GEOLOGIA I
ROCHAS
Peridotito
Peridotito é uma rocha ígnea mantélica ultramáfica, holocristalina, de grão grosseiro, composta sobretudo por olivinas (peridoto) associadas a outros silicatos ferro-magnesianos, com destaque para os piroxenios, e acompanhados por outros minerais máficos como anfíbolas ou olivinas, alguma anortita (em baixas concentrações) e pouco ou nenhum feldspato (ver fig. 5 e 6).
Figura 1. Olivina sob luz de polarização cruzada
Pertencentes ao mesmo grupo das rocha basálticas, são o principal constituinte do manto superior da Terra e de boa parte da astenosfera, formando-se por fracionamento magmático (a partir de um líquido toleítico, por exemplo).
Peridoto, é às vezes chamado de crisolito; é um tipo de gema de olivina e também um silicato mineral com a fórmula (Mg,Fe)2SiO4. (fig. 1).
Como já mencionado, o peridoto é uma variedade de olivina, rica em magnésio (forsterita), sua fórmula se aproxima de Mg2SiO4 (fig. 2, 3 e 4).
O peridoto é uma das duas únicas gemas observadas como formadas não na crosta terrestre, mas na rocha derretida do manto superior.
Estas rochas devem o seu nome ao peridoto, os fenocristais de olivina que constituem a maior parte do seu volume e que frequentemente conferem a estas rochas uma coloração esverdeada profunda ou amarelo-esverdeada.
Fig.2. Amostra de um peridotito típico (dunito) a esquerda e um grande cristal de olivina à direita.
Figura 3. Peridoto. A estrutura molecular do peridoto consiste em olivina isomórfica, silicato, magnésio e ferro em um sistema de cristal ortorrômbico. Em uma visão alternativa, a estrutura atômica pode ser descrita como uma matriz hexagonal compactada de íons de oxigênio com metade dos sítios octaédricos ocupados com íons de magnésio ou ferro e um oitavo dos sítios tetraédricos ocupados por íons de silício.
O peridoto é uma das poucas gemas que ocorrem em apenas uma cor: um verde-oliva. A intensidade e a tonalidade do verde, entretanto, dependem da porcentagem de ferro na estrutura cristalina, de modo que a cor das gemas individuais de peridoto pode variar de amarelo a verde-oliva e verde-amarronzado.
Em casos raros, o peridoto pode ter um tom médio-escuro, verde puro, sem tonalidade amarela secundária ou máscara marrom.
As gemas de cores mais claras são devidas às concentrações mais baixas de ferro em sua composição.
Figura 4. Olivina.
Figura 5. Peridoto com crisotilo.
Peridotito é o nome genérico dado a essa rocha ultra básica ou intrusiva (ultra básica devido a sua composição apresentar pelo menos 40% de sílica).
São de cor escura, entre esverdeado e preto, com uma textura densa e grãos grosseiros, geralmente como um complexo ígneo estratificado.
Essas rochas são compostas principalmente de olivina, que é misturada com outros minerais máficos e pode ou não conter clinopiroxênio e ortopiroxênio.
Peridotitos são rochas de grande valor no mercado, pois geralmente contêm cromita, o único minério de cromo, encontrado no planeta.
Essas rochas sao importantes pois sao também encontrados em veios de diamante. Podendo contê-los como fonte de própria rocha.
Peridotitos são de grande importância para os estudos geológicos do manto da Terra (rochas mantélicas), e por sequestrarem CO2.
Acredita que grande parte do manto do planeta Terra seja composto por esse tipo de rocha ígnea, e é por isso que os peridotitos são considerados mais representativos do manto superior da Terra do que propriamente da crosta, embora possa aparecer na superfície como é o caso de alguns locais específicos como no caso do arquipélago brasileiro São Pedro e São Paulo localizado há 988,9 Km do litoral (peridotito serpentinizado).
Figura 6. A estrutura da escala atômica da olivina olhando ao longo do eixo a. O oxigênio é mostrado em vermelho, o silício em rosa e o magnésio/ferro em azul. Uma projeção da célula unitária é mostrada pelo retângulo preto.
Os minerais do grupo da olivina cristalizam no sistema ortorrômbico (grupo espacial Pbnm) com tetraedros de silicato isolados, o que significa que a olivina é um nesossilicato (fig. 6).
A estrutura pode ser descrita como uma matriz hexagonal compacta de íons de oxigênio com metade dos sítios octaédricos ocupados com íons de magnésio ou ferro e um oitavo dos sítios tetraédricos ocupados por íons de silício.
Existem três locais distintos de oxigênio (marcados com O1, O2 e O3 na fig. 6), dois locais distintos de metal (M1 e M2) e apenas um local distinto de silício. O1, O2, M2 e Si estão todos em planos espelhados, enquanto M1 existe em um centro de inversão. O3 encontra-se em uma posição geral.
Peridoto com qualidade de gema é raro de ser encontrado na superfície da Terra devido à sua suscetibilidade ao intemperismo (fusão e oxidação) durante o transporte das profundezas do manto para a superfície da crosta terrestre. Sua cor verde intensa (olivina) depende do conteúdo de ferro dentro da estrutura da gema (fig. 6).
