Els feldespats són un grup de minerals molt abundants a l'escorça terrestre, ja que conformen aproximadament el 60% de les roques terrestres. El nom de feldespat deriva de les paraules alemanyes Feld, "camp", i Spat ", "làmina". Els feldespats són presents al granit, essent el mineral més meteoritzable dels que formen aquesta roca, l'alteració del qual dona lloc a la transformació del granit en sauló.
La composició dels feldespats constituents de roques correspon a un sistema ternari compost d'ortoclasa (KAlSi3O8), albita (NaAlSi3O8) i anortita (CaAl2Si2O8).Feldspar. What is Feldspar? Industrial Minerals Association. Retrieved on July 18, 2007.feltspat Store norske leksikon. Revisado el 17 de enero de 2011. Els feldespats amb una composició química entre anortita i albita es diuen plagioclases, en canvi, els feldespats amb una composició entre albita i ortoclasa es diuen feldespats alcalins. El feldespat és un component essencial de moltes roques ígnies, sedimentàries i metamòrfiques de tal mode que moltes d'aquestes roques es classifiquen segons el seu contingut de feldespat. L'estructura dels feldespats es pot descriure com una armadura de silici i alumini amb base àlcali i metalls alcalinoterris en els espais buits.Smith, Joseph V. y Brown, William L. 1988. Feldspar Minerals. Segunda edición. Springer-Verlag. p. 4.
Tipus Es divideixen en els grups següents: Feldespats potàssics, que són monoclínics, entre els quals estan: ortosa, hialofà, anortoclasa i sanidina. I el Microclí que és triclínic. Plagioclases (feldespats de calci o sodi), que són triclínics, entre els quals estan: albita, andesina, anortita, banalsita, bytownita, dmisteinbergita i labradorita. Altres feldespats: buddingtonita (feldespat d'amoni) i celsiana (feldespat de bari).
Formació Generalment, els feldespats s'originen a alta temperatura amb estructures desordenades passant, per refredament, a un estat més ordenat de menor temperatura. Tal és el cas dels polimorfs sanidina (d'alta temperatura), ortoclasa (intermèdia) i microclina (de baixa temperatura).
Propietats Els feldespats solen presentar una bona exfoliació en dues direccions formant angles de 90°. La duresa dels minerals d'aquest grup és aproximadament 6 i el seu pes específic varia entre 2,55 i 2.76 amb excepció dels feldespats de bari, més pesats. Pertanyen a la subclasse dels tectosilicats, dins dels silicats.
Els minerals d'aquest grup responen a la fórmula general XZ₄O₈, sent: X: Ba, Ca, K, Na, NH₄, Sr Z: Al, B, Si miniatura|Sistema ternari dels feldespats La composició dels feldespats més comuns es pot expressar en funció del sistema ternari: ortoclasa (KAlSi₃O₈) - albita (NaAlSi₃O₈) - anortita (CaAl₂Si₂O₈), és a dir, tots els minerals d'aquest grup són solucions sòlides de l'ortoclasa, l'albita i l'anortita.
El grup del feldespat està format per dos grups: el grup dels feldespats alcalins i el grup de les plagiòclasi. Els feldespats alcalins inclouen els feldespats potàssics: microclina, sanidina i ortoclasa.
Feldespats alcalinsEspècieFórmula Anortoclasa (Na,K)AlSi₃O₈ Ferrisanidina K[Fe³⁺Si₃O₈] Microclina KAlSi₃O₈ Ortoclasa KAlSi₃O₈ Rubiclina Rb(AlSi₃O₈) Sanidina (K,Na)(Si,Al)₄O₈
PlagiòclasiEspècieFórmula Albita NaAlSi₃O₈ Anortita Ca(Al₂Si₂O₈)
A més, també n'hi ha fins a dotze altres espècies no englobades dins d'aquests dos grups: banalsita, buddingtonita, celsiana, estronalsita, filatovita, hexacelsiana, kokchetavita, kumdykolita, paracelsiana, reedmergnerita, slawsonita i svyatoslavita.
