ケイ酸塩鉱物

ケイ酸銅鉱物珪孔雀石

ケイ酸塩鉱物は、ケイ酸塩基からなる岩石形成鉱物です。それらは最大かつ最も重要なクラスの鉱物であり、地球の地殻の約90パーセントを構成しています。^[1]^[2]^[3]

鉱物学では、シリカ（二酸化ケイ素）_SiO2は通常ケイ酸塩鉱物と見なされます。シリカは、ミネラルクォーツとその多形として自然界に見られます。

地球上では、何十億年にもわたって地殻を形成し、再加工してきたプロセスの結果として、多種多様なケイ酸塩鉱物がさらに幅広い組み合わせで発生します。これらのプロセスには、部分溶融、結晶化、分別、変成作用、風化作用、続成作用が含まれます。

珪藻土、顕微鏡で見たシリカの生体形態。画像化された領域は、約1.13 x 0.69mmの大きさです。

生物もこの地質サイクルに貢献しています。たとえば、珪藻として知られるプランクトンの一種は、海水から抽出されたシリカから外骨格（「フラスチュール」）を構築します。死んだ珪藻のフラスチュールは、深海堆積物と珪藻土の主成分です。^[^要出典^]

一般的な構造

ケイ酸塩鉱物は一般にイオン性化合物であり、その陰イオンは主にケイ素原子と酸素原子で構成されています。

地球の地殻にあるほとんどの鉱物では、各シリコン原子は理想的な四面体の中心であり、その角はそれに共有結合している4つの酸素原子です。2つの隣接する四面体は頂点を共有する場合があります。これは、酸素原子が2つのシリコン原子を接続するブリッジであることを意味します。対になっていない頂点は、単一のシリコン原子に共有結合しているイオン化された酸素原子を表し、陰イオンに1単位の負電荷を与えます。

一部のシリコン中心は、他の元素の原子に置き換えられ、4つのコーナーの酸素コーナーに結合されている場合があります。置換された原子が通常4価でない場合、通常は陰イオンに追加の電荷を与え、追加の陽イオンが必要になります。たとえば、鉱物正長石 [ KAlSi
₃O
₈]
_n、陰イオンは四面体の三次元ネットワークであり、すべての酸素コーナーが共有されています。すべての四面体にシリコン中心がある場合、陰イオンは中性シリカ[ SiO
₂]
_n。シリコン原子の4分の1をアルミニウム原子に置き換えると、陰イオン[ AlSi
₃O⁻
₈]
_n、その電荷はカリウム陽イオンKによって中和されます⁺
。

主なグループ

鉱物学では、ケイ酸塩鉱物は、ケイ酸塩陰イオンの構造に応じて7つの主要なグループに分類されます。^[4]^[5]

メジャーグループ	構造	化学式	例
ネソケイ酸塩	孤立したシリコン四面体	[SiO ₄ ] ⁴⁻	かんらん石、ガーネット、ジルコン..。
ソロシリケート	ダブル四面体	[Si ₂ O ₇ ] ⁶⁻	緑簾石、メリライトグループ
シクロシリケート	リング	[Si _n O _{3 n} ] ^{2 n −}	ベリルグループ、トルマリングループ
イノシリケート	シングルチェーン	[Si _n O _{3 n} ] ^{2 n −}	輝石基
イノシリケート	ダブルチェーン	[Si _{4 n} O _{11 n} ] ^{6 n −}	角閃石グループ
フィロケイ酸塩	シート	[Si _{2 n} O _{5 n} ] ^{2 n −}	雲母と粘土
テクトシリケート	3Dフレームワーク	[Al _x Si _y O _{（2 x +2 y）} ] ^{x −}	石英、長石、ゼオライト

テクトシリケートは、シリコンの一部がアルミニウムなどの低原子価の原子で置き換えられている場合にのみ、追加のカチオンを持つことができることに注意してください。Si置換のAlが一般的です。

ネソシリケートまたはオルトシリケート

オルトシリケートアニオンSiO⁴⁻
₄。灰色のボールはシリコン原子を表し、赤いボールは酸素原子を表します。

サウスダコタ州の地質学博物館のネソ珪酸塩標本

ネソシリケート（ギリシャ語のνῆσοςnēsos '島'から）、または ^オルトシリケートは、オルトシリケートイオンを持ってい_ます。Nickel–Strunz分類は09.Aです–例は次のとおりです。

