feldspatoides e diagramas de fases

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feldspatoides e diagramas de fases

Fábio Ramos Dias de Andrade, IGc-USP

https :/ /tw itte r. c om /The E a rthS tor y /s ta tus /6 5 8 7 2 0 5 2 9 5 1 6 3 6 7 8 7 2 /pho to/ 1 sodalita

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felspatoides tectossilicatos

teor de SiO₂ inferior ao dos feldspatos

coexistem com feldspatos

não coexistem em equilíbrio com quartzo

principais espécies

nefelina (Na,K)AlSiO₄

kalsilita KAlSi₂O₆

leucita KAlSi₂O₆

sodalita 3NaAlSiO₄.NaCl

noseana 3NaAlSiO₄.NaSO₄

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QAPF Q = quartzo A = feldspato alcalino P = plagioclásio F = feldspatoide índice de cor <90

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deficiência em sílica em relação aos feldspatos

ortoclásio K₂O.Al₂O₃.6SiO₂

leucita K₂O.Al₂O₃.4SiO₂

albita Na₂O.Al₂O₃.6SiO₂

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nefelina Na₂O.Al₂O₃.2SiO₂

pode apresentar substituição Na ↔ K Na₃K(Al₄Si₄O₁₆)

macroscopicamente similar aos feldspatos apresenta brilho gorduroso característico

sistema hexagonal → distinção dos feldspatos uniaxial negativa → distinção do quartzo baixa birrefringência

baixo relevo – índices de refração inferiores aos dos feldspatos sem geminação e sem lamelas de exsolução

pode ser confundida com apatita (baixa birrefringência, hexagonal, U-₎ relevo apatita > nefelina

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nefelina

K (purple)

NaO7 polyhedra (green) SiO4 tetrahedra (orange) AlO4 tetrahedra (blue)

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nefelina, brilho gorduroso em amostra de mão

nefelina sienito Tanguá (RJ)

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nefelina

Augite (pink) and nepheline (colorless). Cape Verde. PPL image, 2x (Field of view = 7mm)

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ht tps :/ /w w w .uc l. ac .uk /~ uc fb rx s /M o re M ine ra ls /N eph elin e. ht m l

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sodalita 3NaAlSiO₄.NaCl

sua composição pode ser descrita como

três moléculas de nefelina + uma molécula de NaCl macroscopicamente tem cor azul intensa

em lâmina delgada é incolor

sistema cúbico (isométrico) = mineral isotrópico relevo moderado negativo

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sodalita 3NaAlSiO₄.NaCl pode ocorrer soluções sólidas entre Cl e (SO₄, OH, S) h tt p :/ /so m .w e b .cmu .e d u /st ru ct u re s/ S 0 9 9 -so d a lite .h tml

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http://www.alexstrekeisen.it/immagini/pluto/naujaite(28).jpg

Eudialite (high relief and with white-pale pink color) with sodalite (colorless) inclusion in a Naujaite. Ilímaussaq, Greenland. PPL image, 2x (Field of view = 7mm)

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mais comum em rochas vulcânicas sistema tetragonal

baixíssima birrefringência, mineral “quase isotrópico” baixo relevo Uniaxial (+) nω = 1.508 nε = 1.509 δ = 0.001 geminação em setores h tt p :/ /w e b m in e ra l.c o m/s p e ci m e n s/ L e u cit e .jp g

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Leucite (clorless) and clinopyroxene crystals. PPL image, 2x (Field of view = 7mm)

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leucita potássio (verde) _http :/ /w w w .iz a -o n lin e .o rg /n a tu ral /Da ta sh e e ts/ L e u ci te /le u cite .h tm

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diagrama de fases

representação gráfica da estabilidade das fases possíveis em um sistema considerando suas variáveis intensivas (P, T) e extensivas (composição)

fase

parte individualizável de um sistema

com características físicas e químicas próprias

duas fases: microclínio e plagioclásio h tt p :/ /w w w .g e o la b .u n c. e d u /P e tu n ia /I g Me tA tla s/ p lu to n ic -m icro %7F/ p e rthi te 2 .jp g

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tipos de soluções sólidas substitucional

substituição simples de um átomo por outro numa mesma estrutura

os átomos envolvidos na troca têm mesma valência e raio iônico muito próximo

acoplada

similar à s.s. substitucional, mas as diferenças de valência são compensadas por substituições concomitantes (acopladas)

omissional

variação química pela omissão de cátions em alguns sítios da estrutura

intersticial

incorporação de átomos ou íons em locais da estrutura que não são normalmente ocupados (p.ex. canais livres)

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fatores que afetam a extensão das soluções sólidas (s.s.)

raio atômico / iônico carga

temperatura

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fatores que afetam a extensão das soluções sólidas (s.s.) raio atômico / iônico

raios iguais ou próximos permitem que as soluções sólidas sejam bastante extensas ou mesmo completas

diferenças de raio < 15% permitem extensa s.s.

