estudos minerais

Download Estudos minerais

Post on 11-Jul-2015

607 views

Category:

Education

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • ESTUDO DA FORMAO DE MINERAIS

    1. INTRODUO

    2. TERMOMETRIA GEOLGICA

    3. FORMAO DOS MINERAIS

    4. ESTABILIDADE DOS MINERAIS

  • INTRODUOINTRODUO

    O estudo dos jazigos minerais baseia-se, essencialmente, na paragnese e na sucesso dos minerais que o constituem

    CONHECER OS PROCESSOS E AS CONDIES DE FORMAO DOS MINERAIS ESSENCIAL PARA

    COMPREENDER A FORMAO DOS JAZIGOS MINERAIS

    A formao de qualquer mineral ou qualquer associao mineral afectada por trs parmetros fundamentais

    TEMPERATURA PRESSO TEMPERATURA PRESSO AMBIENTE QUAMBIENTE QUMICOMICO

    A velocidade (cintica) das reaces condiciona tambm os resultados finais, nomeadamente os aspectos estruturais e texturais

  • Como determinar as condies termodinmicas de formao dos minerais ?

    As condies fsicas de formao dos minerais podem ser reproduzidas de modo satisfatrio no laboratrio (mineralogia/petrologia experimental), mas a reproduo de muitas associaes paragenticas idnticas s naturais ainda muito difcil e pouco acessvel

    Quais as alternativas ?

  • Termometria geolgica

    Podem ser utilizados os chamados termmetros geolgicos (baseiam-se em medidas directas, pontos de fuso e de inverso, dissociaes e exsudaes, alterao de propriedades fsicas, recristalizaes e incluses fluidas) ou os chamadosminerais tipomrficos e as texturas tipomrficas

    O significado termomtrico dos minerais tipomrficos ser tanto mais preciso ou convincente quanto mais

    numerosos forem numa dada paragnese

  • No menos importante que a influncia da temperatura e dapresso o PROCESSO DE FORMAO dos minerais

    Um mesmo processo pode originar minerais dentroduma gama vasta de temperatura e presses

    fundamental conhecer

    CONDIES DE FORMAO DOS MINERAIS

    DOMNIO DE ESTABILIDADE DOS MINERAIS

    O processo de formao e as condies de temperatura e presso em que se originaram os minerais ficam impressosna respectiva TEXTURA e ESTRUTURA

  • Quais os elementos qumicos presentes? Sob que forma se encontram? Eh, pH

    Quais as respectivas quantidades disponveis?

    AMBIENTE QUMICOAMBIENTE QUMICO

    A presena de determinados elementos qumicos e o seuestado dependem, essencialmente, de trs factores:

    ORIGEMMagmtica juvenil, magmtica por fuso de rochas pr-

    existentes, lixiviao de rochas, desagregao mecnica, etc.

    TRANSPORTESem transporte (autctones); com transporte (alctones)

    MECANISMO(S) DE CONCENTRAOFsico, (bio)qumico, mecnico ou misto

  • Termometria Geolgica

    1. Medies directas2. Pontos de Inverso3. Dissociaes4. Exsudaes5. Alterao das Propriedades Fsicas6. Recristalizaes7. Incluses Fluidas8. Minerais Indicadores de Temperatura9. Istopos estveis

  • Medies directas*Aplicvel s lavas, fumarolas e nascentes quentes

    D indicao sobre as temperaturas mximas a que se podem ter formado os minerais constituintes das lavas e osoriginados pelas fumarolas e nascentes quentes e que se depositaram nas cavidades por onde os gases e as guasbrotam superfcie da Terra ou nas proximidades imediatas.

    Exemplos *utilizao limitada

    Lavas baslticas - T > 1300 CGases das fumarolas - T 650 C at inferior a 100 C

    sublimados: magnetite, pirrotite, pirite, galena, leucite, augite, etc.)guas termais - T superficial at ao ponto de ebulio da gua precipitados de opala, gesso, cinbrio, estibina, enxofre, etc.

  • Circulao hidrotermal e depsitos associadosModificado de Herzig et al. (2000)

  • Sulfuretos de Fe-Zne sulfatos de Ca

    Sulfuretos de Cu-Fe

    Sulfuretos de Cu-Fee sulfatos de Ca

    Fumarolas negras

  • Pontos de fusoEste mtodo baseia-se na determinao laboratorial dos pontos de fuso dos minerais.

    Fornece valores mximos ou seja o limite superior do intervalo de temperaturas a que se podem ter formadoos minerais.

    Consideraes e limitaes

    A presena de substncias diversas dissolvidas e de outras volteis acarreta um abaixamento dos pontos de fuso

    A presso tambm pode afectar o intervalo de fuso

    Os minerais tm, em regra, temperaturas de fuso mais elevadas que as respectivas temperaturas de formao

  • Pontos de InversoO mtodo baseia-se na passagem de uma fase a outra, quimicamente idntica mas cristalograficamente distinta(formas polimrficas) de utilizao mais generalizadaporque a influncia da presso bastante mais reduzida e muitas inverses verificam-se a temperaturas bem definidase referenciveis com relativa facilidade.

    Exemplos

    Quartzo - (573 C) - Quartzo

    Formas de alta temperatura (maior simetria) formas de menor temperatura (menor simetria). Porqu?

