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Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 1
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
UERJ
Departamento de Mineralogia e Petrologia Ígnea
DMPI
Apostila didática de Mineralogia Óptica
Anderson Costa
Professor
Edição 2012
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 2
SANTOS, Anderson Costa dos
Apostila Didática de Mineralogia Óptica / Anderson
Costa dos Santos - UERJ, 2011. 197p.
1. Mineralogia óptica 2. Propriedades da Luz 3. Conoscopia
4. Ortoscopia 5. grupos minerais e suas propriedades ópticas
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 3
Introdução
Esta apostila prática de mineralogia óptica visa dar uma assistência aos alunos da disciplina
ao longo do semestre letivo. Deixo claro meu desejo de que não se abstenham apenas ao o que aqui
é apresentado, mas buscar por informações complementares, bibliográficas e as diversas
publicações que podem ser encontradas. Como referido nesta apostila, conhecimento nunca é
demais.
Ao longo do trabalho será possível compreender o passo a passo de um estudo de uma seção
polida, desde a compreensão das propriedades da luz, o funcionamento do microscópio, as variadas
observações do sistema microscópio e suas características. E, por fim, um estudo detalhado, na
medida do possível, dos diversos grupos minerais, com uma ênfase maior ao grupo de destaque – os
silicatos, visando abordar as principais características mineralógicas.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 4
Agradecimentos
Deixo aqui registrado o meu profundo agradecimento à professora Thais Vargas (UERJ) que
acreditou e me indicou a esta importante posição que dará início a uma caminhada acadêmica de
dificuldades e conquistas. Ao professor e orientador Mauro Geraldes (UERJ) por me encorajar nesta
batalha. Aos professores Júlio Mendes (UFRJ) e Sílvia Regina (UFRJ) pela presteza em oferecer-
me ajuda. Ao professor e chefe Akihisa Motoki (UERJ) pela surpreendente maneira de agir ao se
mostrar solícito e abraçar a causa de um jovem mestrando em ser professor. Ao recente contato com
o professor Woldemar Iwanuch (UERJ) pelo volume de informação que aprendi em poucas
semanas de contato. Ao eterno mestre e meu professor de mineralogia I e II, José Luiz Peixoto
(UERJ) por ter prontamente me atendido quando precisei de ajuda para esta batalha. Ao professor
Nardy da UNESP de Rio Claro por ter me permitido usar e abusar de seus textos e figuras do E-
learning de mineralogia óptica.
Aos meus eternos amigos Benjamin Rochette, Leo Morais, Anne Merilyn, Camila Nogueira,
Robson Marques, Luiz Wallace e Bruno Silva e a turma de geologia 2006 pela força e
encorajamento.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 5
Dedico esta apostila aos meus pais, irmã e avó Débora.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 6
Não basta ensinar ao homem uma especialidade, porque se tornará assim uma máquina
utilizável e não uma personalidade. É necessário que adquira um sentimento, senso prático daquilo
que vale a pena ser empreendido, daquilo que é belo, do que é moralmente correto.
Albert Einstein
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 7
SUMÁRIO
PPaarrttee 11 ...............................................................................................................................................10
ÓÓppttiiccaa mmiinneerraall ....................................................................................................................................10
CCaappííttuulloo 11 LLââmmiinnaa ppeettrrooggrrááffiiccaa................................................................................................10
1.1. Introdução ...............................................................................................................................10
1.2. Preparação mineral para estudo microscópico........................................................................10
CCaappííttuulloo 22 OO mmiiccrroossccóóppiioo ddee lluuzz ppoollaarriizzaaddaa ...............................................................................11
2.1. Introdução ...............................................................................................................................11
2.2. Tipos de microscopia óptica ...................................................................................................11
2.3. O microscópio petrográfico ou de luz polarizada ...................................................................12
2.4. As partes do microscópio........................................................................................................14
2.4.1. O aumento visual total do microscópio...........................................................................15
2.5. Cuidados a serem tomados ao se utilizar um microscópio petrográfico.................................20
2.6. Ajustes do microscópio...........................................................................................................20
CCaappííttuulloo 33 CCoonncceeiittooss ee pprroopprriieeddaaddeess ddaa LLuuzz ...............................................................................22
3.1. Introdução ...............................................................................................................................22
3.2. As partes da onda ....................................................................................................................23
CCaappííttuulloo 44 RReeffrraaççããoo..................................................................................................................25
4.1. Introdução ...............................................................................................................................25
4.2. Índice de refração....................................................................................................................25
4.3. Dispersão.................................................................................................................................26
4.4. A reflexão total e o ângulo crítico...........................................................................................27
4.5. Índices de refração de minerais anisotrópicos ........................................................................27
CCaappííttuulloo 55 LLuuzz ppllaannoo ppoollaarriizzaaddaa eemm mmiinneerraaiiss .........................................................................29
5.1. Introdução ...............................................................................................................................29
5.2. Luz polarizada.........................................................................................................................29
5.2.1 Polarização por reflexão..................................................................................................29
5.2.2. Polarização por absorção................................................................................................30
5.2.3. Birrefringência e dupla refração.....................................................................................30
5.3. Os raios ordinário e extraordinário .........................................................................................31
5.4. As indicatrizes dos minerais ...................................................................................................33
5.4.1. Mineral Isotrópico...........................................................................................................335.4.2. Mineral Anisotrópico.......................................................................................................34
5.4.2.1. Minerais Uniaxiais – indicatrizes e sinal óptico......................................................34
5.4.2.2. Minerais Biaxiais – indicatrizes e sinal óptico.........................................................35
5.5. Interferência com nicóis cruzados...........................................................................................38
5.6. Diferença de fase.....................................................................................................................40
5.6.1. Interferência no nicol superior – primeiro caso: interferência destrutiva......................40
5.7. Cor de interferência.................................................................................................................42
5.7.1. As cores de interferência dependem de três factores: orientação, espessura e
birrefringência...........................................................................................................................43
5.8. Os compensadores e as posições dos raios lento e rápido de um mineral ..............................45
5.9. Placas acessórias .....................................................................................................................50
5.10. Determinação da ordem de uma certa cor de interferência...................................................51
5.11. Cores de interferência anômalas ...........................................................................................51
5.12. Birrefringência ......................................................................................................................52
5.12.1. Birrefringência de minerais isotrópicos........................................................................52
5.12.2. Birrefringência dos minerais uniaxiais..........................................................................52
5.12.3. Birrefringência de minerais biaxiais.............................................................................53
5.12.4. A determinação da birrefringência................................................................................53
5.13. Determinação da espessura de um grão mineral...................................................................54
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 8
5.14. Ângulo e tipos de extinção....................................................................................................55
5.14.1. Quanto aos tipos de extinção:........................................................................................56
5.15. Sinal de Elongação................................................................................................................57
5.15.1. Elongação Positiva........................................................................................................57
5.15.2. Elongação Negativa.......................................................................................................57
5.15.3. Sinal de elongação indefinido........................................................................................58
CCaappííttuulloo 66 LLuuzz ppoollaarriizzaaddaa ccoonnvveerrggeennttee ....................................................................................60
6.1. Introdução ...............................................................................................................................60
6.2. Figura de interferência ............................................................................................................61
6.3. Figuras de interferência uniaxiais ...........................................................................................61
6.3.1 Figura de interferência descentrada.................................................................................63
6.3.2. Figura “flash” .................................................................................................................64
6.3.3. Determinação do sinal óptico..........................................................................................65
6.4. Figuras de interferência biaxiais .............................................................................................66
6.4.1. Figura da bissectriz aguda..............................................................................................66
6.4.2. Figura de eixo óptico.......................................................................................................69
6.4.3. Figura de bissetriz obtusa................................................................................................69
6.4.4. Figura “flash” .................................................................................................................71
6.4.5. Figura descentrada..........................................................................................................72
6.4.6. Determinação do sinal óptico..........................................................................................72
CCaappííttuulloo 77 CCaarraacctteerrííssttiiccaass oobbsseerrvvaacciioonnaaiiss..................................................................................74
7.1. Introdução ...............................................................................................................................74
7.2. Cristais Minerais .....................................................................................................................74
7.2.1. Os índices cristalográficos...............................................................................................75
7.3. Características observacionais dos minerais em lâmina petrográfica.....................................77
7.3.1. Cor e pleocroismo............................................................................................................77
7.3.2. Forma ou agregado.........................................................................................................78
7.3.2.1. Cristalização incipiente............................................................................................78
7.3.2.2. Minerais isotrópicos não-cristalinos........................................................................78
7.3.2.3. Agregados finos.........................................................................................................79
7.3.2.4. Inclusões....................................................................................................................79
7.3.2.5. Cristais em forma de agulhas...................................................................................80
7.3.2.6. Cristais em forma de lâminas...................................................................................81
7.3.2.7. Cristais geminados....................................................................................................81
7.4. Forma do cristal natural em seção polida................................................................................81
7.5. Clivagem, partição e fratura como uma ajuda na distinção mineral .......................................82
7.5.1. Clivagem em uma direção................................................................................................82
7.5.2. Clivagem em duas direções..............................................................................................82
7.5.3. Clivagem em três direções...............................................................................................82
7.5.4. Clivagem em quatro direções..........................................................................................82
7.5.5. Clivagem em seis direções...............................................................................................82
7.5.6. Tendência de quebrar-se em direções alongadas............................................................827.6. Orientação ...............................................................................................................................83
7.6.1. Sistema isomérico............................................................................................................83
7.6.2. Sistemas tetragonal e hexagonal......................................................................................83
7.6.3. Sistema ortorrômbico.......................................................................................................83
7.6.4. Sistema monoclínico........................................................................................................84
7.6.5. Sistema triclínico..............................................................................................................85
7.7. Relevo .....................................................................................................................................85
7.7.1. Sinal do relevo.................................................................................................................86
7.8. A linha de Becke .....................................................................................................................86
7.8.1. A falsa Linha de Becke.....................................................................................................88
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 9
PPaarrttee 22................................................................................................................................................89
DDeessccrriiççõõeess mmiinneerraaiiss .............................................................................................................................89
CCaappííttuulloo 88 OOss ggrruuppooss mmiinneerraaiiss ..........................................................................................89
8.1. Descrição Mineral ...................................................................................................................89
8.2. Grupo mineral menores: minerais argilosos, óxidos múltiplos, óxidos, carbonatos, boratos
sulfatos e fosfatos...........................................................................................................................89
8.3. Grupo Mineral: Silicatos.......................................................................................................102
8.2.1. Estrutura tridimensional – Tectossilicatos....................................................................106
8.2.2. Estruturas em cadeias (inossilicatos)............................................................................127
8.2.3. Estruturas simples (nesossilicatos)................................................................................155
8.2.4 Múltiplas estruturas SiO4 (Sorossilicatos)......................................................................171
8.2.5. Estruturas em anéis (Ciclossilicatos)............................................................................178
8.2.6. Estruturas em folhas (filossilicatos)..............................................................................182
CCaappííttuulloo 99 RReeffeerrêênncciiaass BBiibblliiooggrrááffiiccaass ........................................................................193
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 10
PPaarrttee 11
ÓÓppttiiccaa mmiinneerraall
CCaappííttuulloo 11 LLââmmiinnaa ppeettrrooggrrááffiiccaa
1.1. Introdução
Em mineralogia óptica e petrografia, uma lâmina delgada ou seção delgada, é uma
preparação laboratorial de uma amostra de rocha, mineral ou solo, para observação com
microscópio petrográfico.
O estudo mineralógico pode ser dado de diversas formas, desde a utilização de simples
microscópio petrográfico a sofisticados microscópios eletrônicos variando, essencialmente, o foco e
o nível de detalhamento do estudo. Além desta parte de hardware, diferentes maneiras de se
preparar o mineral podem ser utilizadas. A mais comum é a lâmina petrográfica.
1.2. Preparação mineral para estudo microscópico
Uma esquírola de rocha é cortada da amostra com uma serra adiamantada ou laser, montada
numa lâmina de vidro e polida com pó abrasivo progressivamente mais fino até a espessura da
amostra ser apenas 0,03 mm (30 micrômetros). Este aparato pode ter em torno de 4 cm² em área. O
fino pedaço de rocha pode ser coberto por uma fina lamínula ou, pode ter uma de suas superfícies
polidas e não ser coberta pela lamínula.
Quando colocada entre dois filtros polarizantes que fazem 90° entre si, as propriedades
ópticas dos minerais na lâmina delgada alteram a cor e a intensidade da luz vista pelo observador.
Como minerais diferentes têm propriedades ópticas diferentes, a maioria dos minerais que
compõem as rochas pode ser facilmente identificada.
pequeno pedaço de rocha na lâmina
rocha slab vidro cola
Figura 1.1 - Fabricação de uma lamina delgada
Os processos básicos de preparação de uma lâmina consistem de: serrar um pedaço da
amostra proveniente do campo, que aqui denominamos SLAB. Em seguida fixamos este slab em
um pedaço de vidro (próprio para estudos petrográficos, em torno de 1,5 – 2,0 mm), serra-se
novamente até atingir a espessura média de 0,06mm e, em seguida, para os processos de abrasão
com pastas especiais para atingir a espessura de 0,03mm. Caso deseja-se poli-la, não há a
necessidade de colar a lamínula, caso não seja feito o devido polimento, uma fina camada de
bálsamo do Canadá é aplicada e, então a lamínula é colocada. Pronto! Temos nossa lâmina de
estudo petrográfico.
