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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 Mg2SiO4] 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
