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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.44.2007.tde-30072007-165039
Documento
Autor
Nombre completo
Marcelo Barbosa de Andrade
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2007
Director
Tribunal
Atencio, Daniel (Presidente)
Andrade, Fabio Ramos Dias de
Chaves, Mario Luiz de Sa Carneiro
Ferrari, Viviane Carillo
Neumann, Reiner
Título en portugués
Estudo cristaloquímico de minerais do grupo do pirocloro no Brasil
Palabras clave en portugués
Carbonatitos
Cristaloquímica
Microlita
Nomenclatura mineralógica
Ocorrências brasileiras
Pegmatitos
Pirocloro
Resumen en portugués
Os minerais do grupo do pirocloro (A2B2X6Y1) apresentam grande interesse econômico, principalmente como fonte de nióbio e tântalo, metais que possuem importantes aplicações tecnológicas como a fabricação de aço e a confecção de componentes eletrônicos. Apesar de seu interesse científico e econômico, a maioria das ocorrências brasileiras de minerais do grupo do pirocloro está apenas parcialmente caracterizada ou não dispõe de nenhum estudo mineralógico. Adicionalmente, o atual sistema de classificação dos minerais do grupo do pirocloro, apesar de aprovado pela IMA, não segue as regras gerais de nomenclatura de minerais da própria IMA. Na posição A, não há diferenciação na ocupação por Ca e por Na, e se um ou mais cátions diferentes de Na ou Ca compuserem mais de 20 % total de átomos na posição A, então a espécie é nomeada pelo átomo mais abundante em A (exceto Na e Ca). Por outro lado, a espécie fluornatromicrolita foi aprovada com base na predominância de Na na posição A. Com relação à ocupação da posição B, a divisão entre os grupos não é feita com uma classificação tripartite: as espécies com Nb + Ta >2Ti e Nb > Ta são consideradas como do subgrupo do pirocloro; se Nb + Ta > 2Ti e Ta ≥ Nb, o mineral irá pertencer ao subgrupo da microlita; e se 2Ti ≥ Nb + Ta, o mineral irá pertencer ao subgrupo da betafita. Espécies isoestruturais com outros cátions predominantes na posição B não são incluídas no grupo do pirocloro (por exemplo, romeíta com Sb dominante). Os ânions não são levados em consideração na classificação, mas o flúor foi usado na aprovação da espécie fluornatromicrolita. Neste trabalho, são apresentados novos esquemas de nomenclatura para os minerais do grupo do pirocloro, que levam em consideração os íons ocupantes das posições A, B e Y. Os prefixos são sempre escritos por extenso ('hidroxi', 'fluor', 'calcio', 'natro' etc), enquanto os sufixos são representados por símbolos químicos (Na, F, H2O etc) ou por [] (vazio). Os nomes raízes relacionam-se aos cátions predominantes na posição B, levando a termos como pirocloro, microlita, betafita e romeíta. São apresentados novos dados químicos por MEV-EDS e WDS (incluindo análises de Si, normalmente negligenciado na maioria dos dados da literatura). Foram analisados minerais de seis ocorrências em pegmatitos e uma em carbonatito. Os resultados obtidos permitem separar as espécies em três 'famílias'. A primeira delas poderia ser denominada 'microlita', envolvendo fluornatromicrolita, fluorcalciomicrolita, oxinatromicrolita e oxicalciomicrolita. Esta família foi identificada nas ocorrências da lavra do Morro Redondo, Coronel Murta, MG; lavra do Jonas, Conselheiro Pena, MG; mina Quixabá, Frei Martinho, PB; Pegmatito Volta Grande, Nazareno, MG; lavra do Ipê, Marilac, MG; e Pegmatito Ponte da Raiz, Santa Maria de Itabira, MG. A primeira das espécies, fluornatromicrolita, parece ser bem mais comum do que se imaginava, tendo sido descrita previamente no Brasil apenas em Quixabá, e agora verificada em diversas das ocorrências estudadas nesta tese. Apesar de usados os prefixos natro e cálcio, todas as amostras parecem tender para um termo de fórmula final (NaCa)Ta2O6F, ou seja, com Na=Ca em apfu, que poderia ser denominado, por exemplo, fluormicrolita-NaCa ou CaNa. O oxigênio é, algumas vezes, superior ao flúor (em apfu) na cavidade Y, dando origem a espécie oxi-. A segunda família poderia ser denominada 'hidromicrolita', tendendo a [ [](H2O)]Ta2O6(H2O). Esta fórmula, entretanto, não é eletricamente neutra, necessitando que na cavidade A, (H2O) seja parcialmente substituído por cátions (Ba, U etc), ao mesmo tempo que parte do O da posição X seja substituído por (OH). Minerais desta família foram verificados no Pegmatito Volta Grande, Nazareno, MG. A terceira família, do 'pirocloro', verificada apenas no carbonatito da mina Jacupiranga, Cajati, SP, inclui as espécies fluorcalciopirocloro e oxicalciopirocloro. Os novos nomes sugeridos parecem discriminar melhor as espécies, com base em cátions, vazios ou H2O predominantes nas posições A, B eY, permitindo inclusive uni-las em 'famílias'. Esta nova nomenclatura apresenta também como vantagem não dar ênfase a componentes menores da cavidade A, bem como verificar nela a predominância de Ca ou Na. Adicionalmente, os cátions Ta, Nb e Ti passam a ter a mesma importância na cavidade B. Por outro lado são criados nomes 'exóticos', como hidrohidromicrolita, ou 'impronunciáveis', como hidro-[]-microlita.