Figura 1.2
Fonte: e-learning UNESP
Para mais detalhes quanto ao processo, recomenda-se a leitura do Capítulo 1 do livro
Optical Mineralogy, Paul F. Kerr.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 11
CCaappííttuulloo 22 OO mmiiccrroossccóóppiioo ddee lluuzz ppoollaarriizzaaddaa
2.1. Introdução
O microscópio é um instrumento de suma importância para o estudo mineralógico do
preparado mostrado no capítulo anterior. De acordo com os conceitos de propagação da luz e as
definições de suas propriedades (próximo capítulo), é possível observar e identificar cada mineral
de acordo com sua propriedade óptica particular pelo simples fato de se conseguir dentro do sistema
microscópico luz polarizada. Esta suma será apresentada no próximo capítulo, mas antes disso
vamos apresentar aqui o instrumento de estudo: o microscópio de luz polarizada. Em suma
podemos dizer que o microscópio petrográfico é um instrumento utilizado na observação de
rochas e minerais, que possibilita ampliações que atingem normalmente 400X.
2.2. Tipos de microscopia óptica
Existem dois tipos principais de microscópios petrográficos: os de luz transmitida e os de
luz refletida (em certos modelos, o mesmo aparelho permite estas duas possibilidades).
• Luz Transmitida: a fonte de luz encontra-se na parte inferior do microscópio, sendo a luz
conduzida por um sistema de lentes que, atravessando a amostra de rocha, permite que esta
seja observada. A imagem resultante deste processo é ampliada por um sistema de objetivas
e oculares. Desta forma são observadas as características das rochas e minerais quando estes
são atravessados pela luz. As observações em luz transmitida apenas são possíveis com
amostras que sejam quase transparentes, ou seja, que se deixem atravessar pela luz.
Exemplo: quartzo, feldspatos, piroxênios, anfibólios... (FIGURA DA DIREITA)
• Luz Refletida: utilizada para análise de minerais opacos/metálicos sendo que, a luz incide no
mineral em sua superfície polida e é refletida em direção a objetiva. Exemplo: pirita,
calcopirita... (FIGURA DA ESQUERDA)Fonte: e-learning UNESP
Figura 2.1 - À esquerda, esquema de um sistema de luz refletida e à direita, esquema de luz
polarizada.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 12
2.3. O microscópio petrográfico ou de luz polarizada
Neste trabalho trataremos do microscópio petrográfico de luz polarizada que permite estudar
quase que em sua totalidade os minerais existentes em nosso planeta.
Um microscópio ordinário é constituído fundamentalmente pela associação de duas lentes
convergentes denominadas: objetiva e ocular. Estás duas lentes são montadas em posições fixas nos
extremos opostos de um tubo de metal de comprimento L.
Figura do e-learning da UNESP
Figura 2.2 - Representação esquemática de um microscópio ordinário
O microscópio petrográfico nada mais é que um microscópio ordinário ao qual são
introduzidos dois polarizadores posicionados entre o mineral a ser examinado. As diversas partes
constituintes de um microscópio petrográfico podem ser agrupadas em:
• Sistema óptico: ocular, lente de Amici-Bertrand, analisador, objetiva, condensador móvel,
diafragma íris, condensador fixo, filtro azul, polarizador e acessórios como: placa de mica,
placa de gipso e cunha de quartzo;
Sistema Óptico
Sistema de aumento:
- oculares
- objetivas
Sistema de iluminação:
- espelho
- condensador
- diafragma
- filtro
• Sistema mecânico de suporte: pé, braço, tubo ou canhão, revólver (ou sistema de
sustentação das objetivas), platina, charriot, cremalheira macro e micrométrica de
movimentação vertical da platina, e base.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 13
Figura 2.3 – Desenho esquemático das partes de um microscópio petrográfico
A introdução de alguns ou todos os elementos no caminho óptico do microscópio, permite a
determinação de diferentes propriedades, constituindo assim, sistemas ópticos distintos.
Sistema Peças ópticas fundamentais Propriedades ópticas observáveis
Luz natural Polarizador inferior
(objetiva pequena ou média)
Morfológicas: hábito, relevo, cor, etc...
Ortoscópico Polarizador inferior e analisador
(objetiva pequena ou média)
Cores de interferência: birrefringência, sinal de
elongação, tipo de extinção, etc...
Conoscópico Polarizador inferior, analisador, lente de
Amici-Bertrand e condensador móvel
(objetiva maior)
Figuras de interferência: caráter óptico, sinal
óptico, ângulo 2V, etc...
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 14
Fonte: e-learning UNESP
Figura 2.4 – representação esquemática dos sistemas ópticos possíveis em um microscópio
petrográfico. (O que foi modificado da figura original corresponde à posição da objetiva no sistema
conoscópico que deve estar próxima ao sistema mineral-platina).
O arranjo ortoscópico fornece aos olhos uma imagem virtual real com o campo plano
mostrando o objeto no campo do microscópio. Os minerais podem ser observados com nicóis
cruzados ou paralelos, ou seja, com o analisador dentro do sistema (nicóis cruzados) ou fora do
sistema (nicóis paralelos).
O arranjo conoscópico refere-se à obtenção de figuras de interferência que representam um
padrão óptico causado pelo comportamento da luz em cristais individuais.
2.4. As partes do microscópio
Uma figura ilustrativa encontra-se representada acima. As partes mecânicas do microscópio
são auto-explicativas, mas alguns itens ópticos receberão breves comentários nesta seção.
Oculares: Ampliam a imagem fornecida pelo sistema de objetivas. São associações de lentes
que permitem conservar a imagem real do objeto fornecido pela objetiva. As lentes da ocular
acham-se fixas em um tubo metálico e aquela mais próxima do olho do observador recebe o nome
de lente de olho (eyepiece) e a que recebe o raio de luz proveniente da objetiva chama-se lente
coletora.
As oculares podem ser positivas (oculares Ramdsen) ou negativas (oculares Huygenian).
Nas positivas o foco do sistema está antes da lente coletora e nas negativas, o foco se acha depois da
lente coletora.
Fonte: e-learning UNESP Figura 2.5 - oculares
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 15
De maneira geral, podemos reconhecer as oculares entre si, pois o retículo das positivas está
disposto antes da lente coletora enquanto que nas negativas entre as lentes de olho e coletora.
Ainda, as oculares positivas têm comportamento de uma “lupa de mão”, ou seja, é possível
focalizar um objeto através dela, o que não é possível com o emprego de oculares negativas.
Em ambas oculares, existe um diafragma fixo colocado precisamente no plano que contém a
imagem real do objeto em análise pela objetiva. A função do diafragma é de limitar o campo de
visão, e ainda possui gravado em sua superfície o retículo que pode ser duas linhas: uma N-S e
outra E-W ou uma escala micrométrica ou ainda uma escala quadriculada. Veja a figura 2.6 abaixo:
Fonte: e-learning UNESP
2.4.1. O aumento visual total do microscópio
O conjunto objetiva mais ocular (que para o estudo petrográfico geralmente possui poder de
ampliação de 5X e 10X) é responsável pela obtenção da imagem ampliada do mineral. Se o
aumento linear da ocular é ALO e da objetiva ALB, o aumento visual total do microscópio (AT)
será dada pela expressão:
AT= ALO x ALB
Figura 2.7 – representação vetorial dos aumentos gerados pela objetiva e ocular.
Objetiva: A objetiva é uma lente ou uma associação de lentes que fornece uma imagem real
aumentada do objeto observado. Acha-se localizada na extremidade do tubo ou canhão. Para
facilidade de mudança de uma objetiva para outra, a maioria dos microscópios são dotados de um
dispositivo denominado revólver ou porta-objetivas.
As principais características de uma objetiva vêm impressas em seu corpo metálico, e são:
Aumento Linear – é a relação entre a imagem real fornecida pela objetiva e o objeto, ou seja, são
quantas vezes a imagem será maior que o objeto, como 3,2X, 10X, 50X, etc.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 16
Abertura Angular – é o ângulo entre os raios mais divergentes que penetram na objetiva a partir de
um ponto enfocado pela objetiva.
Abertura Numérica (AN) – é considerada como sendo a quantidade de luz que efetivamente penetra
na objetiva e existe uma fórmula matemática para representá-la.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 2.8 – desmistificando uma objetiva
Polarizador e Analisador: O microscópio petrográfico é dotado de dois polarizadores, ou nicóis,
designados de polarizador inferior (ou simplesmente polarizador) e o outro, superior, denominado
analisador.
Nos microscópios modernos, estes polarizadores são constituídos de placas de polaróides,
que são compostos químicos orgânicos que quando construídos, são estirados segundo certa
direção. Assim, a luz natural não polarizada quando incidi no polarizador, todas as suas direções de
vibração, com exceção daquela paralela a direção de deformação do polaróide, serão absorvidas por
ele.
Figura 2.9 – ilustração mostrando a luz não polarizada passando pelo polarizador e em seguida
sendo bloqueada pelo analisador vide a direção perpendicular da luz, e, que é oposta a direção do
analisador que está a 90° do polarizador.
O polarizador inferior está localizado acima da fonte de luz e abaixo do mineral a ser
estudado. Sua função é fornecer luz polarizada, que com o movimento de rotação da platina do
microscópio pode incidir em diferentes direções na superfície do mineral.
O analisador está disposto acima do mineral sob análise e abaixo da ocular. Está orientado
de forma que sua direção de polarização seja perpendicular ao do polarizador inferior.
As direções de vibraçãodos polarizadores formam um ângulo de 90° entre si e deverão ser
paralelas àquelas dos retículos da ocular.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 17
Figura 2.10 - Representação do paralelismo entre os retículos da ocular com as direções de
vibração do polarizador (P-P) e analisador (A-A). Fonte: e-learning UNESP
Assim, toda vez que uma substância isotrópica é colocada entre dois polarizadores cruzados,
não haverá passagem de luz para o observador. Isto é facilmente observado ao microscópio
petrográfico, quando cruzamos os nicóis sem haver nenhum mineral na platina. Como o ar é uma
substância isotrópica, a luz proveniente do polarizador chega direta ao analisador, sem sofrer
desvio. Como sua direção de polarização é perpendicular ao do analisador, esta será totalmente
absorvida por ele, sem haver nenhuma transmissão de luz.
Entretanto, quando uma substância anisotrópica é disposta na platina do microscópio, a luz
sofrerá o chamado “fenômeno da dupla refração”.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 2.11 - O raio de luz que parte do polarizador vibrando em uma única direção, N-S (poderia
ser E-W), ao atingir a superfície do mineral é desmembrado em dois outros raios, designados por r1
e r2. Como estes dois raios de luz vibram em planos perpendiculares entre si (são ortogonais), eles
são chamados de incongruentes, ou seja, não interferem entre si para gerarem um único raio de luz.
Porém, ao atingirem o analisador, eles passam a vibrar em um único plano e então, interferem-se
mutuamente, gerando uma onda resultante, paralela a direção de vibração do analisador, que agora
transmite luz ao observador.
Platina: A platina do microscópio petrográfico é uma placa metálica, que sustenta o preparado em
análise. Além disso, a platina tem um movimento, de rotação e é graduada que associada aos
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 18
retículos da ocular, permite efetuar medidas de ângulos entre direções morfológicas e ópticas dos
minerais em estudo.
Figura 2.12 - Esquema da associação entre a platina graduada e os retículos da ocular utilizadas
como linhas de referência na medida de ângulos entre unidades lineares. Fonte: e-learning UNESP
Lente de Amici-Bertrand: É empregada apenas no sistema conoscópico e tem como finalidade
trazer a figura de interferência para o plano focal da ocular. Acha-se localizada entre a ocular e o
analisador e pode ser introduzida ou retirada do sistema óptico.
Condensadores: Existem dois condensadores no microscópio petrográfico, um fixo, que está
localizado entre o polarizador e a platina do microscópio, o outro móvel, que se encontra sobre o
condensador fixo e imediatamente sob a platina. Os condensadores têm a finalidade de promoverem
uma maior convergência dos raios de luz sob o objeto em análise. O condensador móvel tem como
função especial, de promover uma alta convergência dos raios de luz em praticamente um ponto
sobre o objeto em análise de tal forma que os raios de luz que partem do objeto para a objetiva
sejam divergentes. O condensador móvel só deve ser usado quando se utiliza objetivas de médio a
grande aumento linear e é peça fundamental no sistema conoscópico.
Diafragma Íris: É um dispositivo que limita a quantidade de luz que penetra no microscópio e se
localiza geralmente sobre o condensador fixo. A diminuição do feixe de luz permite realçar as
feições morfológicas dos minerais como suas bordas, traços de fratura, rugosidade das superfícies,
presença de inclusões, etc.
