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Habilitation Thesis
DOI
10.11606/T.44.2015.tde-14102015-092806
Document
Author
Full name
Franco Levi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1970
Committee
Coutinho, Jose Moacyr Vianna (President)
Amaral, Sergio Estanislau do
Franco, Rui Ribeiro
Giesbrecht, Ernesto
Quadros, Carlos Jose de Azevedo
Title in Portuguese
O uso do conceito de entropia de mistura cristaloquímica em geoquímica
Keywords in Portuguese
Geoquímica
Abstract in Portuguese
É proposto um modelo matemático para obter uma descrição razoavelmente completa de uma rocha. O modelo se baseia exclusivamente nas proporções relativas, na composição química e na estrutura cristalina dos minerais constituintes. Cada descrição macroscópica, segundo o modelo, envolve a composição química de entidades homogêneas que são os tipos de posição reticular que constituem os minerais da rocha. A diadoquia é a propriedade segundo a qual átomos de elementos químicos diferentes podem ocupar os mesmos tipos de posição nos retículos cristalinos. Por causa desta propriedade, corresponde a uma dada descrição macroscópica um grande número de arranjos ao nível das partículas elementares. A cada átomo corresponde também uma probabilidade de se encontrar num certo tipo de posição reticular de um mineral constituinte de uma rocha. De acôrdo com a teoria da informação, probabilidades e arranjos estão relacionados, sendo que o logaritmo do número de arranjos mede a informação contida numa quantidade unitária de rocha, informação que permanece desconhecida quando de sua descrição macroscópica. Por sua vez, o valor da medida da informação é proporcional à entropia de mistura da rocha, encarada como sistema heterogêneo de minerais justapostos. Trata-se de uma soma cujas parcelas para cada elemento químico medem o quanto cada tipo de átomo se espalhou pela rocha toda. As composições químicas e as proporções mineralógicas de cada rocha são inter-relacionadas ponderando as concentrações de cada elemento, ao calcular os "espalhamentos". Com isso é possível uma comparação racional de séries de rochas geneticamente relacionadas, usando um índice que é, ao mesmo tempo, petrológico e cristaloquímico e, portanto, sensível à direção que as condições naturais imprimem a processos magmáticos e metamórficos. Trata-se de um índice geral que não implica, pela sua definição, na adoção de uma determinada teoria ou na escolha de parâmetros especiais para medir o avanço de uma diferenciação. Para que os cálculos tenham significado geológico, eles devem ser aplicados a sequências genéticas onde os minerais ofereçam as alternativas de uma variedade de retículos cristalinos, pondo assim em evidência as tendências estatísticas dos elementos químicos. Trata-se de requisito diametralmente oposto àquele envolvido nos tratamentos de equilíbrio clássicos estudados em sistema fechado, e baseados na análise térmica de poucos componentes. Foi possível utilizar esse tratamento para obter subsídios na interpretação de exemplos geológicos, com base na tendência à continuidade da entropia para sistemas abertos. Foram estudados: um processo magmático para o qual a presença de uma fase liquida facilitou a observação da tendência à continuidade de entropia; processos de metamorfismo progressivo com caráter direcional definido em relação a pressão e temperatura, relacionando o espalhamento dos cátions com o grau de metamorfismo em função das concentrações e tamanho dos íons envolvidos. Usando cálculos aproximados que envolvem só as composições químicas das rochas como um todo, é possível estender as considerações às rochas de composição média de tipo mais freqüente na crosta terrestre. Evidencia-se assim numericamente que rochas como granitos são mais diferenciadas que basaltos, e que a composição média da crosta se situa em posição intermediária.
Title in English
Not available.
Keywords in English
Not available.
Abstract in English
Not available.
 
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Publishing Date
2015-11-05
 
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