CONVERSÕES. Cálculo da Norma 15/10/2012. Geoquímica de Rochas NORMA CIPW Premissas de cálculo NORMA CIPW

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1 CONVERSÕES Cálculo da Norma Geoquímica de Rochas (Cross, Iddings, Pirsson & Washington, 1903) É uma maneira de representar a composição química de uma rocha em termos de um conjunto de minerais (minerais normativos) e assim caracterizar a sua natureza. Ex: rochas com quartzo e hiperstênio normativos são supersaturadas em sílica, enquanto que aquelas com olivina e nefelina, insaturadas. Rochas com córindon normativo são peraluminosas enquanto que aquelas com acmita, peralcalinas; Além disso, a composição normativa de uma rocha é também útil quando se quer correlacionar informações físico-químicas entre dados experimentais em sistemas sintéticos (diagramas de fases) com aqueles observados nas rochas em estudo. Premissas de cálculo A ordem de cristalização dos minerais é imposta segundo uma seqüência prédeterminada; A relação entre Fe 2 O 3 e FeO deve ser prédeterminada pois influirá na concentração de minerais ferro-magnesianos e no quartzo; Com isso, a composição mineralógica normativa de uma rocha não tem vinculação com aquela modal. 1

2 Premissas de cálculo Premissas de cálculo Os minerais considerados no cálculo da norma são exclusivamente anidros, assim minerais dos grupos das micas, anfibólios, etc. não tem representatividade; A composição normativa é baseada exclusivamente na relações estequiométricas entre as composições químicas da rocha e dos minerais ditos normativos. Assim, rochas ígneas, metamórficas e sedimentares poderão ter uma mesma mineralogia normativa; A relação entre Fe 2 O 3 e FeO deve ser prédeterminada pois influirá na concentração de minerais ferro-magnesianos e no quartzo; Com isso, a composição mineralógica normativa de uma rocha não tem vinculação com aquela modal. Veja exemplo: Principais Minerais Normativos e Seus Respectivos Pesos Moleculares 2

3 Principais Minerais Normativos e Seus Respectivos Pesos Moleculares, cont. Cálculo da Norma Cálculos simples, envolvendo mineralogia normativa mais simples. Apresentamos aqui, dois exemplos, uma de rocha supersaturada em sílica, com presença de quartzo normativo e outra saturada, com presença de olivina. Cálculo da Norma Não nos deteremos às rochas insaturadas com presença de feldspatóides, uma vez que os cálculos são mais complexos e consequentemente mais demorados, o que pode ser feito com o uso de alguns programas específicos. Como sugestão, o Newpet, com 651 Kb, que roda em ambiente DOS que pode ser obtido em : exe Cálculo da Norma Procedimento de Cálculo 1- Despreze todos dos voláteis (H 2 O +, H 2 O -, F, CO 2, etc.), ou simplesmente o valor do LOI. 2- Converta a percentagem em peso de cada óxido em sua proporção molecular, dividindo as percentagens em peso de cada óxido por seu respectivo peso molecular, conforme tabela abaixo: 3

4 Tabela Pesos Moleculares Principais Óxidos 3- Para facilitar os cálculos multiplique as proporções moleculares obtidas para cada óxido por Use todo o P 2 O 5 para formar a apatita (ap) - 3CaO.1P 2 O 5 Apatita= CaO= 3x3= 9; P 2 O 5 = 3x3= 9 Excedentes: CaO= 141-9= 132, P 2 O 5 = 3-3= 0 5- Use todo o TiO 2 para formar a ilmenita (il) - 1FeO.1TiO 2 Ilmenita= TiO 2 = 25, FeO= 25 Excedentes: TiO 2 = 25-25= 0; FeO= = 107 4