EspècieFórmula Banalsita Na₂BaAl₄Si₄O₁₆ Buddingtonita (NH₄)(AlSi₃)O₈ Celsiana Ba(Al₂Si₂O₈) Estronalsita Na₂SrAl₄Si₄O₁₆ Filatovita K(Al,Zn)₂(As,Si)₂O₈ Hexacelsiana BaAl₂Si₂O₈ Kokchetavita K(AlSi₃O₈) Kumdykolita Na(AlSi₃O₈) Paracelsiana Ba(Al₂Si₂O₈) Reedmergnerita NaBSi₃O₈ Slawsonita Sr(Al₂Si₂O₈) Svyatoslavita Ca(Al₂Si₂O₈)
Els feldespats potàssics es presenten en formes diferents, i llurs propietats òptiques i físiques tenen diferències graduals. Les plagiòclasis són mescles d'albita i anortita i constitueixen una sèrie completa, des de l'albita pura fins a l'anortita pura.
La cristal·lització és molt variada dins aquest grup: la banalsita, l'estronalsita i la kumdykolita cristal·litzen en el sistema ortoròmbic;, l'hexacelsiana i la kokchetavita cristal·litzen en el sistema hexagonal; l'albita, l'anortita, l'anortoclasa, la microclina i la reedmergnerita cristal·litzen en el sistema triclínic; mentre que la resta, la majoria, ho fan en el sistema monoclínic.
Estructura L'estructura d'un cristall de feldespat es basa en tetraedres d'aluminosilicat. Cada tetraedre està format per un ió d'alumini o silici envoltat per quatre ions d'oxigen. Cada ió d'oxigen, al seu torn, és compartit per un tetraedre veí per a formar una xarxa tridimensional. L'estructura pot visualitzar-se com a llargues cadenes de tetraedres d'aluminosilicat, a vegades descrites com a cadenes de cigonyal perquè la seva forma és retorçada. Cada cadena de cigonyal s'uneix a les cadenes de cigonyal veïnes per a formar una xarxa tridimensional d'anells de quatre membres fusionats. L'estructura és prou oberta com perquè els cations (normalment sodi, potassi o calci) encaixin en l'estructura i proporcionin un equilibri de càrrega.
Meteorització La meteorització química dels feldespats es produeix per hidròlisis i dona lloc a minerals argilencs com la illita, l'esmectita i la caolinita. La hidròlisi dels feldespats comença amb la dissolució del feldespat en aigua, la qual cosa ocorre millor en solucions àcides o bàsiques i pitjor en les neutres. La velocitat a la qual es meteorizan els feldespats depèn de la rapidesa amb la qual es dissolen. El feldespat dissolt reacciona amb ions H+ o OH− i precipita argiles. La reacció també produeix nous ions en solució, amb la varietat d'ions controlada pel tipus de feldespat que reacciona.
L'abundància de feldespats en l'escorça terrestre fa que les argiles siguin productes de la meteorització molt abundants. Al voltant del 40% dels minerals de les roques sedimentàries són argiles, i les argiles són els minerals dominants en les roques sedimentàries més comunes, els llots. També són un component important dels sòls. El feldespat que ha estat substituït per argila té un aspecte calcari en comparació amb els grans de feldespat no meteoritzats, més cristal·lins i vidriosos.
Els feldespats, especialment els de plagiòclasi, no són molt estables en la superfície terrestre a causa de la seva alta temperatura de formació. Aquesta falta d'estabilitat és la raó per la qual els feldespats es meteoritzen fàcilment fins a convertir-se en argiles. A causa d'aquesta tendència a erosionar-se amb facilitat, els feldespats no solen predominar en les roques sedimentàries. Les roques sedimentàries que contenen grans quantitats de feldespat indiquen que el sediment no va sofrir molta meteorització química abans de ser enterrat. Això significa que probablement va ser transportat a curta distància en condicions fredes i/o seques que no van afavorir la meteorització, i que va ser ràpidament enterrat per altres sediments. Els gresos amb grans quantitats de feldespat es denominen arcosas.