フェナカイトグループ
- フェナカイト– Be ₂ SiO ₄
- ウィレマイト– Zn ₂ SiO ₄
かんらん石グループ
- フォルステライト– Mg ₂ SiO ₄
- ファヤライト– Fe ₂ SiO ₄
- テフロイト– Mn ₂ SiO ₄
ガーネットグループ
- パイロープ– Mg ₃ Al ₂（SiO ₄）₃
- アルマンジン– Fe ₃ Al ₂（SiO ₄）₃
- スペサルティン– Mn ₃ Al ₂（SiO ₄）₃
- グロスラー– Ca ₃ Al ₂（SiO ₄）₃
- アンドラダイト– Ca ₃ Fe ₂（SiO ₄）₃
- ウバロバイト– Ca ₃ Cr ₂（SiO ₄）₃
- Hydrogrossular – Ca
  ₃アル
  ₂Si
  ₂O
  ₈（SiO
  ₄）。
  _{3-メートル}（おー）
  _{4メートル}
ジルコングループ
- ジルコン– ZrSiO ₄
- ソライト– （Th、U）SiO ₄
- ハフノン– （Hf、Zr）SiO ₄

藍晶石結晶（スケール不明）

Al ₂ SiO5グループ _{_}
- アンダルサイト– Al ₂ SiO ₅
- 藍晶石– Al ₂ SiO ₅
- シリマナイト– Al ₂ SiO ₅
- デュモルティエライト–アル
  _6.5–7BO
  ₃（SiO
  ₄）。
  ₃（O、OH）
  ₃
- トパーズ– Al ₂ SiO ₄（F、OH）₂
- 十字石– Fe ₂ Al ₉（SiO ₄）₄（O、OH）₂
ヒューム石グループ– （Mg、Fe）₇（SiO ₄）₃（F、OH）₂
- ノルベルガイト– Mg ₃（SiO ₄）（F、OH）₂
- コンドロダイト– Mg ₅（SiO ₄）₂（F、OH）₂
- ヒューム石– Mg ₇（SiO ₄）₃（F、OH）₂
- クリノフマイト– Mg ₉（SiO ₄）₄（F、OH）₂
ダトライト– CaBSiO ₄（OH）
チタナイト– CaTiSiO ₅
クロリトイド– （Fe、Mg、Mn）₂ Al ₄ Si ₂ O ₁₀（OH）₄
ムライト（別名ポルセライナイト）– Al ₆ Si ₂ O ₁₃

ソロシリケート

ピロシリケートアニオンSi
₂O⁶⁻
₇。

サウスダコタ州の地質学博物館でのソロシリケートの展示

ソロシリケート（ギリシャ語σωρόςsōros ' ヒープ、マウンド'から）は、ピロシリケートアニオンSiを分離しました
₂O⁶⁻
₇、共有酸素頂点を持つ二重四面体で構成されています—シリコン：酸素比は2：7です。Nickel–Strunz分類は09.Bです。例は次のとおりです。

異極鉱（カラミン）– Zn ₄（Si ₂ O ₇）（OH）₂・H ₂ O
ローソン石– CaAl ₂（Si ₂ O ₇）（OH）₂・H ₂ O
斧石– （Ca、Fe、Mn）₃ Al ₂（BO ₃）（Si ₄ O ₁₂）（OH）
Ilvaite – CaFe ^II₂ Fe ^III O（Si ₂ O ₇）（OH）
緑簾石グループ（（SiO ₄）^4-と（Si ₂ O ₇）^6-グループの両方を持っています}
- 緑簾石– Ca ₂（Al、Fe）₃ O（SiO ₄）（Si ₂ O ₇）（OH）
- ゾイサイト– Ca ₂ Al ₃ O（SiO ₄）（Si ₂ O ₇）（OH）
  - タンザナイト– Ca ₂ Al ₃ O（SiO ₄）（Si ₂ O ₇）（OH）
- 単斜灰簾石– Ca ₂ Al ₃ O（SiO ₄）（Si ₂ O ₇）（OH）
- 褐簾石– Ca（Ce、La、Y、Ca）Al ₂（Fe ^II、Fe ^III）O（SiO ₄）（Si ₂ O ₇）（OH）
- ドラセイト-（Ce） – CaCeMg ₂ AlSi ₃ O ₁₁ F（OH）
ベスビアナイト（イドクレース）– Ca ₁₀（Mg、Fe）₂ Al ₄（SiO ₄）₅（Si ₂ O ₇）₂（OH）₄

