GE300_Silicatos_Tecto_2013

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Silicatos Silicatos IV: IV: TectossilicatosTectossilicatos
ESTRUTURAS CRISTALINASESTRUTURAS CRISTALINAS
Roberto Perez XavierRoberto Perez Xavier
Departamento de Geologia e Recursos NaturaisDepartamento de Geologia e Recursos Naturais
Instituto de Geociências Instituto de Geociências -- UNICAMPUNICAMP
GEGE--300 300 –– MINERALOGIA IMINERALOGIA I
GeologiaGeologia
Estrutura tridimensionalmente contínua, fortemente unida,
eletricamente estável, com o mais alto grau de polimerização
Minerais desse grupo constituem 64% da crosta terrestre
TECTOSSILICATOS
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MINERALOGIA DA CROSTAMINERALOGIA DA CROSTA
Se considerarmos proporção em volume, há mais feldspatos na 
crosta do que água nos oceanos!
51%
em volume
Constituinte principal em quase todas as rochas.
• Nos tectossilicatos: 
– todos os oxigênios são 
divididos entre 2 tetraedros 
(Si,Al)
– existe uma repulsão mutua 
entre os cátions de alta 
carga nos tetraedros 
(Si4+,Al3+)
TECTOSSILICATOS
Como conseqüência, a estrutura dos 
tectossilicatos é aberta � podem acomodar 
cátions grandes como Na+, K+, Ca2+
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A≥≥≥≥VIII TIV 4O8
A= Na+, K+, Ca+2 T= Si4+ e Al3+
TECTOSSILICATOS: Feldspatos
Temperaturas < 600°C estrutura 
contrai ���� microclíneo e albita
não há 
feldspatos
com esta 
composição!!!
K+ = Na+
simples
Na+ + Si4+ = Ca2+ + Al3+
acoplada
Presença abundante de Al na coordenação tetraédrica, �
aluminossilicatos com a unidade fundamental (Si,Al)O4
A≥≥≥≥VIII TIV 4O8
A= Na+, K+, Ca+2 T= Si4+ e Al3+
TECTOSSILICATOS: Feldspatos
Substituição Si4+ por Al3+ � excesso de carga negativa
na estrutura exige a presença de cátions adicionais para 
equilíbrio eletrostático. Estes cátions ocupam as cavidades
(sítios) maiores presentes no retículo e, portanto, apresentam
raios iônicos relativamente grandes � Ca2+ (1,12 Å), Na+ (1,16 Å) 
e K+ (1,51 Å) no sítio de coordenação octaédrica.
Fe+2 e Mg2+ são íons muito pequenos para ocupar os
espaços da estrutura e não fornecem neutralidade
eletrostática
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A≥≥≥≥VIII TIV 4O8
A= Na+, K+, Ca+2 T= Si4+ e Al3+
TECTOSSILICATOS: Feldspatos
não há 
feldspatos
com esta 
composição!!!
Feldspatos potássicos ���� sanidina + ortoclásio + microclínio são 
polimorfos de temperaturas altas, médias a altas e médias a baixas, 
respectivamente = polimorfismo de ordem – desordem = relacionado ao 
grau de ordenamento de Si e Al nos sítios tetraédricos
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Monoclínico 
ex. Sanidina (alta T)
POLIMORFISMO DE ORDEMPOLIMORFISMO DE ORDEM--DESORDEMDESORDEM
Desordem completa (Al:Si = 1:3)
Al = 25% de qualquer tetraedro (aleatório)
Si = 75% de qualquer tetraedro (aleatório)
Átomos de Si e Al estão distribuídos aleatoriamente nas posições 
tetraédricas � estáveis em temperaturas mais altas, típicos das 
rochas vulcânicas e subvulcânicas
POLIMORFISMO DE ORDEMPOLIMORFISMO DE ORDEM--DESORDEMDESORDEM
Principio de evitar dois átomos de alumínio em sítios 
tetraédricos vizinhos
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POLIMORFISMO DE ORDEMPOLIMORFISMO DE ORDEM--DESORDEMDESORDEM
Ordem completa (Al:Si = 
1:3)
Triclínico (ex. Microclínio - baixa T)
Átomos de Al e Si estão concentrados em certas posições 
tetraédricas específicas, resultando em uma energia reticular 
menor � típicos de rochas formadas em ambientes plutônicos
Triclínico (ex. Plagioclásio Anortita)
Lembrem-se do 
principio de evitar 
dois átomos de Al 
em sítios 
tetraédricos vizinhos
Disordem intermediária (Al:Si = 2:2) 
Mesma proporção de Al e Si em cada 
sítio
Al
Al
Al
Al
Si
Si
Si
Si
POLIMORFISMO DE ORDEMPOLIMORFISMO DE ORDEM--DESORDEMDESORDEM
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A≥≥≥≥VIII TIV 4O8
A= Na+, K+, Ca+2 T= Si4+ e Al3+
TECTOSSILICATOS: Feldspatos
1/4 de Si4+ substituído 
por Al3+ � K+ ou Na+
� ortoclásio ou albita
1/2 de Si4+ substituído 
por Al3+ � Ca2+ ou Na+
� plagioclásios
Ligações químicas iônicas A-O (e.g. K-O, Na-O) são bem mais 
fracas que as de Si-O ou Al-O � clivagens distintas pinacoidais
basal {001} e lateral {010}
Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
Feldspatos
(1) 02 planos de clivagem a 90° � formam
blocos retangulares; 
(2) brilho vítreo, cor variando de branco
acinzentado, bege, cinza escuro a rosa
salmão (mais comum em FA); 
(3) dureza = 6; 
(4) apenas plagioclásios mostram finas
estrias em um plano de clivagem.
