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diagramas ternaryos
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PetrologiaPetrologiaPetrologiaPetrologiaÍÍÍgneaÍgneaÍgneaÍgnea
DIAGRAMAS DIAGRAMAS TERNÁRIOSTERNÁRIOS(C=3)(C=3)
CONSTRUINDO UM DIAGRAMA TERNÁRIOCONSTRUINDO UM DIAGRAMA TERNÁRIO 3 SISTEMA BINÁRIOS EM UM SÓ DIAGRAMA;
2 FORMAS DE REPRESENTAÇÃO: A) EM PERSPECTIVA – 3D; B) PROJEÇÃO EM DIAGRAMA TRIANGULAR – 1D
EM PERSPECTIVA - 3D DIAGRAMA TRIANGULAR -1DEx: sistemas binários com
Superfície do líquidus
Isotermasbinários com eutético
líquidus
Isotermas
Linha cotética
M
Isotermas
MLinha cotética
MEutético t á iternário
Temperatura decresce em Temperatura decresce em direção ao centro do diagramadireção ao centro do diagrama
SISTEMASSISTEMASSISTEMAS SISTEMAS ÀÀRELEVANTES À RELEVANTES À
CRISTALIZAÇÃOCRISTALIZAÇÃOCRISTALIZAÇÃO CRISTALIZAÇÃO DOS BASALTOSDOS BASALTOSDOS BASALTOSDOS BASALTOS
Sistema Diopsidio-Anortita-Forsterita(Eutético Ternário)(Eutético Ternário)
AnorthiteAnorthiteTrês Eutéticos BináriosSem Solução SólidaSe So ução Só daEutético Ternário = M
TT
MM
TT
ForsteriteForsteriteDiopsideDiopside
Projeção T‐X do Sistema i ‐ An ‐ FoDiagrama Isobárico (P cte) ilustrandog ( )a temperaturatura do liquidus nosistema Di-An-Fo em pressãoatmosférica (0 1 MPa) modificado de
CaAl2Si2O8
atmosférica (0.1 MPa) modificado deBowen (1915), A. J. Sci., & Morse(1994), Basalts and Phase Diagrams..
Ca (Fe,Mg) Si2O6 Mg2SiO4g2 4
Resfriamento de um líquido de composição a (2000oC)
CaAl2Si2O8composição a (2000 C)
2000oC = ?
1700oC
Intercepta a superfície do liquidus
O que acontece ??
Ca (Fe,Mg) Si2O6 Mg2SiO4
Liquid aA
An + LiqDi + Liq
Di + An
An
CaAl2Si2O8
Forma Forsterita pura como em um sistema
binário
Mg 2
SiO
4
Ca (Fe,Mg) Si2O6
M
Continuação do resfriamento;Fo cristaliza e o líquido se empobrece no q pcomponente Fo;Xliq se afasta diretamente do vértice Fo; Linha do líquido é a -> bLinha do líquido é a > b
Ao longo desta linha o líquido sai de 1700oC até cerca de 1350oC com uma reação contínua :
LiqA -> LiqB + FoqA qB
Proporção relativa de líquido e Foo CaAl2Si2O8Em 1500oC
Liquido é Fo-a Solido Fo é a-x
CaAl2Si2O8
Solido Fo é a-x
Ca (Fe,Mg) Si2O6 Mg2SiO4
O que acontece em 1350oC ?Diopsidio Puro se junta a
CaAl2Si2O8
p jolivine + liquid A composição do líquido segue a linha cotetica > Mlinha cotetica -> M
i 2O6
Fe,M
g) S
iC
a (F
Mg2SiO4
Qual é a razão Diopsidio / Forsterita?
12741274 M12741274 M
b
13921392Fo + Liq
13921392
DiopsidioDiopsidio cc 13871387
Em1300Em1300ooC C liquidoliquido = = XX
Plano triangular X Plano triangular X -- Di Di –– FoFo
Liq xLiq x
aaDiDiDiDi
FoFomm
Liq/solido total= a-m/Liq-a/ /Di/Fo total= m-Fo/Di-m
EmEm 12701270ooC C atingeatinge M M –– ternárioternário EutéticoEutéticoanortitaanortita se junta se junta aoao liquid + liquid + forsteriteforsterite + + diopsidediopside
CaAl2Si2O8
diopsidediopside
Fica em 270oC até consumir todo líquido
AbaixoAbaixo de de 12701270ooCC temtem--se o se o sólidosólido FoFo + Di + An+ Di + An
i 2O6
Fe,M
g) S
iC
a (F
Mg2SiO4
Sistema Ternário com 1 Solução SólidaSistema Diopsidio-Albita-Anortita
Sistema Ternário com 1 Solução Sólida
Sistema Diopsidio-Albita-AnortitaDiagrama isobárico (0.1 Mpa) ilustrando astemperaturas do liquidus no sistema diopsidio-albita-anortita (Morse 1994).
