Estruturas de orto e sorossilicatos

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4/5/2011
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Estruturas cristalinas em 
silicatos
GM 861 – Mineralogia
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Classificação e abundância dos minerais na crosta
Distribuição relativa dos Minerais na Crosta da Terra
F e ld s p a t o s
51%
Qua rt z o
12 %
P iro x ênio
11%
M ic a s
5 %
A nf ib ó l io s
5 %
A rg ila s
5 %
Olivina s
3 %
Óx id o s S ulf e t o s 
S ulf a t o s C a rb o na t o s
8 %
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Abundância dos minerais na 
crosta terrestre
Relembrando: pelo gráfico anterior, 
percebe-se claramente que os silicatos, 
de qualquer tipo, perfazem ~ 90% do 
volume de minerais na crosta �
minerais formadores de rochas
Os restantes, devido a sua baixa 
abundância, são chamados de 
minerais acessórios.
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(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.
2
Xm Yn (Zp Oq) Wr
Na+ = 8 – 6
Ca2+= 8 – 6
K+= 12 - 8
Fe2+/3+= 6
Mg2+= 6
Ti4+= 6
Mn2+= 6
Al3+ = 6
Si4+ = 4
Al3+= 4
OH-
F-
Cl-
SILICATOS - FÓRMULA GERAL
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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.
soro
ino
ino
filo
tecto
ciclo
neso
(SiO4)4-
(Si2 O7)6-
(Si6 O18)12-
(Si2 O6)4-
(Si4 O11)6-
(Si4 O10)4-
Si O2
SiO21 : 24Tecto 
(Si4O10)-41 : 2 ½ 3Filo
(Si2O6)-4
(Si4O11)-6
1: 3
1: 2 ¾ 
2 (cadeias simples)
3 (cadeias duplas)
Ino 
(Si3O9)-6
(Si4O12)-8
(Si6O18)-12
1 : 3
1 : 2 ½
2 (anéis simples)
3 (anéis duplos)
Ciclo
(Si2O7)-61 : 3 ½ 1Soro
(SiO4)-41 : 40Orto
UNIDADE 
ESTRUTURAL
Si : O
Nº VÉRTICES 
COMPARTILHADOSCLASSE
3
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Tipos de estruturas de silicatos
� A maior ou menor polimerização dos 
tetraedros de sílica dependerá da 
disponibilidade de cátions no magma em 
fusão e de sua proporção relativamente à
sílica.
� Dependendo do R.I. do cátion ele integrará
estruturas de alguns tipos de silicatos e não 
de outros, pois variarão os sítios 
cristalográficos disponíveis para as 
diferentes coordenações.
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Estruturas & propriedades
A dureza dos silicatos, em geral, é média 
a alta (~ 5 a 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.
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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 (cianita/ 
sillimanita/ andaluzita = 
Al2SiO5)
titanita [TiCaSiO5]
topázio[Al2SiO4(F,OH)2]
estaurolita
[Fe2Al9O7(SiO4)4(OH)]
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Andradita
Zircão
Topázio
Cianita
Estaurolita
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Explorando um exemplo: olivinas
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Explorando um exemplo
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 (entre Mg e 
Fe)
Sistema Cristalino = 
ortorrômbico (Z = 4)
6,105 Å5,981 ÅC
10,477 Å10,195 ÅB
4,817 Å4,756 ÅA
FayallitaForsteritaMinerais/
dimensões
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Estrutura das olivinas
http://webmineral.com/data/Olivine.shtml
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Diferenças entre Fo e Fa
??? Cela Unitária Fa > Fo ?
??? T º fusão Fo = 1.890º C > Fa = 1.205º C
�R.I. Fe2+ = 0,74 Å > R.I. Mg2+ = 0,66 Å
?? Densidade Fa = 4,37 g/cm3 > Fo = 3,27 g/cm3
Mesmo que a cela unitária seja maior, a diferença de 
peso atômico entre Fe e Mg faz com que a 
densidade da Fayalita seja maior do que a da 
Forsterita.
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Como é a Clivagem ?
A distribuição regular 
dos tetraedros de 
(SiO4)-4 e dos 
cátions:
� planos mais fracos 
pouco evidentes
� clivagem pobre
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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]
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Estrutura de um sorossilicato
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Explorando um exemplo
Grupo dos Epídotos: a fórmula geral pode ser escrita:
X2VIII Y3VI (Si2O7) (SiO4) (OH) O
(SiO4) � indica presença também 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]
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Epídotos
Sistema cristalino: 
monoclínico (a=8.98 Å, 
b=5.64 Å, c=10.22 Å; 
beta = 115.4°) e Z = 2
Hábito: prismático, 
colunar ou mesmo 
acicular
Clivagem: boa (001)
Dureza: 7
http://webmineral.com/data/Epidote.shtml