Corso di Mineralogia

Corso di Mineralogia Scienze Geologiche A.A. 2016 / 2017 Lab # 1 La classificazione dei minerali Le formule dei minerali Alcuni diagrammi classificativi (pdf Lab#1)

(2) - Mineralogia 2016/2017 - 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) - Mineralogia 2016/2017 - 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) - Mineralogia CLASSIFICAZIONE 2016/2017 - 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) - Mineralogia 2016/2017 - 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) - Mineralogia 2016/2017 - 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) - Mineralogia 2016/2017 - 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) - Mineralogia 2016/2017 - 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) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 Manipolazione elementare di dati chimici Conversione wt% ppm (percentuale in peso parti per milione) % ppm 100 10 6 10 10 5 1 10 4 fattore di conversione (moltiplicate % peso x 10'000) 0.1 10 3 0.01 10 2 0.001 10 0.0001 1 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) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 Tabella con i pesi molecolari degli ossidi più frequenti nei minerali

(11) - Mineralogia 2016/2017 - 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 15,9994 + 28,055) = 60,048 g/mol Una mole di quarzo (6,022 x 10 23 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 = 5.404 Å; = 120 Vol = 112,964 Å 3 (a, b lati base; c, altezza)

(12) - Mineralogia 2016/2017 - 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 = 6,022 10 23 SiO 2 /mol 112,964 Å 3 /cella / 3SiO 2 /cella = 2,268 10 25 Å 3 /mol = 22,68 cm 3 equivalenti ad un cubo di lato = 2,83 cm / una sfera con diametro = 3,51 cm

(13) - Mineralogia 2016/2017 - 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 0.5 12.5 61.98 774.75 11.82 Al 2 O 3 0.5 12.5 101.96 1274.5 19.44 SiO 2 3.0 75.0 60.08 4506 68.74 Tot. 4.0 100.0 6555.25 100.00 --------------------------------------------------------------------------- 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 11.82 61.98 0.1907 12.5 Al 2 O 3 19.44 101.96 0.1907 12.5 SiO 2 68.74 60.08 1.1441 75.0 Tot. 100.00 1.5255 100.0 ---------------------------------------------------------------------------

(14) - Mineralogia 2016/2017 - 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 0.6 1 x 0.6 1 x 0.6 3 x 0.6 8 x 0.6 K-F 0.1 1 x 0.1 1 x 0.1 3 x 0.1 8 x 0.1 An 0.3 1 x 0.3 2 x 0.3 2 x 0.3 8 x 0.3 0.6+0.1+0.6 1.8+0.3+0.6 4.8+0.8+2.4 Tot. 1.0 0.6 0.1 0.3 1.3 2.7 8.0 Na 0.6 K 0.1 Ca 0.3 Al 1.3 Si 2.7 O 8

(15) - Mineralogia 2016/2017 - 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 8 1 2 3 4 Xmol MW MW x Xmol wt % Na 2 O 0.6 x 1/2 61.98 18.594 6.92 K 2 O 0.1 x 1/2 94.2 4.710 1.75 CaO 0.3 x 1 56.08 16.824 6.26 Al 2 O 3 1.3 x 1/2 101.96 66.274 24.67 SiO 2 2.7 x 1 60.08 162.216 60.39 Tot. 268.618 99.99 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, (100/268.618) x 162.216 = 60.39. (Ricordare il ricalcolo a 100!) Questo calcolo si esegue immediatamente utilizzando il foglio excel calcolo composizione minerali scaricabile dal sito

(16) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 RICALCOLO FORMULE CHIMICHE click per Cation cationi pfu wt % oxide 0 resettare Be 0.00 SiO 2 60.39 Na 0.60 TiO 2 0.00 Mg 0.00 Al 2 O 3 24.67 Al 1.30 Cr 2 O 3 0.00 Istruzioni: introdurre nella colonna cationi pfu Si 2.70 Fe 2 O 3 0.00 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 Fe2+ 0.00 K 2 O 1.75 Fe3+ 0.00 BeO 0.00 Cu 0.00 CuO 0.00 Zn 0.00 ZnO 0.00 P 0.00 P 2 O 5 0.00 H 0.00 H 2 O 0.00 C 0.00 CO 2 0.00 S 0.00 SO 3 0.00 F 0.00 F 0.00 Cl 0.00 Cl 0.00 Cationi 5.00 Tot. 99.99 Anioni 8.00 Ox 8.00 Ox.eq 0.00

