Petrología Endógena

2.2.3. Norma C.I.P.W.

A partir del análisis químico se ha intentado reconstruir la composición mineralógica, lo que se debe hacer siguiendo las normas de la naturaleza, obteniéndose así, lo que se entiende por minerales normativos. El resultado obtenido se expresa en % en peso, mientras que en la modal se expresa en % en volumen. No se calculan minerales hidratados, o lo que es igual, no se tiene en cuenta el H₂O, cuando se hace la norma.

En la norma se calculan minerales puros, en los que existe solución sólida completa, como por ejemplo la Plagioclasa, que se calcula el % en peso de Albita pura y % de Anortita pura que contiene.

La norma ayuda en el caso de vidrios, ya que permite conocer la composición mineralógica si hubiera cristalizado.

La clasificación se hace usando la norma C.I.P.W. (Cross, Iddings, Pirsson, Washington). Existe otra menos utilizada, europea, mucho mejor que la norteamerica ya que resulta más fácil a la hora de realizar los cálculos.

A continuación se reproducen los pasos que hay que seguir para llegar a la clasifiación final:

CALCULO DE LA NORMA CIPW (Según Denaeyer, M.E.; 1951 y Fernández Santín, S. y Hernán-
dez Pacheco, A.; 1982)

1).- El % en peso dado en el An.Quim. se pasa a valores moleculares o milimoles, dividiendo por el peso molecular y multiplicando por mil.

2).- La cantidad de MnO se añade al FeO

3).- Unir el CaO a P₂O₅, en proporción 3:1, para el apatito (algunos autores usan para el apatito la proporción 10:3)

4a).- Unir FeO a Ti0₂, en proporción 1:1, para la limonita

4b).- Si hay exceso de Ti0₂, se guarda para esfena (7b)

5a).- Unir Al₂O₃ a K₂O en proporción 1:1 para formar Ortosa provisional

5b).- En el caso de que sobre K₂O, guardarlo para formar Metasilicato potásico (16)

6a).- Unir el exceso de Al₂O₃, después de 5a), al Na₂O en proporción 1:1 para la Albita provisional.

6b).- Si hay exceso de Na₂O sobre Al₂O₃, guardarlo para Egirina (8)

7a).- Unir el exceso de Al₂O₃, después de 5a) y 6a), al CaO sobrante de (1) en proporción 1:1, para formar Anortita provisional.

7b).- El Ti0₂ sobrante de 4a), ver (4b), se une con CaO en proporción 1:1 para la Esfena provisional.

7c).- Si todavía sobra TiO₂ queda como Rutilo

7d).- Si después de 7a) sobra Al₂O₃, queda como Corindón

7e).- Si después de 7a) sobra CaO guardarlo para formar Diópsido (ver 13)

8).- Si después de 6a) queda Na₂ (ver 6b), unirlo al Fe₂O₃ en proporción 1:1 para la Egirina provisional

9).- Si después de 8), queda Na₂O sobrante, reservarlo para el metasilicato de sodio provisional (ver 16)

10).- Si después de 8) sobra Fe₂O₃, unirlo al FeO sobrante de 4a), en proporción 1:1, para la Magnetita

11).- Si después de 10) sobra Fe₂O₃, queda como Hematites

12).- Después de 10), si sobra FeO se suma al MgO y se calculan las proporciones relativas de ambos óxidos

FEMG=FeO/Feo+MgO; 1-FEMG=MgO/FeO+MgO

13).- El CaO sobrante de 7a), (ver 7e), se une a la suma FeO+MgO, en proporción 1:1 para el Diópsido provisional

14).- Si después de 13) sobra CaO, se forma para la Wollastonita provisional.

15).- Si después de 13) sobra (Fe,Mg)0, se forma para la Hiperstena provisional

16).- Todos los óxidos, salvo SiO₂, se han distribuido entre las moléculas definitivas o provisionales de los minerales. Ahora hay que distribuir el SiO₂ siguiendo las siguientes proporciones:

17).- Hacer la suma de las milimoléculas de SiO₂ utilizadas en 16 y sustraerlas del Si₂O total. Si hay exceso de SiO₂ se cuenta como cuarzo. Entonces todas las moléculas son definitivas y se pasa a 25).

