Consolidação de Magmas Condições de formação de cristais Prof. Ana Rita Rainho

Texturas das rochas magmáticas Consoante as condições de arrefecimento do magma, o grau de desenvolvimento dos cristais é diferente. Fanerítica Afanítica Vítrea Cristais desenvolvidos, visíveis a olho nu. Cristais de pequenas dimensões. Difíceis de ver a olho nu, mas identificáveis ao microscópio Estrutura cristalina praticamente ausente. Rochas intrusivas Granito, Gabro Rochas extrusivas Riolito, Basalto Obsidiana

Granito porfiróide com fenocristais de plagioclase Textura fanerítica Granito Os cristais tiveram tempo para se desenvolver e são visíveis a olho nu. Típica de consolidação do magma em profundidade. Granito porfiróide com fenocristais de plagioclase

Textura afanítica Os cristais não tiveram tempo para se desenvolver. Não se identificam a olho nu, mas observam-se ao microscópio. Típica de consolidação do magma à superfície. Basalto

Textura vítrea Quando as partículas não chegam a assumir um arranjo definido. As partículas comportam-se como um líquido viscoso (ex: sílica que constitui o vidro).

Rochas intrusivas - faneríticas Rochas extrusivas - afaníticas leucocratas – minerais félsicos Riolito Granito melanocratas – minerais máficos Gabro Basalto

Condições que afectam a formação e desenvolvimento de cristais Agitação do meio Quanto mais calmo for o meio, maior a probabilidade de desenvolvimento de cristais. Tempo É necessário para que se dê o crescimento do cristal. Espaço disponível O cristal só se desenvolve em função do espaço que tem para crescer. Sem espaço disponível não se desenvolve. Temperatura Temperaturas elevadas e arrefecimento lento favorecem a cristalização.

Pouco tempo de crescimento Espaço reduzido para crescimento Meio calmo Meio agitado Arrefecimento rápido Pouco tempo de crescimento Espaço reduzido para crescimento Meio calmo Arrefecimento lento Tempo de crescimento Espaço de crescimento Cristais mais perfeitos e desenvolvidos. Cristais menos desenvolvidos.

Malha cristalina / Sistema reticular Forma dos cristais depende das condições envolventes. Mas a malha cristalina é constante. Organização espacial dos átomos que constituem o cristal. Repetição 3D Malha cristalina, rede tridimensional ou sistema reticular Cristais

Repetição 3D da malha elementar Estrutura cristalina É constante para cada mineral, independentemente da forma que os cristais venham a ter. Repetição 3D da malha elementar

Teoria Reticular As propriedades dos minerais são consequência da estrutura cristalina e do tipo de forças que ligam as partículas entre si. Ex: clivagem

Exemplo: Silicatos principais constituintes das rochas Polimerização em conjuntos complexos origina diferentes minerais Tetraedros de SiO4 Diferentes arranjos determinam diferentes propriedades

Isomorfismo e Polimorfismo Nem sempre os minerais se podem distinguir pela sua composição química. Nem sempre a composição química determina a estrutura cristalina.

Permite a manutenção da estrutura cristalina sem alterações Isomorfismo Minerais com diferentes constituições químicas mas com a mesma estrutura cristalina. Ocorre quando um ião da estrutura é substituído por outro diferente. Condições necessárias para a substituição: Afinidade química Raio iónico semelhante Mesma carga eléctrica Permite a manutenção da estrutura cristalina sem alterações

Isomorfismo Família das Olivinas Os iões Mg2+ e Fe2+ são substituídos mutuamente, podendo verificar-se todas as proporções possíveis entre os dois extremos

Isomorfismo Família das Plagioclases NaAlSi3O4 CaAl2Si2O8 Ocorre uma dupla substituição. Como o Na+ e o Ca2+ não têm a mesma carga eléctrica, é necessário ocorrer também a substituição de Si4+ por Al3+ para se poder manter a carga eléctrica e a estrutura cristalina.

Polimorfismo Minerais com a mesma composição química mas com estruturas cristalinas diferentes. Ocorre quando as condições de Pressão e Temperatura a que se formaram são muito diferentes. Implica diferentes propriedades apesar de terem a mesma composição química diamante grafite

Diamante e grafite: polímeros de Carbono O diamante apresenta ligações covalentes entre os seus átomos constituintes em todas as direcções. É o mineral mais duro que se conhece. A grafite apenas apresenta ligações covalentes entre os átomos que estão no mesmo plano. A sua dureza é muito baixa.

Polimorfismo A calcite e aragonite são dois minerais de Carbonato de Cálcio, mas a organização espacial da malha reticular é diferente.

Resumindo… Os átomos e moléculas constituintes dos minerais organizam-se espacialmente – estrutura cristalina Minerais polimorfos – mesma composição química, diferente arranjo espacial (diferentes condições de formação) Minerais isomorfos – mesmo arranjo espacial, mas composição química diferente (átomos com afinidade) O grau de desenvolvimento dos cristais depende das condições de cristalização. Diferentes estruturas cristalinas determinam diferentes propriedades dos minerais.

Rochas magmáticas - Resumo Temperatura de cristalização

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