Presentazione di PowerPoint

Lez 12 2013
• NESOSILICATI
• Dimensionalità 0
• Strutture generalmente compatte che
determinano relativamente alti valori dei
Pesi Specifici e Durezze
• L’abito cristallino tende ad essere
equidimensionale
• Non è presente una sfaldatura evidente
SILICATI
Nesosilicati
Gruppo delle olivine
I minerali del gruppo
delle olivine
cristallizzano con simm.
Rombica
I Tetraedri sono
essenzialmente occupati
dal catione Si4+ gli
ottaedri sono occupati
da ioni bivalenti
Mg, Fe, Mn, Ca (raramente)
I termini puri formano
miscele isomorfe
Termini “puri”
•
•
•
•
Forsterite Mg2 [SiO4]
Fajalite
Fe2 [SiO4]
Tefroite
Mn2 [SiO4]
Ca-olivina Ca2 [SiO4]
• Monticellite CaMg [SiO4]
• Glaucocroite CaMn [SiO4]
• Kirschteinite CaFe [SiO4]
I cristalli mostrano combinazioni di prismi e pinacoidi,
La densità varia da 3,222 a 4,394 gcm-3; durezza 6
½ -7 colore verde-giallo,verde oliva, giallo bruno
forsterite a0 4,75 b0 10,20
fajalite
a0 4,82 b0 10,48
c0 5,98 Å
c0 6,09 Å
Diagramma miscele isomorfe
Diagramma triangolare
Siti strutturali
Siti strutturali nelle olivine
• Si distinguono due tipi di tetraedri T1 e T2
diversamente orientati e due tipi di ottaedri
M1 leggermente appiattiti e M2 più regolari
• Fe2+ (0.74Å) rispetto al Mg 2+ (0.67 Å) mostra
una lieve preferenza per il sito M1 anche se
più piccolo
• Se nella struttura è presente del Ca, questo
va in M2
• Nel caso della Monticellite CaMg [SiO4] il Ca
va tutto in M2 e il Mg in M1
Richiamo ********
Distribuzione degli elementi nel corso della
cristallizzazione magmatica (Goldschimidt)
Esempi
• Se due ioni hanno raggi simili e la stessa
carica lo ione più piccolo entrerà più facilmente
in un dato reticolo cristallino pertanto lo ione di
dimensioni maggiori si concentrerà nelle frazioni
di più bassa temperatura
• Le prime olivine che cristallizzano sono più
ricche in Mg (0.67 Å) che non in Fe (0.74Å)
Siti e condizioni chimico-fisiche
• Le dimensioni degli ottaedri presentano variazioni
al variare della T, P e ambiente chimico
• Le dimensioni dei tetaedri, invece, restano costanti
Ciò determina la formazione di fasi polimorfe
es. a P elevatissime l’olivinaα (D 3.2-4.4 gcm-3)
si trasforma in olivina β e olivina γ che mostrano un
impacchettamento cubico compatto con D>10%
Olivina e densità
Variazione
nelle velocità
delle onde
sismiche
nel mantello
Si ritiene che
l’olivina sia il
costituente
principale del
mantello
superiore e si
trasformi in
fasi tipo
spinello nel
mantello
inferiore
1000°
100-120 kbar
Rocce contenenti olivina
• L’olivina è uno dei costituenti principali di rocce
ultrabasiche quali dunite e peridotite [Fo96-87]
• È presente in gabbri e basalti detti appunto
olivinici [Fo80-60] , nelle basaniti (rocce a
feldspatoidi)
• È presente come accessorio in andesiti, trachiti,
sieniti
• Mg2 [SiO4] e CaMg [SiO4] monticellite possono
formarsi in calcari e dolomie termometamorfosate
come ad es. nei proietti del Vesuvio e vulcani laziali
• È presente anche in molte meteoriti condritiche
forsterite Mg2SiO4]
ortonolite (Fe,Mg)2 SiO4]
fajalite
SiO2
41,85
32,47
TiO2
0,07
0,34
Al2O3
0,02
Fe2O3
0,18
30,09
FeO
2,05
53,14
69,42
MnO
0,21
0,73
0,28
MgO
56,17
13,22
0,91
CaO
Fe2 SiO4]
Si
0,08
100,35
100,1
100,78
0,988
0,997
1,003
Al
0,001
Ti
0,001
0,002