Filtros: Os filtros, geralmente, são placas de vidro coloridos e tem como finalidade, absorver certas
radiações indesejáveis da luz utilizada. Como conseqüência, a utilização apropriada de um filtro que
permite aumentar o contraste de imagens e melhorar a resolução. O filtro mais empregado no
microscópio petrográfico é o azul que torna a luz amarelada da lâmpada de tungstênio bem próxima
da luz branca natural.
Acessórios: Os acessórios que acompanham o microscópio geralmente incluem uma cunha de
quartzo, uma placa de gipso e uma placa de mica. Estes são marcados com setas que indicam as
direções de vibração do raio lento e do raio rápido e são montados em uma armação que caiba em
uma abertura no microscópio, imediatamente abaixo do analisador.
• Os compensadores se inserem no conjunto óptico do microscópio segundo a direção NW-
SE, ou seja, formando um ângulo de 45o com os polarizadores. Como todo material
anisotrópico, os compensadores possuem duas direções privilegiadas de propagação da luz,
perpendiculares entre si. Uma delas corresponde ao índice de refração maior e é denominada
por direção lenta, e a outra de índice de refração menor, designada por direção rápida.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 19
• Os compensadores são construídos de tal forma que paralelamente a sua direção de maior
dimensão, tem-se a direção de maior velocidade de propagação da luz (raio rápido) e,
portanto, a 90o desta posição, ou segundo a direção de menor dimensão do compensador, o
raio lento (ou o de menor velocidade). Geralmente se acham gravadas no corpo metálico
destes compensadores somente a direção de menor velocidade, com uma seta e pela letra γ.
• A principal função desses compensadores é acentuar ou compensar o atraso entre os raios
lento e rápido que emergem do mineral em análise na platina do microscópio. Os atrasos
produzidos por estes compensadores são de ¼ λλλλ ou 140 mm para o de mica e para os de
quartzo ou gipsita de 1 λλλλ ou 550 mm. Se consultarmos a carta de cores, verificaremos
então que 140 mm correspondem à cor cinza, e 550 mm ao vermelho. Então, se a nicóis
cruzados e com uma substância isotrópica entre os polarizadores, inserirmos um desses
compensadores na fenda acessória do microscópio será possível observar a cor de
interferência característica de cada um deles.
• A cunha de quartzo especificamente, ao contrário dos outros compensadores, possui uma
espessura variável de modo a produzir um atraso progressivo de ¼λ (na porção mais
delgada), com cores de 1a ordem, até 1700 mm (na porção mais grossa) já correspondendo à
cores de interferência de 3ª ordem.
• De maneira geral, o compensador de mica é especialmente útil quando se analisam
minerais cuja cor de interferência é baixa, a de gipsita ou quartzo para minerais de cores de
interferência muito baixas a intermediárias e a cunha de quartzo para aqueles de cores de
interferência muito altas.
• Utiliza-se destes acessórios para a determinação dos raios lento e rápido dos minerais, na
avaliação da ordem de uma cor de interferência e na conoscopia, para a determinação do
sinal óptico dos minerais.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 2.13 – Compensador de mica caracterizado por uma porção metálica onde está assinalado o
atraso (1/4λ) e a direção do raio lento (γ) que sustenta a placa do mineral (círculo branco) que
possui espessura constante.
Fonte: e-learning UNESP
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 20
Figura 2.14 - Compensador de gipso ou quartzo caracterizado por uma porção metálica onde está
assinalado o atraso (1λ) e a direção do raio lento (γ) que sustenta a placa do mineral (círculo branco)
que possui espessura constante.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 2.15 – Cunha de quartzo, mostrando a variação de espessuras em perfil. Observe que a
cunha é introduzida a partir de sua parte mais fina. Como nos demais compensadores, a cunha está
orientada de forma que seu raio lento seja paralelo a porção mais estreita, assinalada por γ. Seu
atraso é de 1/2λ a 3λ.
2.5. Cuidados a serem tomados ao se utilizar um microscópio petrográfico
Certos vícios são observados são observados quando se utiliza um microscópio. Tais vícios
vão desde posições desconfortáveis ao “olho de microscópio”, quando, pela falta deprática,
fechamos um dos olhos para visualizar a imagem. Isto não pode acontecer! Precisamos acostumar
os olhos e ficarem abertos e ajustar as oculares em uma posição que as lentes cruzem virtualmente a
imagem e assim tenhamos um único campo de visão.
Outro assunto importante são os cuidados com o hardware. Se não conhece a funcionalidade
de uma peça, não mexa. O desajuste do sistema pode causar interferências ópticas e assim dificultar
o trabalho do aluno além do gasto de dinheiro para pagar uma visita técnica, senão o caso da troca
da peça danificada. O microscópio de luz polarizada é um aparelho muito caro. Cuidados são
exigidos e devem ser seguidos.
2.6. Ajustes do microscópio
Antes de utilizar o microscópio a fim de verificar as propriedades ópticas dos minerais,
ajustes devem ser feitos com o objetivo de melhor a qualidade da informação que pode ser obtida
usando corretamente o aparelho. Quatro passos devem ser seguidos com o intuito de melhorar a
análise de lâminas delgadas sendo o primeiro o mais importante de todos.
1. Centralizar a imagem
2. Cruzar os nicóis
3. Testar os cross hairs
4. Determinar o plano de vibração do polarizador
1. Centralizar a imagem: em um microscópio de luz polarizada, a platina sempre é rotacionada
durante a observação. Assim, é necessário que a platina rotatória esteja alinhada com os eixos
ópticos da objetiva. Insira no sistema uma objetiva padrão (geralmente 10X) dentro do caminho
óptico e rotacione a platina. Manipule os anéis de centralização que se encontram atrás do anel
metálico protetor da objetiva até trazer o centro da imagem para o centro de interseção da linha do
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 21
polarizador/analisador. Depois disso, rotacione a platina e observe se o mesmo objeto está
centralizado, caso contrário, repita o procedimento até obter sucesso.
Figura 2.16
Fonte: Optical Mineralogy - Kerr
Fica a dica. Conhecimento nunca é demais! Para a observação dos demais ajustes consultar as
páginas 47,48 e 49 do livro texto desta apostila. Paul F. Kerr.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 22
CCaappííttuulloo 33 CCoonncceeiittooss ee pprroopprriieeddaaddeess ddaa LLuuzz
3.1. Introdução
A luz na forma como conhecemos, é uma gama de comprimentos de onda da qual o olho
humano é sensível. Trata-se de uma forma de energia que se propaga por ondas eletromagnéticas
pulsantes ou em um sentido mais geral, qualquer radiação eletromagnética que se situa entre as
radiações infravermelhas e as radiações ultravioletas. As três grandezas físicas básicas da luz (e de
toda a radiação eletromagnética) são: brilho (ou amplitude), cor (ou freqüência), e polarização (ou
ângulo de vibração). Devido à dualidade onda-partícula, a luz exibe simultaneamente propriedades
quer de ondas quer de partículas.
← Aumenta a frequência (f)
Aumenta o comprimento de onda (λ) →
Figura 3.1 - Os limites dos intervalos de comprimento de onda (λ) das diferentes cores do espectro
da luz visível é arbitrário, isto por que as cores passam umas para as outras gradualmente.
Se na retina humana chegam simultaneamente ondas com comprimentos de onda de 3900 a
7700 Å, o cérebro interpreta essa radiação como sendo luz branca. Em outras palavras, a luz branca
é a “mistura” de todas as cores do espectro da luz visível (lembre-se do experimento do Disco de
Newton).
Fonte: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/06/Prism_rainbow_schema.png
Figura 3.2 – decomposição da luz branca em um prisma
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 23
3.2. As partes da onda
Em física uma onda é uma perturbação que se propaga num meio. A oscilação espacial é
caracterizada pelo comprimento de onda e o tempo decorrido para uma oscilação é medido
pelo período da onda, que é o inverso da sua frequência. Estas duas grandezas estão relacionadas
pela velocidade de propagação da onda.
No caso aqui abordado, a luz é uma onda eletromagnética, transversal, ou seja, possui uma
componente elétrica e uma componente magnética e a vibração é perpendicular à direção de
propagação da onda. Somente as ondas transversais podem ser polarizadas.
X Z
Figura 3.3 – partes da onda
Comprimento de onda (λλλλ) – é a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos.
Período (T) – é o tempo necessário para uma oscilação.
Freqüência (f) – chama-se frequência de uma onda ao inverso do período. Ela representa o número
de períodos existentes em uma unidade de tempo.
f = 1
T
A distância entre os pontos X e Z é o comprimento de onda λ. Note que essa distância é
percorrida pela onda entre o instante t = 0 e t = T, quando o ponto Z é atingido. Portanto o
comprimento de onda λ é percorrido pela onda no período T. Assim, △S = λ em △t = T. Então a
velocidade de propagação da onde pode ser escrita por:
V = △S → V = λ
△t T
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 24
ou
v = λ . f
É importante lembrar que a frequência de uma onda é sempre igual à frequência da fonte
que a emitiu.
A velocidade de propagação da luz no vácuo é c = 299.776 (±4) Km/s.
Luz monocromática - é a luz constituída de um único comprimento de onda ou variável em um
intervalo bastante estreito, ex.: Lâmpada de vapor de sódio com λ variando entre 5890 e 5896 Å.
Luz policromática - é a luz constituída por uma larga variação de comprimentos de onda, ex.: luz
do sol (luz branca), lâmpada doméstica, etc.
O microscópio petrográfico utiliza-se de uma fonte de luz policromática obtida através de
uma lâmpada com filamento de tungstênio (igual à lâmpada doméstica), de cor amarelada,
adicionada de um filtro azul para torná-la branca (pois o azul é a cor complementar do amarelo –
Conhecimento nunca é demais! Ex: Azul em RGB = [0 0 255], 255 - Azul = 255 - [0 0 255] =
[255 255 0] = Amarelo. Ou seja, uma cor primária sempre terá uma cor secundária como
complementar). O emprego de luz policromática no microscópio é desejável, pois promove o
fenômeno da dispersão dos índices de refração nos minerais. A luz monocromática por sua vez, é
empregada apenas em medidas ópticas de precisão, como nos refratômetros (equipamentos que
medem o índice de refração de minerais e líquidos).
Raio - é a direção de propagação da luz a partir do ponto de origem a um outro ponto qualquer. Nos
meios homogêneos, os raios são retilíneos.
Feixe - é um conjunto de raios de luz que partem de uma mesma fonte.
Superfície de onda ou superfície de velocidade de onda - A partir de um ponto luminoso,
infinitos raios são emitidos em todas as direções. Decorrido um certo tempo, estes raios terão
percorrido uma certa distância a partir de sua origem. A linha ou superfície que une ou contém as
extremidades destes raios denomina-se superfície de velocidade de onda.
Cor – a cor de um material é determinada pelas médias de frequência dos pacotes de onda que as
suas moléculas constituintes refletem. Um objeto terá determinada cor se não absorver justamente
os raios correspondentes à frequência daquela cor.
Tabela 3.1 – espectro de cores
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 25
CCaappííttuulloo 44 RReeffrraaççããoo
4.1. Introdução
Uma das propriedades físicas mais importantes da análise mineral é o índice de refração. Se
medido precisamente, é capaz de fornecer uma identidade ao mineral onde cada um possui um valor
específico ou um range de valores. Entre os minerais bem conhecidos, valores do índice de refração
variam de 1,40 (opala) a 2,46476 (diamante).
Esta propriedade física baseia-se na diferença de velocidade da luz quando se muda de meio
(ar/meio mineral). Isto é o índice de refração.
4.2. Índicede refração
Quando a luz passa de um meio para outro, sua velocidade aumenta ou diminui devido às
diferenças das estruturas atômicas das duas substâncias, ou de suas densidades ópticas ou índices de
refração.
O índice de refração absoluto de um meio pode ser obtido experimentalmente e é dado pela
relação e é inversamente proporcional a velocidade num certo meio:
Onde:
c = velocidade da luz no vácuo
v = velocidade da luz para um comprimento de onda específico num certo meio
Quando a luz passa obliquamente de um meio para outro no qual ela viaja com velocidades
diferentes, ela é submetida a uma brusca mudança na direção. Esta abrupta mudança na direção é
conhecida como refração. O índice de refração dos minerais é influenciado por diversos fatores. A
cristalização é um deles. Valores únicos são observados em mineral amorfos ou isométricos, ao
menos que vários valores podem ser obtidos para cobrir as diferenças nas composições químicas
destes tipos de minerais. Minerais hexagonais e tetragonais mostram range em valores entre dois
extremos, enquanto valores intermediários caem entre os valores extremos. Minerais monoclínicos,
triclínicos e ortorrômbicos mostram um range de valores entre dois extremos a ângulos retos em
planos ópticos, enquanto possui um terceiro valor perpendicular ao plano. Os índices nestes
minerais também refletem as diferenças nas composições químicas como nos minerais isométricos.
