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  • GUILLERMO RAFAEL B. NAVARRO, ANTENOR ZANARDO, CIBELE CAROLINA MONTIBELLER,

    THAIS GÜITZLAF LEME. (2017)

    Livro de referência de Minerais Comuns e Economicamente Relevantes: INOSSILICATOS. Museu de Minerais, Minérios e Rochas “Prof. Dr. Heinz Ebert”

    1 Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução.

    Para solicitar autorização de uso ou reprodução, entrar em contato com o Museu Heinz Ebert através do site www.museuhe.com.br

    INOSSILICATOS

    O Grupo dos Inossilicatos é um subgrupo de minerais da Classe dos Silicatos, que possuem uma estrutura constituída pela polimerização dos grupos aniônicos (SiO4), de modo a formar cadeias. As cadeias de tetraedros são constituídas por tetraedros (SiO4)4- unidos a outros dois grupos aniônicos (SiO4)4-, de modo que cada tetraedro (SiO4) compartilha dois ou três dos quatro oxigênios com outros tetraedros (SiO4), levando a uma relação Si:O = 1:3. Este compartilhamento ocorre de tal maneira, que forma cadeias unidimensionais infinitas. Essas cadeias podem ser simples (cadeias tipo Si2O6 e SiO3), constituindo o grupo dos piroxênios, ou duplas (cadeias Si8O22(OH)2), nos quais duas cadeias simples unidimensionais estão unidas através do compartilhamento dos tetraedros dos dois fios, resultando no grupo dos anfibólios. Na estrutura dos inossilicatos, as cadeias simples e/ou duplas ocorrem isoladas, não estando ligadas entre si ou a outro grupo aniônico SiO4. As cadeias simples e/ou duplas são unidas na estrutura através de camadas de átomos em coordenação 6 e 8 (piroxênios) e, 6, 8 e/ou 12 (anfibólios). As cadeias de [(SiO3)n] (tanto nos piroxênios como nos anfibólios) se repetem segundo o comprimento de ~5,3Å definindo o parâmetro “c” da malha unitária.

    ~5,3 Å

    c

    ba

    c

    b a

    c

    a

    b

    A)

    B)

    (Si O )8 22

    (Si O )2 6

    ~5,3 Å

    c b

    a

    c

    ba

    c

    b a

    ~5,3 Å

    ~5,3 Å

    Figura 1 - A) cadeia simples (piroxênios) e B) duplas (anfibólios) resultantes da polimerização dos tetraedros (SiO4)4+

    As cadeias simples ou duplas podem apresentar outros tipos de arranjo, configurando os grupos dos

    piroxênóides e anfibolóides. Nos piroxenóides, em função do tamanho dos átomos que unem as cadeias simples, possuem um arranjo diferente, e o parâmetro “c” da malha unitária, varia em função do tamanho do(s) átomo(s), da valência e da coordenação. Nos anfibolóides, em função do tamanho dos átomos que

  • GUILLERMO RAFAEL B. NAVARRO, ANTENOR ZANARDO, CIBELE CAROLINA MONTIBELLER,

    THAIS GÜITZLAF LEME. (2017)

    Livro de referência de Minerais Comuns e Economicamente Relevantes: INOSSILICATOS. Museu de Minerais, Minérios e Rochas “Prof. Dr. Heinz Ebert”

    2 Todos os direitos reservados. Proibida a reprodução.

    Para solicitar autorização de uso ou reprodução, entrar em contato com o Museu Heinz Ebert através do site www.museuhe.com.br

    unem as cadeias duplas, possuem um arranjo diferente, e o parâmetro “c” da malha unitária, varia em função do tamanho do(s) átomo(s), da valência e da coordenação.

    ~9,92Å

    c

    b

    c

    ba

    ~7,3Å ~12,2Å

    b

    c

    a

    Rodonita Wollastonita Safirina

    Figura 2 – exemplos do arranjo de cadeias simples e duplas em piroxenóides e anfibolóides. A) cadeia simples em piroxenóides (rodonita, wollastonita) e B) duplas em anfibolóides (safirina).

    INOSSILICATOS DE CADEIA SIMPLES

    Fazem parte do grupo dos piroxênios minerais comuns, que ocorrem em rochas ígneas e metamórficas (ocorrem em quase todos os tipos de rochas ígneas e metamórficas de média a alta temperatura). A estrutura essencial dos piroxênios e piroxenóides é a ligação dos tetraedros (SiO4)4-, que compartilham dois dos quatro oxigênios. A polimerização dos tetraedros SiO4, em fios e/ou cadeias, resulta

    no radical [(Si2O6)4-] (piroxênios) ou [(SiO3)-2] (piroxenóides), de modo a formarem uma cadeia contínua com composição (SiO3)n.

