Feldespato

Summary

Los feldespatos son un grupo de minerales tecto y aluminosilicatos que corresponden en volumen a un 60 % de la corteza terrestre.[1][2]​ La composición de los feldespatos constituyentes de rocas corresponde a un sistema ternario compuesto de ortoclasa (KAlSi3O8), albita (NaAlSi3O8) y anortita (CaAl2Si2O8).[1][2]​ Los feldespatos con una composición química entre anortita y albita se llaman plagioclasas, en cambio, los feldespatos con una composición entre albita y ortoclasa se llaman feldespatos alcalinos.[1]

Feldespato
General
Categoría Minerales tectosilicatos
Clase 9.FA.30 (Strunz)
Fórmula química genérica del grupo: (K,Na,Ca,Ba,NH4)(Si,Al)4O8
Propiedades físicas
Color variado
Lustre mate
Dureza 6 (Mohs)
Variedades principales
Heliolita  

El feldespato es un componente esencial de muchas rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas de tal modo que muchas de estas rocas se clasifican según su contenido de feldespato.[1]

La estructura de los feldespatos se puede describir como un armazón de silicio y aluminio con bases álcali y metales alcalinotérreo en los espacios vacíos.[3]

Tipos

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Se dividen en los grupos siguientes:

Composiciones

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El grupo de los feldespatos está formado por tectosilicatos, minerales de silicato en los que los iones de silicio están unidos por iones de oxígeno compartidos para formar una red tridimensional. Las composiciones de los elementos principales en los feldespatos comunes pueden expresarse en términos de tres miembros finales:

Las soluciones sólidas entre el feldespato K y la albita se denominan feldespato alcalino.[1]​ Las soluciones sólidas entre la albita y la anortita se denominan plagioclasa,[1]​ o, más propiamente, feldespato plagioclasa. Sólo se produce una solución sólida limitada entre el feldespato K y la anortita, y en las otras dos soluciones sólidas, la inmiscibilidad se produce a temperaturas comunes en la corteza terrestre. La albita se considera tanto un feldespato plagioclásico como alcalino. La proporción entre feldespato alcalino y feldespato plagioclasa, junto con la proporción de cuarzo, es la base de la Diagrama QAPF de las rocas ígneas.[5][6][7]​ La plagioclasa rica en calcio es el primer feldespato que cristaliza de un magma en enfriamiento, pero la plagioclasa se hace cada vez más rica en sodio a medida que continúa la cristalización. Esto define las Series de Bowen continuas. El feldespato K es el último feldespato que cristaliza del magma.[8][9]

Feldespatos alcalinos

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Los feldespatos alcalinos se agrupan en dos tipos: los que contienen potasio en combinación con sodio, aluminio o silicio; y aquellos en los que el potasio se sustituye por bario. Entre los primeros se incluyen:

Los feldespatos potásicos y sódicos no son perfectamente miscibles en el fundido a bajas temperaturas, por lo que las composiciones intermedias de los feldespatos alcalinos sólo se dan en ambientes de temperaturas más altas.[13]​ La sanidina es estable a las temperaturas más altas, y el microclino a las más bajas.[10][11]Pertita es una textura típica en los feldespatos alcalinos, debida a la exsolución de composiciones contrastadas de feldespatos alcalinos durante el enfriamiento de una composición intermedia. Las texturas pertíticas en los feldespatos alcalinos de muchos granitos pueden verse a simple vista.[14]​ Las texturas micropertíticas de los cristales son visibles con un microscopio óptico, mientras que las texturas criptopertíticas sólo pueden verse con un microscopio electrónico.

Feldespato amónico

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La Buddingtonita es un feldespato amónico cuya fórmula química es: NH4AlSi3O8.[15]​ Es un mineral asociado a la alteración hidrotermal de los minerales feldespáticos primarios.

Feldespatos de bario

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Los feldespatos de bario se forman como resultado de la sustitución del potasio por bario en la estructura mineral. Los feldespatos de bario se clasifican a veces como un grupo separado de feldespatos,[16]​ y a veces se clasifican como un subgrupo de feldespatos alcalinos.[17]

Los feldespatos de bario son monoclínicos e incluyen los siguientes:

Feldespatos de plagioclasa

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Los feldespatos plagioclasa son triclínicos. La serie de plagioclasa es la siguiente (con porcentaje de anortita entre paréntesis):

Las composiciones intermedias de feldespato plagioclasa también pueden exsolver a dos feldespatos de composición contrastada durante el enfriamiento, pero la difusión es mucho más lenta que en el feldespato alcalino, y los intercrecimientos resultantes de dos feldespatos son típicamente de grano demasiado fino para ser visibles con microscopios ópticos. Los huecos de inmiscibilidad en la solución sólida de plagioclasa son complejos en comparación con el hueco en los feldespatos alcalinos. El juego de colores visible en algunos feldespatos de composición labradorita se debe a una lamellae de exsolución de grano muy fino conocida como intercrecimiento de Bøggild. La gravedad específica en la serie de la plagioclasa aumenta de albita (2,62) a anortita (2,72-2,75).

