Piroxeno

Erro al crear miniatura:

Piroxeno

Els piroxenos són un important grup de silicats que formen part de moltes roques ígneas i metamòrfiques. El seu nom prové de les paraules "piro" i "xeno" del grec antic que signifiquen "fòc" i "estrany". Este nom li'l va donar René Just Haüy degut a que este considerava la seua ocurrència en lavas com alguna cosa alié. Els pioxenos tenen la següent fòrmula general Plantilla:Chem2, a on X representa calcio (Ca), sodi (Na), ferro (Fe(II)) o magnesi (Mg) i més rarament zinc, manganeso o liti, i I representa ions de menor tamany, tals com a s cromo (Cr), alumini (Al), magnesi (Mg), cobalt (Co), manganeso (Mn), escandio (Sc), titani (Tu), vanadi (V) o inclusivament ferro (Fe(II) o Fe(III)).

Característiques químiques i físiques

Tenen una estructura comuna que consistix en cadenes simples de tetraedres de sílice. La seua fòrmula general és XY(Si, Al)₂O₆, a on "X" representa calcio, sodi, ferro²⁺, manganeso, liti o magnesi, i "I" representa ions de menor tamany com el cromo, alumini, ferro²⁺, ferro³⁺, magnesi, manganeso o titani. Entre els diferents piroxenos segons la seua química existix una gran cantitat de miscibilidad. Les varietats riques en ferro, magnesi i calcio són les més comunes.

De lluentor vítreo, són inalterables pel àcit clorhídric. Els piroxenos en ferro són obscurs, els que carixen d'este element solen ser blancuzcos, grisos o de color vert clar. Els piroxenos solen ocórrer en forma prismàtica o com chicotetes agulles. En la seua apariència i química tenen una semblança als anfíbols pero els piroxenos es diferencien per carir d'hidroxilo (OH) en la seua estructura cristalina i carir elloc "A" dels anfíboles per lo que no poden acomodar grans elements alcalinos. Una atra diferència més fàcil de detectar és que els piroxenos tenen un pla d'exfoliació aproximadament en 93° i 87°, mentres que el anfíbol els té als 56° i 124°.

Segons la seua simetria els piroxenos es subdividen en orto i clinopiroxenos. Els primers són ortorrómbicos i els segons monoclínics.

Estructura

Els piroxenos són els minerals de silicat de cadena simple més comunes. (L'únic un atre grup important de silicat de cadena simple, els piroxenoides, són molt manco comunes). La seua estructura consistix en cadenes parals de tetraedres de sílice en càrrega negativa units per cationes metàlics. En atres paraules, cada ion de silici d'un cristal de piroxeno està rodejat per quatre ions d'oxigen que formen un tetraedre al voltant del ion de silici relativament chicotet. Cada ion de silici compartix dos ions d'oxigen en ions de silici veïns en la cadena.

Els tetraedres de la cadena estan tots orientats en la mateixa direcció, de modo que hi ha dos ions d'oxigen en una cara de la cadena per cada ion d'oxigen en l'atra cara de la cadena. Els ions d'oxigen de la cara més estreta es denominen ions d'oxigen apicals. Els parells de cadenes estan units en les seues cares apicals per cationes I, i cada catión I està rodejat per sis ions oxigen. Els parells de cadenes simples resultants s'han comparat a voltes en voltons en I. Els voltons I s'entrellacen, en cationes X adicionals que unixen les cares externes dels voltons I als voltons I veïnes i proporcionen l'equilibri de càrrega restant. Esta unió és relativament dèbil i conferix als piroxenos el seu escissió característica.

• Erro al crear miniatura:
  Una cadena simple de tetraedres de silici vista en la direcció [100]
• 
  Una cadena de tetraedres de silici vista en la direcció [010]
• 
  Estructura de piroxeno vista a lo llarc de les cadenes de sílice. Els «fas en I» apareixen en vert. Els ions de silici estan sobredimensionar per a resaltar les cadenes de silici.

Classificació

Erro al crear miniatura:

El cuadrilatero dels piroxenos ilustra la nomenclatura de les solucions sòlides dels piroxenos de calcio, magnesi i ferro.

El grup dels piroxenos inclou dos subgrups, depenent del sistema de cristalisació. Els clinopiroxenos cristalizan en sistema monoclínic (com l'augita, el diópsido i l'espodumena), mentres que els ortopiroxenos ho fan en l'ortorrómbico (com la broncita, l'enstatita i l'hiperstena).

