Exercício 2 Geoquímica

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Geoquímica 2021/2 Nota – 6,2
Professores: Beatriz Paschoal Duarte e Claudia Sayão Valladares 
Exercício 2:
Aluno (a): Vitória de Azevedo Silva
Questões:
1) Quais são os minerais relacionados na questão e qual é o nome químico de cada um deles? (3,2 pontos) (2,35)
R: (1) K(AlSi3O8) – microclina (ortoclásio), aluminossilicato de potássio 
(2) (Ca, Na) (Al2-1Si2-3O8) plagioclásio cálcico, podendo ser uma anortita ou labradorita ou bytownita ou andesina, aluminossilicato de cálcio e sódio. Não dá as proporções de cálcio e sódio, logo não tem como saber qual mineral exato é. 
(3) Mg2(SiO4) – fosterita (olivina), silicato de magnésio e ferro 
(4) (Na, Ca) (Al1-2Si3-2O8) – plagioclásio sódico (albita) aluminossilicato de sódio e cálcio 
 (5) K (Fe, Mg)3(AlSi3O10) (OH, F)2 – biotita, hidroxi flúor aluminossilicato de potássio, ferro e magnésio 
(6) (Ca, Na)2(Mg, Fe, Al)5(Al, Si)8O22 (OH)2 – hornblenda, hidroxi aluminossilicato de cálcio, sódio, magnésio, ferro e alumínio. 
(7) SiO2 – quartzo, dióxido de silício 
(8) (Mg, Fe) (SiO3) – enstatita (ortopiroxênio), silicato de ferro e magnésio
2) Relacione os minerais da questão anterior com as rochas ígneas representativas do manto, da crosta oceânica e da crosta continental. (1,5 ponto) 
R: Crosta continental – granito (poderia ser um andesito também).
Minerais: 1, 4, 5,6 e 7, incluem K–Feldspato (ortoclásio) (KAISi3O8), quartzo (SiO2), plagioclásio sódico (NaAlSi3O8) e biotita (K2Fe4Al2Si6Al4O20(OH)4). 
Crosta oceânica – basalto.
Minerais: 2 e 8, incluem anortita (plagioclásio cálcico) >50% (CaAl2Si2O8) e piroxênio cálcico. Não tem hornblenda nem biotita, não tem minerais com hidroxila ou H2O, só tem quando é hidrato pela água do mar. É uma rocha anidra assim como o piroxênio. 
Manto – peridotito.
Minerais: 3 e 8, incluem olivina e piroxênio. Classe mineral do manto é silicato. 
3) Responda o que se pede. (1,8 ponto) (0,7)
a) Em que fase da evolução magmática são removidos os elementos Cr, Ba e Sr? Por quê? 
R: Cr (cromo) é retirado quando tem formação de Ferro+3. Pode também ser retirado junto dos elementos que compõem as rochas ferro magnesianas, devido ter um raio semelhante a esses elementos. Forma ferro magnesianas. Ocorre nos estágios mais precoces (início) da cristalização de minerais essenciais das rochas ígneas.
Cr na ausência de O, torna-se calcófilo e forma Daubreelita (FeCr2S4- sulfo-espinélio).
Ba (bário) é retirado junto com o potássio, para formar o mineral ortoclásio/K-feldspato (feldspato). Sendo retirado quase no fim da cristalização de minerais essenciais das rochas ígneas.
Sr (estrôncio) substituí o cálcio na estrutura dos plagioclásios. No início ou no meio da cristalização dos minerais essenciais das rochas ígneas. Estrôncio e cálcio têm a mesma valência. 
Devido satisfazem a estabilidade geométrica e elétrica nas posições catiônicas de determinados minerais essenciais. 
b) Considerando os diferentes estágios ígneos quando se dá a concentração de calcófilos? Por quê? Dê exemplos?
R: Em estágios tardios relacionados a veios hidrotermais. Cristalizando a partir de soluções aquosas (geralmente). Os veios são predominantemente formados por quartzo (às vezes carbonatos e sulfetos são formados nessa fase, alguns silicatos de temperatura semelhante podem ser formados juntamente aos sulfetos).
Devido a baixa estabilidade termal da maioria dos sulfetos. Os exemplos de calcófilos incluem Cu, Pb e Zn.
c) Por que elementos como, por exemplo, Be, Li, Sn e Ta não são encontrados na estrutura dos minerais essenciais das rochas magmáticas? Onde são encontrados?
R: Devido possuírem um raio iônico pequeno e carga grande, não satisfazem a estabilidade geométrica e a estabilidade elétrica (não tem caraterística em termos de raio iônico e de carga iônica) não acham posição para entrar na estrutura dos minerais essenciais, pois estes não têm suporte para aguentar esses elementos (Be, Li, Sn e Ta) que irão sobrar na fusão residual, após todos os minerais essenciais serem cristalizados. Esses elementos quando cristalizados compõem os minerais nos pegmatitos (como berilo e suas variedades, espodumênio, cassiterita etc), em veios hidrotermais e nos óxidos. São elementos litófilos.
4) Segundo a Classificação dos Elementos de Goldschmidt (1922), que classe(s) de elemento(s) forma(m) a crosta e o manto da Terra? Dê exemplos dos 4 elementos mais abundantes de cada reservatório? (1,5 ponto) (1,25)
R: Crosta, Elementos Litófilos, elementos mais abundantes da crosta são K, Na, Al, Si e O.
Manto, Elementos Litófilos, elementos mais abundantes do manto são Mg, Fe, Si, Ca e O.
5) Tendo como base a figura abaixo, responda o que se pede: (2,0 pontos) 
a) O que indica a fórmula (Mg, Fe)2(SiO4)? 
R: Neste silicato ocorre solução sólida entre membros ricos em Mg e membros ricos em Fe. Esses dois cátions podem se substituir na mesma posição estrutural dentro do mineral.
b) O Ti pode fazer parte do mineral do item a? Por que? 
R: Não, pois mesmo que o Ti tenha um raio iônico muito semelhante ao raio iônico do ferro e do magnésio, não satisfaz a estabilidade elétrica do mineral, as cargas iônicas são diferentes. 
c) O Ni pode fazer parte do mineral do item a? Por que? 
R: Sim, pois o níquel tem a mesma carga que o magnésio e o ferro e seu raio iônico é moto semelhante a esses dois elementos. Satisfaz a estabilidade geométrica e a estabilidade elétrica do mineral.
d) Sabendo-se que as seguintes fórmulas Na (Al1Si3O8) - Ca (Al2Si2O8) indicam membros extremos de uma solução sólida relate sobre as trocas iônicas que ocorrem neste processo. 
R: Plagioclásio
Ca (Al2Si2O8) – Na (AlSi3O8) (substituição acoplada)
 Anortita – Albita
 Ca+2 – Na+1
 Al+3 – Si+4