Lawsonita
| Lawsonita | |
|---|---|
 Muestra de la localidad tipo de California con dos cristales alargados, brillantes y translúcidos de lawsonita de color rosa pastel en esquisto de mica. Tamaño: 6,1 cm × 3,2 cm × 2,5 cm (2,4 in × 1,3 in × 1,0 in) | |
| General | |
| Categoría | Sorosilicato |
| Fórmula (unidad repetitiva) | CaAl 2 Si 2 O 7 (OH) 2 ·H 2 O |
| Símbolo IMA | Lws [1] |
| Clasificación de Strunz | 9.BE.05 |
| Sistema cristalino | Ortorrómbico |
| Clase de cristal | Símbolo HM bipiramidal (mmm) : (2/m 2/m 2/m) |
| Grupo espacial | Cmcm |
| Celda unitaria | a = 5,847, b = 8,79, c = 13,128 [Å]; Z = 4 |
| Identificación | |
| Color | Incoloro, blanco, azul pálido a azul grisáceo. |
| Hábito de cristal | Comúnmente prismático, tabular; también granular, masivo. |
| Hermanamiento | Común en {101} lamelar |
| Escisión | Perfecto en {100} y {010}, imperfecto en {101} |
| Tenacidad | Frágil |
| Dureza en la escala de Mohs | 7.5 |
| Lustre | Vítreo, grasiento |
| Racha | Blanco |
| Diafanidad | Translúcido |
| Peso específico | 3.05–3.12 |
| Propiedades ópticas | Biaxial (+) |
| Índice de refracción | n α = 1,665 n β = 1,672–1,676 n γ = 1,684–1,686 |
| Birrefringencia | δ = 0,019–0,021 |
| Pleocroísmo | Débil; X = azul, amarillo parduzco pálido; Y = verde azulado intenso, verde amarillento; Z = incoloro, amarillento |
| Ángulo de 2 V | Medido: 84°–85° |
| Dispersión | Fuerte, r > v |
| Referencias | [2] [3] [4] |
La lawsonita es un mineral de sorosilicato de calcio y aluminio hidratado con fórmula CaAl2Si2O7 ( OH ) 2 · H2O . La lawsonita cristaliza en el sistema ortorrómbico en cristales prismáticos, a menudo tabulares. La macla cristalina es común . Forma cristales transparentes a translúcidos , incoloros, blancos, rosados y azulados a gris rosados, vítreos a grasosos. Los índices de refracción son nα = 1,665, nβ = 1,672 – 1,676 y nγ = 1,684 – 1,686. Por lo general, es casi incoloro en sección delgada, pero algunas lawsonitas son pleocroicas, desde incoloras hasta amarillo pálido o azul pálido, según la orientación. El mineral tiene una dureza de Mohs de 7,5 y una gravedad específica de 3,09. Tiene una clivaje perfecto en dos direcciones y una fractura frágil. No debe confundirse con la larsonita , un jaspe fosilífero extraído en Nevada.
La lawsonita es un mineral metamórfico típico de las facies de esquisto azul . También se presenta como mineral secundario en gabro alterado y diorita . Los minerales asociados incluyen epidota , titanita , glaucofana , granate y cuarzo . Es un constituyente poco común de la eclogita . Su escasez en la eclogita que ha sido exhumada a la superficie de la Tierra no refleja su abundancia en profundidad en las zonas de subducción, sino más bien el hecho de que la lawsonita es fácilmente reemplazada por otros minerales.
La lawsonita fue descrita por primera vez en 1895 [5] en apariciones en Ring Mountain de la península de Tiburon, condado de Marin, California, y recibió el nombre del geólogo Andrew Lawson (1861-1952) de la Universidad de California por dos de los estudiantes de posgrado de Lawson, Charles Palache y Frederick Leslie Ransome . [6]
Composición
La lawsonita es un mineral de silicato metamórfico relacionado química y estructuralmente con el grupo de minerales de la epidota . Tiene una composición cercana a la ideal de CaAl2Si2O7 ( OH) 2 · H2O , lo que le da una composición química similar a la de la anortita CaAl2Si2O8 ( su equivalente anhidro), pero la lawsonita tiene una mayor densidad y una coordinación de Al diferente (Comodi et al., 1996). La cantidad sustancial de agua ligada a la estructura cristalina de la lawsonita se libera durante su descomposición a minerales más densos durante el metamorfismo progrado . Esto significa que la lawsonita es capaz de transportar agua apreciable a grandes profundidades en la litosfera oceánica en subducción (Clarke et al., 2006). La experimentación con lawsonita para variar sus respuestas a diferentes temperaturas y presiones es uno de sus aspectos más estudiados, ya que son estas cualidades las que afectan su capacidad para transportar agua hasta las profundidades del manto , de manera similar a otras fases que contienen OH como la antigorita , el talco , la fengita , la estaurolita y la epidota (Comodi et al., 1996).
