Temperature e pressioni

database, nuove specie, discrediti,
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beppe finello
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Temperature e pressioni

Messaggio da beppe finello » gio 27 set, 2007 12:17

Ciao a tutti, qualcuno sa mica dirmi se esiste un database in rete o una pubblicazione con indicazione degli intervalli di temperatura e pressione geneticamente caratteristici di ogni singola specie mineralogica nota?
È un argomento che mi è sempre interessato molto anche per comprendere la ragione per cui una certa paragenesi sia esclusiva di una certa zona o in altri casi si ripeta costantemente in tutti i giacimenti di un dato minerale. Non sono mai riuscito a trovare dati significativi ne sulle varie pubblicazioni che ho ne tanto meno in rete e vorrei approfondire l'argomento.
Grazie sin d'ora.

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Alessio73
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Messaggio da Alessio73 » gio 27 set, 2007 12:23

Credo che non ci sia. Bisognerebbe forse cercare le informazioni specie per specie, cioè la "scheda" di ogni singola specie con la speranza che gli studi fatti magari dalle università, indichino, giacitura, genesi, parametri.

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Alessio73
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Messaggio da Alessio73 » gio 27 set, 2007 12:28

Anch'io su certi libri magari più specifici, non trovo una descrizione dettagliata delle condizioni, giacitura, nelle quali si sono formati i minerali. Le informazioni sono in genere non dettagliate. Spesso, come per le rocce o minerali del gruppo dei feldspati, sla spiegazione della loro formazione e caratteristiche, si basano su quei diagrammi generici per temperatura e pressione, o per composizione "chimica".

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Messaggio da BECCARI SIMONE » gio 27 set, 2007 12:46

Non ci dovrebbe essere niente!
Normalmente però possiamo risalire alla pressione e temperatura dalla roccia. Anche dal minerale.
Metti il nome di alcune rocce che ti interessano e magari ti posso dire a che pressione e temperatura si sono formate.

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beppe finello
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Messaggio da beppe finello » gio 27 set, 2007 13:52

Grazie per le sollecite risposte, come immaginavo in pratica non esiste un elenco dettagliato; è un vero peccato, credo che sarebbe di grande aiuto sia in fase di ricerca sul campo che poi al microscopio quando si cerca di identificare quello che si è trovato.
In merito alla correlazione tra la temperatura di formazione della roccia ospitante ed i minerali in essa contenuti, penso valga solo per i costituenti fondamentali contenuti nel corpo roccioso, se abbiamo una genesi di origine idrotermale o un'alterazione di minerali primari, come succede nelle fessure alpine, la genesi dei minerali è successiva di alcune ere geologiche ed è generata da fluidi circolanti che prima dissolvono e poi selettivamente (al variare di pressione e temperatura) precipitano le varie fasi entro le fratture generate dall'orogenesi.
Un esempio famoso e ampiamente trattato (forse l'unico) riguarda il punto eutettico del TiO2 ove rutilo anatasio e brookite possono coesistere sullo stesso campione.
Comunque non mi arrendo, provo a fare una ricerca capillare su http://rruff.geo.arizona.edu/ se trovo qualcosa e vi interessa condivido i risultati.

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Marco E. Ciriotti
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Messaggio da Marco E. Ciriotti » gio 27 set, 2007 22:28

Ciao Beppe,
un database nel senso vero della parola di ciò che cerchi, probabilmente non esiste (ma vedasi quanto nell'ultimo capoverso).
I volumi dell'"Handbook of Mineralogy" danno, specie per specie, informazioni specifiche alla voce "occurrence".
In questa voce trovi indicati i contesti (rocce, temperature, ecc.) in cui la specie minerale può generarsi.

Confesso di non aver mai fatto ricerche specifiche sulla possibile esistenza di un database P-T contenente i dati di ogni singola singola specie. Studi specifici per la quasi totalità delle specie però esistono e sono facilmente rinvenibili sui diversi database di abstract minero-geologici (MinAbs, GeoScienceWorld, GeoRef, ecc.)

