Corso di Mineralogia

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1 Corso di Mineralogia Scienze Geologiche A.A / 2017 Lab # 1 La classificazione dei minerali Le formule dei minerali Alcuni diagrammi classificativi (pdf Lab#1)

2 (2) - Mineralogia 2016/ lab#01 La classificazione dei minerali Quanti sono i minerali riconosciuti ufficialmente? I minerali conosciuti sono oltre 4700 (da "webmineral. com") ma di questi solo ~200 sono relativamente comuni e poche decine quelli abbondanti e veramente importanti dal punto di vista geologico ed economico. La classificazione dei minerali è variata nel tempo e segue criteri chimici e/o strutturali. Nella classificazione più usata i minerali vengono suddivisi in classi sulla base dei loro anioni (o complessi anionici) dominanti. A loro volta le classi vengono suddivise in sottoclassi, gruppi e serie Come tutte le classificazioni vi possono essere ambiguità e incongruenze.

3 (3) - Mineralogia 2016/ lab#01 classi (sottoclassi) gruppi serie Classe: silicati (gruppo anionico (SiO 4 ) 4- ) Sottoclasse: nesosilicati (gruppi SiO 4 isolati) Gruppo: olivina; formula generale (Mg,Fe,Mn,Ni) 2 SiO 4 Serie: forsterite (Mg,Fe) 2 SiO 4 Classe: carbonati (gruppo anionico (CO 3 ) 2- ) Sottoclasse: carbonati anidri Gruppo: calcite; formula generale (A)CO 3 Con A = Ca, Mg, Fe, Mn, Zn Gruppo: aragonite; formula generale (A)CO 3 Con A = Ca, Ba, Sr, Pb

4 (4) - Mineralogia CLASSIFICAZIONE 2016/ lab#01 DEI MINERALI (semplificata) Classe Anione, complesso anionico, elemento Minerale Formula Silicati (SiO 4 ) 4- Albite, quarzo, cianite NaAlSi 3 O 8, SiO 2, Al 2 SiO 5 Alogenuri Cl - F - Salgemma, fluorite NaCl, CaF 2 Ossidi O 2- Ematite, ilmenite, rutilo Fe 2 O 3, FeTiO 3, TiO 2 idrossidi (OH) - Gibbsite, brucite Al(OH) 3, Mg(OH) 3 carbonati (CO 3 ) 2- Calcite, dolomite, siderite CaCO 3, CaMg(CO 3 ) 2, FeCO 3 solfati (SO 4 ) 2- Gesso, barite CaSO 4.2H 2 O, BaSO 4 nitrati (NO 3 ) - nitratina NaNO 3 borati (BO 3 ) 3- o (BO 4 ) 5- borace Na 2 B 4 O 5 (OH) 4.8H 2 O fosfati (PO 4 ) 3- apatite Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH,F,Cl) cromati (CrO 4 ) 2- crocoite PbCrO 4 tungstati (WO 4 ) 2- scheelite CaWO 4 molibdati (MoO 4 ) 2- wulfenite PbMoO 4 arsenati (AsO 4 ) 3- scorodite FeAsO 4.4H 2 O vanadati (VO 4 ) 3- vanadinite Pb 5 (VO 4 ) 3 Cl elementi nativi Cu, Au, Ag, Pt, C, S rame, oro, argento, platino, carbonio, solfo solfuri S Pirite, calcopirite, galena, blenda FeS 2, CuFeS 2, PbS, ZnS solfosali S, As, Sb niccolite NiAs

5 (5) - Mineralogia 2016/ lab#01 Alcuni minerali importanti silicati: quarzo, SiO 2 ; ortoclasio, KAlSi 3 O 8 ; albite, NaAlSi 3 O 8 ; plagioclasi, (Na,Ca)(Al,Si) 3 O 8 ; olivina, (Mg,Fe) 2 SiO 4, berillo, muscovite, biotite, augite, orneblenda, serpentino, kaolinite, talco ecc. ossidi: ematite, Fe 3 O 3 ; magnetite, Fe 3 O 4 ; corindone, Al 2 O 3 carbonati: calcite, CaCO 3 ; dolomite, CaMg(CO 3 ) 2, malachite; rodocrosite, MnCO 3 solfati: gesso, CaSO 4.2H 2 O, barite BaSO 4 fosfati: apatite, Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH,F) solfuri: pirite, FeS 2 ; galena, PbS, cinabro, HgS; blenda ZnS; calcopirite, CuFeS 2 alogenuri: salgemma, NaCl; fluorite CaF 2 elementi nativi: rame, Cu; oro, Au; platino, Pt Questi minerali saranno esaminati durante il laboratorio di mineralogia sistematica; le formule devono essere sapute a memoria!