Clinopiroxenos

Nom del mineral	fòrmula química
Egirina	NaFe3+Si2O6
Augita	(Ca, Mg, Fe)2(Si, Al)2O6
Clinoenstatita	MgSiO3
Clinoferrosilita	Fe2+SiO3
Cosmocloro	NaCrSi2O6
Diópsido	CaMgSi2O6
Onfacita	(Ca,Na)(Mg,Fe,Al)Si2O6
Esseneita	CaFe3+AlSiO6
Grossmanita	CaTi3+AlSiO6
Hedenbergita	CaFe2+Si2O6
Jadeíta	NaAlSi2O6
Jervisita	NaScSi2O6
Johannsenita	CaMn2+Si2O6
Kanoíta	MnMg(SiO3)2
Kushiroita	CaAl(AlSiO6)
Namansilita	NaMn3+Si2O6
Natalyita	NaV3+Si2O6
Petedunnita	CaZnSi2O6
Pigeonita	(Mg, Fe, Ca)SiO3
Espodumena	LiAlSi2O6
Wollastonita	CaSiO3 - Ca3(Si3O9)

Ortopiroxenos

Nom del mineral	fòrmula química
Donpeacorita	Mn2+Mg(SiO3)2
Enstatita	MgSiO3
Ferrosilita	(Fe2+)2(SiO3)2
Hiperstena	(Fe, Mg)2Si2O6
Broncita	(Mg,Fe)SiO3

Erro al crear miniatura:

Cristal d'augita en una roca plutònica.

Paragénesis

Els piroxenos formen part de moltes roques ígneas i metamòrfiques. En roques ígneas els piroxenos es formen en magmas a temperatures de 1000 a 1300 °C sent una de les primeres fases en cristalizar. La seua ràpida meteorización fa que no solga formar part de roques sedimentarias. Algunes de les roques ígneas a on se sol trobar piroxeno són el basalt, el gabro i la peridotita.

En sistemes ígneos es pot formar enstatita quan olivino en un magma entra en contacte en cuarzo o el seu constituent SiO₂, components que no poden normalment coexistir en equilibri químic. Dita situació s'expressa en la següent reacció química:

$M{g}_{2}Si{O}_4(olivino)+Si{O}_2(silice)\to M{g}_{2}S{i}_2{O}_6(enstatita)$

L'onfacita, un piroxeno de sodio y aluminio, se halla solamente en eclogitas, rocas que han sufrido metamorfisme de muy alta temperatura y presión. les eclogitas que contienen onfacita se pueden encontrar en zonas de subducció exhumades. En Sudáfrica se han hallado nódulos d'eclogita con onfacita en peridotitas en chimeneas de kimberlita.

el diopsido suele hallarse en rocas ricas en calcio, como la caliza y la dolomía, que han sufrido metamorfisme de contacto (también llamado metamorfisme termal) o metamorfisme regional. En zonas de skarn el diopsido es generado por metamorfisme de contacto y está asociado a la wollastonita, vesuvianita, grosularia y tremolita. La reacció química que genera diopsido durante el metamorfisme de contacto de rocas ricas en calcio es un proceso de decarbonatización que puede expresarse en la siguiente fórmula:

• $CaMg(C{O}_3{)}_2(dolomita)+Si{O}_2(silice)\to CaMgS{i}_2{O}_6(diopsido)+2C{O}_2(dioxidodecarbono)$

Una atra varietat de piroxeno que es pot formar durant metamorfisme de contacte és l'hedenbergita, apareix quan sediment rics en ferro sofrixen este procés.

Meteorización

La meteorización química del piroxeno produïx minerals de l'argila com a producte final. Sent que els minerals argila són heterogéneus cal dir que la composició de dits minerals va a dependre de la composició inicial del piroxeno. Es considera que en les fases inicials de meteorización estan regulades per l'estructura del piroxeno i que es produïxen biopiribols complexos. En un estudi particular es va observar la transformació de piroxeno en estructures similars a talc per en ferro. En el mateix estudi es va poder vore que les estructures similars a talc se separaven del ferro en etapes alvançades de meteorización produint òxits de ferro i talc pur a escala microscòpica.