Non escluderei per del tutto l'esistenza di database, magari su web russi o americani.
Marco E. Ciriotti

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beppe finello
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Messaggio da beppe finello » ven 28 set, 2007 13:56

Ciao Marco, confesso che contavo proprio su una tua risposta in merito a queso argomento. Se tu non ne conosci l'esistenza, sicuramente non esiste!
Avevo immaginato che su "Handbook of Mineralogy" (che non possiedo) i dati fossero per lo meno parzialmente presenti, ma considerando il costo non indifferente dei 5 volumi (quasi 600 dollaruzzi più spese di spedizione) speravo in qualcosa di alternativo più a buon mercato (meglio ancora se gratis).
Dalle prime ricerche che ho fatto in rete, non ho recuperato gran chè, anche perchè la mole di dati e pubblicazioni da controllare è immane e da solo ci metterei 50 anni (campandoci); per cui avrei pensato che se tra i 267 attuali registrati del forum, ci fossero una decina di AMIci a cui la cosa interessa e che soprattutto abbiano tempo e voglia da dedicarci, sarebbe interessante, partendo dal tuo aggiornatissimo foglio di excel "DB_AMI", inserire man mano che si recuperano, i dati caratteristici di ogni singola specie, rendendoli di pubblico dominio.
Se pensi che la cosa possa avere un seguito e soprattutto possa essere utile ai più, potremmo abbozzare un progettino di planning per portare avanti il discorso.

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Marco E. Ciriotti
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Messaggio da Marco E. Ciriotti » ven 28 set, 2007 13:59

Si può tentare di fare, Beppe: start non prima del 15 gennaio 2008 (per quanto mi riguarda).
Io posseggo i volumi dell'"Handbook of Mineralogy". Te li posso lasciare per un po'. Un volume per volta. Le nuove specie non ci sono perchè alcuni volumi sono ormai da considerare "datati" (ma al riguardo con le descrizioni-tipo ci si aggiusta).

L'ideale sarebbe attingere le informazioni direttamente da tutte le descrizioni-tipo. La maggior parte è in mio possesso o comunque presente sul web. Le specie sono solo poco più di 4000... Scorrendone 15 al giorno in anno se ne viene a capo.
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marti
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Messaggio da marti » ven 28 set, 2007 14:42

Punto eutettico di TiO2?

Una reazione eutettica è una reazione di equilibrio tra un liquido (L) e due fasi solide (A e B) di composizione diversa: L = A + B.

Rutilo, anatasio e brookite sono tutte fasi solide e quindi il termine eutettico non è appropriato in quanto implica la partecipazione di una fase liquida (l'ipotetica reazione tra queste 3 fasi potrebbe essere definita semmai eutettoide, per esempio).

Il tipo di reazione (eutettica, peritettica, eutettoide, ecc.) è facilmente classificabile dall'esame del diagramma di stato.

Nel diagramma di stato sono presenti unicamente le fasi che sono stabili termodinamicamente. Nel caso del diagramma di stato O-Ti, l'unica fase termodinamicamente stabile corrispondente alla stechiometria TiO2 è il rutilo.

Brookite e anatasio sono invece fasi termodinamicamente non stabili. Questo significa che naturalmente tenderebbero a trasformarsi in rutilo, ma non ce la fanno perchè la cinetica di reazione è molto lenta, se non bloccata. Si noti che il rutilo è un minerale accessorio di rocce metamorfiche e intrusive, al contrario di brookite e anatasio: in altre parole quando applico una pressione e/o temperatura per tempi abbastanza lunghi la termodinamica prevale e TiO2 lo ritrovo come rutilo.

