Silvia F. de M. Figueirôa Estruturas cristalinas em silicatos GM 861 – Mineralogia.

Silvia F. de M. Figueirôa

Estruturas cristalinas em silicatos

GM 861 – Mineralogia

Classificação e abundância dos

minerais da crosta terrestre Distribuição relativa dos Minerais na Crosta da Terra

Feldspatos51%

Quartzo12%

Piroxênio11%

Micas5%

Anfibólios5%

Argilas5%

Olivinas3%

Óxidos Sulfetos Sulfatos Carbonatos

8%


Abundância dos minerais na crosta terrestre

Pelo gráfico anterior, percebe-se claramente que os silicatos, de qualquer tipo, perfazem ~ 90% do volume de minerais na crosta minerais formadores de rochas

O restante, devido a sua baixa abundância, é chamado de minerais acessórios.


(SiO4)-4 é o bloco construtor

básico dos silicatosOutros 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.


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.


Tipos de estruturas de silicatos

A maior ou menor polimerização dos tetraedros de sílica dependerá, sobretudo, da disponibilidade de cátions no magma em fusão e de sua proporção relativamente à sílica.

Dependendo do R.I. do cátion ele comporá estruturas de alguns tipos de silicatos e não de outros, pois irão variar os sítios cristalográficos disponíveis para as diferentes coordenações.


Estruturas & propriedades

A dureza dos silicatos, em geral, é média a alta (~ 5 - 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.


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 (cia-nita/sillimanita/andaluzi-ta = Al2SiO5)

titanita [TiCaSiO5]

topázio[Al2SiO4(F,OH)2]

estaurolita [Fe2Al9O7(SiO4)4(OH)]


Explorando um exemploGrupo 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 (completa substituição iônica entre Mg e Fe)Sistema Cristalino = ortorrômbico

Forsterita Fayallita

A 4,756 Å 4,817 Å

B 10,195 Å 10,477 Å

C 5,981 Å 6,105 Å


Diferenças entre Fo e Fa

? Cela Unitária Fa > Fo ?

? Densidade Fa = 4,37 g/cm3 > Fo = 3,27 g/cm3

? T º fusão Fo = 1.890º C > Fa = 1.205º C

R.I. Fe2+ = 0,74 Å > R.I. Mg2+ = 0,66 Å


Como é a Clivagem ?

A distribuição regu-lar dos tetraedros de (SiO4)

-4 e dos

cátions ausência de

planos mais fracos ausência de

clivagem


Estrutura das olivinas


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]


Estrutura de um sorossilicato


Explorando um exemploGrupo dos Epídotos: a fórmula geral pode ser escrita:

X2VIII Y3

VI (Si2O7) (SiO4) (OH) O

(SiO4) indica presença 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]


Epídotos

Sistema cristalino = monoclínico

Hábito = prismático, colunar ou mesmo acicular

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