Lez 15 2013. Tectosilicati Dimensionalità 3 Tectosilicati La compartecipazione di tutti e quattro gli ossigeni conduce al radicale [ZO 2 ] È necessaria.

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1 Lez 15 2013

2 Tectosilicati Dimensionalità 3

3 Tectosilicati La compartecipazione di tutti e quattro gli ossigeni conduce al radicale [ZO 2 ] È necessaria una ben definita sostituzione Si- Al per consentire l’esistenza di altri composti caratterizzati tra strutture piuttosto aperte e bassi valori di densità e di indice di rifrazione

4 Il gruppo dei Feldspati I feldspati sono i più abbondanti costituenti delle rocce ignee, sono assenti solo in alcune rocce ultrabasiche e in rare rocce alcaline Sono costituenti maggiori negli gneiss e scisti; sono abbondanti anche nei sedimenti arenacei. Solo nelle rocce argillose e carbonatiche i feldspati sono di importanza minore

5 Feldspati I feldspati si distinguono in tre serie: I feldspati alcalini molto comuni I plagioclasi molto comuni I feldspati di bario molto rari

6 Struttura e Temperatura Per comprendere le relazioni tra i feldspati è necessario caratterizzarli non solo per la composizione chimica ma anche per lo stato strutturale dato che questo dipende dalla Temperatura di cristallizzazione e dalla storia termica successiva

7 Distinguiamo: feldspati di alta T sono i feldspati che mantengono una struttura corrispondente a quella di alta T alla quale si sono formati ( rocce vulcaniche) feldspati di bassa T sono i feldspati la cui struttura corrisponde a una cristallizzazione a più bassa T o a un raffreddamento lento a partire da T elevate (rocce plutoniche) feldspati di T intermedia sono i feldspati con stati strutturali intermedi

8 Le differenze degli stati strutturali nei feldspati può dipendere dalla geometria del reticolo ma anche dall’ordinamento degli ioni Si e Al nei siti tetraedrici

9 Feldspati alcalini Feldspato potassico K  AlSi 3 O 8  presenta tre fasi polimorfe: sanidino (alta T) ortoclasio (media T) microclino (bassa T)- varietà amazzonite e adularia Feldspato sodico Na  AlSi 3 O 8  presenta due fasi polimorfe: albite di alta T, albite di bassa T Importanti geminazioni

10 Feldspati alcalini nelle rocce Sono notevolmente diffusi in numerose rocce. Fondamentali nelle rocce magmatiche acide e alcaline (graniti, granodioriti, sieniti, trachiti, latiti Sanidino ed ortoclasio rocce effusive Ortoclasio e microclino rocce intrusive Ortoclasio nei gneiss, nei sedimenti clastici

11 Sanidino Sanidino simmetria Monoclina Ortoclasio simmetria Monoclina Microclino simmetria Triclina

12 Struttura Sanidino I tetraedri delimitano una sorta di cavità (anelli distorti) in cui trova posto il K + che si coordina con 10 (primi vicini) ossigeni K

13 Struttura Sanidino Gli ioni ossigeno avvolgono il K e presentano una distanza compresa fra 2.70 e 3.70 Å 2/m gruppo puntuale C2/m gruppo spaziale

14 Struttura albite C ī gruppo spaziale n.c. 9

15 Plagioclasi Miscele isomorfe in tutte le proporzioni di albite Na  AlSi 3 O 8  e anortite Ca  Al 2 Si 2 O 8  Per convenzione i vari termini della soluzione solida sono: Albite (An 0-10 ) Oligoclasio (An 10-30 ) andesina (An 30-50 ) labradorite (An 50-70 ) bytownite (An 70-90 ) anortite (An 90-10 )

16

17 Plagioclasi nelle rocce Nelle rocce eruttive i plagioclasi sono sempre presenti ad eccezione delle ultrabasiche Albite nelle pegmatiti, oligoclasio rocce granitiche, andesina nelle dioritiche, labradorite e bytownite nelle rocce basaltiche. Albite negli scisti verdi, labradorite negli gneiss Nelle rocce sedimentarie clastiche si ritrovano i termini più sodici, l’albite può essere anche autigena

18 Feldspati di bario Celsiana Ba  Al 2 Si 2 O 8  I termini intermedi k-feldspato celsiana, con circa 50% di Ba sono detti ialofane Feldspati di Ba sono rari e sono presenti neidepositi di Mn

19 Analisi chimiche

20 Analisi feldspati alcalini

21 Analisi plagioclasi

22 Alterazione dei feldspati Per alterazione in ambiente alcalino dei feldspati si forma l’ illite Per alterazione in ambiente acido dei feldspati si forma caolinte Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4

23 Gruppo dei feldpatoidi Questi minerali hanno, rispetto ai feldspati, un minor contenuto in silice dovuto ad un minor contenuto in silice nei magmi di provenienza Sono meno diffusi dei feldspati, ma a volte assumono grande importanza Presentano strutture molto aperte e segnano il passaggio alla struttura delle zeoliti

24 Gruppo dei feldspatoidi I feldspatoidi presentano due serie principali: leucite e nefelina; e due serie minori sodalite e cancrinite La leucite K  AlSi 2 O 6  K  AlSi 2 O 6  + SiO 2 = K  AlSi 3 O 8  Sensibile alla pressione è presente solo nelle rocce vulcaniche

25 Leucite La leucite di bassa temperatura è tetragonale bipiramidale (a 0 = 13,0 c 0 =13,8) mentre sopra 600°C la simmetria diviene cubica esacisottaedrica (a 0 = 13,43) Struttura molto aperta nella quale esistono cavità di due tipi

26 Leucite tetragonale I tetraedri U e D, alternativamente centrati da Si (T1) e da Al (T2) formano un anello a 4 tetraedri. Tetraedri ugualmente orientati (T3) formano un anello a 6 tetraedri, qui tende a collocarsi il K + (n.c. 12) K

27 Leucite cubica Quando la simmetria da cubica passa a tetragonale la struttura si riassetta a spese degli anelli maggiori le cui cavità vengono compresse pertanto si facilità la rimozione del K + da parte delle acque e la sostituzione con Na + (analcimizzazione)

28 Gruppo delle zeoliti

29 Tetraedri [SiO4] e [ AlO4]

30 Legami Al-O-Si, Si-O-Si

31 Struttura sodalite

32 Confronto Peso specifico feldspati: 2,6 – 2,7 Peso specifico feldspatoidi: 2,3 -2,52 Peso specifico zeoliti: 2,0-2,3

33 Esempio di strutture zeolitiche a partire dall’unità tetraedrica

34 Unità sodalitica

35 Gabbie di diversi tipi di zeoliti: a)cancrinite (4-6), b) sodalite (4- 6), c) gmelinite (4-6-8), d) erionite (4-6-8), e) levyna (4-6-8), f) chabasite (4-6-8), h) faujasite (4-6-12)

36 Pori -finestre

37 Struttura zeolite

38 canali

39 Comportamento selettivo

40 Classificazione zeoliti Le zeoliti sono usualmente suddivise nei seguenti tre grandi gruppi in base alla disposizione dei canali: Zeoliti fibrose ( canali paralleli ad una singola direzione – e.g. natrolite ) Zeoliti lamellari ( canali paralleli ad due direzioni – e.g.philipsite) Zeoliti a frameworck ( canali paralleli a tre direzioni-e.g Zeolite A) Esistono comunque strutture che non appartengono univocamente a queste tre categorie.

41 Habitus delle clinoptiloliti

42 Minerali secondari nelle ignimbriti terziarie sarde