6 (6) - Mineralogia 2016/ lab#01 Le formule dei minerali La formula di un minerale esprime i rapporti stechiometrici esistenti fra i costituenti cercando, se possibile, di fornire indicazioni sul ruolo / posizione strutturale degli elementi (come quel catione si posiziona nella struttura) Gli elementi (in generale si tratta sempre di ioni) costituenti la formula di un minerale sono scritti a partire dai cationi (mono-bi-trivalenti-ecc.) quindi gli anioni, cercando di mantenere assieme elementi con posizione strutturale equivalente. NaCl (catione - anione) FeS 2 (catione - gruppo anionico) Ca(CO 3 ) (catione - gruppo anionico; le parentesi in genere vengono omesse) CaMg(CO 3 ) 2 (catione catione - gruppo anionico; in questo caso le parentesi si utilizzano per indicare i 2 gruppi CO 3 ; non si scrive CaMgC 2 O 6 ) Na(AlSi 3 O 8 ) CaMg(Si 2 O 6 ) (in genere si omettono le parentesi) (Mg,Fe) 2 SiO 4 ; (Fe,Mn)CO 3 indicano soluzioni solide (parentesi obbligatorie!) KAl 2 [AlSi 3 O 10 (OH) 2 ] è preferibile a KAl 3 Si 3 O 10 (OH) 2 la formula indica che i 3 ioni Al occupano posizioni strutturali (=siti) distinte (2 + 1)

7 (7) - Mineralogia 2016/ lab#01 le formule possono essere complesse Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 (tremolite, anfibolo, inosilicato) e possono essere sostituite da formule generali in cui gli elementi sono rappresentati da lettere convenzionali formula generale degli anfiboli (inosilicati piuttosto complessi) In letteratura possiamo trovare 2 formule equivalenti: A 0-1 B 2 C 5 T 8 O 22 (O,OH,F) 2 con W 0-1 X 2 Y 5 Z 8 O 22 (O,OH,F) 2 A (W) = Na, K B (X) = Ca, Na C (Y) = Mg, Fe 2+, Fe 3+, Al, Ti T (Z) = Si, Al Notare come anche i questo caso i cationi siano distribuiti in posizioni distinte; la posizione nella formula non è casuale ma deve essere rispettata

8 (8) - Mineralogia 2016/ lab#01 UNITÀ DI MISURA Come si riportano i dati analitici: a) Elementi maggiori: sono quelli più abbondanti nelle rocce (minerali) costituenti la crosta terrestre. Si riportano in peso % ossido secondo un ordine tradizionale: SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O, P 2 O 5, H 2 O (H 2 O +, H 2 O - ), CO 2, SO 3, Cl, F b) elementi minori / in traccia: si usano le ppm (parti per milione) o le ppb (parti per miliardo) 1 ppm 1g / 10 6 g equivale a 1 g / tonn 1 ppm 1 g / ml 1 ppm 1 mg / l I dati si possono riportare in due modi: 1) ordine alfabetico 2) secondo il numero atomico Arrotondamento peso % ossidi: 1 o 2 cifre decimali ppm: generalmente 0 decimali (salvo REE) es: 3,455: 2 possibilità 3,45 o 3,46 (preferibile arrotondare alla cifra pari più vicina, usare sempre lo stesso criterio

9 (9) - Mineralogia 2016/ lab#01 Manipolazione elementare di dati chimici Conversione wt% ppm (percentuale in peso parti per milione) % ppm fattore di conversione (moltiplicate % peso x 10'000) Conversione peso % ossido peso % elemento (wt% ox wt% element si usa un apposito fattore di conversione (tabelle in prontuari per lab. chimico) Es: convertire wt% MgO wt% Mg si usa il fattore di conversione 0,603 MgO = 6,5% Mg = (6,5 *0,603) = 3,92 FeO Fe 2 O 3 1,1113 (1,11) Fe 2 O 3 FeO 0,8998 (0,9)

10 (10) - Mineralogia 2016/ lab#01 Tabella con i pesi molecolari degli ossidi più frequenti nei minerali