Ocurrencia geológica
La lawsonita es un mineral muy extendido y ha atraído un interés considerable debido a su importancia como marcador de condiciones de presión moderada a alta (6.000–25.000 bar ) y baja temperatura (300–600 °C) en la naturaleza (Clarke et al., 2006). Esto ocurre principalmente a lo largo de los márgenes continentales ( zonas de subducción ) como las que se encuentran en: la Formación Franciscana en California en Reed Station, Península Tiburon del Condado de Marin, California ; esquistos en Nueva Zelanda , Nueva Caledonia y de otros puntos en el cinturón orogénico circunpacífico ; las rocas metamórficas del Piamonte de Italia ; China , Japón , Grecia y Turquía .
Estructura cristalina
Aunque la lawsonita y la anortita tienen composiciones similares, sus estructuras son bastante diferentes. Mientras que la anortita tiene una coordinación tetraédrica con el aluminio (el Al sustituye al Si en los feldespatos), la lawsonita tiene una coordinación octaédrica con el Al, lo que la convierte en un sorosilicato ortorrómbico con un grupo espacial de Cmcm que consta de grupos Si2O7 y O , OH, F y H2O con cationes en coordinación [4] y/o >[4]. Esto es mucho más similar al grupo epidota con el que a menudo se encuentra la lawsonita en conjunción, que también son sorosilicatos porque su estructura consta de dos tetraedros SiO4 conectados más un catión conector. El agua contenida en su estructura es posible gracias a las cavidades formadas por anillos de dos grupos octaédricos de Al y dos grupos Si2O7 , cada uno de los cuales contiene una molécula de agua aislada y un átomo de calcio. Las unidades de hidroxilo están unidas al octaédrico de Al que comparte aristas (Baur, 1978) .
Propiedades físicas
La lawsonita tiene hábitos cristalinos de prismáticos ortorrómbicos, que son cristales con forma de prismas delgados o figuras tubulares, que forman dimensiones que son delgadas en una dirección, ambas con dos clivajes perfectos. Este cristal es transparente a translúcido y varía en color desde blanco a azul pálido a incoloro con una veta blanca y un brillo vítreo o grasiento. Tiene una gravedad específica relativamente baja de 3,1 g/cm 3 y una dureza bastante alta de 7,5 en la escala de dureza de Mohs, ligeramente superior a la del cuarzo. Bajo el microscopio, la lawsonita puede verse azul, amarilla o incolora bajo luz polarizada plana mientras se gira la platina. La lawsonita tiene tres índices de refracción de n α = 1,665, n β = 1,672–1,676 y n γ = 1,684–1,686, lo que produce una birrefringencia de δ = 0,019–0,021 y una figura de interferencia biaxial ópticamente positiva .
Importancia de la lawsonita
La lawsonita es un mineral metamórfico importante, ya que se puede utilizar como mineral índice para condiciones de alta presión. Los minerales índice se utilizan en geología para determinar el grado de metamorfismo que ha experimentado una roca. Los nuevos minerales metamórficos se forman a través de intercambios de cationes en estado sólido tras las condiciones cambiantes de presión y temperatura impuestas al protolito (roca premetamorfoseada). Este nuevo mineral que se produce en la roca metamorfoseada es el mineral índice, que indica la presión y temperatura mínimas que debe haber alcanzado el protolito para que se forme ese mineral.
