La iddingsita es una roca microcristalina que se deriva de la alteración del olivino . Generalmente se estudia como un mineral y consiste en una mezcla de olivino remanente, minerales arcillosos , óxidos de hierro y ferrihidritas . Los debates sobre la estructura cristalina no definida de la iddingsita hicieron que la IMA la eliminara de la lista de minerales oficiales ; por lo tanto, se la conoce correctamente como una roca.
La iddingsita se forma a partir de la erosión del basalto en presencia de agua líquida y se puede describir [¿ por quién? ] como un fenocristal , es decir, tiene cristales visibles macroscópicamente en una masa fundamental de grano fino de una roca porfídica . Es un pseudomorfo que tiene una composición que se transforma constantemente a partir del olivino original, pasando por muchas etapas de cambio estructural y químico para crear una iddingsita completamente alterada.
Debido a que la iddingsita se transforma constantemente, no tiene una estructura definida ni una composición química definida. La fórmula química de la iddingsita se ha aproximado como MgO * Fe 2 O 3 * 3SiO 2 * 4 H 2 O [1] donde MgO puede sustituirse por CaO. La aparición geológica de la iddingsita se limita a rocas extrusivas o subvolcánicas que se forman por inyección de magma cerca de la superficie. Está ausente en rocas profundas y se encuentra en meteoritos . Como se ha encontrado en meteoritos marcianos, sus edades se han calculado para obtener edades absolutas cuando el agua líquida estaba en o cerca de la superficie de Marte .
Debe su nombre a Joseph P. Iddings , un petrólogo estadounidense. [1]
La iddingsita es un pseudomorfo y durante el proceso de alteración los cristales de olivino han cambiado su estructura interna o composición química, aunque la forma externa se ha conservado. Esto no es así en todas las fases de la alteración del olivino porque la disposición atómica se distorsiona y hace que se forme una estructura no definida. La iddingsita tiene una composición que se transforma constantemente a partir del olivino original y pasa por muchas etapas de cambio estructural y químico. [2]
La iddingsita ha sido objeto de investigación en los últimos años debido a su presencia en los meteoritos marcianos. La formación de la iddingsita requiere agua líquida, lo que permite a los científicos estimar cuándo ha habido agua líquida en Marte . [3] La datación con potasio-argón de las muestras de meteoritos mostró que Marte tuvo agua en su superficie hace entre 1300 y 650 millones de años. [3]
La iddingsita es una roca que carece de una composición química definida, por lo que no se pueden calcular composiciones exactas. Se ha calculado una composición aproximada para un producto final hipotético de iddingsita como SiO 2 = 16%, Al 2 O 3 = 8%, Fe 2 O 3 = 62% y H 2 O = 14%. A lo largo del proceso de alteración del olivino, hay una disminución de SiO 2 , FeO y MgO y un aumento de Al 2 O 3 y H 2 O. El proceso químico asociado con la alteración consiste en la adición de Fe 2 O 3 y la eliminación de MgO (Gay y Le Maitre 1961). La fórmula química de la iddingsita se aproxima como MgO * Fe 2 O 3 * 4 H 2 O donde MgO puede ser sustituido por CaO en una proporción de 1:4. [4] También hay algunos componentes traza de Na 2 O y K 2 O que ingresan al iddingsito a medida que avanza el proceso de alteración. [2]
La aparición geológica de iddingsita se limita a rocas extrusivas o hipabisales , y está ausente en rocas profundas. La iddingsita es un mineral epimagmático derivado durante el enfriamiento final de la lava en el que se produce a partir de una reacción entre gases, agua y olivino. [4] La formación de iddingsita no depende de la composición original del olivino. Sin embargo, depende de las condiciones de oxidación, hidratación y el magma a partir del cual se forma la iddingsita debe ser rico en vapor de agua. [5] La alteración del olivino a iddingsita ocurre en un entorno altamente oxidante bajo baja presión y a temperaturas intermedias. La temperatura necesaria para el proceso de alteración tiene que ser superior a las temperaturas que podrían hacer que el olivino se solidifique, pero inferior a las temperaturas que causarían una reorganización estructural. [2]
La estructura de la iddingsita es difícil de caracterizar debido a la complejidad de las posibles alteraciones que pueden ocurrir a partir del olivino. La iddingsita tiene la tendencia a ser ópticamente homogénea, lo que indica que hay algún control estructural. Los reordenamientos estructurales están controlados por secuencias hexagonales de láminas de oxígeno aproximadamente compactas. Estas capas de oxígeno son perpendiculares al eje x de una célula de olivino. Una de las direcciones compactas es paralela al eje z de una célula de olivino. Estas disposiciones de iones dentro del olivino controlan la orientación estructural de los productos de alteración. Los patrones de difracción de rayos X encontraron que hay cinco tipos estructurales de iddingsita que pueden ocurrir durante diferentes etapas de alteración. Son: estructuras similares a olivino, estructuras similares a goethita , estructuras de hematita , estructuras de espinela y estructuras de silicato . [2]