Estructura

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La estructura de un cristal de feldespato se basa en tetraedros de aluminosilicato. Cada tetraedro está formado por un ion de aluminio o silicio rodeado por cuatro iones de oxígeno. Cada ion de oxígeno, a su vez, es compartido por un tetraedro vecino para formar una red tridimensional. La estructura puede visualizarse como largas cadenas de tetraedros de aluminosilicato, a veces descritas como cadenas de cigüeñal porque su forma es retorcida. Cada cadena de cigüeñal se une a las cadenas de cigüeñal vecinas para formar una red tridimensional de anillos de cuatro miembros fusionados. La estructura es lo suficientemente abierta como para que los cationes (normalmente sodio, potasio o calcio) encajen en la estructura y proporcionen un equilibrio de carga.[20]

Etimología

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El nombre feldespato deriva del alemán Feldspat, un compuesto de las palabras Feld ("campo") y Spat ("escama"). Spat, en español espato, se había utilizado durante mucho tiempo como la palabra para "una roca fácilmente escindida en copos"; Feldspat se introdujo en el siglo XVIII como un término más específico, refiriéndose quizás a que aparecía en las rocas encontradas en los campos (Urban Brückmann, 1783) o en "campos" dentro del granito y otros minerales (René-Just Haüy, 1804).[21]

Meteorización

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La meteorización química de los feldespatos se produce por hidrólisis y da lugar a minerales arcillosos como la illita, la esmectita y la caolinita. La hidrólisis de los feldespatos comienza con la disolución del feldespato en agua, lo que ocurre mejor en soluciones ácidas o básicas y peor en las neutras.[22]​] La velocidad a la que se meteorizan los feldespatos depende de la rapidez con la que se disuelven.[22]​ El feldespato disuelto reacciona con iones H+ u OH y precipita arcillas. La reacción también produce nuevos iones en solución, con la variedad de iones controlada por el tipo de feldespato que reacciona.

La abundancia de feldespatos en la corteza terrestre hace que las arcillas sean productos de la meteorización muy abundantes.[23]​ Alrededor del 40% de los minerales de las rocas sedimentarias son arcillas, y las arcillas son los minerales dominantes en las rocas sedimentarias más comunes, los lodos.[24]​ También son un componente importante de los suelos.[24]​ El feldespato que ha sido sustituido por arcilla tiene un aspecto calcáreo en comparación con los granos de feldespato no meteorizados, más cristalinos y vidriosos.[25]

Los feldespatos, especialmente los de plagioclasa, no son muy estables en la superficie terrestre debido a su alta temperatura de formación.[24]​ Esta falta de estabilidad es la razón por la que los feldespatos se meteorizan fácilmente hasta convertirse en arcillas. Debido a esta tendencia a erosionarse con facilidad, los feldespatos no suelen predominar en las rocas sedimentarias. Las rocas sedimentarias que contienen grandes cantidades de feldespato indican que el sedimento no sufrió mucha meteorización química antes de ser enterrado. Esto significa que probablemente fue transportado a corta distancia en condiciones frías y/o secas que no favorecieron la meteorización, y que fue rápidamente enterrado por otros sedimentos.[26]​ Las areniscas con grandes cantidades de feldespato se denominan arcosas.[26]

Aplicaciones

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El feldespato es una materia prima común utilizada en la fabricación de vidrio y cerámica y, en cierta medida, como relleno y diluyente en pinturas, plásticos y caucho. En Estados Unidos, alrededor del 66% del feldespato se consume en la fabricación de vidrio, incluidos los envases de vidrio y la fibra de vidrio. El resto se destina a la cerámica (aislantes eléctricos, sanitarios, vajillas y azulejos) y a otros usos, como relleno.[27]

Vidrio: El feldespato aporta K2O y Na2O para fundir, y Al2O3 y CaO como estabilizantes. Como fuente importante de Al2O3 para la fabricación de vidrio, el feldespato se valora por su bajo contenido en hierro y minerales refractarios, su bajo coste por unidad de Al2O3, la ausencia de volátiles y la ausencia de residuos.[28]

Cerámica: Los feldespatos se utilizan en la industria cerámica como fundente para formar una fase vítrea en las pastas durante la cocción y favorecer así la vitrificación. También se utilizan como fuente de álcalis y alúmina en los esmaltes.[28]​ La composición del feldespato en las distintas formulaciones cerámicas varía en función de diversos factores, como las propiedades de cada material, las demás materias primas y los requisitos de los productos acabados. Sin embargo, las adiciones típicas incluyen: vajillas, del 15% al 30% de feldespato; porcelanas eléctricas de alta tensión, del 25% al 35%; sanitarios, 25%; azulejos de pared, del 0% al 10%; y porcelana dental hasta el 80% de feldespato.[29]

Ciencias de la tierra: En ciencias de la tierra y arqueología, los feldespatos se utilizan para la datación por argón-potasio, argón-argón y luminiscencia.[cita requerida]