O líquido cotético diminui continuamente a partir do Di - An (1274oC) até Di - Ab (1133oC)
Di - An EutéticoDi - Ab EutéticoAb – An Solução Sólida
Liquid aA
An + LiqDi + Liq
Di + An
An
Projeção Politermal Isobárica
Diagrama T - X
Contorno isotermal somente no Liquidus;Nenhum no Solidus (Xplag
indefinido);Linha cotética em vermelhoLinha cotética em vermelho
Conecção entre acomposição doplagioclásio com oplagioclásio com olíquido cotético
Resfriamento de um líquido de composição aAcima de 1300º C P =1, então F = C – P + 1 = 3 – 1 + 1 = 3;Em 1300º C forma diopsídio naEm 1300 C forma diopsídio na temperatura do Liquidus ; F = 3 - 2 + 1 = 2 (líquido está restrito à superfície do Liquidus)à superfície do Liquidus)
Como a temperatura diminui , teremos uma
ã íreação contínua: LiqA Di + LiqBe Xliq se afasta di t t d Didiretamente do Di;
P + F = C + 2 P = número de fases
Regra das Fases (de Gibbs)
P + F = C + 2 P = número de fasesC = número de componentesF = grau de liberdade (número de varáveis independentes)2 = parâmetros intensivos; usualmente T e P para geólogos
F = C - P + 2
Em 1230oC plagioclásio se junta ao dipsídio e líquido b; logo F = 3 – 3 + 1 = 1Então Xliq agora está restrita à curva
Ca (Fe,Mg) Si2O6o liq go es es cu v
cotética;Xplag pode agora ser encontrada a partir da linha de amarração (desdepartir da linha de amarração (desdeque se aplique ao líquido cotético);Xplag = An80
NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8
Xliq segue a linha cotética como umareação contínua: li > Di + Pl + liliqA -> Di + Plag + liqB;
Em qualquer ponto a composição adeve estar dentro do triângulodeve estar dentro do triânguloDi - Plag – Liq;
Quando Xli atinge c X l será An50Quando Xliq atinge c Xplag será An50;
Agora Di-a-Plag são colineares, então c é a última fração de líquido.
Resfriamento de um líquido de composição d
O primeiro sólido a se formar será plagioclásio, mas não podemos determinar que composição ele terá;que composição ele terá;
Plagioclásio se forma ~ 1420o C;
X é apro An ;Xplag é aprox. An87;
Deve ser > An75; Por quê?
Em 1230oC o líquido atinge e e diopsídiose forma junto com o líquido cotético e j qplag An75
Como o líquido se move de e -> f e plagioclásio -> An65Quando Xplag -> An65 então Di - d - plagQ plag 65 p gsão colineares;
Portranto , o último líquido = f
SISTEMASSISTEMASSISTEMAS SISTEMAS ÀÀRELEVANTES À RELEVANTES À
CRISTALIZAÇÃOCRISTALIZAÇÃOCRISTALIZAÇÃO CRISTALIZAÇÃO DE GRANITOSDE GRANITOSDE GRANITOSDE GRANITOS
SISTEMASISTEMA AbAb--AnAn--OrOr ±± HH22OOSISTEMA SISTEMA AbAb--AnAn--Or Or ±± HH22O O (Feldspatos)(Feldspatos)(Feldspatos)(Feldspatos)
CONSTRUINDO O SISTEMA AbCONSTRUINDO O SISTEMA Ab--AnAn--Or Or EM CONDIÇÕES ANIDRASEM CONDIÇÕES ANIDRASEM CONDIÇÕES ANIDRAS EM CONDIÇÕES ANIDRAS
Sistema Ab-An Sistema Or-Ab
EfeitosEfeitos dada PPH 2O H 2O sobresobre osos sistemassistemas AbAb--Or, Or, AbAb--An e OrAn e Or--An. An.