    A estrutura dos piroxênios pode ser imaginada como sendo constituída de cadeias paralelas de silício-oxigênio (tetraedros SiO4), estendendo-se na direção do eixo “c”. Na estrutura dos piroxênios, cada tetraedro SiO4 compartilha dois dos quatro vértices, formando uma cadeia de composição (SiO3)n, na qual a distância de repetição, ao longa da cadeia (eixo “c”), compreende dois tetraedros e tem comprimento de aproximadamente 5,3 Å, definindo o parâmetro co da malha unitária. Na estrutura dos piroxênios, as cadeias de [(SiO3)n] estão unidas por átomos (Mg, Fe, Ca, etc.), constituindo de modo geral “camadas de átomos em coordenação 4 (cadeias (SiO3)n)” e “camadas de átomos em coordenação 6 e 8” segundo o eixo “a”.

    M1M2

    c

    ba

    Átomos em coordenação 6

    (M1: Mg, Fe ) 2+

    Átomos em coordenação 4 (Si)

    Átomos em coordenação 8

    (M2: Ca)

    Camadas de átomos em coordenação 6 e 8

    Camada de átomos em coordenação 4

    M1 M2

    M1

    M2

    M2

    M1

    M2

    Camadas de átomos em coordenação 6 e 8

    Camada de átomos em coordenação 4

    Camadas de átomos em coordenação 6 e 8

    Camada de átomos em coordenação 4

    M1 M2 M2M1 M1

    M2M2 M1M1 M2 M2

    M1M2 M2M1 M2 M2M1 M1

    M2

    M2 M1

    M1

    M1

    M2

    M2

    M1 M2

    M1

    M2

    M2

    M1

    M2

    M2 M1

    M1

    M1

    M2

    M2

    M2

    cb

    a

    Figura 3 – estrutura geral dos piroxênios (constituido de modo geral por “camadas de átomos em coordenação 4 (cadeias (SiO3)n)” e “camadas de átomos em coordenação 6 e 8” segundo o eixo “a”).

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    Nos piroxênios, os átomos que ocorrem unindo as cadeias de tetraedros, podem ser agrupados em

    duas posições denominadas respectivamente de M1 (posição Y) e M2 (posição X). Desta forma, a fórmula química geral (fórmula unitária) para os piroxênios pode ser escrita como:

    Xn-pYo+pZ2O6 ou (M2)(M1)Z2O6 (piroxênios comuns)

    onde:

    - a posição X ou (M2) é ocupada preferencialmente por átomos de raio iônico de ~1,0Å, em coordenação 8 (cúbica, constituindo um poliedro irregular) com o oxigênio, normalmente representados pelo Ca e Na (clinopiroxênios). Esta posição também pode ser ocupada por átomos menores como Mg e Fe (ortopiroxênios).

    - a posição Y ou (M1) é ocupada por átomos de raio iônico de ~0,7Å, em coordenação 6 (octaédrica, constituindo um poliedro regular) com o oxigênio, normalmente representados pelo Mg, Fe2+, Mn, Li, Ni, Al, Fe3+, Cr, Ti;

    - a posição Z é ocupada por cátions pequenos (raio iônico de

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    cb

    a

    c b

    a

    8,91Å

    8,81Å

    M1M2

    18,23Å

    9,73Å

    c

    ba

    c b

    a

    M1 M2

    M1

    M2

    M2

    M1

    c b

    a

    c

    ba

    M1 M2

    M2 M1

    5,25Å

    5,19Å

    M1M2

    M1 M2

    Ortopiroxênio

    Clinopiroxênio

    M1M2

    M2M1 M2M1

    Figura 4 – estrutura dos ortopiroxênios (enstatita) e clinopiroxênios (diopsídio).

    Normalmente, os piroxênios das rochas metamórficas, e principalmente das rochas magmáticas,

    contêm tanto Ca como Na nas posições X; Mg, Fe2+, Al, Fe3+ e algum Ti4+ na posição Y, assim como o Si é substituído por pequenas quantidades de Al nas posições tetraédricas. Nos piroxênios, são comuns as substituições de:

    i) Al  Fe3+,

    ii) Cr3+ Sc3+,

    iii) Fe3+  Ti4+.

    iv) AlIV  AlVI

    v) Cr3+ Al3+,

    vi) Al3+ Ti4+,

    Nos piroxênios de origem metamórfica as principais substituições são a troca de:

    i) Fe  Mg,

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    ii) Ca  Mg,

    iii) AlIVAlVI  MgSi,

    iv) NaAlIV  CaMg.

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