La meteorización i alteració d'augita pot produir tant anfíboles actinolíticos (uralíticos) com clorita i més rarament epidota i carbonats. Els anfíboles actinolíticos produïts per l'alteració ocorren comunament en forma d'agregats de chicotets cristals prismàtics encara que també més infrecuentemente en forma d'un sol cristal. L'alteració de l'augita sol iniciar-se en les seues vores o en les zones d'exfoliació produint chicotetes àrees motejades de piroxeno desteñido en diminutes plaques d'anfíbol.

Use

Els piroxenos tenen diverses aplicacions en varis camps. Són minerals versàtils en aplicacions que van des de l'investigació científica fins a l'indústria, eixercitant un paper fonamental en múltiples disciplines. En la geologia i mineralogia, els piroxenos són importants en la classificació de roques ígneas i metamòrfiques. La seua presència i tipo ajuden a entendre l'història geològica d'una regió. També s'utilisen en la fabricació de ceràmiques i vidres, per la seua alta resistència a la calor i propietats mecàniques. En la producció d'acer i metals no ferrosos, els piroxenos poden actuar com fundentes, ajudant a eliminar impurees.

Alguns piroxenos s'utilisen com agregats en concret i atres materials de construcció, aprofitant la seua durabilitat i resistència. El seu estudi permet obtindre informació sobre processos geològics, com la formació de magma i l'evolució de la corfa terrestre. Alguns piroxenos tenen propietats piezoelèctricas i s'investiguen per al seu us en dispositius electrònics.

Eixemples

L'augita, és comuna en roques ígneas com basalts i s'utilisa com agregat en la construcció per la seua resistència. Ademés s'incorpora en la fabricació de ceràmiques i esmalts. L'augita pot aportar tons obscurs i matisos verts als esmalt, lo que la fa atractiva per a certs dissenys estètics. Ajuda a aumentar l'estabilitat tèrmica dels esmalt, lo que és essencial per a soportar altes temperatures durant el procés de cocció sense badar-se o deformar-se. Contribuïx a la resistència mecànica de l'esmalt, millorant la seua capacitat per a resistir el desgast i l'impacte; i també facilita la fusió de l'esmalt durant la cocció, assegurant una bona vitrificació i una superfície suau i lluenta; ademés es mescla be en atres components d'esmalt, com a feldespat i sílice, lo que permet una formulació més versàtil i efectiva. el diópsido és utilisat en la producció de porcelana i escurada per la seua alta temperatura de fusió i estabilitat química. Per una atra part la diópsido d'alta calitat es talla com pedra preciosa, coneguda com "jade de diópsido". El diópsido de calitat gema es troba en dos formes: diópsido d'estrela negra i diópsido de cromo (que inclou cromo, lo que li conferix un intens color vert). En un valor de 5,5-6,5 en l'escala de Mohs, el diópsido de cromo és relativament bla al rayado. Pel color vert intens de la gema, a voltes li les denomina esmeraldes siberianas, encara que a nivell gemològic no tenen res que vore, sent l'esmeralda una pedra preciosa i el diópsido una pedra semipreciosa.

L'hedenbergita, s'utilisa en la producció d'acer i en la fabricació d'aleacions per la seua capacitat per a actuar com fundente ajudant a reduir la temperatura de fusió de les impurees presents en el mineral de ferro i facilitant la seua eliminació. Ajuda a millorar la calitat de l'acer en actuar en l'escoria, eliminant impurees com el sofre i el fòsfor que poden afectar les propietats mecàniques de l'acer. Ademés la presència d'hedenbergita pot influir en la composició química de l'acer, permetent un major control sobre la concentració d'elements desijats i no desijats. En reduir la temperatura de fusió, es disminuïx el consum d'energia durant el procés de producció, lo que pot traduir-se en costs operatius més baixos. La hedenbergita pot ser utilisada en diferents etapes del procés de producció d'acer, des de la fundició fins al refinament; i en millorar l'eficiència del procés i reduir residus, l'us d'hedenbergita pot contribuir a pràctiques més sostenibles en l'indústria de l'acer. L'enstatita s'ampra en la producció de vidre especial, ya que millora la resistència tèrmica del producte final; i s'estudia per a entendre la formació de certs tipos de roques i la seua evolució.

la jadeita és molt valorada com a pedra preciosa en joyeria, especialment en la cultura asiàtica, i s'utilisa per a fer esculturas i objectes decoratius. L'egirina es troba en roques ígneas i metamòrfiques i ajuda a identificar ambients de formació de roques. El seu estudi pot proporcionar informació sobre les condicions de pressió i temperatura en les que es varen formar les roques.

Enllaços externs

• Associació Mineralògica Internacional