O índice de refração da luz no vácuo é considerado arbitrariamente como sendo igual a 1,
que é praticamente aquele obtido para o ar: 1,00029 (temperatura de 15°C e 1 atm de pressão). De
fato, tratamos o índice de refração de um mineral de forma relativa, comparando-o com o do vácuo
(ou ar), ou seja, quantas vezes o seu índice de refração é maior do que aquele do vácuo, e, portanto
uma grandeza adimensional, que é derivado da expressão:
Da expressão (2), nota-se que o índice de refração de um mineral é inversamente
proporcional a velocidade de propagação da luz em seu interior, ou quanto mais denso opticamente
for o mineral, menor será a velocidade de propagação da luz.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 26
De fato, a densidade óptica, ou índice de refração do mineral é diretamente proporcional a
sua densidade, obedecendo à seguinte relação:
n – 1 = Kr
Onde:
n = índice de refração do mineral
K = constante
r = densidade do mineral
Ainda podemos relacionar o índice de refração, a velocidade de propagação e o
comprimento da onda da luz:
Determinações precisas do índice de refração empregam fontes de luz fortemente
monocromáticas (no caso lâmpadas com filamento de sódio λ = 589 mm). Por outro lado, emprega-
se também de forma rotineira, fontes policromáticas, como é o caso do microscópio petrográfico,
onde procura reconstituir a luz branca utilizando-se filtros específicos para que sejam preservadas
as cores naturais dos minerais.
O índice de refração varia, além do tipo de substância/mineral, do tipo de luz e é diretamente
dependente da temperatura, que altera a densidade do meio material fazendo com que o índice de
refração também mude, como observado na fórmula anteriormente apresentada.
O índice de substâncias isotrópicas é representado, geralmente, pela letra n. Os valores
extremos dos minerais hexagonais e tetragonais são designados por nƐ (raio ordinário) e nɷ (raio
extraordinário).
Cristais ortorrômbicos, monoclínicos e triclínicos têm seus valores extremos designados por
nγ (maior), nα (menor), e nβ, o valor na direção fazendo um ângulo reto com os outros dois raios.
De maneira geral, minerais com índices de refração altos (1,9 ou maior) têm um brilho
chamado de “brilho adamantino”, enquanto minerais com índices de refração menor que 1,9 têm um
“brilho vítreo”.
4.3. Dispersão
O índice de refração para o extremo violeta é maior que para o extremo vermelho e o
vermelho refratado desvia menos do que o violeta. A diferença entre o índice de refração para o
vermelho e o índice para o violeta é frequentemente, em poucas palavras, referido como dispersão.
(As cores podem ser observadas no capítulo 3, nas seções 3.1 e 3.2). Observe a figura 4.1 abaixo:
Fonte: Paul F. Kerr
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 27
Os minerais diferem amplamente em seu poder dispersivo. Um deles tendo a menor
dispersão é a fluorita; e um com o maior valor de dispersão é o diamante. Eles representariam os
extremos. Veja a tabela 4.1 abaixo:
Fluorita Diamante
Iluminação índice de refração (n) Iluminação índice de refração (n)
Vermelha λ = 768,2 1,43095 vermelha 2,40735
Violeta λ = 434,1 1,43963 violeta 2,46476
Dispersão.................. 0,00868 dispersão....... 0,05741
Por fim, define-se a dispersão (D) de um meio qualquer como sendo a diferença entre os
índices de refração para o violeta e o vermelho:
D= nviol - nverm
4.4. A reflexão total e o ângulo crítico
De forma prática, daremos o seguinte exemplo: um raio incidente vem da água com um
ângulo de 40° com a normal. Ao passar para o ar, se desvia e passa a fazer um ângulo de 60° com a
normal. Se o ângulo na água for aumentando, o ângulo no ar também aumentará. Quando o ângulo
na água chega a 49,75°, o ângulo o feixe no ar passa a ser 90°, isto é, o raio de luz sai rasante à
superfície da água. Esse ângulo de 49,75° é o ângulo crítico para a luz que sai da água para o ar. E,
se a incidência se der com um ângulo maior que o ângulo crítico, 60° por exemplo? Neste caso,
toda a luz se reflete na superfície e volta para a água. Isso se chama reflexão total.
Quando o ângulo é menor que o ângulo crítico, a luz se reflete e se transmite, ao mesmo
tempo. Mas, quando o ângulo é maior que o ângulo crítico, toda a luz se reflete. É por isso que esse
fenômeno se chama de reflexão total.
Quanto maior o índice de refração do meio de onde sai a luz, menor o ângulo crítico.
Portanto, maior a chance de haver reflexão total (fonte: vestibular1). Para haver reflexão total, duas
condições devem ser respeitadas:
1) o ângulo de incidência ser maior que o ângulo crítico;
2) o raio deve partir de um meio de maior índice de refração para um de menor índice de
refração;
O estudo do ângulo crítico é muito importante na determinação dos índices de
refração.
Abaixo um link com um vídeo, em inglês, onde pode ser mais facilmente compreendido
com ilustrações on time:
http://www.youtube.com/watch?v=CF7CJb8XQHw
4.5. Índices de refração de minerais anisotrópicos
Minerais transparentes pertencem a duas classes ópticas: (1) isotrópica ou (2) anisotrópica, estes
podem ter dois (uniaxiais) ou três (biaxiais) índices de refração, além de valores intermediários.
Mineralóides tal como opala e vidro que carecem de uma estrutura interna regular e outros minerais
tais como diamante, espinélio, fluorita, etc., cristalizam no sistema isométrico e são isotrópicos.
Minerais que cristalizam em outros sistemas cristalinos são anisotrópicos.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 28
Luz viajando através de um mineral anisotrópico é duplamente refratada. Deste modo, um feixe
de luz monocromática passando obliquamente do ar para dentro de um meio anisotrópico não
somente é encurvada /desviada para um lado, mas também é dividida em dois feixes. Ao mesmo
tempo, cada um dos dois feixes é polarizado (esta é uma maneira de se obter luz polarizada, por
dupla refração, além de refração e reflexão e por absorção – vide capítulo 5).
mmiinneerraall
Fonte: alfaconnection
Figura 4.2 – decomposição da luz em dois raios
Um exemplo clássico de dupla refração bem notada é calcita, uma vez que a decomposição
do feixe incidente em dois raios (a saber, no caso de ser um mineral uniaxial: raio ordinário (nɷ e
raio extraordinário nƐ) é fortemente marcada (nƐ = 1,486 e nɷ= 1,658).
Fonte: UFRGS
Figura 4.3 – Fenômeno da dupla refração em calcita
Fica a dica! Conhecimento nunca é demais! Para mais detalhes sobre o assunto, favor consultar o
livro texto desta disciplina (Paul F. Kerr) das páginas 59 a 80.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 29
CCaappííttuulloo 55 LLuuzz ppllaannoo ppoollaarriizzaaddaa eemm mmiinneerraaiiss
5.1. Introdução
A luz, por viajar através do ar, vibra em todas as direções. Quando ela é refletida por objetos
com superfície polida, suave, pedaço de vidro, ou é transmitida através de um mineral sem ser
amorfo ou isométrico, certo grau de polarização é observado. O efeito pode ser mais forte e certos
minerais, e os mesmos são denominados minerais anisotrópicos.
Por vezes é possível observar dois feixes polarizados emergindo destes minerais, o que nem
sempre é pronunciado, com exceção da calcita, que possui uma diferença entre os valores dos dois
raios bem marcada. Esse fenômeno é conhecido como dupla refração (polarização por dupla
refração). Na verdade isto é comum nos minerais anisotrópicos, o que diferencia a evidência do
mesmo é a diferença nos valores dos raios. Por vezes um dos feixes é absorvido pelo mineral, dando
lugar a polarização por absorção, quando não absorvido e totalmente refletidos, tem-se uma
polarização por reflexão total.
Outros efeitos ópticos podem ser estudados com a propriedade da luz polarizada, como o
atraso de um conjunto de ondas em relação a outro conjunto provocando uma diferença significativa
de cor.
5.2. Luz polarizada
A luz natural viaja através do ar e vibra em todas as direções. Quando esta tendência de
vibrar em todas as direções é modificada, e as ondas se tornam restritas, na maioria das vezes, em
um único plano de vibração, esta luz é dita estar polarizada.
A polarização da luz pode ser demonstrada de diversas maneiras: (1) por reflexão por uma
superfície polida; (2) por sucessivas refrações em um ângulo através de diversas placas de vidro
fino; (3) por absorção por certos cristais tais como turmalina (ou biotita); ou (4) por clivagens ou
prisma de calcita óptica.
5.2.1 Polarização por reflexão
A luz incidente em uma superfície plana e polida sofrerá em parte reflexão, que será
polarizado perpendicularmente ao plano de incidência, enquanto que a porção refratada será
polarizada paralelamente ao plano de incidência.
O grau de polarização será função de vários fatores, como qualidade e índice de refração da
superfície refletora e, principalmente, do ângulo de incidência do feixe de luz que, segundo
Brewster, atingirá a máxima polarização quando os raios incidentes e refratados forem
complementares, ou seja, quando sen l = cos i.
Figura 5.1 – Polarização por refração e reflexão
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 30
5.2.2. Polarização por absorção
Um exemplo deste tipo é a turmalina. A luz que chega ao mineral vibrando em diversas
direções é absorvida, exceto ao longo de um plano: paralelo ao eixo cristalográfico c. Vide a figura
5.2 abaixo:
eixo c
Fonte: E-learning UNESP
Assim quando um feixe de luz não polarizado atinge a turmalina, todos os raios que
apresentam direções de vibração diferentes daqueles de seu eixo cristalográfico "c" serão
absorvidos pelo cristal. Os transmitidos estarão polarizados com direção de vibração paralela a
aquela direção cristalográfica.
5.2.3. Birrefringência e dupla refração
A luz atravessando diversos minerais transparentes é dividida em dois feixes que vibram ao
longo de planos e estão foram aproximadamente 90°. Transparentes minerais, com exceção
daqueles cristalizados no sistema isométrico (cúbico), e minerais amorfos apresentam esta
característica conhecida como birrefringência.
Quando um feixe de luz passa através de um mineral birrefringente em certas direções, ele é
dividido em dois feixes que seguem diferentes caminhos. Isto é chamado de dupla refração.
Fonte: UFRGS
Fonte: Paula Salotti - PedraLuz
Figura 5.3 – Birrefringência e dupla refração
Um bom exemplo deste fenômeno é a calcita. A luz que faz surgir uma das imagens geradas
por esse fenômeno será compostas de ondas vibrando paralelamente à maior diagonal da face
rômbica, e a luz que dá origem a outra imagem, vibra paralelamente à diagonal menor. Os dois raios
de luz têm sido diferentemente refratados, de fato possuem diferentes índices de refração. Os
valores extremos da calcita são nƐ = 1,486 e nɷ = 1,658.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 31
Nenhuma dupla refração é notada quando cristais de calcita, por exemplo, são observados na
direção do eixo cristalino principal (eixo c), que também é o eixo óptico. Por quê?
Uma das coisas que devemos ter sempre em mente é a organização de um cristal e de seu
sistema cristalino. A maneira como os raios, eixos ópticos, e todos os demais elementos
cristalográficos se apresentam em uma estrutura cristalina.
Já demos uma prévia da decomposição da luz em raios. Tais raios mostram a anisotropia de
um mineral, visto que se não há homogeneidade por toda a estrutura, e se houver, o mineral se
apresenta isotropicamente, não havendo variação dos índices de refração. Eis um motivo pelo qual o
cristal de calcita observado ao longo do eixo c, não ser possível observar este fenômeno de dupla
refração: Esta direção é isotrópica (comportamento).
5.3. Os raios ordinário e extraordinário
Nos cristais anisotrópicos a luz é polarizada em dois raios vibrando ortogonalmente
(fazendo um ângulo de 90°). Um dos raios vibra fazendo 90° com o eixo óptico, este é o raio
ordinário (ɷ) e o outro raio vibra em um plano paralelo ao eixo óptico; este é o raio extraordinário
(Ɛ). A figura 5.4 mostra o comportamento dos raios ordinários e extraordinários em calcita:
Fonte: Paul F. Kerr
Note que as direções de vibração dos raios são perpendiculares entre si. Estas direções são
referidas com direções privilegiadas no cristal.
O feixe após a refração é dividido em dois raios, um obedecendo a Lei de Snell da refração
(o, chamado “ordinário) e o outro não (e, chamado “extraordinário). Veja que é nulo o ângulo de
incidência do feixe luminoso, mas o ângulo de refração do raio extraordinário é diferente de zero,
ao contrário do previsto pela lei de Snell.
Conhecimento nunca é demais!
Raio incidindo na direção da normal:
Quando o raio incidir na direção da normal, ou seja, o ângulo de 1 = 0º. Pela Lei de Snell
Descartes, obtemos:
sen 1 / sen 2 = n21
Sendo 1 = 0o sen 1 = 0
Substituindo na lei de Snell Descartes, obtemos:
0 = n21 sen 2
Como n21 é diferente de 0 sen 2 = 0
Para o primeiro quadrante temos que:
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 32
2 = 0
Conclusão: Quando o ângulo de incidência for nulo, o ângulo de refração também será nulo, não
ocorrendo desvio do raio luminoso.