0,988
1,000
Ti
0,005
Fe3+
0,004
Mg
Fe2+
Mn
1,976
0,602
0,046
0,04
1,363
1,937
0,004
0,018
0,008
Ca

1,003
0,003
2,02
1,992
1,994
Olivine (olivina nota anche come peridoto)
• Miscele isomorfe in tutte le proporzioni.
• In particolare i nomi di forsterite e fayalite si riferiscono
rispettivamente a Mg2SiO4 ed Fe2SiO4 ma anche alle
olivine con composizione: Fo90 Fa10 ; Fo10 Fa90
• Come elementi in tracce sono presenti Ni, Co e Cr2+ in
particolare nelle olivine magnesiache
• Il Cr è presente come Cr2+ Cr 3+; scarsa presenza in
relazione allo stato di ossidazione del sistema
• La presenza di Fe3+ indice di alterazione
• Nelle olivine può essere presente il Ca < 0.72%
• Rara presenza di P5+ (400ppm) il bilanciamento viene
mantenuto tramite vacanze nei siti ottaedrici
Morfologia olivina
Le olivine presentano
numerosi abiti: tabulare,
aciculare, dendritico,
che sono da correlare a
presunte velocità di
raffreddamento del liquido nel
corso della cristallizzazione.
Olivine allungate e dendritiche
sono tipiche di molte lave
ultrabasiche (komatiti)
Proprietà fisiche – composizione chimica
Costanti cristallografiche - composizione chimica
• I parametri della cella variano linearmente
con la composizione pertanto si può
facilmente determinare dai dati
diffrattometrici.
I minerali sono in grado di modificarsi in
risposta a variazioni del contesto geologico in cui
si sono formati
Olivina in sezione sottile
Alterazione dell’olivina
• L’olivina è molto sensibile all’alterazione
idrotermale, all’alterazione superficiale,
al metamorfismo di basso grado.
• I prodotti di alterazione sono vari e
includono: serpentino (fillosilicato),
clorite (fillosilicato), iddingsite [miscela
marrone rossiccia formata da smectite,
goethite FeO(OH), ematite Fe2O3]
• Il meccanismo di alterazione prevede la
diffusione di ioni H nella struttura che si
legano agli O liberando dai siti Mg e Fe
Serpentinizzazione
• La Serpentinizzazione è la forma più
diffusa di alterazione dell’olivina.
• I principali prodotti di alterazione delle
olivine ricche in Mg sono i tre polimorfi
del serpentino: lizardite, crisotilo e
antigorite
• A questi si associano brucite, talco e
carbonati
La serpentinizzazione può essere espressa dalle
reazioni
• 2Mg2SiO4 + 3H2O = Mg3Si2O5(OH)4 + Mg(OH)2
• 3Mg2SiO4 + 4H2O + SiO2 = 2Mg3Si2O5(OH)4
• Pressione 2- 6 kbar 375 - 425 °C (1a reaz)
• Il serpentino è il costituente fondamentale della
serpentina una delle rocce verdi formata per
autometasomatismo della peridotite (roccia
ultrafemica costituita da olivina pirosseno
rombico e monoclino )
Se nel sistema c’è presenza di CO2 si
possono formare talco e magnesite
2Mg3Si2O5(OH)4 + 3CO2 
Mg3Si4O10(OH)2 + 3MgCO3 + 3H2O
talco
magnesite
Varietà
La varietà
trasparente e limpida
di colore giallo-oro è
detta crisolito ed è
usata come gemma