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diagramas ternários, Notas de estudo de Cultura

Faculdade Unida de Campinas (FACUNICAMPS)Cultura

diagramas ternários

Tipologia: Notas de estudo

2011

Compartilhado em 13/07/2011

alisson-thans-10 🇧🇷

1 documento

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Sistemas ternários

1: sistemas eutéticos simples

Z + L

Y + L

X + L

Y + L

X + Y + Z

X + Z + L

XYZ

Y + Z

X + Y

Superfícies de liquidus (X + L, Y + L, Z + L)

Intersecções de superfícies: linhas cotéticas (X+Y+L, X+Z+L, Y+Z+L)

Vales termais

Interseção de linhas: ponto eutético ternário (X+Y+Z+L)

Mínimo termal

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(2)

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Sistemas ternários

1: sistemas eutéticos simples

X

Y

Z

Z + L

Y + L

X + L

Y + L

X + Y + Z

X + Z + L

T

EYZ

E XY

EXYZ

Y + Z

X + Y

Superfícies de liquidus (X + L, Y + L, Z + L)

Intersecções de superfícies: linhas cotéticas (X+Y+L, X+Z+L, Y+Z+L)

Vales termais

Interseção de linhas: ponto eutético ternário (X+Y+Z+L)

Mínimo termal

Projetando na seção basal do prisma...

X

Z

Y

X Y

Z

X + L Y + L

Z + L

L

X + Y + L

Y + Z + L

X + Z + L

Uma seção isotermal (TE3 < T < TE2) ...

Regra das fases :

F + P = 3 + 1 (C = 3)

Y+L

Z+L

X+L

Y+Z+L

X+Z+L

X+Y+L

E X+Y+Z+L

L+Z

Como funciona ...

2a. Seqüência de cristalização

X Y

Z

c b

Início da cristalização de Lx : quando Lx toca a superfície de solidus

Precipita a fase X ⇒ o líquido se desloca opostamente a X

Em La (cotética c-E) a fase Z começa a precipitar e se junta-se à fase X No instante em que o líquido atinge La :

Composição dos sólidos formados : X Composição do líquido em equilíbrio : La

Proporção de X = 100(Lx-La)/(X-La) Proporção de La = 100(X-Lx)/(X-La)

Lyz

Linhas que unem fases em equilíbrio (tie-lines)

Linhas tangentes às curvas cotéticas

Como funciona ...

2b. Seqüência de cristalização

X Y

Z

c b

Quando o líquido está em Lb os sólidos cristalizando são X e Z

Proporção de sólidos (X+Z) = 100(Lx-Lb)/(S1-Lb) Proporção de líquido Lb = 100(S1-Lx)/(S1-Lb)

Proporção de X cristalizando = 100(Si2-Z)/(X-Z) Proporção de Z cristalizando = 100(Si2-X)/(X-Z)

Proporção total de X = 100(S1-Z)/(X-Z) Proporção total de Z = 100(S1-X)/(X-Z)

Quando o líquido atinge o eutético LE Composição do líquido : LE Proporção de sólidos cristalizando: (X:Y:Z)E

Composição da rocha final

Lyz

O sistema Mg 2 SiO 4 (Fo)-CaAl 2 Si 2 O 6 (An)-SiO 2 (Tr)

Peritético (P = 1 atm)

Fo En SiO 2

2 líquidos

Notas relevantes :

P e E pontos peritético e eutético ternários, respectivamente

Linhas cotéticas (de coprecipitação, 1: e.g., Tr+En+L, Tr+An+L)

e peritéticas (de reação, 2: Fo + (SiO 2 )L ↔ En)

Como reconhecê-las?

Situações de equilíbrio:

Líquidos com composições no triângulo Fo-En-An (a) têm que resultar

em um rocha constituída por Fo+En+An em iguais proporções de (a)

Líquidos b,c,d, e têm que resultar em En+An+Tr, em iguais proporções

de b, c e d, respectivamente

Fo En SiO 2

a

O sistema Mg 2 SiO 4 (Fo)-CaAl 2 Si 2 O 8 (An)-SiO 2 (Tr)

Como funciona.....

l 1

SP

Cristalização da composição a :

Em equilíbrio Em desequilíbrio : fracionamento físico questões cinéticas

S 1

l 2

S 2

En

Fo SiO 2

O sistema Mg 2 SiO 4 (Fo)-CaAl 2 Si 2 O 8 (An)-SiO 2 (Tr)

Fracionamento mecânico.....