Fonte: educar USP
Figura 5.5 - Raio incidindo na direção da normal.
No caso do fenômeno da birrefringência esta lei não é observada de forma que um dos raios
refratados se comporte de maneira extraordinária. Eis o nome do raio extraordinário que sofre uma
refração segundo um ângulo r , como mostrado na figura anterior.
Se separássemos os dois raios aqui mostrados, observaríamos que o raio ordinário tem uma
direção de vibração que é perpendicular a direção de propagação. Por outro lado, o raio
extraordinário não. Uma linha desenhada que é perpendicular a direção de vibração do raio
extraordinário é chamada de direção de onda normal. Isto resulta que a direção de onda normal
obedece à lei de Snell. Neste caso, esta direção seria paralela à direção de propagação do raio
ordinário, que segue também a Lei de Snell.
Figura 5.6 – Direção de onda em minerais isotrópico e anisotrópicose o vetor onda normal.
Baseado neste conceito de onda, nesta interação dos raios de luz viajando através do mineral
e a natureza das ligações químicas unindo os minerais, eles podem ser divididos em duas classes:
1. Minerais isotrópicos: mostram a mesma velocidade da luz em todas as direções por causa das
ligações químicas que unem os minerais são as mesmas em todas as direções, então a luz viaja na
mesma velocidade em todas as direções. Em materiais isotrópicos a onda normal e o raio de luz
são paralelos. Exemplos de materiais isotrópicos são os vidros vulcânicos e os minerais isométricos
como: fluorita, granada, halita...
2. Minerais anisotrópicos: Minerais anisotrópicos têm velocidade diferente para a luz, dependendo
da direção que a luz está viajando através do mineral. As ligações químicas que unem os minerais
diferirão dependendo da direção que os raios de luz viajam através do mineral. Minerais
anisotrópicos pertencem aos sistemas: tetragonal, trigonal, hexagonal, ortorrômbico, monoclínico e
triclínico. Nestes minerais a onda normal e o raio de luz não são paralelos.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 33
ISOTRÓPICO ANISOTRÓPICO
Figura 5.7 – Direção de frente de onda e onda normal em minerais isotrópicos e anisotrópicos
5.4. As indicatrizes dos minerais
A indicatriz é uma figura que serva para ilustrar as características ópticas de um cristal. Ela
consiste essencialmente de uma superfície gerada em torno de um ponto com os índices de refração
servindo como diâmetro.
5.4.1. Mineral Isotrópico
Em um mineral isotrópico, ou seja, um mineral opticamente homogêneo, o índice de
refração é constante, independente da direção considerada, ou seja, o raio de luz se propaga com a
mesma velocidade em todas as direções. Assim as indicatrizes destes minerais serão esferas cujos
raios vetores são proporcionais aos seus índices de refração, conforme mostra a figura abaixo. Dada
a homogeneidade do mineral somente aqueles que se cristalizam em um sistema de maior simetria
serão isotrópicos, ou seja, aqueles do sistema isométrico ou cúbico. No outro extremo, substâncias
que não possuem nenhum arranjo cristalino, também serão isotrópicas.
Figura 5.8 - Representação de uma indicatriz isotrópica que corresponde a uma esfera cujo raio é
proporcional ao índice de refração do mineral (n).
A propagação de um raio de luz que atravessa um mineral isotrópico é bastante simples de
se avaliar, pois eles não promovem o fenômeno da dupla refração e assim, o raio de luz que parte do
polarizador, atravessa o mineral sem mudar sua direção de vibração. Mesmo que o raio incidente
não seja polarizado, ao atravessar o mineral ele continuará da mesma forma, conforme mostrado na
figura abaixo. Observe que a superfície onde incide o raio de luz secciona a indicatriz passando por
seu centro geométrico. Como a incidência deste raio se faz com um ângulo de incidência igual a
zero em relação à normal à superfície do mineral, o mesmo irá atravessá-lo sem sofrer nenhum
desvio ou polarização. Observe a Figura 5.9 abaixo e veja a representação do que foi acima dito:
Fonte: E-learning UNESP
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 34
Figura 5.9 - Incidência normal ou perpendicular à superfície de um mineral isotrópico de raios de
luz polarizado (B) e não polarizado (A). Observe que a face onde ocorre a incidência secciona o
centro da indicatriz resultando um círculo cujo raio é proporcional ao índice de refração do mineral
(n). Para ambos os raios, não há mudança nem na trajetória nem na direção de polarização da luz.
5.4.2. Mineral Anisotrópico
Os minerais anisotrópicos são aqueles que apresentam mais do que um índice de refração
nas diferentes direções de propagação da luz no seu interior, e assim, suas indicatrizes são
representadas por elipsóides de revolução de dois ou três eixos, onde cada um deles (também
chamados de raios vetores) representa um índice de refração.
Os minerais anisotrópicos são divididos em dois grandes grupos denominados:
• Minerais Uniaxiais: com dois índices de refração principais que compreendem os minerais
que se cristalizam nos sistemas trigonal, tetragonal e hexagonal e,
• Minerais Biaxiais: com três índices de refração principais e compreendem os minerais que
se cristalizam nos sistemas ortorrômbico, monoclínico e triclínico.
5.4.2.1. Minerais Uniaxiais – indicatrizes e sinal óptico
A indicatriz para cristais trigonais (romboédrico), hexagonais e tetragonais (figura abaixo) é
um esferóide de rotação. Na figura 5.10 abaixo, observa-se que o índice Ɛ coincide com o eixo de
simetria principal no cristal (eixo c). Quando Ɛ é maior que ɷ, o esferóide é prolato e o cristal é
opticamente positivo (quartzo). Quando Ɛ é menor que ɷ, o esferóide é oblato e o cristal é
opticamente negativo (calcita).
NEGATIVO
POSITIVO Fonte: Paul F. Kerr
Figura 5.10 – Sinal óptico dos cristais uniaxiais
Todas as seções que passam pelo centro geométrico da indicatriz e que contenha as direções
"Ɛ" e "ɷ" são chamadas de seções principais e correspondem a elipse. Ao contrário, a seção
perpendicular a direção "Ɛ", ou paralela a "ɷ", corresponde a um círculo cujo raio é igual a nɷ e,
portanto, chamada de seção circular.
Fonte: E-learning UNESP
Figura 5.11 – Eixos ópticos da indicatriz uniaxial
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 35
Pode-se então verificar que todo raio que incide na indicatriz, passando pelo seu centro, na
direção de "E", atravessa o mineral sem sofrer desvio ou mudança nas direções de propagação e/ou
de vibração. Isto ocorre porque o raio está incidindo na indicatriz perpendicularmente à seção
circular, onde há infinitas direções de vibração todas elas proporcionais a nɷ. Portanto, segundo
esta direção (E), o raio de luz se comporta como estivesse atravessando um meio isotrópico, pois se
incidir polarizado ou não, permanecerá desta mesma forma ao atravessar o mineral. A esta direção a
qual o mineral se comporta como uma substância isotrópica, e, portanto, não está sujeita ao
fenômeno da dupla refração, dá-se o nome de eixo óptico.
Os minerais que se cristalizam nos sistemas trigonal, tetragonal e hexagonal, apresentam
forte simetria ao redor do eixo cristalográfico "c", havendo uma distribuição uniforme de ligações
químicas em todas as direções contidas nos planos (001) ou (0001), que corresponderiam então a
seções circulares nas indicatrizes uniaxiais. Como o eixo óptico é sempre perpendicular a uma
seção circular, nos minerais uniaxiais a direção do eixo óptico será sempre coincidente com o eixo
cristalográfico "c".
A incidência e a propagação da luz em minerais uniaxiais
Para que possamos entender melhor a interação da luz em uma indicatriz uniaxial, basta
termos em mente as definições antes expostas: direção privilegiada de um mineral ele possui um
comportamento isotrópico, seja na seção principal ou de eixo óptico, seja na seção circular, uma vez
que somente o índice de refração do raio extraordinário estará prevalecendo naquela seção, e nesta
seção somente o índice de refração do raio ordinário. Qualquer incidência que varia destas direções,
será observado o fenômeno da birrefringência e o mineral se comportará anisotropicamente.
5.4.2.2. Minerais Biaxiais – indicatrizes e sinal óptico
A indicatriz para cristais ortorrômbico, monoclínico e triclínico é um elipsóide triaxial e está
relacionada à simetria dos cristais nestes três sistemas. Isto forma um artifício útil para explicar as
propriedades ópticas dos cristais biaxiais.
Fonte: E-learning UNESP
Figura 5.12 - As indicatrizes anisotrópicas biaxiais
As indicatrizes anisotrópicas biaxiais são representadas por elipsóides de revolução com trêseixos principais, onde cada um deles representa um índice de refração (nα , nβ e nγ). De fato, os
sistemas cristalinos ortorrômbico, monoclínico e triclínico apresentam um grau de simetria menor
ainda do que aqueles uniaxiais, sendo necessários três parâmetros de cela para caracterizá-los (a, b,
c).
Eixos cristalográficos
Sistema a b c
Ortorrômbico coincide coincide coincide
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 36
X, Y ou Z X, Y ou Z X, Y ou Z
Monoclínico
não
coincide
coincide
X, Y ou Z
não
coincide
Triclínico
não
coincide
não
coincide
não
coincide
Tabela 5.1 – Eixos cristalográficos e os sistemas cristais biaxiais
Os três eixos principais do elipsóide biaxial são denominados de "X", "Y" e "Z", cujos
comprimentos são proporcionais, respectivamente, aos índices de refração dos raios nα, nβ e nγ,
também chamados de direções de vibração ou privilegiadas do mineral. Na figura acima, acha-se
representada uma indicatriz biaxial (tridimensional e segundo uma seção principal), onde a nα <
nβ < nγ. Esta relação será sempre verificada nos minerais biaxiais, ao contrário daqueles uniaxiais
onde nƐ pode ser maior ou menor que nɷ.
Como perpendicular a uma seção circular há sempre um eixo óptico associado, as
indicatrizes biaxiais possuem dois eixos ópticos perpendiculares às seções circulares (plano beta ou
normal óptica) e os raios que se propagam segundo essas direções, estarão submetidos, todos, ao
mesmo índice de refração nβ. O ângulo entre os dois eixos ópticos é denominado de ângulo 2V.
Observe na figura acima, que os eixos ópticos estão contidos na seção principal XZ, que recebe
então a designação de plano óptico e o ângulo agudo que eles formam entre si, medido sobre este
plano, recebe a designação de ângulo 2V. Em muitos cristais uniaxiais o eixo óptico é paralelo ou
perpendicular a faces do cristal, enquanto nos biaxiais raramente isso acontece.
A indicatriz biaxial mostra três seções principais: XY, XZ, YZ, todas elas correspondendo à
elipse, como mostra a figura abaixo. Na seção XY, estão presentes os índices nα e nβ; na XZ, nα e
nγ; e na YZ, nγ e nβ.
Fonte: E-learning UNESP
Figura 5.13 – Seções principais da indicatriz biaxial
Observe que quando o mineral apresenta sinal óptico positivo a bissetriz aguda (BXa) do
ângulo 2V é a direção Z da indicatriz e quando for negativo, a bissetriz aguda será a direção X. Isto
ocorre porque todo eixo óptico é perpendicular a uma seção circular. No caso dos minerais biaxiais,
a seção circular se posiciona na indicatriz segundo a direção de Y e o seu raio é proporcional a nβ.
Vimos que quando o mineral é positivo, nβ se aproxima de nα (ou Y se aproxima de X) e
como o eixo óptico é perpendicular a seção circular, o eixo óptico se aproximará de Z, conforme
mostra a figura 5.14 abaixo.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 37
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.14
Assim, no estudo das indicatrizes biaxiais, utilizamos a designação de raios lento ou
rápido. Como nos minerais biaxiais, os índices de refração associados às direções X (nα), Y (nβ) e
Z (nγ), obedecem sempre a relação nα < nβ < nγ, ao índice de refração associado a X (nα)
corresponderá sempre o do raio rápido e a Z (nγ) o raio lento. Quanto à direção Y ou a nβ,
dependerá a qual outra direção ou índice de refração ele esteja associado. Se for a Z, nβ
corresponderá ao raio rápido mas se for a X ou a nα, será o raio lento.
A indefinição do sinal óptico
Como o sinal óptico dos minerais biaxiais é função do valor assumido por nβ em relação à
nα e nγ, de tal forma que quando nβ se aproximar de nα o sinal óptico do mineral será positivo e,
será negativo, quando nβ se aproximar de nγ. Porém, existe um valor em que nβ será exatamente o
valor médio entre estes dois valores como mostra a fórmula numérica:
Com isso, diz-se que o mineral tem sinal óptico indefinido ou ainda nulo e o seu ângulo 2V
será igual a 90o, ou seja, um eixo óptico estará disposto sobre a seção circular do outro eixo óptico.