El olivino tiene una estructura ortorrómbica con un grupo espacial de Pbnm. [6] Las estructuras similares al olivino representan la etapa en la que se descompone el olivino con cambios químicos introducidos por alteraciones. [2] Estas estructuras tienen las dimensiones de celda a = 4,8, b = 10,3 y c = 6,0 Å, un grupo espacial Pbnm y un espaciamiento d de 2,779 Å. Los ejes del olivino están orientados de la siguiente manera: a es paralelo al eje X, b es paralelo al eje Y y c es paralelo al eje Z. [6] Los patrones de difracción de rayos X tomados de iddingsite varían desde el patrón de olivino verdadero hasta patrones que son puntos muy difusos. Esto es una indicación de una estructura distorsionada causada por el reemplazo atómico que crea una disposición atómica distorsionada. [2]
Las estructuras similares a la goethita son comunes porque la goethita está en el mismo grupo espacial que el olivino. [6] Esto permite que la goethita crezca dentro del olivino, lo que hace que los planos compactos sean comunes para ambas estructuras. [2] Las estructuras similares a la goethita tienen dimensiones de celda a = 4,6, b = 10,0 y c = 3,0 Å . [6] Los puntos de difracción causados por la goethita son difusos aunque el material esté bien orientado. Estas estructuras están alineadas en paralelo al olivino original con el eje a (goethita) paralelo al eje a (olivino), el eje b (goethita) paralelo al eje b (olivino) y el eje c (goethita) paralelo al eje c (olivino). [6] La orientación preferida del olivino y la goethita es cuando son paralelos a su eje z. [2]
Las estructuras similares a la hematita se presentan de manera similar a la goethita. La hematita tiene un sistema cristalino triangular y experimenta maclado al tener un marco de oxígeno compacto aproximadamente hexagonal y tiene una orientación estructural similar a la olivina. [2] Cuando se produce maclado, la orientación de la iddingsita similar a la hematita es la siguiente: el eje a de la olivina es paralelo al eje c de la hematita, el eje b de la olivina es paralelo al plano +/− [010] de la hematita y el eje c de la olivina es paralelo al plano +/− [210] de la hematita. [6] Esta estructura de hematita está muy bien orientada y se produce debido a la alta estabilidad del marco aniónico y porque se puede hacer que los cationes migren a lo largo de la estructura. [2]
Las estructuras de espinela consisten en múltiples estructuras de óxido que son cúbicas y tienen empaquetamiento cúbico cerrado. Las estructuras de espinela tienen una orientación enroscada y están controladas por láminas empaquetadas en forma compacta. [2] Esta orientación enroscada se puede describir como: el eje a del olivino es paralelo a la cara de la espinela (111). El eje b del olivino es paralelo a +/− (112) y el eje c del olivino es paralelo a +/− (110) cara de la espinela. Estas alteraciones tienden a ser raras en iddingsita pero cuando están presentes muestran un punto de difracción nítido que las hace fácilmente identificables.
Las estructuras de silicato son las más variables entre todas las estructuras analizadas. Una estructura de silicato común consiste en una matriz hexagonal de cilindros cuya longitud es paralela al eje x del olivino y el lado de la celda hexagonal es paralelo al eje z del olivino. Los efectos de difracción causados por esta estructura pueden atribuirse a la formación de estructuras de silicato laminar que tienen un apilamiento de capas muy desordenado. [2]
La iddingsita es un pseudomorfo que generalmente tiene cristales bordeados por una zona delgada de material criptocristalino de color marrón amarillento o verdoso . [6] El color de la iddingsita varía de marrón rojizo a marrón anaranjado a rojo rubí oscuro a rojo anaranjado. El color de la iddingsita en luz polarizada plana es el mismo hasta las etapas de alteración posteriores cuando se vuelve de un color más oscuro debido al efecto fortalecedor del pleocroísmo . Un aumento en el índice de refracción beta, que normalmente es de 1,9, se puede ver en la mayoría de los tipos de iddingsita, a medida que avanza el proceso de alteración. La iddingsita también exhibe un aumento en la birrefringencia y la dispersión a medida que avanza el proceso de alteración.
Algunas muestras que han completado sus alteraciones tienen clivaje misceláneo, por lo que no es una herramienta de diagnóstico muy buena. La mayoría de las muestras no tienen clivaje en absoluto. [2] Las secciones delgadas de una ocurrencia cerca de Lismore, Nueva Gales del Sur , Australia , tienen un hábito laminar con un clivaje bien desarrollado y dos clivajes subsidiarios en ángulos rectos entre sí. Tiene un alfa de 1,7 a 1,68 y un gamma de 1,71 a 1,72 y una birrefringencia de 0,04. [6] En promedio, la iddingsita tiene una densidad de aproximadamente 2,65 g/cm 3 y una dureza de 3 (calcita). [7] Se espera variabilidad en estos valores debido a las diferencias en la estructura cristalina que pueden ocurrir en diferentes etapas del proceso de alteración.