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Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
Feldspato branco com 02 
clivagens (setas claras) + 
superfície de fratura (seta 
vermelha). Tanto plagioclásio
como FA são claros; a falta de 
estrias sugere ser FA.
A cor rosa-salmão é típica de 
FA. Note 02 planos de 
clivagem e um plano de 
fratura. Não há estrias.
Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
Estrias perfeitamente paralelas em superfície de 
clivagem em plagioclásio. Essa feição não ocorre
em K-F. 
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não há 
feldspatos
com esta 
composição!!!
Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
• Um feldspato homogêneo (Or50Ab50) submetido a um 
resfriamento lento (depois de cristalizado!) irá segregar os 
íons Na+ e K+ por conta das suas diferenças de tamanho.
• Através da difusão, o Na+ irá formar porções ricas em Na (ex. 
albita) e o K+ irá formar porções ricas em K (ex. microclínio).
• O grão de feldspato homogêneo original se tornará um grão 
heterogêneo com intercrescimento de fases.
Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
Intercrescimento de 
plagioclásio (linhas claras) e 
microclínio (rosa-salmão) = 
PERTITA – uma textura que
implica em lamelas de 
exsolução. 
Feldspato pertítico
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EXSOLUÇÃO SÓLIDAEXSOLUÇÃO SÓLIDA
• Exsolução (ou desmistura) refere-se ao processo 
na qual uma solução sólida inicialmente 
homogênea separa-se em dois (ou mais) minerais 
distintos, sem a adição ou remoção de material do 
sistema.
• Esses intercrescimentos do feldspato sódico e 
potássico são conhecidos como PERTITAS, e 
são resultantes do processo de exsolução.
– pertitas: quando há lamelas de albita no feldspato 
potássico.
– mesopertitas: quando há igual proporção das fases 
sódicas e potássicas.
– antipertitas: quando há lamelas de feldspato 
potássico no plagioclásio.
Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
GRANITO
quartzoFeldspato alcalino
plagioclasio
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Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
quartzo
Feldspato alcalinoplagioclasio
Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
Os feldspatos são utilizados como base de classificação das 
rochas ígneas. 
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Rocha granítica com grãos grossos de feldspato alcalino
(microclínio) = sienito
Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
feldspato
alcalino
Feldspatos Alcalinos vs. Plagioclásios
Rocha vulcânica = basalto. Note que plagioclásio tem cor
branca e hábito em forma de ripas. Cristais escuros = piroxênio
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GEMINAÇÃOGEMINAÇÃO
• intercrescimento simétrico 
de dois ou mais cristais de 
um mesmo mineral.
Geminações em FeldspatosGeminações em Feldspatos
• Os feldspatos apresentam-se quase 
sempre geminados e esta é uma 
propriedade importante para sua 
identificação.
• Causas da geminação :
– primária, durante o crescimento;
– secundária, por transformações 
polimórficas.
– secundária, por deslizamento 
induzido por deformação.
Geminação polissintética (Lei da albita)
A geminação polissintética da 
Albita primária é típica dos 
PLAGIOCLÁSIOS.
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Geminações em FeldspatosGeminações em Feldspatos
Geminação Carlsbad
(ortoclásio)
• Lei de Carlsbad: geminação simples de tipo paralela, 
com eixo binário de geminação [001] e plano genérico 
de composição (hk0), mais freqüentemente (010).
• É uma geminação primária típica, de qualquer feldspato, 
mas é mais comum no alcalino.
Microclínio (lei da albita + 
periclínio) = GEMINAÇÃO 
TIPO TARTAN
Plágioclásios (lei de 
Carlsbad+albita)
Geminações em FeldspatosGeminações em Feldspatos
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TECTOSSILICATOS:Feldspatóides
Pobres em SiO2 + ricos
em álcalis (K – Na) que
ocorrem em rochas
ígneas deficientes em
SiO2 e ricas em Na2O -
K2O. 
Minerals raramente
ocorrem em rochas
ígneas que contêm
quartzo. 
Nefelina (Na,K)AlSiO4, Kalsilita KAlSiO4, and Leucita KAlSi2O6.
Sodalite 3NaAlSiO4.NaCl
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TECTOSSILICATOS: 
Minerais de Sílica
A transformação das fases de altas (β-qtz) e baixas (α-qtz) 
temperaturas envolve polimorfismo de deslocamento e 
corresponde tão somente à reorientação espacial das ligações 
químicas e das unidades tetraédricas. Não envolve rompimento 
de qualquer ligação química na estrutura cristalina original e, 
como tal, envolve quantidades pequenas de energia, sendo muito 
facilmente reversível.
TECTOSSILICATOS: Minerais de Sílica
αααα-quartzo β-quartzo
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TECTOSSILICATOS: Minerais de Sílica
São necessárias quantidades bem mais significativas de energia 
(energia de ativação) e/ou de outros agentes que atuem 
cineticamente, favorecendo estas transformações (e.g., fluxo de 
fluídos). As reações de transformação são mais demoradas e não 
necessariamente são complementadas em todas as regiões do 
cristal original ou em todos os cristais de uma rocha.
Transformações polimórficas 
denominadas Reconstrutivas
����envolvem destruição e 
reconstrução completa dos edifícios 
cristalinos ou das ligações químicas 
coesita
cristobalita
TECTOSSILICATOS: Minerais de Sílica