Uso menor: algunos limpiadores domésticos utilizan feldespato para proporcionar una suave acción abrasiva.[30]

Imágenes

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Referencias

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  1. a b c d e f Feldspar. What is Feldspar? Industrial Minerals Association. Retrieved on July 18, 2007.
  2. a b feltspat Store norske leksikon. Revisado el 17 de enero de 2011.
  3. Smith, Joseph V. y Brown, William L. 1988. Feldspar Minerals. Segunda edición. Springer-Verlag. p. 4.
  4. a b c Feldespato. ¿Qué es el feldespato? Asociación de Minerales Industriales. Recuperado el 18 de julio de 2007.
  5. Le Bas, M. J.; Streckeisen, A. L. (1991). «La sistemática de rocas ígneas de la IUGS». Journal of the Geological Society 148 (5): 825-833. Bibcode:..825L 1991JGSoc.148 ..825L. S2CID 28548230. 
  6. «Esquema de clasificación de rocas - Vol 1 - Ígneas». British Geological Survey: Rock Classification Scheme 1: 1-52. 1999. Archivado desde el original el 9 de octubre de 2022. 
  7. Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principios de petrología ígnea y metamórfica (2nd edición). Cambridge, UK: Cambridge University Press. pp. 139-143. ISBN 9780521880060. 
  8. Bowen, N.L. (1956). La evolución de las rocas ígneas. Canada: Dover. pp. 60-62. 
  9. Klein, Cornelis; Hurlbut, Cornelius S. Jr. (1993). Manual de mineralogía : (según James D. Dana) (21ª edición). Nueva York: Wiley. p. 559. ISBN 047157452X. 
  10. a b "The Mineral Orthoclase". Feldspar Amethyst Galleries, Inc. Recuperado el 8 de febrero de 2008.
  11. a b "Feldespato Sanidina". Feldespato Amethyst Galleries, Inc. Recuperado el 8 de febrero de 2008.
  12. "Feldespato microclina". Feldespato Amethyst Galleries, Inc. Recuperado el 8 de febrero de 2008.
  13. Klein y Hurlbut, 1993.
  14. Ralph, Jolyon y Chou, Ida. "Perthite". Perfil de Perthita en mindat.org. Recuperado el 8 de febrero de 2008.
  15. «Buddingtonita». 
  16. Error en la cita: Etiqueta <ref> no válida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas DeerHowieZussman2001
  17. «Feldspar Group». mindat.org. Consultado el 4 de julio de 2021. 
  18. Celsian-orthoclase series on Mindat.org.
  19. Celsian-hyalophane series on Mindat.org.
  20. Klein y Hurlbut, 1993, pp. 533-534.
  21. Hans Lüschen (1979). Die Namen der Steine. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache (en alemán) (2da. edición). Thun: Ott Verlag. p. 215. ISBN 3-7225-6265-1. 
  22. a b Blum, Alex E. (1994), «Feldspars in Weathering», en Parsons, Ian, ed., Feldspars and their Reactions, NATO ASI Series (en inglés) (Dordrecht: Springer Netherlands): 595-630, ISBN 978-94-011-1106-5, doi:10.1007/978-94-011-1106-5_15, consultado el 18 de noviembre de 2020 .
  23. Hefferan, Kevin; O'Brien, John (2010). Earth Materials. Wiley-Blackwell. pp. 336–337. ISBN 978-1-4443-3460-9. 
  24. a b c Nelson, Stephen A. (Fall 2008). «Weathering & Clay Minerals». Professor's lecture notes (EENS 211, Mineralogy). Tulane University. Consultado el 13 de noviembre de 2008. 
  25. Earle, Steven (September 2015). «5.2 Chemical Weathering». Physical Geology. BCcampus. 
  26. a b «Arkose». www.mindat.org. Consultado el 18 de noviembre de 2020. 
  27. Apodaca, Lori E. Feldspar and nepheline syenite, USGS 2008 Minerals Yearbook
  28. a b 'Industrial Minerals & Rocks - Commodities, Markets And Uses' J. E. Kogel. Society For Mining, Metallurgy And Exploration, 2006. Pg. 458
  29. 'Industrial Ceramics' F.Singer, S.S.Singer. Chapman & Hall, 1971
  30. Neufeld, Rob (4 de agosto de 2019). «Visiting Our Past: Feldspar mining and racial tensions». Asheville Citizen-Times. Consultado el 4 de agosto de 2019. 
  31. Brown, Dwayne (30 de octubre de 2012). «NASA Rover's First Soil Studies Help Fingerprint Martian Minerals». NASA. Archivado desde el original el 3 de junio de 2016. Consultado el 31 de octubre de 2012. 

Enlaces externos

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  • Más información sobre el feldespato y otros minerales industriales.
  • Guía de Minerales Industriales (AINDEX) «Guía de Minerales Industriales».
  •   Datos: Q170258
  •   Multimedia: Feldspar / Q170258