(17) - Mineralogia 2016/2017 - 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 4 100 x 3 x 55,85 / (3 x 55,85 + 4 x 16) = 71,59 % Fe in Fe 2 O 3 100 x 2 x 55,85 / (2 x 55,85 + 3 x 16) = 69,94

(18) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 Rappresentazione dati su diagrammi ternari Triangolo con intervalli graduati

(19) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 A = 45 B = 35 C = 20 45 Variabile A aumenta verso ---> A B 50 35 <--- Variabile B aumenta C

(20) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 Esercizio di proiezione dati su di un diagramma ternario proiettare le composizioni dei termini puri nella tabella sottostante Ca Si O 2 2 6 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 30 30 En En20Fs80 20 Di70Hd 80 30 Wo 40 Wo En 40En 30 30Fs 30 30 Wo 5 Wo En En 45 Fs Fs 20 5 45 50 Di Hd Mg Si O 2 2 6 Fe Si O 2 2 6

(21) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 Esercizio di proiezione dati su di un diagramma ternario Ca Si O 2 2 6 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 30 30 Wo Wo 5 40En En 45 30Fs Fs 50 30 Di Wo 75 En Hd 25 Fs 5 45 50 Di Hd Mg Si O 2 2 6 Fe Si O 2 2 6

(22) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01

(23) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 Alcuni esempi importanti di diagrammi triangolari usati per rappresentare soluzioni solide i carbonati

(24) - Mineralogia 2016/2017 - 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) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01

(26) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01

(27) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01

(29) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01

(31) - Mineralogia 2016/2017 - 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 2 39.9 0.664 0.664 1.328 1.001 Si FeO 14.2 0.198 0.198 0.198 0.298 Fe MgO 45.5 1.129 1.129 1.129 1.701 Mg Tot. 99.6 2.655(#) 3.000 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; 0.664 x 2 = 1.328) proporzionali ai cationi Mg, Fe, Si.

(32) - Mineralogia 2016/2017 - 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) * 0.664 = 1.001 In pratica è sufficiente calcolare un fattore moltiplicativo dato dal rapporto N ossigeni nel minerale / totale col. 3(#); nel nostro caso 4 / 2.655 = 1.507 questo fattore rappresenta il valore da moltiplicare ai dati di colonna 2 (5) dati colonna (2) moltiplicati per il fattore 1.507 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 1.701 / (1.701+ 0.298) = 85.1

(33) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O3 101.96 1 2 3 4 5 6 (8) B2O3 69.62 peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO 153.33 SiO2 60.39 CaO 56.08 Al2O3 24.67 Cl 35.45 CaO 6.26 CO2 44.01 Na2O 6.92 Cr2O3 151.99 K2O 1.75 CuO 79.55 F 19.00 Tot. 99.99 0.00 0.000 Tot. O 0.000 0.000 Fe2O3 159.69 FeO 71.85 albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact H2O 18.02 anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O 94.20 K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO 40.30 MnO 70.94 Calcolo end members Na2O 61.98 Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % NiO 74.69 An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % P2O5 141.94 Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % S 32.06 SiO2 60.09 1 = analisi espressa come % in peso SO3 80.06 2 = pesi molecolari TiO2 79.88 3 = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O5 181.88 4 = moli % ZnO 81.38 5 = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO2 123.22 6 = 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) - Mineralogia 2016/2017 - lab#01 Tabella pesi molecolari Tabella per il calcolo della formula di un feldspato Al2O3 101.96 1 2 3 4 5 6 (8) B2O3 69.62 peso % MW mol prop mol % cat prop N Oss. cat su 8 O BaO 153.33 SiO2 60.39 60.09 1.005 67.51 1.005 2.010 2.700 CaO 56.08 Al2O3 24.67 101.96 0.242 16.25 0.484 0.726 1.300 Cl 35.45 CaO 6.26 56.08 0.112 7.50 0.112 0.112 0.300 CO2 44.01 Na2O 6.92 61.98 0.112 7.50 0.223 0.112 0.600 Cr2O3 151.99 K2O 1.75 94.20 0.019 1.25 0.037 0.019 0.100 CuO 79.55 F 19.00 Tot. 99.99 1.49 100.000 Tot. O 2.978 5.000 Fe2O3 159.69 FeO 71.85 albite (Ab) NaAlSi 3 O 8 (7) Oxy/Fact 2.686 H2O 18.02 anortite (An) CaAl 2 Si 2 O 8 K2O 94.20 K-feldspato (Or) KAlSi 3 O 8 MgO 40.30 MnO 70.94 Calcolo end members Na2O 61.98 Ab = 100 * Na / (Na + Ca + K) Ab % 60.00 NiO 74.69 An = 100 * Ca / (Na + Ca + K) An % 30.00 P2O5 141.94 Or = 100 * K / (Na + Ca + K) Or % 10.00 S 32.06 SiO2 60.09 1 = analisi espressa come % in peso SO3 80.06 2 = pesi molecolari TiO2 79.88 3 = proporzioni molecolari; dati in col. 1 / MW V2O5 181.88 4 = moli % ZnO 81.38 5 = proporzioni cationiche; dati in col. 3 * numero di cationi nella formula. Per Al: 0.242*2 ZrO2 123.22 6 = 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