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Luca Baralis
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Messaggio da Luca Baralis » ven 28 set, 2007 17:50

Andando a memoria mi pare che sul Bianchi di Mineralogia ci fossero dei diagrammi di stato... ma probabilmente dedicati ad un approccio più petrologico che mineralogico. In ogni caso stasera controllo.
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simone
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Messaggio da simone » lun 01 ott, 2007 22:53

Secondo me un vero e proprio database non è possibile realizzarlo; questo perché ciò che determina la formazione o meno di un minerale non è solo la P e T ma anche la composizione chimica.
Quando si fa riferimento a diagrammi di fase più o meno complessi si sta comunque parlando generalmente di diagrammi bi- o tri- dimensionali. Chiaramente esistono anche a quattro dimensioni ma già a cinque diventa difficile immaginarli a meno che non si ricorra a proiezioni che comunque generano semplificazioni. Se pensiamo che una roccia è costituita generalmente da 8 elementi (detti appunto maggiori) più acqua si capisce che per rappresentare la stabilità o meno di una fase in funzione di P e T servirebbero grafici di almeno 11 dimensioni!!!
Infatti, per stabilire la P e T di formazione di una roccia sono utilizzate generalmente associazioni di fasi mineralogiche e approfonditi studi termodinamici.
Con questo non voglio dire che non esistano degli intervalli più o meno ampi di P e T in cui si forma un minerale piuttosto che un altro ma comunque va considerata anche la composizione chimica dei fluidi (nel senso più ampio del termine) e della roccia che hanno permesso la formazione di quel minerale.
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Luca Baralis
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Messaggio da Luca Baralis » mar 02 ott, 2007 8:22

simone ha scritto:... ma comunque va considerata anche la composizione chimica dei fluidi (nel senso più ampio del termine) e della roccia che hanno permesso la formazione di quel minerale.
Mi associo a questa interpretazione. Ho verificato sul Bianchi senza trovare niente di interessante. Noto però che nel capitolo sulla minerogenesi, oltre che a temperatura e pressione, viene posto particolare accento sul pH dell'ambiente di formazione.
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donato
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Messaggio da donato » mar 02 ott, 2007 11:28

Il discorso sulla stabilità dei minerali, concordo con Simone, è complesso, anche se straordinariamente affascinante. Alla stabilità di una fase cristallina concorrono tutta una serie di variabili, che vanno dalla P-T, alle condizioni di Eh-pH, alla composizione chimica del sistema, alla presenza e all'attività dei fluidi, alle condizioni cinetiche del processo di cristallizzazione, etc. Dal punto di vista collezionistico, bisognerebbe considerare, poi, il fatto che buona parte delle specie mineralogiche attualmente descritte si ritrovano in natura in condizioni METASTABILI (i.e. al di fuori delle proprie condizioni di stabilità termodinamica). Volendo consigliare alcuni testi sull'argomento (specialistici oltre che abbastanza costosi, a dir la verità) citerei:

Price G.D. & Ross N.L. (eds.), (1993), Stability of Minerals, The Mineralogical Society Series, Vol. 3, The Mineralogical Society of Great Britain and Ireland & Kluwer Academic Publishers

Spear F.S., (1995), Metamorphic Phase Equilibria and Pressure-Temperature-Time Paths, Mineralogical Society of America, Washington D.C.

Deer W.A., Howie R.A. & Zussman J., (1985), Introduzione ai minerali che costituiscono le rocce, Zanichelli, Bologna

Deer W.A., Howie R.A. & Zussman J. (eds.), (1997), Rock-forming Minerals, Vol. 2B. Double-Chain Silicates. 2nd Edition, The Geological Society, London, UK

Deer W.A., Howie R.A. & Zussman J., (1997), Rock-forming Minerals, Vol. 4A. Framework Silicates: Feldspars. 2nd Edition, The Geological Society, London, UK

Deer W.A., Howie R.A. & Zussman J. (eds.), (2001), Rock-forming Minerals, Vol. 1A. Orthosilicates. 2nd Edition, The Geological Society, London, UK

Deer W.A., Howie R.A. & Zussman J. (eds.), (2001), Rock-forming Minerals, Vol. 1B. Disilicates & Ring Silicates. 2nd Edition, The Geological Society, London, UK

Deer W.A., Howie R.A. & Zussman J (eds.)., (2001), Rock-forming Minerals, Vol. 2A. Single-Chain Silicates. 2nd Edition, The Geological Society, London, UK