5 6- Cálculo do Plagioclásio: Use todo o K 2 O para formar o ortoclásio(or)- 1K 2 O.1Al 2 O 3.6SiO 2 Or= 1K 2 O= 16; 1Al 2 O 3 = 16, 6xSiO 2 = 96 Excedentes: K 2 O= 0; Al 2 O 3 = = 120; SiO 2 = = Cálculo do Plagioclásio: Use todo o Na2O para formar a albita(ab)- 1Na 2 O.1Al 2 O 3.6SiO 2 Ab= 1Na 2 O= 48, 1Al 2 O 3 = 48, 6SiO 2 = 6x48= 288 Excedentes: Na 2 O= 48-48=0, Al 2 O 3 = = 72, SiO 2 = = 511 Leucita: 1K 2O.1Al 2O 3.4SiO 2 Nefelina: 1Na 2O.1Al 2O 3.2SiO 2 8- Cálculo do Plagioclásio: se CaO > Al 2 O 3 use todo oal 2 O 3 para formar a anortita (an) - 1CaO.1Al 2 O 3.2SiO 2. Se CaO<Al2O3= formar córindon= 1Al 2 O 3 Anortita= 1Al 2 O 3 = 72, 1CaO= 72, 2xSiO 2 = 144 Excedentes: Al 2 O 3 = 0; CaO= = 60; SiO 2 = = Use todo o Fe 2 O 3 para formar a magnetita (mt) - 1FeO.1Fe 2 O 3, havendo excedente de Fe2O3, ou seja Fe 2 O 3 > FeO, utilize-o para formar a hematita (hm) - 1Fe 2 O 3. Mt= 1Fe 2 O 3 = 16, FeO= 16 Excedentes: Fe 2 O 3 = 16-16= 0; FeO= = 91 5

6 10- Cálculo do Diopsídio: 1CaO.1(Mg,Fe)O.2SiO 2 Some todo o excedente de FeO e MgO, ou seja, Di= FeO + MgO, se Di > CaO excedente da formação da anortita (an) FeO= 91; MgO= 102. Di= 193 > CaO= Gaste todo o CaO para formar a wolastonita (wo) do diopsídio, wo= 1CaO.1SiO 2 wo= 1CaO= 60; 1SiO 2 = 60 Excedentes: CaO= 60-60=0; SiO 2 = = Cálculo da Enstatita (en) e Ferrosilita (fs) no Diopsídio (Di). en= 1MgO.1SiO 2, fs= 1FeO.1SiO 2, di= 1CaO.1(Mg,Fe)O.2SiO 2 Calcule as proporções de enstatita e ferrossilita do diopsídio pelas expressões: wo= (en+fs) e M= en/fs, wo= (en+fs)= CaO= 60 e M= en/fs= MgO/FeO= 102/91= 1,1209 então: wo= (1,1209fs +1fs). Substituindo temos: 60= 2,1209fs e fs= 28. E en= 60-28= 32 e assim, fs= 28 e en= Cálculo da Enstatita (en) do Diopsídio (= di= 1CaO.1(Mg,Fe)O.2SiO 2 ). en= 1MgO.1SiO 2,,. en= 32 e fs= 28 en= 1MgO= 32, 1SiO 2 = 32; Excedentes: MgO= = 70; SiO 2 = =275. 6

7 15- Cálculo da Ferrosilita (fs) no Diopsídio (di= 1CaO.1(Mg,Fe)O.2SiO 2 ). fs= 1FeO.1SiO 2, en= 32 e fs= 28 fs= 1FeO= 28; 1SiO 2 = 28 Excedentes: FeO= 91-28= 63; SiO 2 = = Calculo do Hiperstênio -1(Mg,Fe)O.1SiO 2, provisório, seguindo a relação fs= FeO e en= MgO, ENSTATITA: en= 1MgO= 70, SiO 2 = 70 Excendentes: MgO= 70-70= 0; SiO 2 = = Calculo do Hiperstênio -1(Mg,Fe)O.1SiO 2, provisório, seguindo a relação fs= FeO e en= MgO, FERROSILITA: fs= 1FeO= 63; 1SiO2= 63 Excedentes: FeO= 63-63= 0; SiO 2 = = Havendo excedente de SiO 2, gaste-o completamente para formar o quartzo (qz). Se na etapa 14 a quantidade de SiO 2 não é suficiente para formar o hiperstênio 1(Mg,Fe)O.1SiO 2, é necessário reavaliar a quantidade de hiperstênio e formar a olivina 2(Mg, Fe)O.1SiO 2. 7

