Estruturas cristalinas em silicatos

Apresentação em tema: "Estruturas cristalinas em silicatos"— Transcrição da apresentação:

1 Estruturas cristalinas em silicatos
GM 861 – Mineralogia Silvia F. de M. Figueirôa

2 Classificação e abundância dos minerais da crosta terrestre

3 Abundância dos minerais na crosta terrestre
Pelo gráfico anterior, percebe-se claramente que os silicatos, de qualquer tipo, perfazem ~ 90% do volume de minerais na crosta  minerais formadores de rochas O restante, devido a sua baixa abundância, é chamado de minerais acessórios. Silvia F. de M. Figueirôa

4 (SiO4)-4 é o bloco construtor básico dos silicatos
Outros cátions podem ser considerados como a “argamassa” que une “tijolos” tetraédricos Si, O e Al são considerados elementos formadores de estruturas, ao passo que cátions mais iônicos, como Mg e K, são considerados elementos modificadores de estruturas. Silvia F. de M. Figueirôa

5 Tipos de silicatos A classificação depende de como os tetraedros de (SiO4)-4 estão unidos entre si, i.é., quantidade de vértices compartilhados = orto (ou neso) silicatos, sorossilicatos, ciclossilicatos, inossilicatos, filossilicatos e tectossilicatos. Silvia F. de M. Figueirôa

6 Silvia F. de M. Figueirôa

7 Silvia F. de M. Figueirôa

8 Tipos de estruturas de silicatos
A maior ou menor polimerização dos tetraedros de sílica dependerá, sobretudo, da disponibilidade de cátions no magma em fusão e de sua proporção relativamente à sílica. Dependendo do R.I. do cátion ele comporá estruturas de alguns tipos de silicatos e não de outros, pois irão variar os sítios cristalográficos disponíveis para as diferentes coordenações. Silvia F. de M. Figueirôa

9 Silvia F. de M. Figueirôa

10 Estruturas & propriedades
A dureza dos silicatos, em geral, é média a alta (~ 5 - 8) pois a ligação Si-O é forte e a polimerização dos tetraedros favorece estruturas coesas. A forte ligação Si-O é também responsável, na maioria dos casos, por temperaturas de fusão altas. Silvia F. de M. Figueirôa

11 ORTOSSILICATOS (Unidade Estrutural (SiO4)-4)
Os tetraedros de (SiO4)-4 são independentes, ou seja, NÃO compartilham O-2 dos vértices. Os tetraedros são unidos diretamente pelos cátions da estrutura. olivinas [(Mg, Fe)SiO4] granadas [A3B2(SiO4)3] zircão [ZrSiO4] alumino-silicatos (cia-nita/sillimanita/andaluzi-ta = Al2SiO5) titanita [TiCaSiO5] topázio[Al2SiO4(F,OH)2] estaurolita [Fe2Al9O7(SiO4)4(OH)] Silvia F. de M. Figueirôa

12 Explorando um exemplo A B C 4,756 Å
Grupo das Olivinas: (cor verde oliva e verde acinzentado) Os principais minerais desse grupo são a Forsterita (Mg2SiO4) e a Fayallita (Fe2SiO4), que formam entre si Solução Sólida Total (completa substituição iônica entre Mg e Fe) Sistema Cristalino = ortorrômbico Forsterita Fayallita A 4,756 Å 4,817 Å B 10,195 Å 10,477 Å C 5,981 Å 6,105 Å Silvia F. de M. Figueirôa

13 Diferenças entre Fo e Fa
? Cela Unitária Fa > Fo ? ? Densidade Fa = 4,37 g/cm3 > Fo = 3,27 g/cm3 ? T º fusão Fo = 1.890º C > Fa = 1.205º C  R.I. Fe2+ = 0,74 Å > R.I. Mg2+ = 0,66 Å Silvia F. de M. Figueirôa

14 Como é a Clivagem ? A distribuição regu-lar dos tetraedros de (SiO4)-4 e dos cátions  ausência de planos mais fracos  ausência de clivagem Silvia F. de M. Figueirôa

15 Estrutura das olivinas
Silvia F. de M. Figueirôa

16 SOROSSILICATOS [Unidade Estrutural = (Si2O7)-6]
Os tetraedros de (SiO4)-4 comparti-lham um O-2 dos vértices. Os pares de tetraedros são unidos pelos cátions da estrutura. Melilita [Ca2Mg(Si2O7] Lawsonita [CaAl2(Si2O7)(OH)2.H2O] Calamina [Zn4(Si2O7)(OH)2.H2O] Silvia F. de M. Figueirôa

17 Estrutura de um sorossilicato
Silvia F. de M. Figueirôa

18 Explorando um exemplo Grupo dos Epídotos: a fórmula geral pode ser escrita: X2VIII Y3VI (Si2O7) (SiO4) (OH) O (SiO4)  indica presença de tetraedros isolados - Particularidade: há cátions com R.I. grande, pois X admite coordenação cúbica (N.C. 8) X = Ca, Y, Ce, La, Sc, Pb, Ba, K, Na; Y = Al, Mg, Be, Zn Exemplos: Epídoto [Ca2(Al, Fe)Al2O(SiO4)(Si2O7)(OH)] Alanita [(Ca, Ce)2(Al, Fe)3(SiO4)(Si2O7)(OH)] Vesuvianita [Ca10(Mg, Fe)2Al4(SiO4)5(Si2O7)2(OH)4] Silvia F. de M. Figueirôa

19 Epídotos Sistema cristalino = monoclínico
Hábito = prismático, colunar ou mesmo acicular Silvia F. de M. Figueirôa