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CONVERSÕES

Cálculo da Norma

Geoquímica de Rochas

-2007-

NORMA CIPW (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;

NORMA CIPW

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.

NORMA CIPW Premissas de cálculo

A ordem de cristalização dos minerais é imposta segundo uma seqüência pré-determinada;

A relação entre Fe2O3 e FeO deve ser pré-determinada 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.

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NORMA CIPW

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;

NORMA CIPW Premissas de cálculo

A relação entre Fe2O3 e FeO deve ser pré-

determinada 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

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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 :

http://sparky2.esd.mun.ca/pub/geoprogs/np9

40107.exe

Cálculo da Norma Procedimento de Cálculo

1- Despreze todos dos voláteis (H2O+, H2O-, F, CO2, 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:

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Tabela – Pesos Moleculares Principais Óxidos 3- Para facilitar os cálculos multiplique as proporções

moleculares obtidas para cada óxido por 1000

4- Use todo o P2O5 para formar a apatita (ap) - 3CaO.1P2O5 Apatita= CaO= 3x3= 9; P2O5= 3x3= 9

Excedentes: CaO= 141-9= 132, P2O5= 3-3= 0

5- Use todo o TiO2 para formar a ilmenita (il) - 1FeO.1TiO2

Ilmenita= TiO2= 25, FeO= 25

Excedentes: TiO2= 25-25= 0; FeO= 132-25= 107

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6- Cálculo do Plagioclásio: Use todo o K2O para formar o ortoclásio(or)- 1K2O.1Al2O3.6SiO2

Or= 1K2O= 16; 1Al2O3= 16, 6xSiO2= 96

Excedentes: K2O= 0; Al2O3= 136-16= 120; SiO2= 895-16=799

Leucita: 1K2O.1Al2O3.4SiO2

Nefelina: 1Na2O.1Al2O3.2SiO2

7- Cálculo do Plagioclásio: Use todo o Na2O para formar a albita(ab)- 1Na2O.1Al2O3.6SiO2 Ab= 1Na2O= 48, 1Al2O3= 48, 6SiO2= 6x48= 288 Excedentes: Na2O= 48-48=0, Al2O3= 120-48= 72, SiO2= 799-288= 511

8- Cálculo do Plagioclásio: se CaO > Al2O3 use todo oAl2O3 para formar a

anortita (an) - 1CaO.1Al2O3.2SiO2 . Se CaO<Al2O3= formar córindon=

1Al2O3

Anortita= 1Al2O3= 72, 1CaO= 72, 2xSiO2= 144

Excedentes: Al2O3= 0; CaO= 132-72= 60; SiO2= 511-144= 367

9- Use todo o Fe2O3 para formar a magnetita (mt) - 1FeO.1Fe2O3,

havendo excedente de Fe2O3, ou seja Fe2O3 > FeO, utilize-o para formar a hematita (hm) - 1Fe2O3 .

Mt= 1Fe2O3= 16, FeO= 16

Excedentes: Fe2O3= 16-16= 0; FeO= 107-16= 91

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10- Cálculo do Diopsídio: 1CaO.1(Mg,Fe)O.2SiO2

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= 60

11- Gaste todo o CaO para formar a wolastonita (wo) do diopsídio, wo= 1CaO.1SiO2

wo= 1CaO= 60; 1SiO2= 60

Excedentes: CaO= 60-60=0; SiO2= 367-60= 307

12- Cálculo da Enstatita (en) e Ferrosilita (fs) no Diopsídio (Di). en= 1MgO.1SiO2, fs= 1FeO.1SiO2, di= 1CaO.1(Mg,Fe)O.2SiO2

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= 32.

14- Cálculo da Enstatita (en) do Diopsídio (= di= 1CaO.1(Mg,Fe)O.2SiO2).

en= 1MgO.1SiO2,,. en= 32 e fs= 28

en= 1MgO= 32, 1SiO2= 32; Excedentes: MgO= 102-32= 70; SiO2= 307-32=275.

