CHEMIE
Silicaten — De 90%-familie
Silicaatmineralen vormen ongeveer 90% van de aardkorst. De zes structuurklassen — neso-, soro-, cyclo-, ino-, phyllo- en tectosilicaten — uitgelegd voor verzamelaars.
De structuurklassen
Nesosilicaten — geïsoleerde tetraëders (olivijn, Granaat, zirkoon, kyaniet). Sorosilicaten — twee tetraëders die één zuurstofatoom delen (Epidoot, hemimorfiet). Cyclosilicaten — ringen (toermalijn, beryl, cordieriet). Inosilicaten — enkele ketens (pyroxenen) of dubbele ketens (amfibolen). Fyllosilicaten — lagen (mica’s, talk, kleisoorten, kaoliniet). Tectosilicaten — driedimensionale roosters (kwarts, veldspaat, zeolieten, de meest voorkomende gesteentevormende mineralen).
Waarom dit van belang is voor verzamelaars
Elke structuurklasse heeft kenmerkende eigenschappen, splijtvlakken en optische eigenschappen. Fyllosilicaten splijten altijd in één richting (het blad) — mica’s laten zich afpellen tot perfecte basisplaten. Inosilicaat-amfibolen splijten parallel aan de ketens, wat resulteert in de klassieke hoeken van 56°/124° tussen de splijtvlakken. Tectosilicaat-kwarts vertoont helemaal geen splijting, omdat het raamwerk volledig onderling verbonden is.
Veelvoorkomende soorten met een gemeenschappelijke verzamelaar
Granaat (nesosilicaat). Zirkoon (nesosilicaat). Toermalijn (cyclosilicaat). Beryl — smaragd, Aquamarijn, morganiet (cyclosilicaat). Pyroxeengroep — augiet, diopsiet, spodumeen (inosilicaat). Amfiboolgroep — hoornblende, tremoliet (inosilicaat). Mica-groep — biotiet, Muscoviet, lepidoliet (fyllosilicaat). Kwarts — alle variëteiten (tectosilicaat). Veldspaatgroep — orthoklaas, plagioklaas (tectosilicaat).
Waarom het SiO₄-tetraëder de hoofdsleutel is
Elk silicaat is een variant op één enkele bouwsteen: één klein siliciumatom dat zich bevindt te midden van vier zuurstofatomen op de hoeken van een tetraëder. Aangezien silicium en zuurstof de twee meest voorkomende elementen in de aardkorst zijn, komt deze eenheid overal voor, en is de binding tussen beide elementen sterk — vandaar dat silicaten over het algemeen hard, duurzaam en beter bestand tegen verwering zijn dan carbonaten of sulfiden.
De zes klassen zijn simpelweg zes antwoorden op één vraag: hoeveel hoeken deelt elke tetraëder met zijn buren? Als er geen hoeken worden gedeeld, ontstaan geïsoleerde eenheden (nesosilicaten); als alle vier de hoeken worden gedeeld, ontstaat een doorlopend raamwerk (tectosilicaten); de overige klassen bevinden zich daartussenin in de vorm van paren, ringen, ketens en lagen. Zodra u die ene glijdende schaal van het delen van hoeken tot u hebt genomen, valt de hele familie op zijn plaats in uw hoofd.
Hoe de structuur bepalend is voor de splitsing en de groeiwijze
Het verband tussen klasse en fysisch gedrag is duidelijk genoeg om in de praktijk te worden toegepast. Laagsilicaten (fyllosilicaten) splijten langs het vlak van hun lagen, waardoor mica’s in buigzame plaatjes uiteenvallen en talk glad aanvoelt. Kettingsilicaten (inosilicaten) splijten langs de richting van hun ketens, wat de kenmerkende tweerichtingssplijting oplevert van pyroxenen bij ongeveer 90° en van amfibolen bij ongeveer 56°/124° — een enkele waarneming die de twee groepen van elkaar onderscheidt.
Rakensilicaten vertonen geen gemakkelijke splijting omdat de bindingen in alle richtingen gelijkmatig verlopen: kwarts breekt schelpvormig in plaats van te splijten, terwijl veldspaten twee duidelijke splijtvlakken vertonen die worden bepaald door zwakke punten in het raamwerk. Een veelvoorkomende misvatting is dat ‘geen splijting’ duidt op een slecht gekristalliseerd mineraal; bij tectosilicaten is het juist een teken van de sterkste, meest volledig verbonden structuur die er bestaat.
Opmerkelijke silicaatvondsten uit Chinese vindplaatsen
Chinese mijnen leveren enkele van de meest gewilde silicaten op de markt, die tot verschillende van de zes klassen behoren. Xuebaoding in Pingwu, Sichuan, staat bekend om zijn edelsteenberyl — waaronder Aquamarijn — dat op Muscoviet ligt en samen met Scheeliet en Cassiteriet voorkomt; beryl is een cyclosilicaat en Muscoviet een fyllosilicaat, zodat één enkele plaat uit Xuebaoding twee klassen tegelijk kan illustreren. Toermalijn, eveneens een cyclosilicaat, wordt ook gewonnen uit Chinese granietische pegmatietafzettingen.
Andere vindplaatsen maken het beeld compleet. Granaat (een nesosilicaat) en mineralen uit de epidootgroep (sorosilicaten) komen voor in de skarn-afzettingen die verband houden met de ijzer- en polymetaalwinning in regio’s zoals Hubei en Binnen-Mongolië, vaak naast de carbonaten en sulfiden waarvoor deze skarns worden ontgonnen. Door een kleine referentiecollectie samen te stellen uit Chinees materiaal — beryl, toermalijn, Muscoviet en een Granaat — kunt u voorbeelden van vier verschillende silicaatstructuren naast elkaar bekijken.
Veelgestelde vragen
Wat maakt een mineraal tot een silicaat?
Een silicaat is elk mineraal waarvan de structuur is opgebouwd uit SiO₄-tetraëders — één siliciumatom dat aan vier zuurstofatomen is gebonden. De manier waarop deze tetraëders met elkaar verbonden zijn, van afzonderlijke eenheden tot aaneengesloten netwerken, bepaalt de zes structurele subklassen.
Waarom komen silicaten zo vaak voor?
Silicium en zuurstof zijn de twee meest voorkomende elementen in de aardkorst, waardoor de mineralen die daaruit zijn opgebouwd de aardkorst domineren — ongeveer 90% in volume. De meeste gewone gesteenten bestaan grotendeels uit silicaatmineralen zoals kwarts, veldspaat, mica en amfibool.
Hoe kan ik een pyroxeen van een amfibool onderscheiden?
Kijk naar de hoek tussen de twee splijtrichtingen. Pyroxenen (enkelketenige inosilicaten) splijten onder een hoek van bijna 90°, terwijl amfibolen (dubbelketenige inosilicaten) splijten onder hoeken van ongeveer 56° en 124°. Dat verschil in splijtingshoek vormt de klassieke veldtest.
Behoren kwarts en veldspaat werkelijk tot dezelfde groep?
Ja — beide zijn tectosilicaten, waarbij SiO₄-tetraëders zijn verbonden tot driedimensionale roosters. Het verschil is dat in veldspaten een deel van het silicium is vervangen door aluminium en dat er metalen zoals kalium, natrium of calcium zijn toegevoegd, waardoor ze een splijtvlak krijgen dat zuiver Kwarts niet heeft.