    Este aspecto pode ser reconhecido em anomalias da anisotropia

  • Dissociaes

    Este mtodo baseia-se no estudo dos minerais que a dada temperatura libertam constituintes volteis, comosejam os zelitos em relao gua de constituio.

    A temperatura destas dissociaes fortementeinfluenciada pela presso. Fornece, pois, indicaessobre a temperatura mxima de formao dos minerais.

  • Exsudaes ou exsoluesEste mtodo aplicvel a solues slidas que, porabaixamento de temperatura, deixam de ser estveis, dando-se a separao dos constituintes da soluo slida, com a consequente formao de texturas de exsudao ouexsoluo.

    Fornece o limite inferior do domnio de estabilidade dasoluo slida.

    Nem sempre fcil determinar as texturas devidasrealmente a fenmenos de exsudao

    A temperatura de exsudao varia com a concentrao do material dissolvido.

    Exemplo tpico: exsudao da calcopirite na blenda (550 C)

    Dificuldades

  • A geometria das exsoluesdepende da simetria cristalina das fases hospedeira (cp)e hspede (bl)

  • Alterao das propriedades fsicas

    Alguns minerais sofrem modificaes de propriedadesfsicas, facilmente reconhecveis sob a influncia datemperatura

    Exemplos

    Desaparecimento dos halos pleocricos da biotite a 480 C

    Perda da cor do quartzo fumado e ametista, entre 240 e 260C, ou da fluorite, a cerca de 175 C.

    Estas observaes fornecem, portanto, indicaes sobre a temperatura mxima de formao dos minerais.

  • Recristalizaes

    Este mtodo baseia-se na propriedade apresentada poralguns minerais de sofrerem recristalizao a umadeterminada temperatura

    Aplica-se sobretudo aos elementos nativos, permitindodistinguir se so de origem supergnica ou hipognica.

    A recristalizao muita vezes reconhecida pela modificao textural dos minerais, nomeadamente o tamanho, em mosaicos com cristais mais pequenos

    ou maiores que os gros originaisEx. Calcite

  • Recristalizao de pirite- cristais subeudricos no seio da calcopirite -

  • Incluses fluidasO fundamento deste mtodo baseia-se na considerao de que durante o crescimento dos cristais podero ficaraprisionadas pores do fluido mineralizado (incluses) e queposteriormente no se tero verificado trocas significativascom o exterior as incluses revelam a composio do fluido original

    Tcnica mais utilizada!Tcnica mais utilizada!

    Algumas incluses fluidas tm pequenos cristais de sais. O estudo da temperatura de formao destes cristais utilizado tambm para determinar a temperatura mnima a que teriam sido encerradas as incluses fluidas - temperatura de dissoluo

    As temperaturas mximas de formao dos cristais podem ser determinadas aquecendo os cristais at que a dilatao do fluido provoquea decrepitao (rotura) daqueles temperatura de decrepitao

    DIFICULDADE - Nem todas as incluses so primrias,ou seja, contemporneas da formao do mineral !

  • Equipamento

    Microscpio

    Sistema de refrigerao e aquecimento

    Sistema de aquisio de imagem

  • Incluses

    Primrias

    Secundrias

    Pseudosecundrias

  • Tipos de incluses

  • Formao de incluses

  • Composio qumica (H2O , NaCl, )

  • Quantas fases ?

  • Minerais indicadores de temperaturaSo minerais indicadores de temperatura aquelesque se formam a temperatura conhecida ou aquelesque ocorrem com certa constncia associados a minerais reconhecidos como de alta, mdia ou baixatemperatura de formao. Estes ltimos sochamados minerais termomtricos auxiliares.

    indispensvel o maior cuidado com a atribuio de uma dada gama de temperaturas a uma certa associao mineral e a validadede uma tal atribuio depende mais da CONVERGNCIA DE UMA SRIE DE OBSERVAES que simplesmente da presena de taisou tais minerais. necessrio ter em conta os possveistermmetros geolgicos, os dados experimentais e o ambientegeolgico do jazigo para que as consideraes trmicas se reconheam de interesse.

    Final da aula de 11-5-2008

  • Estudos isotpicos Istopos estveisAs diferenas ocorrentes nas composies isotpicas estveis de um elemento devem-se a pequenas diferenas de comportamento qumico dos seus istopos, assumindo que as respectivas razes isotpicas desse elemento se mantm, cosmicamente, fixas e inalteradas ao longo do tempo geolgico

    Hidrognio-Deutrio (Z=1, 1H= 99.985%, 2H = D = 0.015%)Carbono (Z=6, 12C =98.89%, 13C =0.205%)Oxignio (Z=8, 16O =99.756%, 18O =0.205%)Enxofre (Z=16, 32S=95.05%, 34S =4.21%)

    Istopos radioactivosAguns istopos correspondem ao produto final de decaimento radioactivo de elementos com longos tempos de decaimento

    14C 14N 40K 40Ar 87Rb 87232Th 208Pb 235U 207Pb 238U 206Pb

  • Istopos estveis Tcnica muito utilizada!Tcnica muito utilizada!

    As variaes encontradas na natureza dependem de pequenas diferenas no comportamento fsico e qumico dos istopos nos ambientes naturais

    A separao dos istopos estveis fraccionao -baseia-se no facto de as massas dos tomos afectarem as propriedades termodinmicas dos ies, radicais ou molculas, exibindo por isso comportamentos