シクロシリケート

サウスダコタ州地質学博物館のシクロシリケート標本

ペツォッタイト

バザイト。

シクロシリケート（ギリシャ語のκύκλοςkýklos'circle 'から）、またはリングシリケートは、リングでリンクされた3つ以上の四面体を持っています。一般式は（Si _x O ₃_x）²^x⁻で、1つまたは複数のシリコン原子を他の4配位原子に置き換えることができます。シリコン：酸素の比率は1：3です。ダブルリングの式は（Si ₂_x O ₅_x）²^x⁻または2：5の比率です。Nickel–Strunz分類は09.Cです。可能なリングサイズは次のとおりです。

₆単位[ Si6 O ₁₈ ]、ベリル（赤：Si、青：O）
₃単位[Si3 O ₉ ]、ベニトアイト
₄単位[ Si4 O ₁₂ ]、パパゴイト
₉単位[ Si9 O ₂₇ ]、ユーディアライト
6ユニット、二重環[Si ₆ O ₁₅ ]、ミラライト

いくつかの鉱物の例は次のとおりです。

3員シングルリング
- ベニトアイト– BaTi（Si ₃ O ₉）
4員シングルリング
- パパゴイト– CaCuAlSi
  ₂O
  ₆（おー）
  ₃。
6メンバーシングルリング
- ベリル– Be ₃ Al ₂（Si ₆ O ₁₈）
- Bazzite – Be ₃ Sc ₂（Si ₆ O ₁₈）
- スギライト– KNa ₂（Fe、Mn、Al）₂ Li ₃ Si ₁₂ O ₃₀
- トルマリン– （Na、Ca）（Al、Li、Mg）
  _3–（Al、Fe、Mn）
  ₆（Si
  ₆O
  ₁₈）（BO
  ₃）。
  ₃（おー）
  ₄
- ペツォッタイト– Cs（Be ₂ Li）Al ₂ Si ₆ O ₁₈
- 大隅石– （K、Na）（Fe、Mg）₂（Al、Fe）₃（Si、Al）₁₂ O ₃₀
- コーディエライト– （Mg、Fe）₂ Al ₄ Si ₅ O ₁₈
- セカニナイト– （Fe ^{+ 2}、Mg）₂ Al ₄ Si ₅ O ₁₈
9メンバーシングルリング
- ユーディアライト– Na
  ₁₅Ca
  ₆（Fe、Mn）
  ₃Zr
  ₃SiO（O、OH、H
  ₂O）
  ₃（Si
  ₃O
  ₉）。
  ₂（Si
  ₉O
  ₂₇）。
  ₂（OH、Cl）
  ₂
6員ダブルリング
- ミラライト– K ₂ Ca ₄ Al ₂ Be ₄（Si ₂₄ O ₆₀）H ₂ O

斧石の環には2つのBと4つのSi四面体が含まれており、他の6員環のシクロシリケートと比較して大きく歪んでいることに注意してください。

イノシリケート

イノシリケート（ギリシャ語のἴς は[属格：ἰνόςinos ] 'fibre'）、またはチェーンシリケートは、単鎖またはSi ₄ O _11、4 ：11の比率の場合、 SiO 3、1 ： ₃の比率のシリケート四面体のインターロッキングチェーンを持っています、ダブルチェーン用。Nickel–Strunz分類は09.Dです–例は次のとおりです。