11 (11) - Mineralogia 2016/ lab#01 Mole (mol) - peso (massa) atomico(a) (PA) peso molecolare (PM) Dalla chimica avete appreso il concetto di mole. Proviamo ad applicarlo a un minerale molto importante e comune, il quarzo. quarzo, SiO 2 PA O 15,9994 PA Si 28,055 PM SiO 2 = (2 x 15, ,055) = 60,048 g/mol Una mole di quarzo (6,022 x molecole SiO 2 ) pesa 60,048 g L'unità di base della struttura del quarzo (e di tutti i solidi cristallini) è la cella elementare che per questo minerale è un prisma con base a forma di rombo. La cella elementare contiene 3 "unità" SiO 2 Le costanti cristallografiche (lati, angoli della cella elementare) sono: a=b = 4,913 Å; c = Å; = 120 Vol = 112,964 Å 3 (a, b lati base; c, altezza)

12 (12) - Mineralogia 2016/ lab#01 Moli - peso (massa) atomico (PA) peso molecolare (PM) quarzo, SiO 2 PA O 15,9994 PA Si 28,055 PM SiO 2 60,048 Volume cella elementare vol = 112,964 Å 3 (1 Å = 10-8 cm) Volume occupato da 1 mole di quarzo: si calcola con la formula V = NA vol / Z NA = numero di Avogadro, vol = volume cella elementare; Z = numero di unità SiO 2 per cella = 6, SiO 2 /mol 112,964 Å 3 /cella / 3SiO 2 /cella = 2, Å 3 /mol = 22,68 cm 3 equivalenti ad un cubo di lato = 2,83 cm / una sfera con diametro = 3,51 cm

13 (13) - Mineralogia 2016/ lab#01 Calcolo della composizione di un minerale a partire dalla formula albite: NaAlSi 3 O 8 in ossidi: ½ Na 2 O ½ Al 2 O 3 3SiO 2 moli moli% mw mol% x mw peso% Na 2 O Al 2 O SiO Tot mw = peso molecolare (molecular weight) la colonna peso % si ottiene ricalcolando a 100 i dati della colonna mol% x mw calcolo peso % moli % peso% mw peso% / mw mol% Na 2 O Al 2 O SiO Tot

14 (14) - Mineralogia 2016/ lab#01 Calcolo della formula di un plagioclasio a partire dalla percentuale dei termini puri albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 60% X mol 0.6 k-feldspato (K-F) KAlSi 3 O 8 10% X mol 0.1 anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 30% X mol 0.3 Xmol Na K Ca Al Si O Ab x x x x 0.6 K-F x x x x 0.1 An x x x x Tot Na 0.6 K 0.1 Ca 0.3 Al 1.3 Si 2.7 O 8

15 (15) - Mineralogia 2016/ lab#01 Utilizzando la formula ottenuta calcoliamo la composizione espressa come % in peso in ossidi: Na 0.6 K 0.1 Ca 0.3 Al 1.3 Si 2.7 O Xmol MW MW x Xmol wt % Na 2 O 0.6 x 1/ K 2 O 0.1 x 1/ CaO 0.3 x Al 2 O x 1/ SiO x Tot Col. 1: frazione molare ossidi; col. 2: peso molecolare; col. 3: dato col. 1 x col. 3: col. 4 dati in % in peso ottenuti ricalcolando a 100 i valori in col. 3. Per SiO 2, (100/ ) x = (Ricordare il ricalcolo a 100!) Questo calcolo si esegue immediatamente utilizzando il foglio excel calcolo composizione minerali scaricabile dal sito

16 (16) - Mineralogia 2016/ lab#01 RICALCOLO FORMULE CHIMICHE click per Cation cationi pfu wt % oxide 0 resettare Be 0.00 SiO Na 0.60 TiO Mg 0.00 Al 2 O Al 1.30 Cr 2 O Istruzioni: introdurre nella colonna cationi pfu Si 2.70 Fe 2 O i cationi della formula chimica del minerale K 0.10 FeO 0.00 Click sul pulsante per resettare i valori Ca 0.30 MnO 0.00 Ti 0.00 MgO 0.00 Cr 0.00 CaO 6.26 Mn 0.00 Na 2 O 6.92 Fe K 2 O 1.75 Fe BeO 0.00 Cu 0.00 CuO 0.00 Zn 0.00 ZnO 0.00 P 0.00 P 2 O H 0.00 H 2 O 0.00 C 0.00 CO S 0.00 SO F 0.00 F 0.00 Cl 0.00 Cl 0.00 Cationi 5.00 Tot Anioni 8.00 Ox 8.00 Ox.eq 0.00

