Los piroxenos (comúnmente abreviados Px ) son un grupo de importantes minerales de inosilicato formadores de rocas que se encuentran en muchas rocas ígneas y metamórficas . Los piroxenos tienen la fórmula general XY(Si,Al) 2 O 6 , donde X representa calcio (Ca), sodio (Na), hierro (Fe II) o magnesio (Mg) y más raramente zinc , manganeso o litio , e Y representa iones de menor tamaño, como cromo (Cr), aluminio (Al), magnesio (Mg), cobalto (Co), manganeso (Mn), escandio (Sc), titanio (Ti), vanadio (V) o incluso hierro ( Fe II o Fe III). Aunque el aluminio sustituye ampliamente al silicio en silicatos como los feldespatos y los anfíboles , la sustitución se produce sólo de forma limitada en la mayoría de los piroxenos. Comparten una estructura común que consiste en cadenas simples de tetraedros de sílice . Los piroxenos que cristalizan en el sistema monoclínico se conocen como clinopiroxenos y los que cristalizan en el sistema ortorrómbico se conocen como ortopiroxenos .
El nombre piroxeno se deriva de las palabras griegas antiguas para "fuego" ( πυρ , pur ) y "extraño" ( ξένος , xénos ). Los piroxenos fueron llamados así debido a su presencia en lavas volcánicas , donde a veces se encuentran como cristales incrustados en vidrio volcánico ; se supuso que eran impurezas en el vidrio, de ahí el nombre que significa "extraño del fuego". Sin embargo, son simplemente minerales de formación temprana que cristalizaron antes de que estallara la lava.
El manto superior de la Tierra está compuesto principalmente de minerales de olivino y piroxeno. El piroxeno y el feldespato son los principales minerales de las rocas de basalto , andesita y gabro . [1] [2]
Los piroxenos son los minerales de silicato monocatenarios más comunes. (El único otro grupo importante de silicatos monocatenarios, los piroxenoides , son mucho menos comunes). Su estructura consiste en cadenas paralelas de tetraedros de sílice cargados negativamente unidos entre sí mediante cationes metálicos. En otras palabras, cada ion de silicio en un cristal de piroxeno está rodeado por cuatro iones de oxígeno formando un tetraedro alrededor del ion de silicio relativamente pequeño. Cada ion de silicio comparte dos iones de oxígeno con los iones de silicio vecinos en la cadena. [3]
Todos los tetraedros de la cadena miran en la misma dirección, de modo que dos iones de oxígeno se ubican en una cara de la cadena por cada ion de oxígeno en la otra cara de la cadena. Los iones de oxígeno en la cara más estrecha se describen como iones de oxígeno apicales. Los pares de cadenas están unidos en sus lados apicales por cationes Y, con cada catión Y rodeado por seis iones de oxígeno. Los pares de cadenas individuales resultantes a veces se han comparado con vigas en I. Las vigas en I se entrelazan, con cationes X adicionales que unen las caras exteriores de las vigas en I a las vigas en I vecinas y proporcionan el equilibrio de carga restante. Esta unión es relativamente débil y da a los piroxenos su escisión característica . [3]
La estructura de cadena de silicato de los piroxenos ofrece mucha flexibilidad en la incorporación de varios cationes y los nombres de los minerales de piroxeno se definen principalmente por su composición química. Los minerales de piroxeno se nombran según las especies químicas que ocupan el sitio X (o M2), el sitio Y (o M1) y el sitio T tetraédrico. Los cationes en el sitio Y (M1) están estrechamente unidos a 6 oxígenos en coordinación octaédrica. Los cationes en el sitio X (M2) pueden coordinarse con 6 a 8 átomos de oxígeno, dependiendo del tamaño del catión. La Comisión de Nuevos Minerales y Nombres de Minerales de la Asociación Mineralógica Internacional reconoce veinte nombres de minerales y se han descartado 105 nombres utilizados anteriormente. [4]
Un piroxeno típico tiene principalmente silicio en el sitio tetraédrico y predominantemente iones con una carga de +2 en los sitios X e Y, dando la fórmula aproximada XYT 2 O 6 . Los nombres de los piroxenos comunes de calcio, hierro y magnesio se definen en el "cuadrilátero de piroxeno". La serie enstatita-ferrosilita ( [Mg,Fe]SiO 3 ) incluye el mineral común formador de rocas hiperstena , contiene hasta un 5% molar de calcio y existe en tres polimorfos, ortoenstatita y protoenstatita ortorrómbica y clinoenstatita monoclínica (y sus equivalentes de ferrosilita). . El aumento del contenido de calcio previene la formación de las fases ortorrómbicas y la pigeonita ( [Mg,Fe,Ca][Mg,Fe]Si 2 O 6 ) sólo cristaliza en el sistema monoclínico. No hay una solución sólida completa en contenido de calcio y los piroxenos de Mg-Fe-Ca con contenidos de calcio entre aproximadamente 15 y 25 % en moles no son estables con respecto a un par de cristales exolvidos. Esto conduce a una brecha de miscibilidad entre las composiciones de pigeonita y augita . Existe una separación arbitraria entre la augita y la solución sólida de diópsido-hedenbergita ( CaMgSi 2 O 6 − CaFeSi 2 O 6 ). La división se toma a >45% molar de Ca. Como el ion calcio no puede ocupar el sitio Y, no son posibles los piroxenos con más del 50% molar de calcio. Un mineral relacionado, la wollastonita, tiene la fórmula del hipotético miembro final de calcio ( Ca 2 Si 2 O 6 ), pero importantes diferencias estructurales significan que, en cambio, se clasifica como un piroxenoide.
El magnesio, el calcio y el hierro no son de ningún modo los únicos cationes que pueden ocupar los sitios X e Y en la estructura del piroxeno. Una segunda serie importante de minerales de piroxeno son los piroxenos ricos en sodio, correspondientes a la nomenclatura del "triángulo de piroxeno". La inclusión de sodio, que tiene una carga de +1, en el piroxeno implica la necesidad de un mecanismo para compensar la carga positiva "faltante". En la jadeíta y la aegirina , esto se añade mediante la inclusión de un catión +3 (aluminio y hierro (III) respectivamente) en el sitio Y. Los piroxenos de sodio con más de un 20% en moles de componentes de calcio, magnesio o hierro (II) se conocen como onfacita y aegirina-augita . Con 80% o más de estos componentes el piroxeno se clasifica mediante el diagrama cuadrilátero.
Una amplia gama de otros cationes que pueden acomodarse en los diferentes sitios de las estructuras de piroxeno.
Al asignar iones a los sitios, la regla básica es trabajar de izquierda a derecha en esta tabla, asignando primero todo el silicio al sitio T y luego llenando el sitio con el aluminio restante y finalmente el hierro (III); Se puede acomodar aluminio o hierro adicional en el sitio Y e iones más voluminosos en el sitio X.
No todos los mecanismos resultantes para lograr la neutralidad de carga siguen el ejemplo del sodio anterior, y existen varios esquemas alternativos:
En la naturaleza se puede encontrar más de una sustitución en un mismo mineral.
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![Una sola cadena de tetraedros de silicio vista en la dirección [100]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ac/Ino_a.jpg/1280px-Ino_a.jpg){kind=small}
![Una cadena única de tetraedros de sílice vista en la dirección [010]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/db/Ino_b.jpg/1280px-Ino_b.jpg)