Se sabe que la lawsonita se forma en condiciones de alta presión y baja temperatura, y se encuentra más comúnmente en zonas de subducción donde la corteza oceánica fría subduce fosas oceánicas hacia el manto (Comodi et al., 1996). La temperatura inicialmente baja de la placa y los fluidos arrastrados con ella deprimen las isotermas y mantienen la placa mucho más fría que el manto circundante, lo que permite estas condiciones inusuales de alta presión y baja temperatura. La glaucofana , el granate , la fengita y la zoisita u otros minerales del grupo de la epidota son otros minerales comunes en el esquisto azul . Los esquistos azules que se forman a partir de rocas madre basálticas contienen lawsonita o epidota . La coexistencia de glaucofana + lawsonita o epidota es diagnóstica de la facies del esquisto azul.
La lawsonita también se encuentra en la eclogita, aunque rara vez se conserva en el registro geológico. Un conjunto común en la eclogita lawsonita es granate + onfacita + lawsonita + fengita + rutilo ± glaucofana . La lawsonita se encuentra como inclusiones en granate, como fase matriz y en vetas, lo que proporciona una historia detallada de subducción y exhumación.
La lawsonita se encuentra con mayor frecuencia en rocas metabasálticas, pero también se forma en rocas metasedimentarias, como las rocas metacárticas y metacarbonatadas. También se forma en rocas que se forman por metasomatismo durante la subducción, como en la zona de contacto de rocas ultramáficas ( serpentinita ) y otras rocas.
Además de ser un importante huésped de agua (11,5 % en peso) en su estructura cristalina, la lawsonita contiene cantidades significativas de oligoelementos como uranio, torio, plomo, estroncio y tierras raras en relación con otros minerales presentes en esquistos azules y eclogitas. Algunas lawsonitas también contienen hierro, cromo y titanio. La abundancia de estos elementos suele variar dentro de los monocristales.
La descomposición de la lawsonita se ha invocado como uno de los mecanismos por el cual se generan terremotos de profundidad intermedia en zonas de subducción.
Referencias
- ^ Warr, LN (2021). "Símbolos minerales aprobados por IMA–CNMNC". Revista Mineralógica . 85 (3): 291–320. Código Bibliográfico :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616.
- ^ Manual de mineralogía
- ^ Mindat.org
- ^ Datos de Webmineral
- ^ Ransome, Frederick L. (1895). "Sobre la lawsonita, un nuevo mineral formador de rocas de la península de Tiburón, condado de Marin, California". Universidad de California. Boletín del Departamento de Geología . 1 (10): 301–312.
- ^ Edson S. Bastin, "Memoria biográfica de Frederick Leslie Ransome, 1868-1935", Memorias biográficas XXII de la Academia Nacional de Ciencias: 156 y Charles Palache con Frederick Leslie Ransome, "Uber Lawsonit, ein neues Gesteins-bildendes Mineral aus Californien" Zeits . Krist. 24 (1896): 588–592.
- Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual de mineralogía, 20.ª edición, Wiley, ISBN 0-471-80580-7
- Comodi P. y Zanazzi PF (1996) Efectos de la temperatura y la presión en la estructura de la lawsonita, Universidad de Piazza, Perugia, Italia. American Mineralologist 81, 833-841.
- Baur WH (1978) Refinamiento de la estructura cristalina de lawsonita, Universidad de Illinois, Chicago, Illinois. American Mineralologist 63, 311-315.
- Clarke GL, Powell R., Fitzherbert JA (2006) La paradoja de la lawsonita: una comparación de la evidencia de campo y el modelado de equilibrios minerales, Australia. J. metamorphis Geol. 24, 715-725.
- Maekawa H., Shozul M., Ishll T., Fryer P., Pearce JA (1993) Metamorfismo de esquisto azul en una zona de subducción activa, Japón. Nature 364, 520-523.
- Pawley AR, Redfern SAT, Holland TJB (1996) Comportamiento del volumen de minerales hidratados a alta presión y temperatura: I. Expansión térmica de lawsonita, zoisita, clinozoisita y diáspora, UK American Mineralologist 81, 335-340.
- Whitney, DL, Fornash, KF, Kang, P., Ghent, ED, Martin, L., Okay, AI, Vitale Brovarone, A. (2020) Composición y zonificación de lawsonita como trazadores de procesos de subducción: una revisión global. Lithos 370-371, 105636.