一本鎖イノシリケート

輝石グループ
- 頑火輝石–オルトフェロシライトシリーズ
  - 頑火輝石– MgSiO ₃
  - フェロシライト– FeSiO ₃
- ピジョン輝石– Ca _0.25（Mg、Fe）_1.75 Si ₂ O ₆
- ディオプサイド–灰鉄輝石シリーズ
  - ディオプサイド– CaMgSi ₂ O ₆
  - 灰鉄輝石– CaFeSi ₂ O ₆
  - 普通輝石– （Ca、Na）（Mg、Fe、Al）（Si、Al）₂ O ₆
- 輝石ナトリウムシリーズ
  - ジェダイト– NaAlSi ₂ O ₆
  - エジリン（またはアクマイト）– NaFe ^III Si ₂ O ₆
- リシア輝石– LiAlSi ₂ O ₆
- パイロクスフェロイト- （Fe、Ca）SiO ₃
ピロキセノイドグループ
- ウォラストナイト– CaSiO ₃
- ロードナイト– MnSiO ₃
- ペクトライト– NaCa ₂（Si ₃ O ₈）（OH）

二本鎖イノシリケート

角閃石グループ
- 直閃石– （Mg、Fe）₇ Si ₈ O ₂₂（OH）₂
- カミントン閃石シリーズ
  - カミントン閃石– Fe ₂ Mg ₅ Si ₈ O ₂₂（OH）₂
  - グニュネル閃石– Fe ₇ Si ₈ O ₂₂（OH）₂
- トレモライトシリーズ
  - 透閃石– Ca ₂ Mg ₅ Si ₈ O ₂₂（OH）₂
  - アクチノライト– Ca ₂（Mg、Fe）₅ Si ₈ O ₂₂（OH）₂
- 普通角閃石– （Ca、Na）
  _2–3（Mg、Fe、Al）
  ₅Si
  ₆（Al、Si）
  ₂O
  ₂₂（おー）
  ₂
- 角閃石ナトリウムグループ
  - 藍閃石– Na ₂ Mg ₃ Al ₂ Si ₈ O ₂₂（OH）₂
  - リーベック閃石（アスベスト）– Na ₂ Fe ^II₃ Fe ^III₂ Si ₈ O ₂₂（OH）₂
  - アルベゾン閃石– Na ₃（Fe、Mg）₄ FeSi ₈ O ₂₂（OH）₂

イノシリケート、輝石ファミリー、2周期単鎖（Si ₂ O ₆）、透輝石
イノシリケート、クリノアンフィボール、2周期二重鎖（Si ₄ O ₁₁）、透閃石
珪灰石のイノシリケート、非分岐3周期単鎖
5周期単鎖のイノシリケート、ロードナイト
環状分岐8周期鎖を持つイノシリケート、ペリイト

フィロケイ酸塩

フィロケイ酸塩（ギリシャ語のφύλλονphýllon'leaf 'から）、またはシートケイ酸塩は、Si 2 O 5または2：5の比率のケイ酸塩四面体の平行シートを_形成し_ます。Nickel–Strunz分類は09.Eです。すべてのフィロケイ酸塩鉱物は水和しており、水またはヒドロキシル基が結合しています。