Embora esta situação pareça ser apenas uma possibilidade teórica, de fato existem minerais
que se enquadram nesta situação. Como exemplo a forsterita , como mostra a figura ao lado, tem
ângulo 2V entre 85 a 90o e índices de refração variando nos intervalos: nα = 1,635 – 1,640; nβ =
1,651 – 1,660; nγ = 1,670 – 1,680.
A relação entre os índices de refração e o ângulo 2V
A disposição dos eixos ópticos na indicatriz óptica é função dos valores assumidos pelos
diferentes índices de refração dos minerais. Como os eixos ópticos são perpendiculares às seções
circulares, que correspondem à direção Y (ou raio igual a nβ), normalmente se diz que as posições
dos eixos ópticos são controlados pelo índice de refração nβ. Quando o valor de nβ se igualou a
média dos índices de refração extremos da indicatriz (nα e nγ), o sinal óptico do mineral se tornou
indefinido.
Assim, pode-se a partir dos valores dos índices de refração do mineral e através da equação
que define as relações geométricas em uma elipse de revolução com três eixos, estabelecer as
seguintes relações para o ângulo 2V:
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 38
ou
Onde:
Vx = metade do ângulo 2V, medido entre o eixo X da indicatriz até o eixo óptico
VZ = metade do ângulo 2V, medido entre o eixo Z da indicatriz até o eixo óptico
Baseado nestas equações, Mertie (1942) construiu um diagrama onde o valor do ângulo 2V
pode ser estimado para os minerais biaxiais, conforme mostrado na figura abaixo.
Nele, os valores de nα são plotados na ordenada do lado esquerdo e os de nγ do lado direito.
Uma linha une estes dois pontos e sobre ela é assinalado o valor de nβ. A projeção do ponto obtido
sobre a abscissa, corresponde ao valor do ângulo 2V, conforme mostra o exemplo de um mineral
com nα = 1,550; nβ = 1,630; nγ = 1,650. O mineral tem sinal óptico negativo e o valor encontrado
para o ângulo 2V igual a 52º.
Figura 5.15 - Diagrama de Mertier para o cálculo do ângulo 2V de um mineral biaxial. No caso do
exemplo, o mineral possui 2V= 52o. Fonte: e-learning UNESP
5.5. Interferência com nicóis cruzados
Os microscópios petrográficos são usados geralmente nesta posição em que os nicóis
encontram-se formando um ângulo de 90° graus de modo que o nicol inferior (ou polarizador)
permanece fixo no sistema e o nicol superior (ou analisador) pode ser inserido ou não no sistema
ortoscópico.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 39
Nicóis cruzados gera imagens negras quando não há nada ocupando o caminho da luz ou
quando há materiais isotrópicos tais como vidro ou opala, ou cristais isométricos. Minerais que
cristalizam em outro sistema (trigonal, hexagonal, etc), na maioria das posições produzem um range
de cores de interferência com nicóis cruzados.
Fonte: Paul F. Kerr
Na figura 5.16 acima, luz polarizada é observada passando através do mineral e sendo
decomposta nos dois raios (ordinário e extraordinário). Ambos os raios são polarizados, fazendo
ângulos retos entre si, e a luz viaja em diferentes velocidades dentro do mineral ao longo de cada
plano. Como resultado, quando os dois conjuntos de raios emergem na parte superior (entre o
mineral e o analisador), um raio tem viajado mais rapidamente que outro. Ambos continuam ao
longo de uma linha reta até o analisador e vibram fazendo um ângulo reto entre si.
No analisador, quer seja um polaróide ou um prisma de nicol, os dois raios são resolvidos
em um único plano como indicado na figura 5.17 abaixo.
Figura 5.17
Fonte: Paul F. Kerr
Deste modo, os dois raios emergem vibrando em um mesmo plano. Contudo, a fase inicial
de separação causada pelo mineral é retida. Como resultado, quando os raios ordinários e
extraordináriosemergem do analisador eles estão em posição para intervir, e cores de interferência
são observadas. Um esboço do mecanismo é mostrado na figura 5.18 a seguir.
Figura 5.18
Fonte: Paul F. Kerr
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 40
Nesta relação, a separação dos raios Ɛ e ɷ, como determinada pela espessura, posição, e
índices dos minerais, produz diferentes fases como ondas que emergem do analisador. Aqui
resolução de componentes efetivos de cada raio toma lugar dentro do plano do analisador, como
ilustrado anteriormente na figura XX (bola acima). Como resultado desta resolução, dois raios
emergem do analisador. A cor de interferência produzida depende da natureza da luz e da
quantidade de atraso de um conjunto de ondas em relação a outro conjunto. O atraso pode ser
determinado com certo grau de precisão da cor de interferência e é expresso pela letra grega △
(delta). O valor de △ é expresso em milimícrons (mµ), a mesma unidade usada para medir o
comprimento de onda da luz.
O atraso pode ser mudado através de uma variedade de fatores como: (1) variando a
espessura t do mineral, ou (2) mudando a orientação de certa maneira como mudar os índices de
refração n1 e n2 dos dois raios emergindo do mineral. Esta relação pode ser expressa pela equação:
△ = t (n2 – n1)
Onde t representa a espessura do mineral convertido em milimícrons (1mµ = 10-6 mm), n2 é
o maior índice de refração, e n1 é o menor índice de refração para uma particular orientação.
5.6. Diferença de fase
Os dois raios emergindo do mineral têm uma diferença de fase P. Esta diferença é igual ao
atraso dividido pelo comprimento de onda.
P = △
λ
Desde que já tem sido mostrado que
△ = t (n2 – n1)
então:
P = t (n2 – n1),
λ
Quando o atraso é algum múltiplo inteiro do comprimento de onda (nλ), as ondas emergindo
de nicol superior (analisador) se tornam iguais ou opostas e estarão em fase. A resultante é então
igual a zero, e o campo produzido é escuro.
Entre o meio do caminho, máxima intensidade ocorre. Aqui, o atraso é [(2n + 1)/2] λ, e as
componentes das ondas no plano do nicol superior são iguais e no mesmo lado da linha de
transmissão. A onda resultante é igual à soma dos dois componentes.
De forma prática, teremos:
5.6.1. Interferência no nicol superior – primeiro caso: interferência destrutiva
1. Luz passando através do nicol inferior, plano polarizada, encontra uma amostra e divide-se
em raios lento e rápido.
2. Se, o atraso do raio lento = 1 comprimento de onda inteiro, as duas ondas estão EM FASE.
3. Quando a luz atinge o nicol superior, um componente de cada raio é separado dentro da
direção de vibração do nicol superior.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 41
4. Devido ao fato de que os dois raios estão em fase, e fazendo ângulo reto entre si, os
componentes separados estão em direções opostas e por interferência destrutiva, cancelam-
se.
5. O resultado é que nenhuma luz atravessa o nicol superior e o grão aparece preto.
Veja a figura 5.19 abaixo:
ANALISADOR Raio rápido
Raio lento
ATRASO
MINERAL
POLARIZADOR
Fonte: brocku
5.6.2. Interferência no nicol superior – segundo caso: interferência construtiva
1. Se o atraso do raio lento em relação ao raio rápido é de ½ do comprimento de onda, os dois
raios não estarão em fase, e podem ser separados dentro da direção de vibração do nicol
superior.
2. Ambos componentes estão na mesma direção, então a luz construtivamente se interfere e
passa pelo nicol superior. Resultante
ANALISADOR Raio rápido
Raio lento
ATRASO
MINERAL
Fonte: brocku
Figura 5.20
POLARIZADOR
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 42
5.7. Cor de interferência
Os minerais anisotrópicos em nicóis cruzados apresentam cores designadas por cores de
interferência. Considerar um raio de luz polarizada, que emerge do polarizador, e atravessa um
mineral anisotrópico (Figura abaixo). Quando a luz entra no mineral é decomposta em dois raios
que vibram segundo direções perpendiculares e que têm índices de refração diferentes (diferentes
velocidades). Devido à diferença de velocidade o raio lento atrasa-se em relação ao raio rápido e
quando emergem existe uma diferença de fase porque um está à frente do outro. No momento em
que o raio lento sai do mineral o raio rápido já atravessou o mineral e viajou uma distância ∆
designada por atraso.
Figura 5.21 – Representação do raio lento e do raio rápido e do atraso gerado pela diferença de
velocidade entre eles. Fonte: Sebenta de Mineralogia. Universidade de Coimbra.
A magnitude do atraso depende da espessura do mineral (t) e da diferença de índice de
refração dos raios lento (nl) e rápido (nr) no mineral ∆ = d x (nl – nr) = d x δ onde δ é a
birrefringência . O valor numérico da birrefringência depende da direção seguida pela luz através
do mineral. Direções paralelas a um eixo óptico mostram birrefringência zero, outras direções
mostram birrefringência máxima e a maior parte valores de birrefringência intermediária. A
birrefringência máxima é uma propriedade diagnóstica útil na identificação dos minerais ao
microscópio petrográfico. São produzidas cores de interferência quando os raios lento e rápido
alcançam o analisador e são decompostos nas suas componentes. Apenas as componentes dos
raios que vibram na direção do analisador podem passar.
Porque os raios vibram no mesmo plano do analisador interferem. Para luz monocromática,
se o raio lento está um número inteiro de comprimentos de onda atrasado relativamente ao raio
rápido ∆ = nλ nenhuma luz passa no polarizador e o mineral aparece negro (interferência
destrutiva). Por outro lado, se o atraso for de λ/2, 3λ/2 ou, em geral, ∆ = (2n-1) λ/2, as ondas
reforçam-se para produzir brilho máximo (interferência construtiva). Estas relações parecem
contradizer os princípios convencionados sobre interferência da luz: ondas em fase adicionam-se e
ondas que não estejam em fase cancelam-se. No entanto, as relações aqui apresentadas estão
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 43
corretas, pois, os dois raios vibram perpendicularmente, não no mesmo plano, após atravessarem o
mineral. Só quando decompostos nas direções de vibração do analisador interferem construtiva ou
destrutivamente.
Figura 5.22 – Relação entre a espessura da lâmina e a birrefringência. Fonte: e-learning UNESP
Para a luz branca ou policromática todos os comprimentos de onda estão presentes e cada
um é dividido em raio lento e rápido. Para uma determinada espessura de um mineral,
aproximadamente a mesma quantidade de atraso é produzida para todos os comprimentos de onda.
Os dois raios para alguns comprimentos de onda alcançam o analisador em fase e são cancelados,
enquanto os dois raios de outros comprimentos de onda alcançam o analisador fora de fase e são
transmitidos. A combinação dos comprimentos de onda que passam no analisador produz cores de
interferência.
5.7.1. As cores de interferência dependem de três factores: orientação, espessura e
birrefringência.
As cartas de cores de interferência mostram cores de interferência produzidas para atrasos
entre 0 e 1800 nm. Esta sequência de cores é dividida em ordens, com os limites entre as ordens de
550 em 550 nm de atraso.
Assim, as cores de interferência produzidas por diferença de percurso:
D = 0 - 550 mm Þ Cores de 1ª ordem – preto, cinza, amarelo, vermelho
D = 550 - 1100 mm Þ Cores de 2ª ordem – violeta, azul, verde, amarelo, laranja, vermelho
D = 1100 - 1650 mm Þ Cores de 3ª ordem – azul, verde, amarelo, vermelho
D > 1650mm Þ Cores de 4º ordem e acima – tonalidades de verde e vermelho
Cada ordem que consisti a cartade cores de Michael-Lévy (vide ANEXO 01), é separada
pela cor vermelho que se repete a cada intervalo de um comprimento de onda ou 550 mm. Observe
que também há varias cores que se repetem várias vezes, como exemplo o amarelo; 1º ordem (D =
260 mm), 2ª ordem (D = 890 mm) e a 3ª ordem (D = 1140 mm). Há também o caso de cores que
são observadas apenas em uma ordem é o caso do preto e da cor cinza, e suas tonalidades, que
ocorrem apenas em 1º ordem.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 44
5.7.2. Efeito da rotação da platina e posições de extinção e máxima luminosidade
Um fragmento de mineral anisotrópico apresenta duas direções principais de vibração, ou
duas direções privilegiadas (associadas a dois índices de refração principais) denominadas de raios
lento e rápido, que fazem um ângulo de 90° entre si, mas observe que isto só não ocorrerá quando o
mineral seccionar a indicatriz segundo a direção de uma seção circular, e neste caso conterá apenas
um único índice de refração (nɷ no caso dos minerais uniaxiais e nβ no caso dos minerais biaxiais).
Dependendo da posição destes dois raios em relação às direções de vibração do polarizador
inferior e analisador, que pode ser feita através do movimento de rotação da platina, teremos as
seguintes situações extremas:
Posição de extinção
É quando as direções de vibração do mineral (ou direções privilegiadas) coincidem com as
direções de vibração do polarizador e analisador. Nesta situação o raio de luz que deixa o
polarizador vibrando segundo certa direção (P-P), ao incidir no mineral o atravessará e continuará
vibrando segundo a mesma direção, pois coincide com uma direção privilegiada do mineral (a do
raio lento ou a do raio rápido). Ao atingir o analisador, o raio será totalmente absorvido, pois está
polarizado perpendicularmente a ele e nenhuma luz será transmitida ao observador, conforme
mostra o esquema da Figura abaixo. Diz-se que o mineral nesta posição está extinto ou em posição
de extinção.
