Físico-química da cristalização magmática

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Físico-química da cristalização magmática

Questão central: como umsilicato no estado de fusão seconverte em sólido cristalino?• informações geológicas de campo• extrapolação de experiências de laboratório• hipótesesParte-se de misturas artificiais simples desilicatos para simular, em laboratório, osprocessos físico-químicos que ocorrem numacâmara magmática.20/6/2008 Silvia Figueirôa 2


• Numa câmara magmática real onúmero de componentes principais égeralmente grande (9 ou 10). Isto éimpossível de ser reproduzido emlaboratório simplificação para 2, 3 e 4componentes.• Resultados de experimentos podemser usados para inferir o que ocorrenuma câmara magmática porque nesta,a cristalização normalmente ocorre emetapas (fracionada)20/6/2008 Silvia Figueirôa 3


Norman Bowen (1887-1956)• 1910: ingresso no GeophysicalLaboratory (Carnegie Institution,Washington DC)• 1912: PhD (experimental) noMIT – “The order ofcrystallization in igneous rocks”(nefelina-carnegieita-anortita)• 1928: Publica “The evolution ofthe igneous rocks”20/6/2008 Silvia Figueirôa 4


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Regra das fases• Fase: cada parte homogênea de um sistema• F = C-P+n• F = graus de liberdade (freedom) ou variânciado sistema• C = número de componentes• P = número de fases (phase)• Número de variáveis (geralmente 2: P e T)Na cristalização de magmas, supõe-se P constante:F = C – P + 120/6/2008 Silvia Figueirôa 7


Classificação dos sistemas em função donúmero de componentesNúmero de componentesÚnico = H 2OFases presentesgelo + líqüido + vaporBinário = MgO + SiO 2MgO (periclásio) + Mg 2SiO 4(forsterita) + MgSiO 3(enstatita) +SiO 2Ternário = MgO + CaO + Mg 2SiO 4(forsterita) + CaMgSi 2OSiO (diopsídio) MgSiO 3(enstatita) +2SiO 2Quaternário = MgO +CaO + Al 2O 3+ SiO 2CaAl 2Si 2O 8(anortita) + CaMgSi 2O 6(diopsídio) + Mg 2SiO 4(forsterita) +MgSiO 3(enstatita) + MgAl 2O 4(espinélio)


Exemplo de componente único: Al 2 SiO 520/6/2008 Silvia Figueirôa 9


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NaAlSiO 4 + 2SiO 2 NaAlSi 3 O 8Nefelina + Sílica AlbitaSistema Nefelina-Sílica (Barth, 1962)20/6/2008 Silvia Figueirôa 13


Leucita + Sílica Ortoclásio / microclínioDiagrama do sistema Leucita-Sílica (Turner & Verhoogen,1960)20/6/2008 Silvia Figueirôa 14


Diagrama do Sistema dos plagioclásios (solução sólida)(Bowen, 1928)20/6/2008 Silvia Figueirôa 15


Diagrama do sistema de feldspatos alcalinos (c/ soluçãosólida e desmistura) (Bowen & Tuttle, 1950)20/6/2008 Silvia Figueirôa 16


Construção de um diagrama de fases ternário20/6/2008 Silvia Figueirôa 17


Diagrama ternário genérico20/6/2008 Silvia Figueirôa 18


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