カオリナイト

例は次のとおりです。

蛇紋石サブグループ
- アンチゴライト– Mg ₃ Si ₂ O ₅（OH）₄
- クリソタイル– Mg ₃ Si ₂ O ₅（OH）₄
- リザーダイト– Mg ₃ Si ₂ O ₅（OH）₄
粘土鉱物グループ
- 1：1粘土鉱物（TO）
  - ハロイサイト– Al ₂ Si ₂ O ₅（OH）₄
  - カオリナイト– Al ₂ Si ₂ O ₅（OH）₄
- 2：1粘土鉱物（TOT）
  - パイロフィライト– Al ₂ Si ₄ O ₁₀（OH）₂
  - タルク– Mg ₃ Si ₄ O ₁₀（OH）₂
  - イライト– （K、H ₃ O）（Al、Mg、Fe）₂（Si、Al）₄ O ₁₀ [（OH）₂、（H ₂ O）]
  - モンモリロナイト（スメクタイト）– （Na、Ca）_0.33（Al、Mg）₂ Si ₄ O ₁₀（OH）₂・n H ₂ O
  - クロライト– （Mg、Fe）₃（Si、Al）₄ O ₁₀（OH）₂・（Mg、Fe）₃（OH）₆
  - バーミキュライト– （Mg、Fe、Al）₃（Al、Si）₄ O ₁₀（OH）₂・4H ₂ O
- その他の粘土鉱物
  - セピオライト– Mg ₄ Si ₆ O ₁₅（OH）₂・6H ₂ O
  - パリゴルスキー石（またはアタパルジャイト）–（Mg、Al）2Si4O10（OH）* 4（H2O）}}
マイカグループ
- 黒雲母– K（Mg、Fe）₃（AlSi ₃）O ₁₀（OH）₂
- フクサイト– K（Al、Cr）₂（AlSi ₃）O ₁₀（OH）₂
- 白雲母– KAl ₂（AlSi ₃）O ₁₀（OH）₂
- 金雲母– KMg ₃（AlSi ₃）O ₁₀（OH）₂
- レピドライト– K（Li、Al）
  _2–3（AlSi
  ₃）O
  ₁₀（おー）
  ₂
- マーガライト– CaAl ₂（Al ₂ Si ₂）O ₁₀（OH）₂
- グラウコナイト– （K、Na）（Al、Mg、Fe）₂（Si、Al）₄ O ₁₀（OH）₂

フィロケイ酸塩、雲母基、白雲母（赤：Si、青：O）
フィロケイ酸塩、4員環の四面体の単一ネット、魚眼石-（KF）-魚眼石-（KOH）シリーズ
フィロケイ酸塩、6員環の単一四面体ネット、パイロスマライト-（Fe）-パイロスマライト-（Mn）シリーズ
フィロケイ酸塩、6員環の単一四面体ネット、ゼオフィライト
フィロケイ酸塩、4員および6員環の二重ネット、カルレトナイト

テクトシリケート

シリカファミリー（SiO ₂ 3Dネットワーク）、β-クォーツ。

合成ゼオライトZSM-5の3Dアルミノシリケートアニオン。

石英

デカルトクレーター近くの月の高地からアポロ16号の宇宙飛行士によって収集された月のフェロアン斜長岩（斜長石長石）

_{テクトシリケート、または「フレームワークシリケート」は、1： 2}の比率のSiO2を含むシリケート四面体の3次元フレームワークを持っています。このグループは、地球の地殻の75％近くを占めています。^[6]石英グループを除いて、テクトシリケートはアルミノシリケートです。Nickel–Strunzの分類は、09.Fおよび09.G、04.DA（クォーツ/シリカファミリー）です。例は次のとおりです。

3D-ケイ酸塩、石英ファミリー
- クォーツ– SiO ₂
- トリジマイト– SiO ₂
- クリストバライト– SiO ₂
- コーサイト– SiO ₂
- スティショバイト– SiO ₂
- モガン石– SiO ₂
- カルセドニー– SiO ₂
テクトシリケート、長石グループ
- アルカリ長石（カリウム長石）
  - 微斜長石– KAlSi ₃ O ₈
  - 正長石– KAlSi ₃ O ₈
  - アノーソクレース– （Na、K）AlSi ₃ O ₈
  - サニディン– KAlSi ₃ O ₈
- 斜長石長石
  - 曹長石– NaAlSi ₃ O ₈
  - オリゴクレース– （Na、Ca）（Si、Al）₄ O ₈ （Na：Ca 4：1）
  - アンデシン– （Na、Ca）（Si、Al）₄ O ₈ （Na：Ca 3：2）
  - ラブラドライト– （Ca、Na）（Si、Al）₄ O ₈ （Na：Ca 2：3）
  - Bytownite – （Ca、Na）（Si、Al）₄ O ₈ （Na：Ca 1：4）
  - 灰長石– CaAl ₂ Si ₂ O ₈
テクトシリケート、準長石ファミリー
- 黝方石– Na ₈ Al ₆ Si ₆ O ₂₄（SO ₄）
- カンクリナイト– Na ₆ Ca ₂（CO ₃、Al ₆ Si ₆ O ₂₄）・2 H ₂ O
- 白榴石– KAlSi ₂ O ₆
- ネフェリン– （Na、K）AlSiO ₄
- ソーダライト– Na ₈（AlSiO ₄）₆ Cl ₂
- 藍方石– （Na、Ca）
  _4–8アル
  ₆Si
  ₆（O、S）24（SO
  ₄、Cl）
  _1–2
  - ラズライト– （Na、Ca）₈（AlSiO ₄）₆（SO ₄、S、Cl）₂
テクトシリケート、スカポライトグループ
- マリアライト– Na ₄（AlSi ₃ O ₈）₃（Cl ₂、CO ₃、SO ₄）
- メイオナイト– Ca ₄（Al ₂ Si ₂ O ₈）₃（Cl ₂ CO ₃、SO ₄）
テクトシリケート、ゼオライトファミリー
- ソーダ沸石– Na ₂ Al ₂ Si ₃ O ₁₀・2H ₂ O
- エリオン沸石– （Na ₂、K ₂、Ca）₂ Al ₄ Si ₁₄ O ₃₆・15H ₂ O
- 菱沸石– CaAl ₂ Si ₄ O ₁₂・6H ₂ O
- 輝沸石– CaAl ₂ Si ₇ O ₁₈・6H ₂ O
- 束沸石– NaCa ₂ Al ₅ Si ₁₃ O ₃₆・17H ₂ O
- スコーレサイト– CaAl ₂ Si ₃ O ₁₀・3H ₂ O
- モルデナイト– （Ca、Na ₂、K ₂）Al ₂ Si ₁₀ O ₂₄・7H ₂ O
- 方沸石– NaAlSi ₂ O ₆・H ₂ O