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15- Cálculo da Ferrosilita (fs) no Diopsídio (di= 1CaO.1(Mg,Fe)O.2SiO2). fs= 1FeO.1SiO2, en= 32 e fs= 28

fs= 1FeO= 28; 1SiO2= 28 Excedentes: FeO= 91-28= 63; SiO2= 275-28= 247

16- Calculo do Hiperstênio -1(Mg,Fe)O.1SiO2, provisório, seguindo a relação fs= FeO e en= MgO,

ENSTATITA: en= 1MgO= 70, SiO2= 70

Excendentes: MgO= 70-70= 0; SiO2= 247-70= 177

16- Calculo do Hiperstênio -1(Mg,Fe)O.1SiO2, provisório, seguindo a relação fs= FeO e en= MgO,

FERROSILITA: fs= 1FeO= 63; 1SiO2= 63

Excedentes: FeO= 63-63= 0; SiO2= 177-63= 114

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16- Havendo excedente de SiO2, gaste-o completamente para formar o quartzo (qz). Se na etapa 14 a quantidade de SiO2 não é suficiente para formar o hiperstênio → 1(Mg,Fe)O.1SiO2, é necessário reavaliar a

quantidade de hiperstênio e formar a olivina → 2(Mg, Fe)O.1SiO2 .

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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 SiO2 contendo Olivina

1- Use todo o P2O5 para formar a apatita (ap) - 3CaO.1P2O5

2- Use todo o TiO2 para formar a ilmenita (il) - 1FeO.1TiO2

Apatita

ap= 3xP2O5= 3x1=3

3xCaO= 3x1=3

Excedentes:

CaO= 191-3= 188

Ilmenita

Il= 1xTiO2= 16

1xFeO= 16

Excedentes:

FeO= 117-16= 101

•3- Cálculo do Plagioclásio: * Use todo o K2O para formar o ortoclásio (or)-1K2O.1Al2O3.6SiO2

* Use todo o Na2O para formar a albita(ab)- 1Na2O.1Al2O3.6SiO2 * Use todo oAl2O3 para formar a anortita (an) - 1CaO.1Al2O3.2SiO2

Or= 1K2O= 5; 1Al2O3= 5; 6SiO2=

30. Excedentes: Al2O3= 163-5= 158;

SiO2= 810-30= 780

Ab= 1Na2O= 46; 1Al2O3= 46;

6SiO2= 276. Excedentes: Al2O3=

158-46= 112; SiO2= 780-276= 504

An=1Al2O3= 112; 1CaO= 112;

2SiO2= 224. Excedentes: CaO= 188-

112= 76; SiO2= 504-224= 280

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4- Use todo o Fe2O3 para formar a magnetita (mt) - 1FeO.1Fe2O3

Mt= 1Fe2O3= 13; 1FeO=

13 Excedentes:

FeO= 101-13= 88

5- Cálculo do Diopsídio:

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, 1SiO2= 76.

Excedentes: SiO2= 280-76=

204.

En= 1MgO= 49; 1SiO2= 49.

Excedentes: MgO=164-49=

115; SiO2= 204-49= 155.

Fs= 1FeO= 27; 1SiO2= 27.

Excedentes: 1FeO= 88-27=

61; SiO2= 155-27= 128

6- Calculo do Hiperstênio -1(Mg,Fe)O.1SiO2 fs= FeO e en= MgO, Mas MgO+FeO= 115+61= 176 > SiO2= 128

Então: HYP= 2 x SiO2 – FeO – MgO ou HYP= 256 – 61 – 115= 80;

então en + fs= 80 e como en/fs= 1,8636, tem-se: en= 52 e fs= 28

En= 1MgO=52;

1SiO2= 52;

Excedentes: MgO=

115-52= 63; SiO2=

128-52= 76.

Fs= 1FeO= 28;

1SiO2= 28.

Excedentes: FeO=

61-28= 33; SiO2=

76-28= 48

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7- Com o excendente de Ferro e Magnésio formar a olivina:

fo=2MgO.1SiO2 e fa= 2FeO.1SiO2

fo= 1MgO= 63; ½ SiO2= 31; fa= 1FeO= 33; ½ SiO2= 17