Silikaattimineraali

Silikaattimineraalit eli silikaatit (< lat. silicium = pii) ovat laaja ja monimuotoinen ryhmä mineraaleja, jotka muodostavat 90 prosenttia maankuoresta^[1] ja joihin kuuluu yli 300 eri mineraalia^[2]. Kemiallisesti ne koostuvat silikaateista, jotka ovat piin ja hapen muodostamia yhdisteitä (esimerkiksi SiO₂ tai SiO₄) ja sisältävät yleensä myös yhtä tai useampaa metallia sekä joskus lisäksi vetyä. Silikaattimineraalit muodostavat maankuoren merkittävimmät kivilajit.

Silikaattimineraalien kiderakenteen perustan muodostavat pii- ja happiatomien muodostamat SiO₄-tetraedrit^[3]. Jokaisen tetraedrin keskipisteessä on piiatomi ja kussakin kärjessä happiatomi. Tetraedrit voivat olla erillään toisistaan tai ne voivat liittyä toisiinsa siten, että kahdella tetraedrillä on yksi yhteinen kärki ja siinä kummallekin tetraedrille yhteinen happiatomi.^[3] Yhteisten happiatomien välityksellä tetraedrit voivat muodostaa monimutkaisiakin rakenteita aina ketjuista renkaiksi ja verkoiksi. Jos vain osa happiatomeista on yhteisiä kahdelle tetraedrille, muodostuvalla rakenteella on negatiivinen sähkövaraus eli kyseessä on anioni. Tällöin sähkötasapainon vuoksi kiteessä on oltava myös positiivisia ioneja eli kationeja, jotka ovat yleensä metalli-ioneja.

Tetraedrien muodostamien rakenteiden perusteella silikaatit voidaan jaotella useiksi ryhmiksi ja niiden alaryhmiksi.

Jalosilikaatit eli nesosilikaatit eli ortosilikaatit sisältävät erillisiä SiO₄-tetraedrejä eli SiO₄^4--ioneja. Niiden rakenne on tiivis ja ne ovat siksi varsin raskaita mineraaleja.

• fenakiittiryhmä: fenakiitti, willemiitti
• oliviiniryhmä: forsteriitti, fayaliitti
• granaattiryhmä: pyrooppi, almandiini, spessartiini, grossulaari, andradiitti, uvaroviitti, hydrogrossulaari
• zirkoniryhmä: zirkoni, toriitti
• Al₂SiO₅-ryhmä: andalusiitti, kyaniitti, sillimaniitti, dumortieriitti, topaasi, stauroliitti
• humiittiryhmä
• datoliitti
• titaniitti

Sorosilikaatit sisältävät erillisiä kaksoistetraedrejä, jotka jakavat yhden happiatomin ja ovat muotoa Si₂O₇^6-.

• hemimorfiitti
• lawsoniitti
• ilvaiitti
• epidoottiryhmä: zoisiitti, klinozoisiitti, epidootti, allaniitti
• vesuvianiitti

Rengas- eli syklosilikaatit koostuvat Si_xO_3x-tetraedrien muodostamista renkaista, joissa on kussakin joko kolme, neljä tai kuusi piihappitetraedria. Jokainen piiatomi jakaa muiden piiatomien kanssa kaksi happiatomiaan.

• aksiniitti
• berylli
• kordieriitti
• turmaliiniryhmä

Ketju- eli inosilikaatit koostuvat ketjuiksi järjestäytyneistä tetraedreistä, joiden atomit ovat sijoittuneet muotoon SiO₃ tai Si₄O₁₁.

• pyrokseeniryhmä
  • enstatiitti-ortoferrosiliittisarja: enstatiitti, bronziitti, hypersteeni, klinohypersteeni
  • pigeoniitti
  • diopsidi-hedenbergiittisarja: diopsidi, hedenbergiitti, johannseniitti, augiitti
  • natriumpyrokseenisarja: jadeiitti, omfasiitti, akmiitti
  • spodumeeniryhmä
• pyroksenoidiryhmä: wollastoniitti, rodoniitti, pektoliitti

• amfiboliryhmä
  • antofylliitti
  • cummingtoniittisarja: cummingtoniitti, gruneriitti
  • tremoliittisarja: tremoliitti, aktinoliitti
  • sarvivälke
  • sädekivi
• natriumamfiboliryhmä: glaukofaani, riebeckiitti, krokidoliitti, asbesti, arfvedsoniitti

Verkko- eli fyllosilikaatit koostuvat Si₂O₅-tetraedrien muodostamista verkoista. Verkkorakenne on vahva, mutta koska verkkojen väliset sidokset ovat heikkoja, lohkeavat mineraalit helposti asematason suunnassa.

• serpentiiniryhmä
• kaoliniittiryhmä
• talkki
• kiilleryhmä
• kloriittiryhmä

Hohka- eli tektosilikaateilla on kolmiulotteinen verkosto SiO₄-tetraedreja, joissa jokainen happiatomi on kahden tetraedrin yhteisessä kärjessä ja sitoutunut suoraan kahteen piiatomiin. Hohkasilikaatteihin kuuluvat mineraalit muodostavat 75 prosenttia maankuoren aineesta, ja ne ovat tavallisesti varsin värittömiä, keveitä sekä kovia mineraaleja.

• kvartsiryhmä
• maasälpäryhmä
• skapoliittiryhmä
• zeoliittiryhmä
• foidiryhmä