も参照してください

非ケイ酸塩鉱物の分類 –IMAで認識されている鉱物とグループのリスト
ケイ酸塩鉱物の分類 –IMAで認識されている鉱物とグループのリスト
ケイ酸塩鉱物塗料

参考文献

^ 「ミネラル-ケイ酸塩」。britannica.com。2017年10月25日にオリジナルからアーカイブされました。2018年5月8日取得。
^ 鹿、WA; Howie、RA; Zussman、J。（1992）。造岩鉱物の紹介（第2版）。ロンドン：ロングマン。ISBN 0-582-30094-0。
^ Hurlbut、Cornelius S。; クライン、コーネリス（1985）。鉱物学マニュアル（第20版）。ワイリー。ISBN 0-47180580-7。
^ 鹿、WA; Howie、RA、およびZussman、J。（1992）。造岩鉱物の紹介（第2版）。ロンドン：ロングマンISBN 0-582-30094-0
^ Hurlbut、Cornelius S。; クライン、コーネリス|| 1985）。鉱物学のマニュアル、ワイリー、（第20版）。ISBN 0-471-80580-7
^ 鹿、WA; Howie、RA; ワイズ、WS; Zussman、J。（2004）。岩石形成鉱物。ボリューム4B。フレームワークケイ酸塩：シリカ鉱物。準長石とゼオライト（第2版）。ロンドン：ロンドン地質学会。p。982pp。

外部リンク

[1] 「ミネラル-ケイ酸塩」。britannica.com。2017年10月25日にオリジナルからアーカイブされました。2018年5月8日取得。

[deer-2] 鹿、WA; Howie、RA; Zussman、J。（1992）。造岩鉱物の紹介（第2版）。ロンドン：ロングマン。ISBN 0-582-30094-0。

[hurlbut-3] Hurlbut、Cornelius S。; クライン、コーネリス（1985）。鉱物学マニュアル（第20版）。ワイリー。ISBN 0-47180580-7。

[4] 鹿、WA; Howie、RA、およびZussman、J。（1992）。造岩鉱物の紹介（第2版）。ロンドン：ロングマンISBN 0-582-30094-0

[5] Hurlbut、Cornelius S。; クライン、コーネリス|| 1985）。鉱物学のマニュアル、ワイリー、（第20版）。ISBN 0-471-80580-7

[deer4B-6] 鹿、WA; Howie、RA; ワイズ、WS; Zussman、J。（2004）。岩石形成鉱物。ボリューム4B。フレームワークケイ酸塩：シリカ鉱物。準長石とゼオライト（第2版）。ロンドン：ロンドン地質学会。p。982pp。

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[6]