Mg2+ _{e Fe}2+ _{diferença de 7% no raio iônico}

s.s. completas ou extensas em vários minerais

Ca2+ _{e Mg}2+ _{diferença de 32% no raio iônico}

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fatores que afetam a extensão das soluções sólidas (s.s.) carga

substituições heterovalentes raramente formam s.s. completas a baixas temperaturas devido à necessidade de se manter o balanço local de cargas local e acomodar as tensões

estruturais temperatura

altas temperaturas favorecem a formação de s.s. maior vibração atômica e estruturas mais abertas

maior facilidade de acomodar cátions de raios diferentes

s.s. têm maior entropia que os membros extremos puros, favorecendo sua estabilidade a altas temperaturas

tipo de estrutura -- flexibilidade estrutural

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a regra da balança

fases presentes no sistema

composição de cada fase

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substituição acoplada Na+1_Si+4 _{↔ Ca}+2_Al+3

fórmula geral dos plagioclásios Ca_xNa_1-xAl_1+xSi_3-xO₈

albita-anortita (série dos plagioclásios)

T mínima

liquidus

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cristalização em equilíbrio

as composições do sólido e do líquido se equilibram continuamente

ao longo do resfriamento

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plagioclásio com zoneamento composicional

cristalização em desequilíbrio

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sistemas com solução sólida completa e T mínima entre os dois componentes albita-ortoclásio

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T

(

C

)

º

1.200 1.000 800 600 0 20 40 60 80 100 780 Ab2_SS NaAlSi₃O₈ (Ab) KAlSi₃O₈ (Or) P_H2O = 0,5 kb FA_SS + L FA_SS + L L + V 2 FA + V FA_SS FA_SS M cs Or_SS Ab_SS L1 Or1_ss L2 ponto mínimo (M)

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ortoclásio pertítico

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sistemas binários com composto intermediário que funde de modo congruente nefelina-albita-sílica divisa térmica: magmas supersaturados e insaturados em sílica 700 NaAlSiO4 NaAlSiO3 8 Wt (%) SiO2 (Ne) (Ab) (Q) 1068 ₁₀₆₂ 1470 Fusão (Líquido) 2 x 1 y Cr + L Tr + L 1118 Ab + L AbL+ Tr + Ab Q + Ab Ne + Ab Ne Ne + L Cg 1713 867 700 1280 1254 1526 1700 T ( C ) º Cg + L EI ES

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700 NaAlSiO ₄ NaAlSiO₃ ₈ Wt (%) SiO₂ (Ne) (Ab) (Q) 1068 ₁₀₆₂ 1470 Fusão (Líquido) 2 x 1 y Cr + L Tr + L 1118 Ab + L AbL+ Tr + Ab Q + Ab Ne + Ab Ne Ne + L Cg 1713 867 700 1280 1254 1526 1700 T ( C ) º Cg + L EI ES sistema nefelina-albita

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700 NaAlSiO ₄ NaAlSiO₃ ₈ Wt (%) SiO₂ (Ne) (Ab) (Q) 1068 ₁₀₆₂ 1470 Fusão (Líquido) 2 x 1 y Cr + L Tr + L 1118 Ab + L AbL+ Tr + Ab Q + Ab Ne + Ab Ne Ne + L Cg 1713 867 700 1280 1254 1526 1700 T ( C ) º Cg + L EI ES sistema albita-quartzo

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sistemas binários com composto intermediário que funde de modo

incongruente

leucita-feldspato potássico -sílica ponto peritético

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Bibliografia

http://serc.carleton.edu/research_education/equilibria/index.html

Vlach, S., Tectossilicatos. Geologia USP, série didática

Klein, C., Hurlbut, C.S. 1993. Manual of Mineralogy. 21st ed. J. Wiley & Sons Inc. 681 p.