Fonte: E-learning UNESP
Figura 5.23 - Mineral em posição de extinção onde suas direções de vibração, r1 e r2, estão
paralelas ao polarizador e analisador.
Posição de máxima iluminação
Nesta situação, as duas direções de vibração (r1 e r2) do mineral formam um ângulo de 45°
com o analisador e polarizador, o mineral apresentará a máxima luminosidade, uma vez que a onda
resultante será a soma vetorial destas duas direções, que por sua vez coincidirá com a direção de
vibração do analisador, conforme mostra o esquema da figura 5.24 abaixo. O mineral orientado
nestas condições diz-se estar em sua posição de máxima iluminação ou luminosidade.
Fonte: e-learning UNESP
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 45
Figura 5.24 - mineral em posição de máxima iluminação. Observe que a soma vetorial de suas
direções de vibração, r1 e r2 fazem um ângulo de 45º com os dois polarizadores (AA e PP).
Observe também que a soma vetorial de r1 com r2 produz uma resultante R, que é coincidente com
a direção do analisador (AA).
Qualquer outra posição dos planos de vibração do mineral em relação ao polarizador e
analisador, diferentes daquelas extremas (extinção e máxima luminosidade), o mineral exibirá uma
iluminação intermediária entre ambas.
Na prática, para se localizar as posições dos dois planos de vibração do mineral este é
trazido à posição de extinção pela rotação da platina. Nesta posição, os planos de vibração do
analisador e polarizador são paralelos aos planos de vibração do mineral. Se a partir desta posição
rotacionarmos a platina em 45° (no sentido horário ou anti-horário) atinge-se a posição de máxima
luminosidade do mineral, ou seja, as direções de vibração do mineral estarão a 45° daquelas do
analisador e polarizador.
5.8. Os compensadores e as posições dos raios lento e rápido de um mineral
Dentre os acessórios utilizados em mineralogia óptica, os compensadores são os mais
importantes, tanto é que os dois termos são empregados como sinônimos. Os compensadores são
placas de minerais montados de forma orientada em uma estrutura metálica que lhes dão suporte.
Três tipos de compensadores são empregados: 1) de mica, 2) de gipso ou quartzo, 3) cunha de
quartzo já apresentados na seção 2.4.2. partes do microscópio. Cada um desses acessórios de
compensação está dimensionado para ser introduzido na fenda acessória do microscópio,
imediatamente abaixo do analisador, de tal forma a interceptar e interagir com todos os raios de luz
provenientes do mineral.
Os compensadores se inserem no conjunto óptico do microscópio segundo a direção NW-
SE, ou seja, formando um ângulo de 45° com os polarizadores. Como todo material anisotrópico, os
compensadores possuem duas direções privilegiadas de propagação da luz, perpendiculares entre si.
Uma delas corresponde ao índice de refração maior e é denominada por direção lenta, e a
outra de índice de refração menor, designada por direção rápida. Os compensadores são construídos
de tal forma que paralelamente a sua direção de maior dimensão, tem-se a direção de maior
velocidade de propagação da luz (raio rápido) e, portanto, a 90° desta posição, ou segundo a direção
de menor dimensão do compensador, o raio lento (ou o de menor velocidade). Geralmente, acham-
se gravadas no corpo metálico destes compensadores, somente a direção de menor velocidade, com
uma seta e pela letra γ, conforme mostram as figuras abaixo.
Figura 5.25 - Mica Figura 5.26 - Gipso ou quartzo
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.27 - cunha de quartzo
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 46
A principal função desses compensadores é acentuar ou compensar o atraso entre os raios
lento e rápido que emergem do mineral em análise na platina do microscópio. Os atrasos produzidos
por estes compensadores são de ¼ λ ou 140 mm para o de mica e para os de quartzo ou gipsita de 1
λ ou 550 mm, Figuras x, x e x respectivamente. Se consultarmos a carta de cores, verificaremos
então que 140 mm correspondem à cor cinza, e 550 mm ao vermelho. Então se a nicóis cruzados e
com uma substância isotrópica entre os polarizadores, inserirmos um desses compensadores na
fenda acessória do microscópio, deveremos observar a cor de interferência característica de cada um
deles.
A cunha de quartzo especificamente, ao contrário dos outros compensadores, possui uma
espessura variável de modo a produzir um atraso progressivo de ¼ λ (na porção mais delgada) até
1700 mm (na porção mais grossa) já correspondendo a cores de interferência de 3ª ordem (a cunha
de quartzo é introduzida na fenda acessória iniciando com sua parte menos espessa).
De maneira geral, o compensador de mica é especialmente útil quando se analisa minerais
cuja cor de interferência é baixa, a de gipsita ou quartzo para minerais de cores de interferência
muito baixas a intermediárias e a cunha de quartzo para aqueles de cores de interferência muito
altas.
Utiliza-se destes acessórios para a determinação dos raios lento e rápido dos minerais, na
avaliação da ordem de uma cor de interferência e na conoscopia, para a determinação do sinal
óptico dos minerais.
5.8.1. Determinação dos raios lento e rápido de um mineral
Um raio de luz, ao atravessar um mineral anisotrópico, divide-se em dois outros que vibram
em planos perpendiculares entre si, propagando-se a velocidades diferentes. Após atravessarem o
mineral de espessura “e”, estes dois raios apresentam uma diferença de caminhamento = t (N – n).
Quando o mineral está extinto, as suas duas direções privilegiadas de vibração estão
paralelas ao analisador e ao polarizador (figura 5.28). Girando-se a platina do microscópio em 45º a
partir da posição de extinção, o mineral estará em posição de máxima iluminação, a 45º das
direções dos polarizadores (= polarizador inferior e analisador) e as suas duas direções privilegiadas
estarão paralelasaos raios lento e rápido do acessório como indicados na figura abaixo. Observe
que o compensador é inserido no sistema óptico segundo um ângulo de 45 º com os polarizadores
do microscópio.
Figura 5.28 - Mineral em posição de extinção Mineral em máxima iluminação
Fonte: E-learning UNESP
Duas situações podem ocorrer com a introdução do acessório:
1) Adição das diferenças de caminhamento produzidas pelo mineral D1 e pelo acessório Da dando
uma diferença de caminhamento total D2 = D1 + Da e a cor de interferência resultante aumentará,
em um valor proporcional ao atraso produzido pelo compensador. Com isso, dizemos que houve,
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 47
adição nas suas cores de interferência. Vide figura 5.29 abaixo:
Fonte: E-learning UNESP
Figura 5.29 - O raio de luz que deixa o polarizador vibrando segundo um plano horizontal que ao
coincidir no mineral, sofre o fenômeno da dupla refração, surgindo dois raios R e L, com direções
de vibração ortogonais entre si e atrasadas em D1. Ao incidirem com o acessório, as direções raio
lento e rápido do mineral, coincidem com aquelas do compensador, com isso o atraso D1 passa a
ser maior, ou seja, D2.
2) subtração das diferenças de caminhamento, dando uma diferença total de D3 = D1 - Da e a cor de
interferência resultante do mineral será de ordem inferior à original e, portanto, houve subtração nas
cores de interferência, figura abaixo.
Fonte: E-learning UNESP
Figura 5.30 - O raio de luz que deixa o polarizador vibrando segundo um plano horizontal que ao
coincidir no mineral, sofre o fenômeno da dupla refração, surgindo dois raios R e L, com direções
de vibração ortogonais entre si e atrasadas em D1. Ao incidirem com o acessório, as direções lento
e rápido do mineral não coincidem com aquelas do compensador, com isso o atraso D1 passa a ser
menor, ou seja, D3.
A adição das cores de interferência ocorre quando a direção do raio lento do mineral for
paralela à direção do raio lento do acessório. Neste caso, o raio lento e o raio rápido, ao emergirem
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 48
do mineral apresentam um atraso D1 e ao penetrarem no acessório, o raio lento proveniente do
mineral se propagará vibrando segundo a direção lenta do acessório e, portanto, percorrerá ao sair
dele uma distância ainda menor do que aquela quando emergiu do mineral, em relação ao raio
rápido (D2).
Então, a diferença de caminhamento pelo acessório é adicionada àquela produzida pelo
mineral, Figura 29.
Por outro lado, quando se verifica subtração nas cores de interferência do mineral, os seus
raios lento e rápido são paralelos, respectivamente, aos raios rápido e lento do acessório. Com isso,
haverá uma diminuição muito mais acentuada do raio rápido proveniente do mineral do que aquele
lento (que atravessa o compensador segundo sua direção rápida). Com isso, haverá uma diminuição
ou compensação no atraso entre os dois raios e assim, subtração na cor de interferência observada
(D3), Figura 30.
Na prática a determinação da posição dos raios lento e rápido de um mineral é feita girando-
se a platina do microscópio até a sua posição de extinção, onde suas duas direções de vibração estão
paralelas às direções de vibração do polarizador e analisador. A partir desta posição, gira-se a
platina do microscópio em 45º, atingindo-se a posição de máxima luminosidade e assim, as direções
de vibração do mineral ficam paralelas aquelas do acessório, que quando introduzido no sistema
óptico, pode-se verificar:
1) Adição das cores de interferência: Raios Lento e Rápido do mineral coincidem com os Raios
Lento e Rápido do acessório, Figura 5.31.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.31 - Esquema de um mineral em posição de máxima iluminação que mostrará adição nas
cores de interferência quando inserido o compensador uma vez que as direções lenta (L) e rápida
(R) do mineral coincidirão com aquelas lenta (γ) e rápida do compensador.
2) Subtração das cores de interferência: Raios Lento e Rápido do mineral coincidem com os
Raios Rápido e Lento do acessório, Figura 5.32. Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.32 - Esquema de um mineral em posição de máxima iluminação que mostrará adição nas
cores de interferência quando inserido o compensador uma vez que as direções lenta (L) e rápida
(R) do mineral não coincidirão com aquelas lenta (γ) e rápida do compensador.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 49
A utilização da cunha de quartzo na determinação dos raios lento e rápido é também
bastante útil. Na maioria das vezes as bordas dos minerais apresentam-se sob a forma de cunha.
Como a birrefringência de um certo grão mineral é proporcional à sua espessura, verifica-se uma
variação de cores nesta região que segue a carta de cores: ex: cinza, amarelo, laranja, vermelho e
azul, etc.
Quando se introduz a cunha de quartzo ao sistema óptico, a diferença de caminhamento final
total entre os raios lento e rápido que emergem para o observador será proporcional à soma de
atrasos devido ao mineral e à cunha de quartzo.
Assim sendo, quando os raios lento e rápido do mineral coincidem com os da cunha de
quartzo, ao introduzir este compensador, tem-se a sensação de que as cores de interferência se
movimentam para fora do mineral, indicando que houve adição nas cores de interferência, Figura
5.33.
Fonte: E-learning UNESP
Figura 5.33 - Esquema de um mineral em posição de máxima iluminação mostrando adição nas
cores de interferência quando inserida a cunha de quartzo, com as cores de interferência se
movimentando para fora do mineral uma vez que o compensador é introduzido no sistema com as
direções lenta (L) e rápida (R) do mineral coincidirão com aquelas e lenta (γ) e rápida do
compensador.
Quando os raios lento e rápido do mineral coincidem respectivamente com os raios rápido e
lento da cunha verificar-se-á o efeito de subtração nas cores de interferência com a introdução da
cunha tendo-se a sensação que as cores de interferência se movimentam para dentro do mineral,
Figura 5.34.
Fonte: E-learning UNESP
Figura 5.34 - Esquema de um mineral em posição de máxima iluminação mostrando subtração nas
cores de interferência quando inserida a cunha de quartzo, com as cores de interferência se
movimentando para dentro do mineral uma vez que o compensador é introduzido no sistema com as
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 50
direções lenta (L) e rápida (R) do mineral coincidirão com aquelas e rápida e lenta (γ) do
compensador.
5.9. Placas acessórias
As placas acessórias, ou compensadores, são utilizadas para determinar qual é a direção do
raio rápido e do raio lento no mineral. Esta informação é usada para determinar o sinal de
alongamento e também o sinal óptico. As placas acessórias podem também ajudar a distinguir
diferentes ordens de cores de interferência.
As placas acessórias mais utilizadas são as de gesso e as de mica. São constituídas por
lâminas muscovita ou gesso. Porque qualquer destes minerais é anisotrópico, quando a luz os
atravessa divide-se em dois raios, um lento e o outro rápido. Estes elementos ópticos são
cuidadosamente montados no microscópio de forma a produzirem uma quantidade de atraso
conhecida e de forma a que a direção de vibração do raio lento se oriente na direção NE-SW do
microscópio, enquanto a direção de vibração do raio rápido se orienta na direção NW-SE do
microscópio, ou seja, paralelamente ao eixo maior da placa acessória.
