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%
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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.
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(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.
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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.
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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.
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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.
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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 (cia-nita/sillimanita/andaluzi-ta = Al2SiO5)
titanita [TiCaSiO5]
topázio[Al2SiO4(F,OH)2]
estaurolita [Fe2Al9O7(SiO4)4(OH)]
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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
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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
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Como é a Clivagem ?
A distribuição regu-lar dos tetraedros de (SiO4)
-4 e dos
cátions ausência de
planos mais fracos ausência de
clivagem
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Estrutura das olivinas
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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 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]
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Epídotos
Sistema cristalino = monoclínico
Hábito = prismático, colunar ou mesmo acicular