8 17- Cálculo da mineralogia normativa obtida multiplicando-se a proporção molecular pelo peso molecular do mineral. Veja agora este outro exemplo, com a formação de uma rocha insaturada em SiO 2 contendo Olivina 1- Use todo o P 2 O 5 para formar a apatita (ap) - 3CaO.1P 2 O 5 2- Use todo o TiO 2 para formar a ilmenita (il) - 1FeO.1TiO 2 Apatita ap= 3xP 2 O 5 = 3x1=3 3xCaO= 3x1=3 Excedentes: CaO= 191-3= 188 Ilmenita Il= 1xTiO 2 = 16 1xFeO= 16 Excedentes: FeO= = Cálculo do Plagioclásio: * Use todo o K 2 O para formar o ortoclásio (or)-1k 2 O.1Al 2 O 3.6SiO 2 * Use todo o Na2O para formar a albita(ab)- 1Na 2 O.1Al 2 O 3.6SiO 2 * Use todo oal 2 O 3 para formar a anortita (an) - 1CaO.1Al 2 O 3.2SiO 2 Or= 1K 2 O= 5; 1Al 2 O 3 = 5; 6SiO 2 = 30. Excedentes: Al 2 O 3 = 163-5= 158; SiO2= = 780 Ab= 1Na 2 O= 46; 1Al 2 O 3 = 46; 6SiO 2 = 276. Excedentes: Al 2 O3= = 112; SiO 2 = = 504 An=1Al 2 O 3 = 112; 1CaO= 112; 2SiO 2 = 224. Excedentes: CaO= = 76; SiO 2 = = 280 8

9 5- Cálculo do Diopsídio: 4- Use todo o Fe 2 O 3 para formar a magnetita (mt) - 1FeO.1Fe 2 O 3 Mt= 1Fe 2 O 3 = 13; 1FeO= 13 Excedentes: FeO= = 88 wo= 1CaO.1SiO2, en= 1MgO.1SiO2, fs= 1FeO.1SiO2, wo= en+fs ou CaO= MgO + FeO= 76= en+fs; e en/fs= MgO/FeO= 164/88= 1,8636 entõo: en= 49 e fs= 27 Wo= 1CaO= 76, 1SiO 2 = 76. Excedentes: SiO 2 = = 204. En= 1MgO= 49; 1SiO 2 = 49. Excedentes: MgO=164-49= 115; SiO 2 = = 155. Fs= 1FeO= 27; 1SiO 2 = 27. Excedentes: 1FeO= 88-27= 61; SiO 2 = = Calculo do Hiperstênio -1(Mg,Fe)O.1SiO 2 fs= FeO e en= MgO, Mas MgO+FeO= = 176 > SiO 2 = 128 Então: HYP= 2 x SiO 2 FeO MgO ou HYP= = 80; então en + fs= 80 e como en/fs= 1,8636, tem-se: en= 52 e fs= Com o excendente de Ferro e Magnésio formar a olivina: fo=2mgo.1sio2 e fa= 2FeO.1SiO 2 fo= 1MgO= 63; ½ SiO2= 31; fa= 1FeO= 33; ½ SiO2= En= 1MgO=52; 1SiO 2 = 52; Excedentes: MgO= = 63; SiO 2 = = 76. Fs= 1FeO= 28; 1SiO 2 = 28. Excedentes: FeO= 61-28= 33; SiO 2 = 76-28= 48 9