La biotita es un grupo común de minerales filosilicatos dentro del grupo de la mica , con la fórmula química aproximada K (Mg,Fe) 3AlSi3O10 (F,OH) 2 . Es principalmente una serie de solución sólida entre el miembro terminal de hierro annita y el miembro terminal de magnesio flogopita ; los miembros terminales más aluminosos incluyen siderofilita y eastonita. La biotita fue considerada una especie mineral por la Asociación Mineralógica Internacional hasta 1998, cuando su estado cambió a un grupo mineral . [5] [6] El término biotita todavía se usa para describir micas oscuras no analizadas en el campo . La biotita fue nombrada por JFL Hausmann en 1847 en honor al físico francés Jean-Baptiste Biot , quien realizó una investigación temprana sobre las muchas propiedades ópticas de la mica . [7]
Los miembros del grupo de la biotita son silicatos laminares . El hierro , el magnesio , el aluminio , el silicio , el oxígeno y el hidrógeno forman láminas que están unidas débilmente por iones de potasio . El término "mica de hierro" se utiliza a veces para la biotita rica en hierro, pero el término también se refiere a una forma micácea escamosa de hematita , y el término de campo Lepidomelano para la biotita rica en hierro no analizada evita esta ambigüedad. A la biotita también se la llama a veces "mica negra" en contraposición a la "mica blanca" ( moscovita ); ambas se forman en las mismas rocas y, en algunos casos, una al lado de la otra.
Al igual que otros minerales de mica , la biotita tiene una clivaje basal muy perfecto y consiste en láminas flexibles, o laminillas , que se desprenden fácilmente. Tiene un sistema cristalino monoclínico , con cristales tabulares a prismáticos con una terminación pinacoide obvia. Tiene cuatro caras prismáticas y dos caras pinacoides para formar un cristal pseudohexagonal . Aunque no se ve fácilmente debido a la clivaje y las láminas, la fractura es desigual. Parece verdosa a marrón o negra, e incluso amarilla cuando se meteoriza . Puede ser transparente a opaca, tiene un brillo vítreo a perlado y una veta gris blanquecina . Cuando los cristales de biotita se encuentran en trozos grandes, se les llama "libros" porque se parecen a libros con páginas de muchas láminas. El color de la biotita suele ser negro y el mineral tiene una dureza de 2,5 a 3 en la escala de dureza mineral de Mohs .
La biotita se disuelve tanto en soluciones acuosas ácidas como alcalinas , con las mayores tasas de disolución a pH bajo . [8] Sin embargo, la disolución de la biotita es altamente anisotrópica con superficies de borde de cristal ( hk 0 ) reaccionando de 45 a 132 veces más rápido que las superficies basales ( 001 ). [9] [10]
En una sección delgada , la biotita exhibe un relieve moderado y un color marrón o marrón verdoso pálido a oscuro, con pleocroísmo moderado a fuerte . La biotita tiene una alta birrefringencia que puede estar parcialmente enmascarada por su color intrínseco profundo. [11] Bajo luz polarizada cruzada , la biotita exhibe una extinción aproximadamente paralela a las líneas de clivaje, y puede tener una extinción característica de arce ojo de pájaro , una apariencia moteada causada por la distorsión de las láminas flexibles del mineral durante la molienda de la sección delgada. Las secciones basales de biotita en una sección delgada suelen tener una forma aproximadamente hexagonal y generalmente parecen isotrópicas bajo luz polarizada cruzada. [12]
Al igual que otras micas, la biotita tiene una estructura cristalina descrita como TOT-c , lo que significa que está compuesta de capas TOT paralelas unidas débilmente entre sí por cationes ( c ). Las capas TOT a su vez consisten en dos láminas tetraédricas ( T ) fuertemente unidas a las dos caras de una única lámina octaédrica ( O ). Es el enlace iónico relativamente débil entre las capas TOT lo que le da a la biotita su clivaje basal perfecto. [13]
Las láminas tetraédricas están formadas por tetraedros de sílice, que son iones de silicio rodeados de cuatro iones de oxígeno. En la biotita, uno de cada cuatro iones de silicio es reemplazado por un ion de aluminio. Los tetraedros comparten tres de sus cuatro iones de oxígeno con los tetraedros vecinos para producir una lámina hexagonal. El ion de oxígeno restante (el ion de oxígeno apical ) está disponible para unirse a la lámina octaédrica. [14]
La lámina octaédrica de la biotita es una lámina trioctaédrica que tiene la estructura de una lámina del mineral brucita , siendo el magnesio o el hierro ferroso los cationes habituales. Los oxígenos apicales sustituyen a algunos de los iones hidroxilo que estarían presentes en una lámina de brucita, uniendo las láminas tetraédricas firmemente a la lámina octaédrica. [15]
Las láminas tetraédricas tienen una fuerte carga negativa , ya que su composición en masa es AlSi3O105- . La lámina trioctaédrica tiene una carga positiva, ya que su composición en masa es M3 ( OH)24+ ( M representa un ion divalente como el hierro ferroso o el magnesio). La capa TOT combinada tiene una carga negativa residual, ya que su composición en masa es M3 ( AlSi3O10 ) ( OH ) 2- . La carga negativa restante de la capa TOT es neutralizada por los iones de potasio entre capas. [ 13]
Debido a que los hexágonos en las láminas T y O son ligeramente diferentes en tamaño, las láminas se distorsionan levemente cuando se unen para formar una capa TOT. Esto rompe la simetría hexagonal y la reduce a simetría monoclínica. Sin embargo, la simetría hexaédrica original es perceptible en el carácter pseudohexagonal de los cristales de biotita.
Los miembros del grupo de la biotita se encuentran en una amplia variedad de rocas ígneas y metamórficas . Por ejemplo, la biotita se encuentra en la lava del Monte Vesubio y en el complejo intrusivo Monzoni de las Dolomitas occidentales . La biotita en el granito tiende a ser más pobre en magnesio que la biotita que se encuentra en su equivalente volcánico, la riolita . [16] La biotita es un fenocristal esencial en algunas variedades de lamprófiro . La biotita se encuentra ocasionalmente en grandes cristales clivables, especialmente en vetas de pegmatita , como en Nueva Inglaterra , Virginia y Carolina del Norte, EE. UU. Otras ocurrencias notables incluyen Bancroft y Sudbury , Ontario , Canadá. Es un componente esencial de muchos esquistos metamórficos y se forma en composiciones adecuadas en un amplio rango de presión y temperatura . Se ha estimado que la biotita comprende hasta el 7% de la corteza continental expuesta. [17]
Una roca ígnea compuesta casi en su totalidad de mica oscura (biotita o flogopita) se conoce como glimmerita o biotitita . [18]
La biotita se puede encontrar asociada con su producto de alteración común, la clorita . [12]
Los cristales individuales de biotita más grandes documentados fueron láminas de aproximadamente 7 m2 ( 75 pies cuadrados) encontradas en Iveland , Noruega. [19]
La biotita se utiliza ampliamente para determinar la edad de las rocas, ya sea mediante la datación potasio-argón o mediante la datación argón-argón . Debido a que el argón se escapa fácilmente de la estructura cristalina de la biotita a altas temperaturas, estos métodos pueden proporcionar solo edades mínimas para muchas rocas. La biotita también es útil para evaluar los historiales de temperatura de las rocas metamórficas, porque la partición de hierro y magnesio entre la biotita y el granate es sensible a la temperatura.
Extinción a vista de pájaro, molienda de secciones delgadas.
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