Cristalização “fracionada” de mp (“magma parental”) : (por, eg., acúmulo de cristais)

Estágio 1 : cristaliza Fo, o líquido caminha para md1.

Se Fo é acumulada, teremos um novo líquido md1 (magma

derivado 1) e uma rocha cumulática dunítica;

Estágio 2 : cristalina Fo, na peritética En = Fo + L, o

líquido caminha para md2, onde desaparece a Fo. Se En é

acumulada, teremos um novo líquido md2 e uma rocha cumulática

piroxenítica;

Estágio 3 : o magma derivado md2, cristaliza, En, após

En+An e finalmente En+An+Tr e teremos uma rocha toleítica,

supersaturada.

l 2

S 1

En

O sistema KAlSi 2 O 6 (Lc)-CaAl 2 Si 2 O 8 (An)-SiO 2 (Tr)

Como funciona.....

Tr + L

Lc Or SiO 2

Cr + L

An + L

Lc + L

Or + L

C D

E F

Detalhes interessantes : A : relação entre as solubilidades relativas das fases

e os volumes dos campos de estabilidade em diagramas de fase

B : Cristalização em equilíbrio:

A, B → An + Lc

D → An + Or

C → An + Or + Tr

Sistemas ternários com solução sólida completa binária

O sistema CaMgSi 2 O 6 (Di)-CaAl 2 Si 2 O 8 (An)-NaAlSi 3 O 8 (Ab) Como funciona....

Ab An

50 60 70 (^80 )

a

l 2

l 4

l 3

s 2

l 1

s 4 s 3 s 1

Cristalização em equilíbrio de um líquido a :

Cristaliza s1 (An80), os cristais se reequilibram de

s1 para s2, o líquido caminha para l

Em l2 junta-se diopsídio, que coprecipita com plagioclásio

de composição s2 (An70)

Quando se chega em s4 termina a cristalização com

plagioclásio de composição s4, diopsídio e o último líquido l

Cristalização em desequilíbrio

Composições de líquidos em equilíbrio com plagioclásio de composição (An) indicada

Triângulos de fases que coexistem em equilíbrio (phase-triangles)

(^20 40 60 )

Feldspato Alcalino (SS)

Sistemas ternários com solução sólida e ponto de mínimo

O sistema SiO 2 (Tr)-NaAlSi 3 O 8 (Ab)-KAlSi 3 O 8 (Or) PH2O = 1 kb. Como funciona....

Ab Or

Tr

A B

760 840

Considerações importantes :

O ponto de mínimo

Evolução das composições de líquido e sólidos

A → ambos se tornam mais potássicos

B → ambos se tornam mais sódicos

M

L

O diagrama SiO 2 (Tr)-NaAlSiO 4 (Ne)-KAlSiO 4 (Ks)

(Diagrama residual da petrogênese). P = 1 atm

SiO 2 (Tr)

KAlSi 3 O 8 (Or)

NaAlSi 3 O 8 (Ab)

KAlSi 2 O 6 (Lc)

NaAlSiO 4 (Ne) KAlSiO 4 (Ks)

CnSS + L KsSS + L

NeSS + L

LcSS + L

FASS

Tr + L

Cr + L

1050

990

1010

1300

Considerações importantes :

Vales termais e mínimos supersaturado e insaturado

Barreiras termais

Reação peritética LcSS + SiO 2 ↔ FKSS

1500

FASS

PlSS

Sistemas ternários com soluções sólidas mistas

O sistema NaAlSi 3 O 8 (Ab)-KAlSi 3 O 8 (Or)-CaAl 2 Si 2 O 8 (An)

T alta, PH2O baixa.

Ab (^) Or

plagioclásio

Feldspato alcalinoSS

Considerações importantes :

Solubilidades e volumes

Variações composicionais de líquidos e sólidos

FASS : Na/(Na+K)

PlSSS : Na/(Na+K)

Líquidos : Na/(Na+Ca+K)

Reabsorção de plagioclásio

Texturas “anti-rapakivi”

Feldspato Ternário (1)