Fleet M.E., (2004), Rock-forming minerals, Vol. 3A. Micas. 2nd Edition, In: Rock-Forming Minerals, W.A. Deer, R.A. Howie & J. Zussman (eds.), The Geological Society, London, UK

Best M.G., (2003), Igneous and Metamorphic Petrology. 2nd Edition, Blackwell

Bucher K. & Frey M., (2002), Petrogenesis of Metamorphic Rocks. 7th Edition, Springer-Verlag

Ganguly J. & Saxena S.K., (1987), Mixtures and Mineral Reactions, Sprinter-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York

Howie R.A., Deer W.A., Wise W.S. & Zussman J. (eds.), (2004), Rock-forming Minerals, Vol. 4B. Framework Silicates: Silica Minerals, Feldspathoids and Zeolites. 2nd Edition, The Geological Society, London, UK

Mottana A., (1988), Fondamenti di Mineralogia Geologica, Zanichelli, Bologna

Putnis A. & McConnell J.D.C., (1980), Principles of Mineral Behaviour, Elsevier, New York

Shelley D., (1998), Igneous and Metamorphic Rocks under the Microscope, Chapman & Hall

Winter J.D., (2001), An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. 1st Edition, Prentice Hall

Yardley B.W.D., (1989), An Introduction to Metamorphic Petrology, Longman

Più i volumi "Reviews in Mineralogy" editi dalla Mineralogical Society of America.
Donato

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Messaggio da marti » mar 02 ott, 2007 15:31

Mi sembra che si stiano mischiando un po' di argomenti.

Idealmente se io voglio conoscere il campo di esistenza di una fase la sottopongo a temperature e pressioni diverse e annoto a quali valori di tali grandezze la fase in esame si decompone/trasforma.

Idealmente devo isolare tale fase da altre con le quali potrebbe reagire. Faccio un esempio: tutti noi sappiamo che a pressione atmosferica il ghiaccio è stabile al di sotto di 0° C se però lo mischio con NaCl si scioglie; questo non vuol dire che, ad esempio, a -1° C il ghiaccio non sia stabile, ma che il sistema H2O(solido)+NaCl non è stabile e tende a formare una soluzione. Prese singolarmente le 2 fasi (ghiaccio + NaCl) risultano stabili a 1 atm e -1° C.
Un discorso simile si applica ai diagrammi in funzione del pH: anche in questo caso non si ha a cha fare con una fase singola, ma con un sistema di fasi, quella solida (il minerale) e la soluzione liquida con un certo valore di pH. Quello che risulta quindi non è la stabilità termodinamica della fase singolarmente presa, ma del sistema solido+soluzione. Sempre a proposito di pH non si deve trascurare il fatto che in certe condizioni questo possa accelerare la cinetica di formazione di fasi non stabili termodinamicamente.

Di qualsiasi minerale, qualunque sia il numero di elementi che lo compongono, posso tracciare un diagramma di stato P-T perchè il numero di componenti del sistema è 1. Diverso è il discorso se si vuole tracciare il diagramma di stato comprendente tutti gli elementi che lo compongono; in questo caso il numero di componenti del sistema equivale al numero dei diversi elementi chimici presenti. Facciamo anche qui un esempio: consideriamo di sottoporre CaTiO3 a una serie di temperature e pressioni e di rilevare di volta in volta i prodotti di reazione. In questo modo potremmo determinare a quali T e P questa composizione è stabile. Diverso è il discorso se volessimo tracciare il diagramma di stato ternario Ca-Ti-O in funzione di T e P, perchè dovremmo considerare tutte le possibili fasi ternarie con composizione diversa da CaTiO3, le fasi binarie (TiO2, CaO, ...) e le fasi unarie (Ti-alfa, Ti-beta, Ti liquido, Ca, ...).

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Messaggio da Luca Baralis » mar 02 ott, 2007 17:10

Più che giusto, ma il diagramma P-T di una singola fase è un esercizio da scienza dei materiali. Se però si vogliono definire le condizioni che portano alla genesi di uno specifico minerale in un ambiente naturale in definitiva P e T potrebbero non bastare.
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