, K+) mediante enlaces
débiles. Esta estructura la tienen los minerales del grupo de la Clorita.
Ejemplo:
CLORITAS
Los minerales de este grupo recuerdan por sus propiedades a las micas. Cristalizan en el
sistema monoclínico, poseen una exfoliación perfecta, baja dureza y pequeño peso específico. La
mayoría de ellos se distinguen por su coloración verde, lo que les ha dado su denominación (en
griego "chloros" quiere decir verde).
Existe un gran número de nombres para las distintas variedades de cloritas según su composición
química.
Las cloritas son aluminosilicatos, principalmente de Mg, Fe2+ y Al, en parte de Ni, Fe3+ y Cr3+.
Muy individualizadas en el aspecto cristalográfico, las especies minerales ricas en Mg se
denominan ortocloritas.
Las especies minerales coloformas, ricas en hierro y de composición inconstante en muchos
casos, constituyen un subgrupo especial de aluminoferrosilicatos bajo el nombre general de
leptocloritas.
Se puede considerara que las cloritas responden a la fórmula general A4-6Z4O10(OH,O)2, donde:
A = Al, Fe2+, Fe3+, Li, Mg, Mn2+, Ni, Zn
Z = Al, B, Fe3+, Si
La estructura cristalina Celia
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Figura 27.5.12.- Estructura cristalina de clorita
Ejemplos son:
Chamosita ((Fe2+,Mg,Fe3+)5Al(Si3Al)O10(OH,O)8)
Clinocloro ((Mg,Fe2+)5Al(Si3Al)O10(OH)8)
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