A proporção de magnésio para ferro varia entre os dois membros finais da série de solução sólida: forsterita (membro final de Mg: Mg2SiO4) e fayalita (Fe-endmember: Fe2SiO4).
As composições de olivina são comumente expressas como porcentagens molares de forsterita (Fo) e fayalita (Fa) (por exemplo, Fo70Fa30).
A temperatura de derretimento (fusão) da forsterita é incomumente alta na pressão atmosférica, quase 1.900°C (3.450°F), enquanto a da fayalita é muito mais baixa, cerca de 1.200°C (2.190°F).
A temperatura de fusão varia suavemente entre os dois membros finais, assim como outras propriedades.
A olivina incorpora apenas pequenas quantidades de outros elementos além de oxigênio (O), silício (Si), magnésio (Mg) e ferro (Fe).
Manganês (Mn) e níquel (Ni) são comumente os elementos adicionais presentes nas concentrações mais altas.
A oxidação do peridoto não ocorre na temperatura e pressão naturais da superfície terrestre, mas começa a ocorrer lentamente a 600°C (870 K), com taxas aumentando à medida que a temperatura aumenta.
A oxidação da olivina ocorre pela quebra inicial do componente fayalita, e subsequente reação com o componente forsterita, para dar magnetita e ortopiroxênio.
Peridoto em meteoritos
O peridoto ocorre em rochas com deficiência de sílica, como basalto vulcânico e meteoritos pallasíticos.
Cristais de peridoto foram coletados de alguns meteoritos pallasíticos (fig. 7). O peridoto pallasítico mais comumente estudado pertence ao meteorito indonésio Jeppara, mas existem outros, como os meteoritos Brenham, Esquel, Fukang e Imilac, recuperados em diversas localidades.
Figura 7. Pallasite meteorite with olive-green peridot crystals, found in Fukang, China.
Olivina
A olivina é nomeada por sua cor tipicamente verde-oliva. Acredita-se que seja o resultado de traços de níquel (?). Embora possa se alterar para uma cor laranja-avermelhada pela oxidação do ferro.
A olivina translúcida é às vezes usada como uma pedra preciosa chamada peridot (péridot, palavra francesa para olivina).
É também chamado de crisolito (ou crisólito, palavras gregas para ouro (crysos) e pedra (lithos), embora esse nome seja raramente usado na língua inglesa.
Algumas das melhores olivinas de qualidade de gema foram obtidas de um corpo de rochas do manto que ocorre na Ilha de Zabargad, no Mar Vermelho.
Composição
Os peridotitos contêm principalmente um grupo de minerais rochosos chamados olivina (Mg2SiO4), basicamente forsterita e, às vezes, fayalita.
A olivina está presente em aproximadamente 40% nesse tipo de rocha. É freqüentemente associado a outros minerais do tipo máfico, como anfibólios e piroxênios.
Ambos os minerais adicionam ferro (FeO) à composição química dos peridotos em um nível superior a 7%.
Além disso peridotitos têm um teor mais baixo de sílica (mais ou menos 40%) em comparação com outras rochas ígneas.
Eles também apresentam muito pouco ou quase nada de feldspato e quartzo.
Em sua composição química, essas rochas também apresentam alta presença de magnésio (superior a 18%), o que confere sua cor esverdeada.
O modelo mais aceito atualmente é baseado no peridotito, que é uma família de rochas ultrabásicas tipicamente compostas por olivina magnesiana (aprox. 80%) e piroxênio (cerca de 20%).
Essas rochas ocorrem em cinturões de montanhas dobradas, ilhas oceânicas e em kimberlitos, associadas a diamantes.
As evidências experimentais mostram que a fusão parcial de peridotito pode originar os basaltos oceânicos nas condições de pressão e temperatura existentes no manto superior, sendo que este processo ocorre provavelmente na zona de baixa velocidade.
Os estudos efetuados em seqüências ofiolíticas e na litosfera oceânica tem demonstrado que a formação de 5 km de crosta oceânica efetua-se às custas da porção mais superficial do manto superior. O grau de fusão parcial deve ser de 25%, empobrecendo esta zona em componentes de mais baixa temperatura de fusão.
Existem evidências de que o manto torna-se menos empobrecido com o aumento da profundidade.
Composição mineralógica
Informações importantes sobre a mineralogia do manto superior foram obtidas por meio de estudos de ofiolitos, os quais representam provavelmente secções do assoalho oceânico englobadas pela crosta continental, apresentando características um pouco diferentes daquelas encontradas nas rochas da crosta oceânica, mas podem ser considerados como representativos das mesmas.
Os peridotitos do tipo granada-lherzolito, olivina: 60%, ortopiroxênio e clinopiroxênio: 30%, espinélio + granada + plagioclásio: 10%, representam provavelmente os peridotitos do manto primitivo, que ao sofrerem fusão parcial originam líquidos basálticos, deixando como resíduos harzburgitos: olivina 80%, e ortopiroxênio, 20% e dunitos (olivina).
Bibliografia
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