17 (17) - Mineralogia 2016/ lab#01 Rappresentazione dati su diagrammi a 2 componenti Proiezione dati espressi in frazione atomica FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 Fe:O = 1:1 il punto cade a 1/2 del segmento Fe-O Fe:O = 3:4 il punto cade a 3/7 del segmento Fe-O Fe:O = 2:3 il punto cade a 2/5 del segmento Fe-O Calcolo percentuale in peso di Fe (PA Fe 55,85; PA O 16) % Fe in FeO 100 x 55,85 / (55,85+16) = 77,73 % Fe in Fe 3 O x 3 x 55,85 / (3 x 55, x 16) = 71,59 % Fe in Fe 2 O x 2 x 55,85 / (2 x 55, x 16) = 69,94

18 (18) - Mineralogia 2016/ lab#01 Rappresentazione dati su diagrammi ternari Triangolo con intervalli graduati

19 (19) - Mineralogia 2016/ lab#01 A = 45 B = 35 C = Variabile A aumenta verso ---> A B <--- Variabile B aumenta C

20 (20) - Mineralogia 2016/ lab#01 Esercizio di proiezione dati su di un diagramma ternario proiettare le composizioni dei termini puri nella tabella sottostante Ca Si O Enstatite (En) MgMgSi 2 O 6 MgMgSi 2 O 6 Ferrosilite (Fs) FeFeSi 2 O 6 Ferrosilite (Fs) FeFeSi 2 O 6 Wollastonite (Wo) CaCaSi 2 O 6 Wollastonite Diopside (Di) (Wo) CaMgSi 2 O 6 CaCaSi 2 O 6 Diopside Hedenbergite (Di) (Hd) CaFeSi 2 O 6 CaMgSi 2 O 6 Hedenbergite (Hd) CaFeSi 2 O 6 Proiettare Proiettare le seguenti composizioni: En 70 En Fs70Fs En En20Fs80 20 Di70Hd Wo 40 Wo En 40En 30 30Fs Wo 5 Wo En En 45 Fs Fs Di Hd Mg Si O Fe Si O 2 2 6

21 (21) - Mineralogia 2016/ lab#01 Esercizio di proiezione dati su di un diagramma ternario Ca Si O proiettare le composizioni dei termini puri nella tabella sottostante Enstatite (En) (En) MgMgSi 2 O 6 MgMgSi 2 O 6 Ferrosilite (Fs) (Fs) FeFeSi 2 O 6 FeFeSi 2 O 6 Wollastonite (Wo) CaCaSi (Wo) 2 O 6 CaCaSi 2 O 6 (Di) CaMgSi 2 O Diopside (Di) 6 CaMgSi Hedenbergite (Hd) CaFeSi 2 O 6 2 O 6 Hedenbergite (Hd) CaFeSi 2 O 6 Proiettare Proiettare le seguenti composizioni: En 70 Fs 30 En 70Fs30 20 Fs 80 En20Fs80 Wo Di70Hd 40 En 30 Fs Wo Wo 5 40En En 45 30Fs Fs Di Wo 75 En Hd 25 Fs Di Hd Mg Si O Fe Si O 2 2 6

22 (22) - Mineralogia 2016/ lab#01

23 (23) - Mineralogia 2016/ lab#01 Alcuni esempi importanti di diagrammi triangolari usati per rappresentare soluzioni solide i carbonati

24 (24) - Mineralogia 2016/ lab#01 Serie dei granati e soluzioni solide Mg 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 Fe 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 Mn 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 piropo almandino spessartina Ca 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 Ca 3 Fe 3+ 2(SiO 4 ) 3 Ca 3 Cr 2 (SiO 4 ) 3 grossularia andradite uvarovite (raro) Notare come siano suddivisi in 2 serie. Qui abbiamo 6 componenti e possiamo rappresentare 3 variabili per diagramma. Le due serie sono giustificate dalla somiglianza nella composizione: piropo, almandino, spessartina hanno Al in comune; grossularia, andradite, uvarovite hanno Ca.

