Experimentos de nucleação e crescimento epitaxial de zeólitas em minerais de basalto

• Processo: 21/04046-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geologia
• Pesquisador responsável: Fabio Ramos Dias de Andrade
• Beneficiário: Karina Kaoru Nakagawa
• Instituição Sede: Instituto de Geociências (IGC). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 19/22084-8 - A Província Magmática Paraná: petrogênese, cronologia e impacto ambiental do magmatismo toleítico, alcalino e silícico Cretáceo na Plataforma Brasileira, AP.TEM
• Assunto(s): Mineralogia Crescimento epitaxial Composição química Zeolitas Basalto Nucleação Difração por raios X Microscopia eletrônica de varredura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: basalto | Epitaxial | mineralogia | Zeolitas | Mineralogia experimental

Resumo

As zeólitas são minerais secundários comuns em rochas vulcânicas, amplamente distribuídas nos basaltos da Província Magmática Paraná (PMP). As cavidades em rochas vulcânicas geralmente são preenchidas por assembleias mineralógicas secundárias complexas, com várias espécies de zeólitas, além de clorita, apofilita, quartzo e calcita. Diversos autores têm buscado correlacionar sequências de cristalização de zeólitas e outros minerais secundários com a evolução de sistemas hidrotermais pós-magmáticos, já que a diversidade de zeólitas reflete a evolução da composição química e da temperatura dos fluidos hidrotermais, como pode ser visto nos trabalhos sobre basaltos da Bacia do Paraná, Brasil (Murata, Formoso e Roisenberg, 1987; Schenato et al., 2003), Área Hvalfjördur, Islândia (Weisenberger e Selbekk, 2009) e Complexo Vulcânico Kaiserstuhl, Alemanha (Weisenberger, Spürgin e Lahaye, 2014). A diversidade mineralógica de zeólitas em uma mesma cavidade sugere que as variações de energia livre entre as diferentes espécies de zeólitas sejam pequenas. Esta hipótese é aventada desde os trabalhos pioneiros de síntese de zeólita. Barrer et al. (1959, apud Cundy e Cox, 2005) sugere que as zeólitas provavelmente se cristalizam a partir de elementos estruturais formados em solução e combinados de diversas maneiras para produzir as diferentes espécies. Uma possibilidade pouco considerada na diversidade de zeólitas é a influência do efeito epitaxial. O presente trabalho pretende testar experimentalmente o efeito de minerais de basalto na formação de espécies de zeólitas, através da nucleação e crescimento epitaxial. A síntese será feita por rota hidrotermal preparada a partir de compostos puros. As soluções contendo SiO2 e Al2O3 e hidróxidos de Ca e Na, serão semeadas com plagioclásio (labradorita), clinopiroxênio (augita ou diopsídio), clorita e pó de basalto, buscando observar a possível influência do substrato na formação de zeólitas. O controle dos produtos experimentais será feito por difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Simulações computacionais serão feitas com programas de projeção de estruturas cristalinas. (AU)