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ESTAUROLITA JULIA TUCKER 2 Universidade Estadual de Campinas Instituto de Geociências GE606 -PETROGRAFIA E PETROLOGIA METAMÓRFICA Prof. Wagner da Silva Amaral Estaurolita figura 1: estaurolita com geminação característica em cruz em amostra de mão retirada de Keivy Mountains, Russia, tamanho de 2.5 x 2.2 x 1cm. Julia Tucker- 141520 Dezembro de 2014 Campinas-SP ESTAUROLITA JULIA TUCKER 3 RESUMO No decorrer deste trabalho será caracterizado e descrito o mineral neossilicático Estaurolita. Será apresentado suas características mineralógicas, propriedades físicas, químicas, ópticas e cristalográficas, o seu uso, locais de ocorrência, paragênese mineral e ambientes que podem ser formadas. Palavras-chave: nesossilicato, stauros, anfibolito, estaurolita. INTRODUÇÃO Na disciplina Petrografia e Petrologia Metamórfica (GE606), ministrada para o curso de Geologia (053) na Universidades Estadual de Campinas, foram estudadas com afinco as rochas metamórficas e seus minerais característicos, com a finalidade de aprofundar nossos estudos sobre tais minerais foi resignado aos alunos desta matéria redigir um trabalho específico sobre cada mineral. Objetivamente neste trabalho será descrito minunciosamente a Estaurolita, reunindo o máximo de informações possíveis sobre tal mineral para facilitação e compreensão de suas características e pesquisas sobre. O mineral aqui apresentado será a Estaurolita, parte do grupo dos nesossilicatos, ou seja, faz parte de um grupo de minerais silicáticos que caracterizados por uma cristalografia formada de tetraedros de SiO4 sem oxigênio compartilhado, portanto os tetraedros não são polimerizados. Em campo pode ser encontrada com uma forma caracteristica em cruz o que deu origem ao seu nome derivado do grego em que as palavras stauros e lithos significam respectivamente cruz e pedra. Ë o mineral escolhido para ser apresentado neste trabalho é a estaurolita por ser comumente encontrada em rochas metamórficas como xistos, filitos e gnaisses. OBJETIVOS O objetivo deste trabalho é reunir as informações sobre determinado mineral para facilitar o conhecimento e pesquisa sobre o mesmo. A ideia é que cada mineral metamórfico, pois se trata de um trabalho feito para a disciplina sobre petrografia e petrologia das rochas ESTAUROLITA JULIA TUCKER 4 metamórficas, tenham suas informações assim reunidas em um texto facilitando o estudos destes. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 5 PROPRIEDADES CRISTALOGRÁFICAS, FÍSICAS, QUÍMICAS E ÓPTICAS DA ESTAUROLITA Fórmula química:(Fe,Mg)2Al9O6[SiO4]4(O,OH)2 , Composição química: 0,18 % de Li2O, 0,50 % de MgO, 54,63 % de Al2O3, 12,39 % de FeO, 28,86 % de SiO2, 2,55 %de H2O. Grupo: é um silicato que faz parte dos nesossilicatos ( figura 2), que são minerais silicáticos com tetraedros de SiO4 isolados e unidos entre si somente por ligações iônicas, através de cátions intersticiais. A estaurolita especificamente é baseada em teatraedros Si-O e Fe-O e octaedros de Al-O arranjados de forma cúbica centrada de oxigênios. Sua estrutura é baseada em dois layers (figura 3), um formado por Al2SiO5 intercalado por outro mais ferroso de composição Al0,7Fe2O2(OH)2 . Figura 2: Estrutura dos nesossilicatos, no qual os tetraedros (SiO4)-4 são interligados por cátions, sem polimerização dos oxigênios. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 6 figura 3: Uma parte da estrutura da estaurolita mostrando a camada de hidróxido de Ferro, octaedros compartilhando Al da aresta ao longo do eixo c são unidos por tetredros contend Fe e Si primaries. Sistema cristalino: monoclínico, (Z = 2), com o ângulo b próximo de 90o (pseudo- ortorrômbico) Cor: morrom, marrom avermelhado, marrom amarelado, castanho. Brilho: resinoso, podendo apresentar brilho vítreo. Traço: branco Fratura: sub-conchoidal Clivagem: distinta em {010} Hábito: prismático (figura 4), ou em forma de cruz. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 7 Figura 4: sistema cristalográfico da estaurolita, hábito prismático. Maclamento: Comum possuir maclamento formando angulo de 60 graus em {231}(figura 5 e 6), geralmente de modo cíclico. Menos comum fazer angulos retos, formando uma cruz em {031}. figura 5: {110}, {010}, {001}, modificado figura 6: macla de penetração em Presl, 1837. In: V.M. Goldschmidt, Atlas {031}, Bretagne Krystallformen, 1913-1923. Lacroix, 1893, and others. In: V.M. Goldschmidt, Atlas der Krystallformen, 1913-1923. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 8 Difaneidade: translúcido para o opaco, raramente transparente. Dureza na escala de Mohs: 7 à 7,5. Densidade: 3,6 até 3,8. Tipo; biaxial (+) Ângulo 2V: entre 84 e 88 graus. Pleocroismo: visível, variando do incolor ao amarelo-ouro. Birrefringência: de 0,009-0,015(figura 7). figura 7; gráfico com a variancia de cor de birrefringencia em seu ponto máximo (30µm) Relevo: alto. Dispersão: fraca. Associado: Granada almandina, quartzo, muscovite, cianita, cloritóide, biotita e turmalina. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 9 OCORRÊNCIA , PARAGÊNESE E REAÇÕES: Este mineral está associado a metamorfismo regional de grau médio em protólitos pelíticos ricos em aluminosilicatos ela é formada a partir de cloritóide em baixos graus metamórficos e em alto grau transforma- se em sillimanita e Granada, pode-se desenvolver também na cianita com orientação paralela. Devido sua estabilidade de P-T limitada é geralmente utilizada como mineral índice para grau médio de rochas sedimentares aluminosas. As localidades geográficas de ocorrencias são várias, entre os mais destacáveis estão na Suiça (Monte Campione), grandes cristais maclados na Bretanha, França, Escócia e no Estados Unidos. Figura 8: mapa de ocorrência da Estaurolita. Típica da fácies anfiblotito, de grau médio com protólitos pelíticos, é estável em temperaturas médias a altas e médias pressões. Nessa fácies existe a zona da estaurolita, com clássica associações de biotita e granada. Cloritóide ⇌ clorita + Granada + estaurolita + H2O Cloritóide + O2 ⇌ estaurolita + magnetita + quartzo + H2O ESTAUROLITA JULIA TUCKER 10 Cloritóide + Al2SiO5 ⇌ estaurolita + quartzo + H2O Cloritóide + Al2SiO5 ⇌ clorita + estaurolita + H2O Cloritóide + quartzo ⇌ Granada + estaurolita + H2O Clorita + Granada + muscovite ⇌ biotita + estaurolita + quartzo + H2O Clorita +muscovite ⇌ biotita + estaurolita + quartzo + H2O Clorita + quartzo ⇌ clorita rica em magnésio + estaurolita + H2O Muscovita + magnetite + quartzo + H2O ⇌ estaurolita+ biotita + O2 Existem algumas reações que acredita-se que definem a compatibilidade entre estaurolita e quartzo em uma moderada fugacidade de oxigênio em rochas metamórficas, isto foi determinado em termos hídricos de pressão de fluido e temperatura. A razão da composição O:H do fluido foi controlada com a assembléia (QFM) quartzo-faialita-magnetita. (I) Fe-estaurolita+quartzo ⇌ almandina+sillimanita+água. (II) Fe-staurolita+quartzo ⇌ Fe-cordierita+sillimanita+ água. (III) Fe-chloritoide+sillimanita ⇌ Fe-staurolita+quartzo+água. Estas informações mostram os limites de PT de quartzo e assembléia de fluido QFM envolvendo Fe-estaurolita, FE- cordierira, Fe-cloritóide, almandine e silimanita.A partir disso podemos citar algumas assembléias: (a) Acima de ∼5 kb: estaurolita, quartzo, cianita, fluido; (b) Entre ∼1.5 e ∼8.5 kb: estaurolita, quartzo, cordierita, fluido. (c) Below ∼3.5 kb: Fe-cordierita, andalusita, fluido of oxigenio fugacidade equivalente com a assembléia quartzo-falialita-magnetita. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 11 USOS: Utilizado para identificar pressão e temperature de metamorfismo por ser estável em um curto limite de ambas, além do fundo de pesquisa o seu unico outro uso é esotérico, como forma de amulet já que o seu peculiar formato de cruz gera curiosidade. É vulgarmente chamada de a pedra das fadas ou pedra da cruz. CONCLUSÃO Pode-se concluir que a Estaurolita é um mineral metamórfico formado em médio grau de metamorfismo, fácies anfibolito na zona da Estaurolita, possui um restrito grau de pressão e temperatura estável, sendo assim um bom indicador de pressão e temperatura em rochas metapelíticas aluminosas. Não apresenta utilização industrial/econômico de relevância, mas o estudo do mineral é fundamental para o entendimento do progresso do metamorfismo regional em rochas pelíticas. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 12 2FOTOS EM AMOSTRA DE MÃO E LAMINA DELGADA: figura 9: lamina delgada com Estaurolita em associação com hornblenda e granada. figura 10: Estaurolita em secção delgada associada a quartzo, muscovita, biotita e clorita. 2 ESTAUROLITA JULIA TUCKER 13 figura 11: estaurolita em lamina delgada com luz polarizada figura 12: estaurolita em amostra de mão, de Fraconia Mine, USA. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 14 REFERÊNCIAS: http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/silicatos/nesossilicatos/estaurolita.html http://www.anba-ufsc.org/#!minerais-pesados/c1ook http://geology.com/minerals/staurolite.shtml http://webmineral.com/data/Staurolite.shtml https://www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/MineralData?mineral=Staurolite Deer, W.A; Howie, R.A; Zussman,J. Rock-Forming Minerals: Micas. 2ªedição. 2003. Volume 3A. Deer, W.A; Howie, R.A ; Zussman,J. Rock-Forming Minerals: Orthosilicates. 2ª edição. 1982. Volume 1A. HENRY, Darrell J.; GUIDOTTI, Charles V. Tourmaline as a petrogenetic indicator mineral- An example from the staurolite-grade metapelites of NW Maine. American mineralogist, 1985, 70.1-2: 1-15. HOSCHEK, G. The stability of staurolite and chloritoid and their significance in metamorphism of pelitic rocks. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1969, 22.3: 208- 232. KLEIN, Cornelis; DUTROW, Barbara. Manual de Ciência dos Minerais. 23ª Edição. Bookman, 2012 RICHARDSON, STEPHEN W. Staurolite stability in a part of the system Fe-Al-Si-OH. Journal of Petrology, 1968, 9.3: 467-488. ESTAUROLITA JULIA TUCKER 15 STAUROLITE, COMPOSITIONAL SECTOR-ZONING IN. Origin, mechanism, and consequences of compositional sector-zoning in staurolite. THE AMERICAN MINERALOGIST, 1970, 55.
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