18).- Si después de 16) hay defecto de sílice, la Hiperstena se desdobla en Olivino y Sílice según las proporciones:

4Hy--30l+lSi0₂, 2(Si0₂(Mg,Fe)0)--Si0₂ 2(Mg,Fe)0 + SiO₂

Pueden ocurrir dos casos:

18a).- Que sobre SiO₂. En este caso las moléculas sobrantes de SiO₂ se unen con parte del Olivino para dar Hiperstena, formándose por tanto Olivino e Hiperstena. Ahora todas las moléculas son definitivas y se pasa a 25).

18b).- Que falte SiO₂. En este caso todo el Ol queda como tal. Se pasa a 19)

19).- La Esfena, calculada en 16), se desdobla en Perowskita (CaO TiO₂), que es lo que teníamos en 7b) y en SiO₂.

3Esf==2Per-1SiO₂. Pueden ocurrir dos casos:

19a).- Que sobre SiO₂. En este caso parte de la Perowskita se pasa a Esfena hasta gastar el SiO₂. Todas las mol. min. son definitivas y se pasa a 25).

19b).- Que falte SiO₂. En este caso todo el CaO+TiO₂ de 7b) queda como Perowskita y se pasa a 20).

20).- La Albita provisional calculada en 16) se desdobla en Nefelina y SiO₂ (8Ab--4Ne + 4Si0₂) pueden ocurrir dos casos:

20a).- Que sobre SiO₂. En este caso parte de la Nefelina se pasa a Ab hasta gastar el SiO₂. Todas las mol. min. son ya definitivas y se pasa a 25)

20b).- Que todavía falte SiO₂. En este caso toda la Nefelina queda como tal y se pasa a 21)

21).- La Or. calculada en 16) se desdobla en Leucita y SiOa (80r-6Le+2Si02). Puede ocurrir:

21a).- Que sobre SiO₂, en cuyo caso parte de la Leucita se satura con dicha sílice sobrante a Ortosa y todas las mol. son ya definitivas pasando a 25)

21b).- Que falte SiO₂. Toda la Leucita queda cono tal y se pasa a 22)

22).- La Wollastonita se desdobla en Ortos, de Ca (cs) y SiO₂(4Wo--3Cs+lSiO₂). Puede ocurrir:

22a).- Que sobre SiO₂, en cuyo caso parte del Ortos. de Ca se pasa a Wo. todas las mol. min. son ya definitvas y se pasa a 25)

22b).- Que falte SiO₂ Entonces todo el Ortos. queda cono tal y se pasa a 23)

23).- El Diópsido se desdobla en Ortosilicato de Ca y Oliv. según la reacción:

8Di=3Cs+30l+2SiO₂. Puede ocurrir:

23a).- Que sobre SiO₂. En este caso, con ese SiO₂ se satura parte del Ortosilicato Ca y del Oliv. a Diópsido. Todas las mol. min. son definitivas y se pasa a 25)

23b).- Que falte SiO₂. En este caso, muy raro, todo el Ortos. Ca y el Oliv. calculados en 23) quedan como tales y se pasa a 24)

24).- La Leucita pasa a Kaliofilita y SiO₂(6Le--4Kf+2Si0₂). Suele sobrar SiO₂ para pasar al menos parte de la Kaliofilita a Leucita.

25).- Una vez ajustada la sílice, cuando todas las moléculas min. son ya definitivas se pasa de nuevo de valores moleculares a porcentaje en peso. Para ello hay que multiplicar cada uno de ios minerales por el peso molecular de la fórmula unidad dividido por el número de noléculas (col. 2, Tabla) y dividir por 1000.

P.ej. si tenemos n moles de Ne, el % en peso será ne=n*71.02/1000.

En el caso de los minerales ferromagnesianos (di, hy, oí) hay que tener en cuenta las proporciones Fe:Mg. En 12) se habían calculado dichas proporciones: FEMG y (1-FEMG).

