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Minerais - constituintes básicos das rochas Prof. Msc. Frederico Zogheib CURSO TÉCNICO EM MINERAÇÃO - IFBA GG – Geologia Geral As reações químicas são interações entre átomos de dois ou mais elementos químicos em certas proporções fixas, produzindo novas substâncias químicas - os compostos químicos. Os compostos químicos, tais como os minerais, são formados por transferências de elétrons entre os átomos reagentes ou por compartilhamento de elétrons entre eles REAÇÕES QUÍMICAS COMPARTILHAMENTO DE ELÉTRONS Os íons ou átomos de elementos que formam os compostos são mantidos juntos por forças de atração entre elétrons e prótons que chamamos de ligações químicas. As atrações químicas entre elétrons compartilhados ou elétrons cedidos ou ganhos podem ser fortes ou fracas e as ligações criadas por essas atrações podem ser conseqüentemente fortes ou fracas. 2 tipos principais: iônica e covalente LIGAÇÕES QUÍMICAS O QUE É UM MINERAL? Um Mineral Pode Ser Definido Como: Uma substância natural; Homogêneo; Sólida; Com composição química bem definida; Cristalino; Formado por processos inorgânicos. Eles são formados por PROCESSOS NATURAIS, o que exclui as substâncias sintéticas ou artificiais, mesmo quando estas apresentam as mesmas características de seus equivalentes naturais. Colocar figura 5.4 Ser HOMOGÊNEO significa que o mineral é formado por uma única fase cristalina, podendo ser separado fisicamente em compostos mais simples. SÓLIDO, exclui gases e líquidos. A água sob a forma de gelo é um mineral, mas a água líquida não. O Mercúrio (Hg) líquido também não é mineral. Estas substâncias, semelhantes a minerais, quer quimicamente, quer quanto á ocorrência, são denominados MINERALÓIDES. COMPOSIÇÃO QUÍMICA DEFINIDA que pode ser expressa por uma fórmula química. Por exemplo: A Calcita é CaCO3 (carbonato de cálcio), o Quartzo é SiO2 (óxido de silício). Elementos que ocorrem em quantidades insignificantes não entram na fórmula química. A composição da Olivina vária entre dois termos extremos da série Forsterita ( Mg2SiO4) e Faialita (Fe2SiO4). CRISTALINO significa que a estrutura atômica é ordenada, isto é, os átomos ou íons são regularmente organizados segundo um padrão interno tridimensional. No entanto existem alguns minerais, como a opala, que, embora sólidos, são AMORFOS, ou melhor, têm estrutura cristalina desordenada. Os minerais são INORGÂNICOS, o que exclui as substâncias cristalinas biogênicas. Por exemplo, as conchas carbonáticas que encontramos nas praias que podem ter a mesma composição química e a mesma estrutura cristalina dos minerais, calcita ou aragonita (CaCO3), mas não são consideradas minerais, pois são formadas pelo metabolismo de organismos. ARAGONITA CALCITA CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS Os minerais são divididos em classes de acordo com seu ânion ou grupo aniônico, pois em geral minerais com o mesmo ânion possuem semelhanças físicas e morfológicas entre si, o que não acontece com minerais que têm apenas um cátion em comum. Ex. Siderita (FeCO3) tem mais semelhanças com a calcita (CaCO3) ou com a magnesita (MgCO3) do que com a pirita (FeS2) ou a hematita (Fe2O3). Além do mais, minerais com o mesmo radical aniônico tendem a se formar por processos físico-químicos semelhantes e a ocorrer juntos na natureza. AS DOZE PRINCIPAIS CLASSES MINERAIS Silicatos; Sulfetos; Sulfossais; Óxidos simples, múltiplos e hidróxidos; Haletos; Carbonatos; Nitratos; Boratos; Fosfatos; Sulfatos; Tungstatos; Elementos nativos; Os SILICATOS são a classe mais abundante na crosta e no manto terrestres. Além de serem os principais minerais formadores de rochas, os silicatos apresentam diversos tipos de estruturas cristalinas, decorrentes de diferentes modos de polimerização da sílica. COMO IDENTIFICAR MINERAIS – PROPRIEDADES FÍSICAS HABITO - É a