CONSTRUINDO O SISTEMA AbCONSTRUINDO O SISTEMA Ab--AnAn--Or Or EM CONDIÇÕES ANIDRASEM CONDIÇÕES ANIDRASEM CONDIÇÕES ANIDRAS EM CONDIÇÕES ANIDRAS
Sistema Or-AnSistema Or An
“Dry” – PH O= 1atmDry – PH2O= 1atm
“Hidrous” – PH2O= 5atm
EfeitosEfeitos dada PPH 2O H 2O sobresobre osos sistemassistemas AbAb--Or, Or, AbAb--An e OrAn e Or--An. An.
Ternary FeldsparsTernary Feldspars
1400
1500
15
Liquid
Plagioclase
Baixas PH2O
1300
1400
T Co
PlagioclaseLiquid
plus
Plagioclase
1118
Ab 20 40 60 80 An
1100
1200
Hipersolvus
Weight % An
Figure 7-10. After Carmichael et al. (1974), Igneous Petrology. McGraw Hill.
Sistema Ab-An-Or ternário anidroAlt t t (>900°C)Altas temperaturas (>900°C) – Solvus não é mostrado!!
Baixas pressões de H2OLimite de solubilidade
1 feldspatos solução sólida
TEutético Or-An2 feldspatos
sólida
Campo da leucita
Tminimum Or-Ab
Ternary FeldsparsTernary FeldsparsAltas PH2O
Subsolvus
Figure 7-10. After Carmichael et al. (1974), Igneous Petrology. McGraw Hill.
Sistema Ab‐An‐Or ternário – Altas PH2O
2 feldspato2 feldspato1 feldspato solução sólida1 feldspato solução sólida 2 feldspato2 feldspato1 feldspato solução sólida1 feldspato solução sólida
DIMINUÍÇÃO DA TDIMINUÍÇÃO DA TLIQUIDUSLIQUIDUSDESAPARECIMENTO DO CAMPO DA LEUCITADESAPARECIMENTO DO CAMPO DA LEUCITARESTRIÇÃO DO CAMPO DE MISCIBILIDADE DOS FELDSPATOSRESTRIÇÃO DO CAMPO DE MISCIBILIDADE DOS FELDSPATOS
BAIXAS PH2OALTAS PH2O
Ternary Feldsparsy p
f lTrace of solvus at three temperature intervals
Triangle shows coexistingTriangle shows coexistingTriangle shows coexistingTriangle shows coexistingfeldspars and liquid atfeldspars and liquid at900900ooCC
Figure 7‐11. Winter (2001) An g ( )Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
Sistema Ab‐An‐Or ternário – Altas PH2O
Como descrever o curso de cristalização de um líquido de composição Acomposição A
2 feldspato2 feldspato1 feldspato solução sólida1 feldspato solução sólida 2 feldspato2 feldspato1 feldspato solução sólida1 feldspato solução sólida
4 fases L+V+Plss+FK
C dBaixa Pressão de PH2OCampo da
leucita oriundo d f ã
PH2O
da fusão incongruente d O t lá ido Ortoclásio
SISTEMA SISTEMA AbAb--AnAn--OrOr--QzQz--HH22O O QuartzoOrssAb
A cristalização começa originando um sólido (A cristalização começa originando um sólido (FkFk, , PlPl ou ou QtzQtz))Com o avanço da cristalização a composição do liquido é Com o avanço da cristalização a composição do liquido é AbssmodificadamodificadaO caminho da cristalização encontra a O caminho da cristalização encontra a superficiesuperficieonde coexiste 4 fases (liquido+2 onde coexiste 4 fases (liquido+2 solidossolidos+vapor.+vapor.O caminho da cristalização O caminho da cristalização O caminho da cristalização O caminho da cristalização encontra a encontra a superficiesuperficie onde coexiste onde coexiste 4 fases (liquido+2 4 fases (liquido+2 solidossolidos+vapor.+vapor.
A cristalização continua até A cristalização continua até t li h AB d t li h AB d encontrar a linha AB onde começa a encontrar a linha AB onde começa a
cristalizar a terceira fase. Neste cristalizar a terceira fase. Neste momento coexistem as 5 fases e o momento coexistem as 5 fases e o caminho da cristalização segue a caminho da cristalização segue a
t tid d t iâ l t tid d t iâ l OO AbAbseta no sentido do triângulo seta no sentido do triângulo OrOr--AbAb--QzQz. .
Curva do solvus ternário
Linhacotéticacotética