Foglio di calcolo per le formule dei minerali Tabella per il calcolo della formula di un minerale - calcola silicati, ossidi, carbonati (no solfuri, alogenuri) 1 2 3 4 5 6 Cat. Questo foglio di calcolo consente di calcolare la formula di un minerale (esclusi solfuri, alogenuri) SiO2 45.45 60.08 0.7565 0.7565 1.5130 6.064 Si 1) inserire i dati nella colonna (1) Uso: TiO2 0.48 79.87 0.0060 0.0060 0.0120 0.048 Ti 2) Inserire nella cella F24 il numero di anioni (O + OH + F) nella formula del minerale (ad es. 8 per i feldspati) Al2O3 35.99 101.96 0.3530 0.7060 1.0589 5.659 Al La formula (colonna 6) verrà calcolata automaticamente. Cr2O3 0.00 151.99 0.0000 0.0000 0.0000 0.000 Cr3+ Fe2O3 0.21 159.69 0.0013 0.0026 0.0039 0.021 Fe3+ LE COLONNE 2..6 CONTENGONO LE FORMULE DI CALCOLO: NON MODIFICARE / CANCELLARE FeO 1.00 71.85 0.0139 0.0139 0.0139 0.112 Fe2+ MnO 0.00 70.90 0.0000 0.0000 0.0000 0.000 Mn Dati nelle colonne MgO 0.69 40.30 0.0171 0.0171 0.0171 0.137 Mg Col.1 = analisi espressa in % in peso ossido CaO 0.00 56.10 0.0000 0.0000 0.0000 0.000 Ca Col.2 = pesi molecolari (MW) Na2O 0.65 61.98 0.0105 0.0210 0.0105 0.168 Na Col.3 = proporzioni molecolari; dato in col. 1 / MW K2O 10.79 94.20 0.1145 0.2291 0.1145 1.836 K Col.4 = proporzioni cationiche; dato in col. 3 * numero di cationi nella formula dell'ossido (1 per Si, 2 per Al. ecc.) P2O5 0.00 141.94 0.0000 0.0000 0.0000 0.000 P Col.5 = numero di ossigeni; dato in col. 3 * numero ossigeni nella formula dell'ossido (2 per SiO2, 3 per Al2O3, ecc.) H2O+ 4.30 18.02 0.2386 0.4772 0.2386 3.825 OH cella G22 = somma ossigeni F 0.44 19.00 0.0232 0.0232 0.0232 0.186 F Col.6 = numero di cationi nella formula del minerale sulla base del numero di ossigeni desiderato CO2 0.00 44.01 0.0000 0.0000 0.0000 0.000 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. 100.00 2.9942 14.045 Tot. 1 99.81 Numero ossigeni (anioni) nella formula 24 (7) Oxy/Fact 8.0156 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) 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) - Mineralogia 2013/2014_RFM-tettosilicati (42) - Mineralogia 2016/2017 - 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) - Mineralogia 2016/2017 - 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: http://www.gcdkit.org/ (gratuito)