MINERALOGIA - CONCEITOS BÁSICOS

1. MINERALOGIA - CONCEITOS BÁSICOS Museu de Minerais e Rochas Heinz Ebert Departamento de Petrologia e Metalogenia Instituto de Geociências e Ciências Exatas Universidade Estadual Paulista – UNESP http://www.rc.unesp.br/museudpm Geól. Msc. Fábio Braz Machado fabiobm@rc.unesp.br

2. DEFINIÇÕES MINERAIS – Trata-se de todo elemento ou composto químico que possui uma composição química definida e é formado naturalmente por processos geológicos sem nenhuma influência orgânica. CRISTAL – Todo mineral que possui uma forma geométrica definida pode ser caracterizado como cristal. A forma geométrica adquirida está totalmente relacionada com a organização atômica dos elementos que formam o mineral.

3. DEFINIÇÕES Quanto ao termo “cristalizado”, refere-se ao arranjo interno tridimensional para os minerais. Os átomos constituintes de um mineralencontram-se distribuídos ordenadamente, formando uma rede tridimensional, denominada de retículo cristalino. A unidade que se repete é denominada de cela unitária, que serve de base para a construção do retículo cristalino. Madureira et al.(2000)

4. DEFINIÇÕES Na natureza, os cristais perfeitos são raros, mais comumente são encontrados na forma de massas irregulares. Neste último caso a cristalinidade do mineral pode ser reconhecida através de suas propriedades ópticas. Para estudarmos a cristalografia dos minerais, fazemos uso da simetria cristalográfica, através do uso de elementos abstratos (planos, eixos e centro) e suas respectivas operações de simetria (reflexão, rotação e inversão).

5. DEFINIÇÕES É denominado eixo de simetria uma reta imaginária que passa pelo centro geométrico do cristal e ao redor da qual, num giro total de 360º, uma feição geométrica do cristal se repete certo número de vezes. Madureira et al.(2000)

6. DEFINIÇÕES O conjunto de possíveis elementos de simetria encontrados em um cristal é chamado de grau ou classe de simetria . Na natureza existem 32 graus de simetria, agrupados de acordo com a similaridade de seus elementos de simetria em sete sistemas cristalinos, sendo:

7. DEFINIÇÕES Madureira et al.(2000)

8. ORIGEM Os minerais podem ser classificados de acordo com sua origem, sendo: Minerais magmáticos são aqueles que resultam da cristalização do magma e constituem as rochas ígneas ou magmáticas. Diamante

9. ORIGEM Minerais metamórficos originam-se principalmente pela ação da temperatura, pressão litostática e pressão das fases voláteis sobre rochas magmáticas, sedimentares e também sobre outras rochas metamórficas. Granada

10. ORIGEM Minerais sublimados são aqueles formados diretamente da cristalização de um vapor, como também da interação entre vapores e destes com as rochas dos condutos por onde passam. Enxofre

11. ORIGEM Minerais pneumatolíticos são formados pela reação dos constituintes voláteis oriundos da cristalização magmática, desgaseificação do interior terrestre ou de reações metamórficas sobre as rochas adjacentes. Turmalina

12. ORIGEM Minerais formados a partir de soluções originam-se pela deposição devido a evaporação, variações de temperatura, pressão, porosidade, pH e/ou eH. Evaporação do solvente: neste processo a precipitação ocorre quando a concentração ultrapassar o coeficiente de solubilidade pelo processo de evaporação, fato que ocorre principalmente em regiões quentes e secas, formando sulfatos (anidrita, gipsita etc.), halogenetos (halita, silvita etc.) etc. Gipsita

13. ORIGEM Perda de gás agindo como solvente: processo que ocorre quando uma solução contendo gases entra em contados com rochas provocando reação, a exemplo do que ocorre quando solução aquosa contendo dióxido de carbono entra em contato com rochas calcárias,  caso em que o carbonato de cálcio é parcialmente dissolvido formando o bicarbonato de cálcio (CaH2(CO3)2), composto solúvel na solução. Caverna calcária

14. ORIGEM Diminuição da temperatura e/ou pressão: as soluções de origem profunda resultantes de transformações metamórficas (desidratação, descarbonatação, etc.) ou de cristalizações magmáticas normalmente contêm significativas quantidade de material dissolvido. Quando essas soluções esfriam ou a pressão diminui, formam-se minerais hidrotermais, depositados na forma de veios ou filões. Quartzo

15. ORIGEM Interação de soluções: O encontro de soluções aquosas com solutos diferentes, ao interagirem, pode   formar composto insolúvel ou com coeficiente de solubilidade bem mais baixo, que se precipita. Como exemplo pode ser citado o encontro de uma solução com sulfato de cálcio (CaSO4) com outra contendo carbonato de bário (BaCO3), resultando na formação de um precipitado de barita (BaSO4). Barita

16. ORIGEM Interação de gases com soluções: A passagem de gás por uma solução contendo íons pode gerar precipitados, a exemplo do que ocorre com a passagem de H2S (gás sulfídrico) por uma solução contendo cátions de Fe, Cu, Zn etc., formando sulfetos de ferro como pirita (FeS2), calcopirita (CuFeS2), esfalerita (ZnS), etc.. Pirita

17. ORIGEM Ação de organismos sobre soluções: Esse processo resulta da ação dos organismos vivos, animais ou vegetais, sobre as soluções. Dessa forma um grande número de seres marinhos (corais, crinóides, moluscos etc.) extraem o carbonato de cálcio das águas salgadas para formar suas conchas e partes duras de seus corpos, resultando na formação de calcita (CaCO3) e, em menor quantidade, aragonita (CaCO3) e dolomita [MgCa(CO3)2]. Calcita

18. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Elementos Nativos Ouro (Au) Sulfetos Galena (PbS)

19. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Óxidos Hematita (Fe2O3) Halóides Fluorita (CaF2)

20. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Nitratos Salitre (KNO3) Boratos Bórax Na2B4O5(OH)4.8(H2O)

21. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Carbonatos Malaquita (CuCO3) Sulfatos Barita (BaSO4)

22. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Volframatos e Molibdatos Scheelita (CaWO4) Fosfatos Apatita (Ca5(PO4)3(F,OH,Cl))

23. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Silicatos Feldspato – Microclínio(KAlSi3O8) Quartzo (SiO2)

24. IDENTIFICAÇÃO Para a identificação dos minerais através de suas propriedades físicas e morfológicas, que são decorrentes de suas composições químicas e de suas estruturas cristalinas, utilizamos características como: hábito, transparência, brilho, cor, traço, dureza, fratura, clivagem, densidade relativa, geminação e propriedades elétricas e magnéticas.

25. IDENTIFICAÇÃO Hábito – Forma geométrica externa, habitual, exibida pelos cristais dos minerais, que reflete a sua estrutura cristalina. Limonita – hábito cúbico Quartzo – hábito prismático

26. IDENTIFICAÇÃO Transparência – São os minerais que não absorvem ou absorvem pouco a luz. Os que absorvem a luz são considerados translúcidos e dificultam que as imagens sejam reconhecidas através deles. Diamante transparente

27. IDENTIFICAÇÃO Brilho – Trata-se da quantidade de luz refletida pela superfície de um mineral. Os minerais que refletem mais de 75% da luz exibem brilho metálico. Galena com brilho metálico Topázio com brilho vítreo

28. IDENTIFICAÇÃO Cor – A cor exibida por um mineral é o resultado da absorção seletiva da luz. O fato de o mineral absorver mais um determinado comprimento de onda do que os outros faz com que os comprimentos de onda restantes se componham numa cor diferente da luz branca que chegou ao mineral. Os principais fatores que colaboram para a absorção seletiva são a presença de elementos químicos de transição como Fe, Cu, Ni, V e Cr.

29. IDENTIFICAÇÃO Granada - Fe3Al2(Si3O12) Vanadinita Pb5(VO4)3Cl Azurita Cu3(CO3)2(OH)2

30. IDENTIFICAÇÃO Traço – Trata-se da cor do pó do mineral, sendo obtida riscando o mineral contra uma placa ou uma fragmento de porcelana de cor branca. Hematita – Traço vermelho Magnetita – Traço amarelo

31. IDENTIFICAÇÃO Dureza – É a resistência que o mineral apresenta ao ser riscado. Para a classificação utiliza-se a escala de Mohs, que utiliza como parâmetros a dureza de minerais comuns, variando de 1 até 10. Madureira et al.(2000)

32. IDENTIFICAÇÃO Fratura – Refere-se a superfície irregular e curva resultante da quebra do mineral. Obviamente é controlada pela estrutura atômica interna do mineral, podendo ser irregulares ou conchoidais. Quartzo com fratura conchoidal

33. IDENTIFICAÇÃO Clivagem – São muito freqüentes, trata-se de superfícies de quebra que constituem planos de notável regularidade. Os tipos mais comuns são: Romboédrica - Calcita

34. IDENTIFICAÇÃO Cúbica - Galena Octaédrica - Fluorita

35. IDENTIFICAÇÃO Densidade relativa – É o número que indica quantas vezes certo volume de mineral é mais pesado que o mesmo volume de água a 4 ºC. Na maioria dos minerais, a densidade relativa varia entre 2,5 e 3,3. Alguns minerais que contém elementos de alto peso atômico (Ba, Sn, Pb, Sr, etc. ) apresentam uma densidade superior a 4. Cassiteria (SnO2) – densidade relativa: 6,8 – 7,1

36. IDENTIFICAÇÃO Geminação – É a propriedade de certos cristais de se desenvolverem de maneira regular. A geminação pode ser classificada como simples (dois cristais intercrescidos) ou múltipla (polissintética). Estaurolita – geminação simples em cruz. Labradorita – geminação polissintética.

37. IDENTIFICAÇÃO Propriedades elétricas – Muitos minerais são bons condutores de eletricidade, como é o caso dos elementos nativos (Cu, Au, Ag, etc.) e outros, são classificados como semicondutores (sulfetos). Alguns minerais são classificados como magnéticos, como é o caso da magnetita e a pirrotita, pois geram um campo magnético em sua volta com intensidade variável. Magnetita (Fe3O4)

38. DANA - HURLBURT JR, C.S. - 1969 - Manual de Mineralogia, Vol. I e II - Ao livro Técnico USP, Rio de Janeiro (Trad. Rui Ribeiro Franco). ERNST, W.G. - 1971 - Minerais e Rochas - Ed. Blucher S.A., São Paulo FORD, W.E. - Dana‘s Textbook of Mineralogy - Ed. Hohn Willey and Song, New York KLOCKMANN, F. e RANDAKR, P. 1961. Tratado de Mineralogia, Ed. Gustavo Gili S.A., Barcelona LEINZ, V. e SOUZA CAMPOS, J.E. de - 1968 - Guia para Determinação de Minerais Companhia Editora Nacional, São Paulo. MADUREIRA Fº, J.B.; ATENCIO, D.; McREATH, I. Minerais e Rochas: Constituintes da Terra sólida. In: TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.C.M. de; FAIRCHILD, T.R.; TAIOLI, F. (Coordenadores), Decifrando a Terra. São Paulo: Editora Oficina, 2000, p. 27 – 37. PHILIPS, F.C. - 1978 - Introduccion a la Cristalografia. Ed. Paraninfo S.A. Madrid