La lawsonita es un mineral de sorosilicato de aluminio y calcio hidratado con fórmula CaAl 2 Si 2 O 7 (OH) 2 ·H 2 O. La lawsonita cristaliza en el sistema ortorrómbico en cristales prismáticos, a menudo tabulares. La macla de cristales es común. Forma cristales transparentes a translúcidos , incoloros, blancos, rosados y de color gris azulado a rosado, vidriosos 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 secciones delgadas, pero algunas leyes son pleocroicas , desde incoloras hasta de amarillo pálido a azul pálido, según la orientación. El mineral tiene una dureza de Mohs de 7,5 y una gravedad específica de 3,09. Tiene un escote perfecto en dos direcciones y una fractura frágil.
La lawsonita es un mineral metamórfico propio de la facies de esquisto azul . También se presenta como mineral secundario en gabro y diorita alterados . Los minerales asociados incluyen epidota , titanita , glaucofano , granate y cuarzo . Es un constituyente poco común de la eclogita . Su escasez de eclogita exhumada en la superficie terrestre no refleja su abundancia en las profundidades de las zonas de subducción sino más bien el hecho de que la Lawsonita es fácilmente reemplazada por otros minerales.
La lawsonita se describió por primera vez en 1895 [5] para ocurrencias en Ring Mountain de la península de Tiburón, condado de Marin, California y recibió el nombre del geólogo Andrew Lawson (1861-1952) de la Universidad de California por dos de los estudiantes graduados de Lawson, Charles Palache y Federico Leslie Ransome . [6]
La lawsonita es un mineral de silicato metamórfico relacionado química y estructuralmente con el grupo de minerales epidota . Está cerca de la composición ideal de CaAl 2 Si 2 O 7 (OH) 2 ·H 2 O, lo que le da una composición química cercana a la anortita CaAl 2 Si 2 O 8 (su equivalente anhidro), sin embargo, la lawonita tiene mayor densidad y una diferente Al coordinación (Comodi et al., 1996). La cantidad sustancial de agua unida a la estructura cristalina de la lawsonita se libera durante su descomposición en minerales más densos durante el metamorfismo progrado . Esto significa que la lawonita es capaz de transportar una cantidad apreciable de agua 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 diferentes presiones se encuentra entre sus aspectos más estudiados, ya que son estas cualidades las que afectan su capacidad para transportar agua hasta las profundidades del manto , similar a otras fases que contienen OH como antigorita , talco , fengita. , estaurolita y epidota (Comodi et al., 1996).
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 márgenes continentales ( zonas de subducción ) como los que se encuentran en: la Formación Franciscana en California en la Estación Reed, Península de Tiburón del Condado de Marin, California ; esquistos en Nueva Zelanda , Nueva Caledonia y otros puntos del cinturón orogénico circunpacífico ; las rocas metamórficas del Piamonte de Italia ; China , Japón , Grecia y Turquía .
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 lawonita 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 Si 2 O 7 y O, OH, F. , y H 2 O con cationes en coordinación [4] y/o >[4]. Esto es mucho más similar al grupo epidota con el que a menudo se encuentra junto con la lawsonita, que también son sorosilicatos porque su estructura consta de dos tetraedros de SiO 4 conectados más un catión conector. El agua contenida en su estructura es posible gracias a cavidades formadas por anillos de dos grupos octaédricos de Al y dos grupos de Si 2 O 7 , 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 bordes (Baur, 1978).
La Lawsonita tiene hábitos cristalinos de prismáticos ortorrómbicos, que son cristales con forma de prismas esbeltos, o figuras tubulares, que forman dimensiones delgadas en una dirección, ambos con dos clivajes perfectos. Este cristal es transparente a translúcido y varía en color desde blanco a azul pálido e incoloro con una raya blanca y un brillo vítreo o graso. 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 una 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 .
La lawsonita es un mineral metamórfico importante, ya que puede usarse 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 catiónicos en estado sólido después de cambios en las condiciones de presión y temperatura impuestas sobre el 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 se subduce hacia las fosas oceánicas hacia el manto (Comodi et al., 1996). La temperatura inicialmente baja de la losa y los fluidos arrastrados con ella deprimen las isotermas y mantienen la losa mucho más fría que el manto circundante, lo que permite estas condiciones inusuales de alta presión y baja temperatura. El glaucofano , el granate , la fengita y la zoisita u otros minerales del grupo de las epidotas son otros minerales comunes en el esquisto azul . Los esquistos azules que se forman a partir de rocas madre basálticas contienen leyesonita o epidota . La coexistencia de glaucofano + lawsonita o epidota es diagnóstica de facies de esquisto azul.
La lawsonita también se encuentra en la eclogita, aunque rara vez se conserva en el registro geológico. Un ensamblaje común en la eclogita de lawsonita es granate + onfacita + lawsonita + fengita + rutilo ± glaucofano . La lawsonita se presenta como inclusiones en granate, como fase matricial y en vetas, lo que proporciona una historia detallada de subducción y exhumación.
La lawsonita se produce con mayor frecuencia en rocas metabasálticas, pero también se forma en rocas metasedimentarias como las rocas metachert 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 huésped importante de agua (11,5% en peso) en su estructura cristalina, la lawonita contiene cantidades significativas de oligoelementos como uranio, torio, plomo, estroncio y elementos de tierras raras en relación con otros minerales en esquistos azules y eclogitas. Algunas leyes también contienen hierro, cromo y titanio. La abundancia de estos elementos suele variar dentro de los monocristales.
Se ha invocado la descomposición de la lawsonita como un mecanismo por el cual se generan terremotos de profundidad intermedia en zonas de subducción.