Aplicacions El feldespat és una matèria primera comuna utilitzada en la fabricació de vidre i ceràmica i, en certa manera, com a farciment i diluent en pintures, plàstics i cautxú. Als Estats Units, al voltant del 66% del feldespat es consumeix en la fabricació de vidre, inclosos els envasos de vidre i la fibra de vidre. La resta es destina a la ceràmica (aïllants elèctrics, sanitaris, vaixelles i taulells) i a altres usos, com a farciment.Apodaca, Lori E. Feldspar and nepheline syenite, USGS 2008 Minerals Yearbook
Vidre: El feldespat aporta K2O i Na2O per a fondre, i Al 2O3 i CaO com a estabilitzants. Com a font important d'Al2O3 per a la fabricació de vidre, el feldespat es valora pel seu baix contingut en ferro i minerals refractaris, el seu baix cost per unitat d'Al2O3, l'absència de volàtils i l'absència de residus.'Industrial Minerals & Rocks - Commodities, Markets And Uses' J. E. Kogel. Society For Mining, Metallurgy And Exploration, 2006. Pg. 458
Ceràmica: Els feldespats s'utilitzen en la indústria ceràmica com a fundent per a formar una fase vítria en les pastes durant la cocció i afavorir així la vitrificació. També s'utilitzen com a font d'àlcalis i alúmina en els esmalts. La composició del feldespat en les diferents formulacions ceràmiques varia en funció de diversos factors, com les propietats de cada material, les altres matèries primeres i els requisits dels productes acabats. No obstant això, les addicions típiques inclouen: vaixelles, del 15% al 30% de feldespat; porcellanes elèctriques d'alta tensió, del 25% al 35%; sanitaris, 25%; taulells de paret, del 0% al 10%; i porcellana dental fins al 80% de feldespat.'Industrial Ceramics' F.Singer, S.S.Singer. Chapman & Hall, 1971
Ciències de la terra: En ciències de la terra i arqueologia, els feldespats s'utilitzen per a la datació per argó-potassi, argó-argó i luminescència.
Ús menor: alguns netejadors domèstics utilitzen feldespat per a proporcionar una suau acció abrasiva.
Producció L'USGS va estimar la producció mundial de feldespat el 2020 en 26 milions de tones, amb els quatre principals països productors: Xina 2 milions de tones; Índia 5 milions de tones; Itàlia 4 milions; Turquia 7,6 milions de tones.Feldspar and Nepheline Syenite. U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2020
Qualitats comercials Les anàlisis mineralògiques i químiques típiques de tres qualitats comercials utilitzades en ceràmica són:Sugden, A. (2004). 'Feldspar Facts'. Ceramic Review, Issue 207, May/June 2004. Nom del producte Norfloat K Forshammar FFF K6País Noruega Suècia FinlàndiaEmpresa productora North Cape Sibelco Albita, % 23 40 41 Microclina, % 71 23 37 Anortita, % 3 — 4 Quarts, % 3 33 8 SiO2, % 65.9 75.7 67.9 Al2O3, % 18.6 14.1 18.3 Fe2O3, % 0.07 0.15 0.11 TiO2, % — 0.02 0.01 CaO, % 0.40 0.30 0.70 MgO, % — 0.10 0.01 K2O, % 11.8 3.8 6.4 Na2O, % 2.9 5.0 5.5 LOI, % 0.2 0.5 0.2
Imatges
Referències
Bibliografia addicional Bonewitz, Ronald Louis (2005). Rock and Gem. New York, DK Publishing. .
Vegeu també Espat; antigament en mineralogia, cristalls que tenen cares fàcilment discernibles