25 (25) - Mineralogia 2016/ lab#01

26 (26) - Mineralogia 2016/ lab#01

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31 (31) - Mineralogia 2016/ lab#01 FORMULA CRISTALLOCHIMICA (FORMULA STRUTTURALE) DEI MINERALI Consideriamo il minerale OLIVINA: serie completa di soluzioni solide tra 2 termini puri (end members) forsterite (Fo) Mg 2 SiO 4 fayalite (Fa) Fe 2 SiO 4 la formula generica di un olivina viene scritta: (Mg,Fe) 2 SiO 4 abbiamo su base atomica: 4O : 1Si : 2 cationi bivalenti ( (Mg+Fe) = 2) calcolare la formula di un minerale significa calcolare i rapporti tra le specie cationiche / anioniche per verificare se sono coerenti con la formula (prevista dalla stechiometria) del minerale, calcolare gli end-members (termini puri) ed eventualmente riportare i dati su diagrammi di classificazione. Esempio di calcolo per olivina (1) (2) (3) (4) (5) SiO Si FeO Fe MgO Mg Tot (#) Tot. (1) analisi espressa in % in peso (g/100 g) (2) peso % ossido / peso molecolare ossido = proporzione molecolare (se ricalcolati a 100 i dati rappresentano la % molare) (3) proporzioni cationiche = dati colonna 2 moltiplicati per il numero di cationi nell ossido (uguali a colonna 2 in questo caso ma diversi nel caso di ossidi dei metalli trivalenti Al 2 O 3, Fe 2 O 3 ) (4) dati colonna 2 moltiplicati per il numero di atomi di ossigeno nell ossido; il totale rappresenta le moli di ossigeno (es.: SiO 2 ha 2 atomi di O; x 2 = 1.328) proporzionali ai cationi Mg, Fe, Si.

32 (32) - Mineralogia 2016/ lab#01 Nella formula dell'olivina abbiamo 4 ossigeni; si devono rapportare le proporzioni cationiche (dati di col. (2)) a questo numero. Questo si ottiene con una semplice proporzione: 4 / moli ossigeno (#) = catione / x (dato da calcolare) per Si: 4 / 2.655=0.664 / x da cui x = (4 / 2.655) * = In pratica è sufficiente calcolare un fattore moltiplicativo dato dal rapporto N ossigeni nel minerale / totale col. 3(#); nel nostro caso 4 / = questo fattore rappresenta il valore da moltiplicare ai dati di colonna 2 (5) dati colonna (2) moltiplicati per il fattore I dati di colonna (5) rappresentano il numero di cationi proporzionali ai 4 ossigeni contenuti nella unità di formula dell olivina; Dai dati si vede come i valori siano coerenti con la cristallochimica dell'olivina. La formula finale può essere scritta (Mg 1.7 Fe 0.3 )SiO 4 (con i dovuti arrotondamenti) Calcolo end-members (termini puri) La proporzione tra Fo e Fa viene calcolata dal rapporto Mg / Fe nella formula Fo (%) = 100 x Mg / (Mg + Fe) Fo (%) = 100 x / ( ) = 85.1

33 (33) - Mineralogia 2016/ lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O (8) B2O peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO SiO CaO Al2O Cl CaO 6.26 CO Na2O 6.92 Cr2O K2O 1.75 CuO F Tot Tot. O Fe2O FeO albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact H2O anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO MnO Calcolo end members Na2O Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % NiO An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % P2O Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % S SiO = analisi espressa come % in peso SO = pesi molecolari TiO = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O = moli % ZnO = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO = numero di ossigeni; dati in col. 3 * numero ossigeni nella formula. Per Al: 0.242*3 7 = fattore ricalcolo numero di ossigeni; si ottiene dividendo il numero di ossigeni nella formula del minerale (8 in questo caso) per il totale di colonna 6. Oxy/Fact = 8/2.978 (8) = numero di cationi nella formula del minerale sulla base di 8 ossigeni. Si ottiene moltiplicando i dati di colonna 5 per il fattore (7). Per Si: 1.049*2.686

34 (34) - Mineralogia 2016/ lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O (8) B2O peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO SiO CaO Al2O Cl CaO CO Na2O Cr2O K2O CuO F Tot Tot. O Fe2O FeO albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact H2O anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO MnO Calcolo end members Na2O Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % NiO An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % P2O Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % S SiO = analisi espressa come % in peso SO = pesi molecolari TiO = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O = moli % ZnO = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO = numero di ossigeni; dati in col. 3 * numero ossigeni nella formula. Per Al: 0.242*3 7 = fattore ricalcolo numero di ossigeni; si ottiene dividendo il numero di ossigeni nella formula del minerale (8 in questo caso) per il totale di colonna 6. Oxy/Fact = 8/2.978 (8) = numero di cationi nella formula del minerale sulla base di 8 ossigeni. Si ottiene moltiplicando i dati di colonna 5 per il fattore (7). Per Si: 1.049*2.686

