Rochas magmáticas - Consolidação de magmas

Consolidação de magmas

Numa rocha magmática, a formação dos diferentes minerais que a constituem não é simultânea, porque os minerais têm diferentes temperaturas de cristalização. Sendo os magmas misturas de líquidos, gases e minerais em estado sólido, durante a sua consolidação, ocorrem fenómenos de cristalização de alguns componentes magmáticos, originando minerais, sublimação de vapores ou ainda fenómenos de vaporização de fluidos com deposição de substâncias dissolvidas de acordo com mudanças de pressão e temperatura.

O estudo da estrutura interna da matéria cristalina pode ser abordado através de pequenas experiências que permitam obter cristais em laboratório, como por exemplo:
- dissolver cloreto de sódio em água e provocar a evaporação em diferentes condições possibilitando a observação da forma dos cristais e a verificação de como essas condições afectam o seu desenvolvimento;
- fundir enxofre num cadinho e provocar, em seguida, o seu arrefecimento lento e rápido, o que permite interpretar a maneira como o magma, ao arrefecer, pode originar cristais mais ou menos desenvolvidos;
- sublimar naftalina em “banho de areia” e provocar o arrefecimento numa cartolina preta (ou dissolver nitrato de potássio e deixar arrefecer) permite verificar como se arranjam diferentemente os edifícios cristalinos.
É de salientar que, embora alguns processos experimentais de formação de “cristais” sejam diferentes, em todos se observa a desagregação, nas suas partículas, das substâncias a cristalizar, as quais se reagrupam, posteriormente, constituindo os edifícios cristalinos. É também preciso lembrar que as condições em que decorrem estes trabalhos práticos são diferentes daquelas que ocorrem no interior da Terra e que a composição destas substâncias é diferente da composição magmática.

Processos de formação de minerais

Os movimentos das partículas dependem não só das condições internas inerentes à própria natureza das substâncias que cristalizam mas também de factores externos.
Os principais factores externos que influenciam a cristalização são: a temperatura, o tempo, a agitação do meio, o espaço disponível e a natureza do próprio material.
Quanto mais menor for a agitação das partículas, mais lento o processo e quanto maior o espaço, mais desenvolvidos e perfeitos são os cristais obtidos.

Os cristais obtidos possuem uma composição química bem definida e uma estrutura cristalina ordenada, regular e repetitiva. Quando os cristais se desenvolvem em condições favoráveis, essa organização interna reflecte-se na forma exterior dos cristais que são delimitados por superfícies planas e lisas, ao contrário de quando os cristais se desenvolvem em condições desfavoráveis, em que as superfícies planas não aparecem.
A estrutura cristalina implica uma disposição ordenada dos átomos ou iões, que formam uma rede tridimensional que segue um modelo geométrico característico de cada espécie mineral.

A rede é constituída por unidades de forma paralelepipédica que constituem a malha elementar ou motivo cristalino, que se repetem.

Num cristal, os nós correspondem às partículas elementares, as fiadas são alinhamentos de partículas e os planos reticulares são planos definidos por duas fiadas não paralelas.
O estado cristalino constitui a organização normal de todos os corpos sólidos, desde que as condições ambientais o propiciem. Podem ser cristais maiores ou menores, com formas poliédricas mais ou menos perfeitas ou mesmo ausentes, dependendo das condições da cristalização.

Tipos de cristais (quanto as faces):

• Subédrico: o mineral apresenta parcialmente faces bem desenvolvidas.
• Anédrico: Mineral sem qualquer tipo de faces.
• Euédrico: Mineral totalmente limitado por faces bem desenvolvidas.

Por vezes, as partículas não chegam a atingir o estado cristalino. A textura fica desordenada, designando-se a matéria, nestas condições, por textura amorfa ou vítrea. Um exemplo desse estado é a sílica que constitui o vidro.

Silicatos – principais constituintes das rochas

A estrutura básica mais comum de todos os silicatos é o tetraedro (SiO4)4-. Os tetraedros não são electricamente neutros e os tetraedros vizinhos tendem a unir-se entre si por uma série de catiões, ou seja, têm tendência de se polimerizar. Aproximadamente 95% da massa e volume da crosta terrestre são formados por minerais do grupo dos silicatos.

Isomorfismo e polimorfismo

Isomorfismo verifica-se quando ocorrem variações ao nível da composição química dos minerais sem, contudo, se verificarem alterações na estrutura cristalina. Substâncias com estas características designam-se por substâncias isomorfas. A um conjunto de minerais como estes chama-se série isomorfa ou solução sólida e os cristais constituídos designam-se por cristais de mistura, misturas sólidas ou misturas isomorfas. Um exemplo de minerais que constituem uma série isomorfa é o das plagióclases, que são silicatos em que o Na+ e o Ca2+ se podem intersubstituir.

Polimorfismo verifica-se quando os minerais têm a mesma composição química, mas estruturas cristalinas diferentes. O carbonato de cálcio, por exemplo pode formar dois minerais diferentes, a calcite e a aragonite. Também o carbono pode cristalizar originado 2 minerais diferentes, o diamante e a grafite, com arranjos diferentes dos átomos de carbono que os constituem.
É a influência de dois factores como a temperatura e a pressão que condicionam o tipo de rede estável que o carbono pode originar. Para baixas pressões, o carbono cristaliza com uma estrutura estável sob essas condições de baixa pressão, originando a grafite. O termo estável significa que o mineral está em equilíbrio com o ambiente, não tendendo a modificar a sua composição ou estrutura. O diamante forma-se a altas pressões e tem uma estrutura mais densa, tal como é estável a maiores profundidades.