Solução sólida: É a variação composicional de um mineral. Ela só ocorre em minerais isoestruturais, isto é, minerais que possuem a mesma estrutura cristalina mas que apresentam fórmula química diferentes, podendo ter tamanhos de cela (estrutural) e/ou propriedades diferentes. Os sítios atômicos específicos, presentes na estrutura do mineral, podem ser ocupados por elementos, íons, ou grupo de íons diferentes, em proporções variáveis.
A solução sólida pode ocorrer por substituição iônica (simples ou acoplada), por omissão, ou ser intersticial.
Os fatores que determinam a extensão da solução sólida nos minerais são:
- O tamanho relativo do raio atômico dos elementos, íons ou grupo de íons que se substituem. O potencial de ocorrência da solução sólida pode ser avaliado pela variação percentual entre o tamanho dos raios. Quando a diferença entre os raios é menor que 15%, a substituição pode ocorrer em qualquer proporção, podendo ocorrer inclusive uma substituição completa. Quando a diferença entre os raios está entre 15% e 30%, a substituição é mais limitada, e quando maior que 30%, é extremamente rara e difícil de se manter.
- As cargas dos íons que se substituem. Mesmo que ocorra uma mudança na composição deve-se manter uma neutralidade de carga na estrutura mineral. Essa substituição pode ser simples, na qual um íon substitui outro de mesma carga, ou acoplada, sendo mais de um íon/grupo de íons substituindo-se em diferentes sítios cristalográficos para manter o balanço de carga.
- A temperatura durante o processo de substituição. A ‘tolerância’, quanto a diferença de raio, é maior em altas temperaturas, pois a estrutura irá expandir suportando elementos com raio atômico maior. Mesmo em altas temperaturas ainda se tem um limite quando o percentual de variação do tamanho dos íons.
- A disponibilidade do elemento, íon ou grupo iônico no ambiente.