35 (35) - Mineralogia 2016/ lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O (8) B2O peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO SiO CaO Al2O Cl CaO CO Na2O Cr2O K2O CuO F Tot Tot. O Fe2O FeO albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact H2O anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO MnO Calcolo end members Na2O Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % NiO An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % P2O Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % S SiO = analisi espressa come % in peso SO = pesi molecolari TiO = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O = moli % ZnO = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO = numero di ossigeni; dati in col. 3 * numero ossigeni nella formula. Per Al: 0.242*3 7 = fattore ricalcolo numero di ossigeni; si ottiene dividendo il numero di ossigeni nella formula del minerale (8 in questo caso) per il totale di colonna 6. Oxy/Fact = 8/2.978 (8) = numero di cationi nella formula del minerale sulla base di 8 ossigeni. Si ottiene moltiplicando i dati di colonna 5 per il fattore (7). Per Si: 1.049*2.686

36 (36) - Mineralogia 2016/ lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O (8) B2O peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO SiO CaO Al2O Cl CaO CO Na2O Cr2O K2O CuO F Tot Tot. O Fe2O FeO albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact H2O anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO MnO Calcolo end members Na2O Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % NiO An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % P2O Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % S SiO = analisi espressa come % in peso SO = pesi molecolari TiO = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O = moli % ZnO = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO = numero di ossigeni; dati in col. 3 * numero ossigeni nella formula. Per Al: 0.242*3 7 = fattore ricalcolo numero di ossigeni; si ottiene dividendo il numero di ossigeni nella formula del minerale (8 in questo caso) per il totale di colonna 6. Oxy/Fact = 8/2.978 (8) = numero di cationi nella formula del minerale sulla base di 8 ossigeni. Si ottiene moltiplicando i dati di colonna 5 per il fattore (7). Per Si: 1.049*2.686

37 (37) - Mineralogia 2016/ lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O (8) B2O peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO SiO CaO Al2O Cl CaO CO Na2O Cr2O K2O CuO F Tot Tot. O Fe2O FeO albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact H2O anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO MnO Calcolo end members Na2O Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % NiO An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % P2O Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % S SiO = analisi espressa come % in peso SO = pesi molecolari TiO = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O = moli % ZnO = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO = numero di ossigeni; dati in col. 3 * numero ossigeni nella formula. Per Al: 0.242*3 7 = fattore ricalcolo numero di ossigeni; si ottiene dividendo il numero di ossigeni nella formula del minerale (8 in questo caso) per il totale di colonna 6. Oxy/Fact = 8/2.978 (8) = numero di cationi nella formula del minerale sulla base di 8 ossigeni. Si ottiene moltiplicando i dati di colonna 5 per il fattore (7). Per Si: 1.049*2.686

38 (38) - Mineralogia 2016/ lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O (8) B2O peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO SiO CaO Al2O Cl CaO CO Na2O Cr2O K2O CuO F Tot Tot. O Fe2O FeO albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact H2O anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO MnO Calcolo end members Na2O Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % NiO An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % P2O Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % S SiO = analisi espressa come % in peso SO = pesi molecolari TiO = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O = moli % ZnO = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO = numero di ossigeni; dati in col. 3 * numero ossigeni nella formula. Per Al: 0.242*3 7 = fattore ricalcolo numero di ossigeni; si ottiene dividendo il numero di ossigeni nella formula del minerale (8 in questo caso) per il totale di colonna 6. Oxy/Fact = 8/2.978 (8) = numero di cationi nella formula del minerale sulla base di 8 ossigeni. Si ottiene moltiplicando i dati di colonna 5 per il fattore (7). Per Si: 1.049*2.686

39 (39) - Mineralogia 2016/ lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O (8) B2O peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO SiO CaO Al2O Cl CaO CO Na2O Cr2O K2O CuO F Tot Tot. O Fe2O FeO albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact H2O anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO MnO Calcolo end members Na2O Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % NiO An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % P2O Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % S SiO = analisi espressa come % in peso SO = pesi molecolari TiO = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O = moli % ZnO = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO = numero di ossigeni; dati in col. 3 * numero ossigeni nella formula. Per Al: 0.242*3 7 = fattore ricalcolo numero di ossigeni; si ottiene dividendo il numero di ossigeni nella formula del minerale (8 in questo caso) per il totale di colonna 6. Oxy/Fact = 8/2.978 (8) = numero di cationi nella formula del minerale sulla base di 8 ossigeni. Si ottiene moltiplicando i dati di colonna 5 per il fattore (7). Per Si: 1.049*2.686