Título en inglés
Crystallochemistry study of pyrochlore group minerals from Brazil
Palabras clave en inglés
Brazilian occurrences
Carbonatites
Crystallochemistry
Microlite
Mineralogical nomenclature
Pegmatites
Pyrochlore
Resumen en inglés
Pyrochlore group minerals are important sources of niobium and tantalum and these metals are used in important technological applications such as steel manufacturing and eletronic components development. However, the majority of Brazilian occurrences are only partially characterized or there is no mineralogic study available. In addition, the official pyrochlore-group minerals classification system does not follow the IMA mineralogical nomenclature rules although this system is approved by IMA. In the A site, it does not differentiate between occupation by Ca and Na, and if there is one or more cation other than Na or Ca composing more than 20% of total A-atoms, then the species must be named according to the most abundant A-atom, other than Na or Ca. In spite of this, the species fluornatromicrolite was approved based on the predominance of Na in the A-site. Regarding the B-site occupation, the division among the subgroups is not made with a tripartite symmetrical classification: the species with Nb + Ta >2Ti and Nb > Ta are considered as pyrochlore subgroup minerals; if Nb + Ta > 2Ti and Ta ≥ Nb, the mineral will belong to the microlite subgroup; and if 2Ti ≥ Nb + Ta, the mineral will belong to the betafite subgroup. Isostructural species with other predominant cations in the B-site are not included in the pyrochlore-group (for example, romeite, with dominant Sb). The anions are not taken into account in the classification but the predominance of fluorine was used for the approval of the species fluornatromicrolite. In this present work new nomenclature schemes, based on the ions in A, B and Y sites, are presented. Prefixes are, for example, 'hidroxi', 'fluor', 'calcio', 'natro' etc., while sufixes are represented by chemical symbols (Na, F, H2O etc) or [] (vacancies). The root names (pyrochlore, microlite, betafite, romeite) are related to the dominant-constituent cations in the B position. New chemical data by MEV-EDS and WDS (including Si analysis, hardly ever mentioned in litetarature) were obtained. Six occurrences from pegmatites and one from carbonatite were analysed. The results allow the species to be grouped in three 'families'. The first could be named as 'microlite', and includies fluornatromicrolite, fluorcalciomicrolite, oxinatromicrolite and oxicalciomicrolite. This family was identified in Morro Redondo quarry, Coronel Murta, MG; Jonas quarry, Conselheiro Pena, MG; Quixabá mine, Frei Martinho, PB; Volta Grande pegmatite, Nazareno, MG; Ipê quarry, Marilac, MG and Ponte da Raiz pegmatite, Santa Maria de Itabira, MG. Fluornatromicrolite seems to be more common than was previously thought. It was previously described only in Quixabá but now many other occurrences are known. Although 'natro' and 'calcio' prefixes were used, all the formulae seem to approach the term (NaCa)Ta2O6F. As Na approximately equals Ca (apfu) it could be used the name fluornatromicrolite-Na-Ca or CaNa could be used. The oxigen content is sometimes greater than F content in the Y position. This generates the oxi- species. The second family could be named 'hidromicrolite', becoming [ [] (H2O)]Ta2O6(H2O). This formulae is not eletrically neutral so the H2O is replaced by cations (Ba, U etc) in the A cavity while the O is replaced by (OH) in the X position. Minerals from this family were identified in the Volta Grande pegmatite, Nazareno, MG. The third family, 'pyrochlore', was only verified in the Jacupiranga mine, Cajati, SP, including fluorcalciopyrochlore and oxicalciopyrochlore species. The suggested new names, based on cations, vacancies or H2O dominant constituents of A, B and Y sites, seem to better describe the species, allowing their grouping in families. This new nomenclature has the advantage of not emphasize minor constituents in the A cavity, and verify the dominance of Ca or Na. Furthermore, Ta, Nb and Ti cations have the same balance in B cavity. On the other hand, exotic names were created such as hydrohydromicrolite or unpronounceable as hydro-[]-microlite.
 
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Fecha de Publicación
2007-07-31
 
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