P.ej. supongamos que se tienen x moléculas de di-total. La proporción (en moléculas) de di-fe será: x*FEMG y de di-mg=x*(l-FEMG). Para pasar a % peso se hace ya como con otro mineral cualquiera. De modo análogo se opera con la hiperstena, olivino y demás ferronagnesianos.

26).- Una vez calculados todos los minerales en % peso, si los cálculos se han realizado correctamente, la suma de todos los minerales debe ser igual a la suma total del An. Quim. dado después de haber sustraído el H₂O que no hemos utilizado en el cálculo.

Problema Nº. 3:

Calcular la norma C.I.P.W. de la Basanita.

En la norma existen minerales que son incompatibles como el Q, el corindón incompatible con el diópsido y la egirina.

SOLUCION:

Pasos: 2 3 4a 5a 6a 7a

					CaO +P2O5	FeO +TiO2	Al2O3 +K2O	Al2O3 +Na2O	Al2O3 +CaO
					3:1	1:1	1:1	1:1	1:1
Elem.	% peso	P.M.	milimol.	FeO+Mn	Apatito	Ilmenita	Ortosa	Albita	Anortita
SiO2	44,30	60,09	737,23				124,86	343,68	132,22
TiO2	2,51	79,90	31,41			31,41
Al2O3	14,70	101,94	144,20				20,81	57,28	66,11
Fe2O3	3,94	159,70	24,67
FeO	7,50	71,85	104,38	106,64		31,41
MnO	0,16	70,94	2,26
MgO	8,54	40,32	211,81
CaO	10,19	56,08	181,70		15,63				66,11
Na2O	3,55	61,98	57,28					57,28
K2O	1,96	94,20	20,81				20,81
P2O5	0,74	141,95	5,21		5,21
SUMAS	98,09	938,95	1520,96	106,64	20,84	62,82	166,48	458,24	264,44

	Fe2O3+FeO			FeO+MgO+
	1:1			CaO (1:1)	(Fe,Mg)O
	Magnetita	m. quedan	Mg+CaO	Diópsido	Hiperstena	QUEDAN
		136,47	136,47	199,92	162,41	-225,86
		0,00	0,00			0,00
		0,00	0,00			0,00
	24,67	49,34	49,34			49,34
	24,67	99,90	0,00			0,00
		0,00	0,00			0,00
		211,81	262,37	99,96	162,41	0,00
		99,96	99,96	99,96		0,00
		0,00	0,00			0,00
		0,00	0,00			0,00
		0,00	0,00			0,00
SUMAS....	49,34	597,48	548,15	399,84	324,82	-176,51

12) Cálculo de las proporciones relativas deFeO y MgO:

	FeO				MgO
FEMG =	------- =	0,32		1-FEMG =	------- =	0,68
	FeO+MgO				FeO+MgO

18) Ahora vamos a desdoblar la Hiperstena enOlivino y Sílice. Tenemos que el déficit deSiO₂ es de 225.86.

4Hy ---> 3Ol + 1SiO₂ => 2(SiO₂(Mg,Fe)O) -------> SiO₂ 2(Mg,Fe)O + SiO₂
4Hy -------> 3Ol + Q
324.82 -------> x + y

	3*324.82				1*324.82
x =	---------- =	243,615	= SiO2;	y =	---------- =	81,205	= SiO2
	4				4

20) Ahora la Albita provisional anteriormente calculada se desdobla en Nefelina y SiO₂(8Ab --- 4Ne + 4SiO₂):

6SiO2 Al2O3 Na2O -------> 2SiO2 Al2O3 Na2O + 4SiO2
8 Ab	------>	4 Ne	+ 4 Q
458,160		229,080	229,08
288,090		144,045	144,045

Total Albita es: 458.16 - 288.09 = 170.070

25) Resultados finales obtenidos:

Apatito	Ilmenita	Ortosa	Anortita	Magnetita	Albita	Nefelina	Diópsido	Olivino
20,840	62,820	166,480	264,440	49,340	170,070	144,045	199,880	243,615
1,62	4,77	11,58	18,39	5,71	11,15	10,23	161,90	16,55
							10,68072772