40 Foglio di calcolo per le formule dei minerali Tabella per il calcolo della formula di un minerale - calcola silicati, ossidi, carbonati (no solfuri, alogenuri) Cat. Questo foglio di calcolo consente di calcolare la formula di un minerale (esclusi solfuri, alogenuri) SiO Si 1) inserire i dati nella colonna (1) Uso: TiO Ti 2) Inserire nella cella F24 il numero di anioni (O + OH + F) nella formula del minerale (ad es. 8 per i feldspati) Al2O Al La formula (colonna 6) verrà calcolata automaticamente. Cr2O Cr3+ Fe2O Fe3+ LE COLONNE 2..6 CONTENGONO LE FORMULE DI CALCOLO: NON MODIFICARE / CANCELLARE FeO Fe2+ MnO Mn Dati nelle colonne MgO Mg Col.1 = analisi espressa in % in peso ossido CaO Ca Col.2 = pesi molecolari (MW) Na2O Na Col.3 = proporzioni molecolari; dato in col. 1 / MW K2O K Col.4 = proporzioni cationiche; dato in col. 3 * numero di cationi nella formula dell'ossido (1 per Si, 2 per Al. ecc.) P2O P Col.5 = numero di ossigeni; dato in col. 3 * numero ossigeni nella formula dell'ossido (2 per SiO2, 3 per Al2O3, ecc.) H2O OH cella G22 = somma ossigeni F F Col.6 = numero di cationi nella formula del minerale sulla base del numero di ossigeni desiderato CO C Si ottiene moltiplicando i dati di col. (4) * il numero nella cella I24 (Oxy/Fact) (7) = Oxy/Fact; si ottiene dividendo il numero di ossigeni nella formula del minerale O eq F 0.19 (dato da inserire nella cella F24) per il totale di colonna 5 (cella G22) Tot Tot Numero ossigeni (anioni) nella formula 24 (7) Oxy/Fact Nella formula i dati sono espressi in % in peso degli ossidi. Se nella analisi compare un anione come il fluoro, F i dati riportano un eccesso di ossigeno che deve essere scorporato dal totale. Tot.1 = Tot. - O eq. Questo foglio lo potete scaricare dalla pagina Lab. #2. Le istruzioni sono riportate di lato alle celle con i dati e i calcoli. Notate come una volta impostato il foglio (vedi pagina successiva) è sufficiente inserire i dati e si otterranno immediatamente i calcoli richiesti.

41 (41) Foglio di calcolo per le formule dei minerali formule rese visibili Imparate ad usare il foglio elettronico, è uno strumento di lavoro utilissimo! In questo foglio ho usato formule semplicissime. Notare l'uso del carattere $ (ad es. in cella I24 con la formula "=($F$24/G22)" per rendere assoluto il riferimento alla cella. Lo stesso per le formule in colonna 6.

42 (42) - Mineralogia 2013/2014_RFM-tettosilicati (42) - Mineralogia 2016/ lab#01 diagramma ternario dei feldspati con nomenclatura dei vari termini e limiti delle soluzioni solide ad alta e bassa temperatura diagramma An-Ab-Or ottenuto diagrammando un numero elevato di punti analisi di plagioclasi in rocce vulcaniche orogeniche (andesiti basaltiche -andesiti-daciti, Nicaragua- America Centrale)

43 (43) - Mineralogia 2016/ lab#01 Diagramma quaternario dei pirosseni (Mg,Fe,Ca px): analisi di pirosseni (opx + cpx) di rocce orogeniche Di Diopside-augite Hd Ca Mg Fe* En Fs Ortopirosseno + pigeonite Nota finale: per questo diagramma e per quello della pagina precedente ho utilizzato un foglio di calcolo modificato rispetto a quello che ho distribuito. Quello che uso abitualmente consente di calcolare simultaneamente un numero a piacere di analisi. Per produrre questi diagrammi si usa un programma di grafica per uso petrologico / geochimico / mineralogico. Programma GCDKit: (gratuito)

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