forma como o mineral mais comumente se apresenta na natureza. Pode ser prismático, maciço, fibroso, fibro radial, acicular, laminar, placóide, equigranular, cúbico, etc. É uma das propriedades físicas dos minerais, dependente de sua organização interna. Acicular – rutilo em quartzo. Laminar –Muscovita Prismático – Turmalina (schorlita) Fibroso - Tremolita Mamilar - Malaquita TRANSPARÊNCIA – capacidade de permitir a passagem da luz, que divide os minerais em transparentes, translúcidos ou opacos. BRILHO – refere-se ao modo como o mineral reflete a luz e é geralmente dividido em brilho metálico e não-metálico. Os não metálicos podem ser vítreo, gorduroso, sedoso, e adamantino. Metálico - galena Vítreo - Fluorita Adamantino – diamante. Resinoso - Enxofre Nacarado (semelhante ao brilho de pérolas) – apifilita e ortoclásio (feldspato) Sedoso - okenita Gorduroso – calcedônia, crisocola Ceroso - Turquesa Terroso - ilita COR – A cor resulta da absorção seletiva de comprimentos de onda da luz visível, principalmente em virtude da presença de elementos químicos de transição (como Fe, Cu, Ni, Cr) ou de defeitos cristalinos. Os minerais que têm cores características são chamados de idiocromáticos, como a malaquita, que é verde, enquanto os alocromáticos apresentam cores variadas, como a fluorita, o quartzo e o coríndon. Coríndon - alocromático TRAÇO – a cor do pó obtido ao se riscar o mineral contra uma placa de porcelana. Esta propriedade é útil para identificar minerais opacos, que em geral apresentam traço colorido. DUREZA – é a resistência do mineral ao ser riscado. Para classificá-la, utiliza-se a escala relativa de Mohs, baseada na dureza relativa de dez minerais utilizados como padrões. CLIVAGEM – planos de fratura de notável regularidade, que refletem a presença de planos de fraqueza em determinadas direções na estrutura cristalina. FRATURA – assim como a clivagem, as superfícies de fratura são controladas pela estrutura atômica interna do mineral, podem ser irregulares ou conchoidas (em forma de concha), quando apresentam ranhuras concêntricas, como no quartzo. Quartzo DENSIDADE - é a medição direta da densidade mássica, medida pela relação direta entre a massa e o volume do mineral. A densidade relativa da maioria dos minerais formadores de rocha oscila entre 2,5 e 3,3 g/cm3. GEMINAÇÃO – propriedade de certos cristais de se apresentarem intercrescidos de maneira regular. Geminação em cruz típico da estaurolita. http://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade PROPRIEDADES MAGNÉTICAS – entre os minerais mais comuns, a magnetita (Fe3O4) e a pirrotita (Fe 1-x S) são os únicos atraídos pelo campo magnético de um imã de mão. Outros minerais podem apresentar magnetismo sutil, perceptível apenas por equipamentos mais potentes, como os eletroímãs. Magnetita MICROSCOPIA ÓPTICA DIFRATOMETRIA DE RAIOS X MINERAIS FORMADORES DE ROCHAS Mais de 70% da crosta é formada por oxigênio e silício, em decorrência disto os silicatos são a classe amplamente predominante de minerais, constituindo mais de 90% de seu volume. ORIGEM E DISTRIBUIÇÃO DOS MINERAIS Os minerais são formados por diferentes tipos de processos naturais, que envolvem principalmente a cristalização a partir de magmas, de soluções aquosas saturadas, de reações em estado sólido entre minerais e da degradação de minerais preexistentes pela reação com fluidos. Cristalização Magmática Precipitação a partir de soluções saturadas Reação de fluidos e minerais Reação entre minerais em estado sólido Referências Bibliográficas MacKenzie W. S., Adams A. E. A Colour Atlas of Rocks and Minerals in Thin Section. Manson Publishing Ltd, 1994, UK; Kerr, P. F. 1977. Optical Mineralogy (Fourth Edition). http://www.uh.edu/~jbutler/petrography/p etrography.html http://www.uh.edu/~jbutler/petrography/petrography.html
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