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Zoned crystals - DP/EC 181 EarthCache

Hidden : 07/08/2025
Difficulty:
2.5 out of 5
Terrain:
3 out of 5

Size: Size:   other (other)

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Geocache Description:


O que são cristais zonados de feldspato?

Em geologia, cristais zonados de feldspato são cristais que apresentam variação composicional do núcleo até a borda. Essas variações aparecem como zonas concêntricas ou faixas visíveis ao microscópio (em lâmina delgada) e indicam que a composição do cristal mudou ao longo do tempo durante o seu crescimento.

Esses cristais zonados ocorrem principalmente em feldspatos plagioclásicos (série albite-anortite), mas também podem aparecer em feldspatos alcalinos (como ortocláse ou microclina).


Como se formam os feldspatos zonados?

Formam-se devido a mudanças no ambiente magmático durante o crescimento do cristal. Os principais fatores são:

1. Mudanças nas condições físico-químicas

  • À medida que o magmaarrefece, sua temperatura, composição e pressão mudam.

  • Os cristais de feldspato que se formam nesse magma em evolução vão incorporando diferentes elementos ao longo do tempo.

    Exemplo:
    Um cristal de plagioclásio pode começar como rico em cálcio (anortite) a altas temperaturas e terminar com bordas ricas em sódio (albite) quando o magma arrefece.

2. Limitações de difusão

  • Iões como Ca2⁺ e Na⁺ não conseguem se mover rapidamente o suficiente no magma para manter a composição uniforme no cristal.

  • Isso faz com que a composição "congele" em zonas distintas.

3. Cristalização em desequilíbrio

  • Se o resfriamento for rápido, o cristal não tem tempo de se reequilibrar com o magma.

  • Isso pode causar zonamento oscilatório ou irregular.


Tipos de zonamento

Tipo Descrição
Zonamento normal Núcleo rico em cálcio (anortite), borda rica em sódio (albita) – arrefecimento comum.
Zonamento reverso Núcleo rico em sódio, borda rica em cálcio – pode indicar mistura de magmas ou reaquecimento.
Zonamento oscilatório Faixas alternadas de composição – condições instáveis de crescimento.
Zonamento irregular (patchy) Zonas desorganizadas – mistura magmática ou deformações.

 


 

Por que os feldspatos zonados são importantes?

Esses cristais funcionam como registros geológicos de processos magmáticos. O estudo de seus padrões de zonamento pode revelar:

  • Taxas de resfriamento

  • Mistura de magmas

  • Cristalização fracionada

  • Eventos tectónicos ou reaquecimentos

A cache:

No conjunto de degraus, procura o degrau do meio. Aqui, localiza a área assinalada na imagem. As perguntas dizem respeito a este cristal (de feldspato) em particular.

Pergunta 1 – Quantas zonas podem ser observadas no cristal?

Pergunta 2 – Qual é o comprimento do eixo mais comprido do cristal?

Pergunta 3 – Com base na tabela acima, que tipo de zonamento ocorreu aqui? (Normal, Reverso, Oscilatório, Irregular)

In geology, zoned feldspar crystals are feldspar minerals that show compositional variation from their core to their rim, often visible as concentric zones or bands when viewed under a microscope or in thin section. However, these are often visible by the naked eye.


What Are Zoned Feldspars?

Zoned feldspars typically refer to plagioclase feldspars (a series from albite to anorthite), although zoning can also occur in alkali feldspars (like orthoclase or microcline). The zoning reflects changes in the chemical composition, usually in the proportions of sodium (Na), calcium (Ca), potassium (K), and sometimes barium (Ba), during the crystal's growth.


How Do Zoned Feldspar Crystals Form?

They form primarily due to:

1. Changing Conditions During Crystallization

  • As magma cools, its composition, temperature, and pressure change.

  • Feldspar crystals growing in this evolving melt incorporate different elements at different times.

Example:
A plagioclase crystal may start forming as calcic (Ca-rich, anorthite) at high temperature, but as the magma cools and becomes more sodic (Na-rich), later growth will be more albitic (Na-rich, albite).

2. Diffusion Limitations

  • Ions in the melt (e.g., Ca⊃2;⁺ and Na⁺) may not diffuse quickly enough to homogenize the crystal's composition.

  • This causes the composition to "freeze in" as zones.

3. Disequilibrium Crystallization

  • If cooling is rapid, the crystal doesn't have time to re-equilibrate.

  • This leads to oscillatory or patchy zoning.


Types of Zoning

Type Description
Normal zoning Core is Ca-rich (anorthite) and rim is Na-rich (albite) – typical cooling.
Reverse zoning Core is Na-rich and rim is Ca-rich – magma mixing or reheating.
Oscillatory zoning Repeated bands of differing composition – unstable growth conditions.
Patchy zoning Irregular zones with different compositions – magma mixing or deformation.

Why Zoned Feldspars Matter

  • They are geochemical records of magmatic processes.

  • Zoning patterns can indicate:

    • Cooling rates

    • Magma mixing

    • Fractional crystallization

    • Tectonic events or reheating episodes

The cache:

On the set of steps, look for the middle step. Here, locate the area blocked out in the image. The questions pertain to this particular (feldspar) crystal.

Question 1 - How many zones can be seen in the crystal? 

Question 2 - What is the length of the long axis of the crystal? 

Question 3 -  From the table above, what type of zoning has occurred here? (Normal, Reverse, Oscillatory, Patchy)

 
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