A placa ou compensador de gesso (figura 5.35a), também conhecida por placa vermelha de
primeira ordem é marcada com as seguintes designações: Gips, Gyps, Rot I, 1λ, ∆ = 550 nm ou
∆=537 nm. Produz um atraso de 537 ou 550 nm, dependendo do fabricante, e dá uma cor de
interferência carmesim(cor de transição de primeira para segunda ordem na carta de cores de
interferência) para luz branca.
A placa ou compensador de mica, também designada por placa um quarto de comprimento
de onda, pode estar marcada com as seguintes designações: Mica, Glimmer, ¼ λ ou ∆ = 147 nm.
Produz um atraso de 150 nm e dá uma cor de interferência branca de primeira ordem.
Considere um mineral colocado na platina do microscópio com as direções de vibração dos
raios lento e rápido a 45° (lento – NE-SW, rápido – NW-SE) (figura 5.35b). A luz que passa
através do mineral é dividida em dois raios e quando emerge o raio lento está atrasado de um valor
∆M relativamente ao raio rápido. Se a placa acessória for inserida, as direções de vibração dos raios
lento e rápido da placa serão paralelas às direções dos raios lento e rápido, respectivamente, do
mineral. Quando o raio lento e o raio rápido do mineral entram na placa acessória, o raio lento fica
atrasado uma distância adicional igual ao atraso ∆A da placa acessória.
O atraso total é a soma dos dois:
∆T = ∆M + ∆A
e a cor de interferência aumenta. Se o mineral produz um atraso de 250 nm (branco de primeira
ordem) e se usarmos a placa de gesso (∆A = 550 nm) o atraso total é de 800 nm e a cor de
interferência observada sobe para amarelo de segunda ordem. Assim, adição de atrasos = lento
sobre lento.
Na figura 5.35c, o mineral está rodado de forma que a direção de vibração do raio rápido é
paralela à direção de vibração do raio lento da placa acessória e vice versa. O raio lento no mineral
torna-se o raio rápido na placa acessória. O atraso total produzido pelo mineral e placa acessória é o
valor absoluto da diferença entre os atrasos do mineral e da placa de gesso
∆T = ∣∆M - ∆A∣
Se o mineral produz um atraso de 250 nm e é usada a placa de gesso (∆A = 550nm), o atraso
total será de 300 nm e a cor de interferência produzida é um branco amarelado.
Assim:
subtração de atrasos = lento sobre rápido.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 51
Figura 5.35 – Vide legenda no corpo do texto acima. Fonte: Sebenta de Mineralogia –
Universidade de Coimbra.
5.10. Determinação da ordem de uma certa cor de interferência
A determinação da ordem de certa cor de interferência pode ser feita através do uso dos
compensadores. Seja, por exemplo, um mineral que apresente uma cor de interferência amarela. Se
verificarmos na carta de cores, há amarelo em 1°, 2° e 3° ordens. Utilizando-se de um compensador
de gipso, leva-se o mineral à posição de extinção e então, rotaciona-se a platina em 45°,
procurando-se a posição de máxima iluminação. Nesta situação insere-se o compensador, com os
possíveis resultados listados na abaixo:
A cor de interferência amarela se tornará: A cor de interferência do mineral é:
- 550 mµ + 550 mµ
Amarela de 1a ordem = 300 mµ Cinza ( = 250mµ) Verde: 850 mµ
Amarela de 2a ordem = 900 mµ Amarela ( = 350mµ) Amarela: 1450 mµ
Amarela de 3a ordem = 1500 mµ Laranja ( = 950mµ) Vermelha: 2050 mµ
Tabela 5.2 - Determinação da ordem de uma certa cor de interferência
5.11. Cores de interferência anômalas
Cores de interferência anômalas são aquelas cujas matizes não se encontram na carta de
cores. Podem ser causadas por dois motivos:
1) Minerais que apresentam cor natural muito forte. Veja este caso:
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 52
O mineral aegerina, um clinopiroxênio sódico, que apresenta uma cor natural verde muito
intensa. Com isso as cores de interferência observadas serão sempre adicionadas a esta cor natural
do mineral, no caso imprimindo tonalidades esverdeadas.
2) Minerais com dispersão variada dos índices de refração:
Existem alguns minerais que apresentam valores muito diferentes de índices de refração para
diferentes comprimentos de onda que compõem a luz branca que incide em um mineral. Esta
dispersão nos índices de refração dos raios rápido e lento que deixam o mineral, pode ser muito
grande ou muito pequena. No último caso o mineral poderá ter comportamento de uma substância
isótropa para certos comprimentos de onda, ou seja, as cores correspondentes serão completamente
absorvidas pelo cristal. Com isso, estes comprimentos de onda que faltarão na composição espectral
da luz branca (da luz incidente no mineral), levarão ao surgimento de tonalidades de cores
diferentes daquelas observadas na carta de cores. Veja este caso:
O mineral epidoto, um nesossilicato cálcico, que apresenta cores anormais devidas as
tonalidades azuis-arroxeadas assumidas pela forte absorção destes comprimentos de onda pelo
mineral.
Outro minerais apresentam esta anomalia. A citar: vesuvianita, clinozoisita, zoisita, brucita e
algumas variedades de clorita.
5.12. Birrefringência
Um raio de luz polarizado ao atravessar um mineral anisotrópico orientado adequadamente,
sofre o fenômeno da dupla refração, com o aparecimento de dois raios refratados, um rápido e outro
lento, cujas velocidades são inversamente proporcionais aos índices de refração associados àquela
seção do mineral. A diferença numérica entre os valores máximo (N) e mínimo (n) dos índices de
refração de um mineral recebe o nome de birrefringência.
Conforme mostra a equação D = t (N- n), a cor de interferência apresentada por um certo
mineral anisotrópico, que corresponde a diferença de percurso ou atraso (D) entre os raios rápido e
lento que deixam o mineral, e é função de sua espessura (e) e da diferença entre os índices de
refração associados a seção considerada ou birrefringência (N-n). Assim fica evidente que para uma
mesma espécie mineral, com espessura constante, a birrefringência por ele apresentada, dependerá
unicamente de sua orientação óptica.
A birrefringência de um mineral (N-n) pode variar de zero até um valor máximo. Ao valor
máximo da diferença de percurso ou atraso (D) corresponderá a maior diferença entre os índices de
refração (N-n), que é chamada de birrefringência máxima (d), que é aquela reportada na literatura.
5.12.1. Birrefringência de minerais isotrópicos
Será sempre nula, pois estes minerais possuem um único índice de refração e (n-n) = 0
5.12.2. Birrefringência dos minerais uniaxiais
Para minerais uniaxiais a birrefringência é máxima quando estes forem cortados
paralelamente à seção principal, ou seja, o eixo óptico será paralelo à platina do microscópio e cores
de interferência de maior ordem. A birrefringência máxima é dada pelas diferenças (nƐ - nɷ), se seu
sinal óptico for positivo, ou (nɷ - nƐ) se for negativo.
Os cristais de minerais uniaxiais, cujos eixos ópticos são perpendiculares à platina do
microscópio, apresentam birrefringência nula (nɷ - nɷ = 0) e a cor de interferência será preta,
independente da espessura e da posição em relação ao polarizador e analisador.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 53
Outros cristais, cujos eixos ópticos estão em posição intermediária entre estes extremos,
apresentam para uma espessura constante, cores de interferência e birrefringência intermediária
entre os dois casos descritos anteriormente.
5.12.3. Birrefringência de minerais biaxiais
Os minerais biaxiais apresentam birrefringência máxima, quando cortados paralelamente ao
plano óptico, uma vez que nessa seção encontram-se nγ e nα, ou seja, os índices de refração
máximo e mínimo, respectivamente.
Para se localizar um fragmento de mineral cortado segundo esta direção, deve-se
procurar por aqueles que apresentam cores de interferência de maior ordem, em comparação
aos demais.
Por outro lado, um fragmento de mineral biaxial cortado segundo uma de suas seções
circulares, ou seja, a seção circular sendo paralela à platina do microscópio, apresentará
birrefringência nula, pois apenas um índice de refração estará associada a esta seção - nβ. Quaisquer
outras seções apresentarão valores de birrefringência intermediária entre estes dois casos extremos.5.12.4. A determinação da birrefringência
Teoricamente, pode-se determinar a birrefringência de qualquer grão mineral, mas somente
a birrefringência máxima é que tem importância na identificação de minerais, sejam eles uniaxiais
ou biaxiais, ou seja, devem ser avaliadas somente para aqueles fragmentos que apresentam cores de
interferência mais alta em comparação com os demais, uma vez que sob estas condições, as seções
devem se aproximar da seção principal, no caso de minerais uniaxiais ou do plano óptico, no caso
de minerais biaxiais. Para a determinação da birrefringência, utilizamos a equação D = t (N- n),
onde há necessidade de se conhecer dois dos seus três temos. Assim, para a determinação da
birrefringência de um mineral há necessidade que conheçamos a sua cor de interferência máxima e
sua espessura.
Como exemplo, seja um cristal qualquer com espessura = 0,03 mm e apresenta uma cor de
interferência máxima vermelha - △ ± 540 mm. Então utilizando a carta de cores da lançamos o
valor da espessura nas ordenadas, o atraso no eixo das abscissas e determinamos o valor da
birrefringência nas retas diagonais, conforme mostra a figura abaixo:
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.36 – determinação de birrefringência máxima de um mineral cuja cor de interferência
observada é 540 mm e a espessura é 0,003 mm, que definem duas retas; uma paralela ao eixo das
abscissas e outra a das ordenadas. A intersecção de ambas define um ponto quase unido a origem e
prolongado para o extremo superior do diagrama fornece o valor da birrefringência, ou seja, 0,018.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 54
Note bem! Não é possível orientar o mineral na platina do microscópio de maneira a obter-se um
único raio (rápido ou lento) e este exclusivamente passe através do analisador, pois nesta situação,
este raio sairia sempre vibrando perpendicularmente ao analisador e consequentemente o mineral
estaria extinto. O que passa através do analisador é sempre uma combinação vetorial dos dois raios
(lento e rápido), cuja cor é proporcional ao atraso provocado pelo cristal.
A tabela 5.3 abaixo mostra a nomenclatura mais utilizada para os valores de birrefringência:
Tabela 5.3 - Nomenclatura mais utilizada para os valores de birrefringência
5.13. Determinação da espessura de um grão mineral
Quando se conhece a birrefringência de certo mineral, pode-se determinar sua espessura,
través da carta de cores ou da equação D = t (N – n).
As seções delgadas de rochas possuem uma espessura constante para todos os minerais que
a constituem. Quando se quer avaliar se uma lâmina de fato está com sua espessura correta, ou seja,
≈ 0,03 mm, um mineral com birrefringência conhecida é escolhido. Normalmente este mineral é o
quartzo devido a sua abundância nos diferentes tipos de rocha (ígneas, metamórficas e
sedimentares) e da constância de sua composição química (SiO2). Como conseqüência sua
birrefringência é praticamente constante igual a 0,009.
Como a cor de interferência de um mineral é função de sua espessura (t), na sua
determinação, escolhe-se um cristal conhecido que apresente cor de interferência máxima, pois este
também terá birrefringência máxima.
Escolhido o cristal e determinada a sua cor de interferência, localiza-se a sua birrefringência
na parte superior da carta de cores, ou seja, já se têm determinados uma linha vertical (D) e outra
diagonal (N-n). Na intersecção destas duas linhas, transportada horizontalmente para o eixo das
ordenadas (ou espessuras), lê-se a espessura do cristal, conforme mostra a figura 5.37 abaixo. Ex.
Mineral quartzo, cor de interferência máxima cinza de 1ª ordem, = 225 mm e (N - n) = 0,009:
Fonte: e-learning UNESP
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 55
Figura 5.37 – Determinação de espessura de um mineral cuja cor de interferência observada é 225
mm e a birrefringência é 0,009 que definem duas retas. A intersecção de ambas define um ponto no
eixo das ordenadas que equivale a espessura, resultando em 0,025.
Podemos obter o mesmo resultado aplicando a expressão:
5.14. Ângulo e tipos de extinção
Todo mineral anisotrópico quando observado a nicóis cruzados, apresenta-se extinto toda
vez que suas direções de vibração principais conscidirem com o polarizador e analisador do
microscópio petrográfico.
Define-se ângulo de extinção como sendo aquele formado por uma direção cristalográfica
qualquer, como: traço de clivagem, plano de geminação, eixo cristalográfico, etc. e uma direção de
vibração do mineral (o raio lento ou o raio rápido), conforme mostra a Figura abaixo.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.38 – Esquema de um mineral hipotético mostrando as relações entre uma direção
cristalográfica (eixo cristalográfico c) e as direções de vibração. Observe que Ɛ é o ângulo de
extinção, no caso do exemplo, aquele formado entre o raio rápido r e a direção do eixo c.
Para medir-se o ângulo de extinção, gira-se a platina do microscópio de tal forma a alinhar
uma direção cristalográfica com um dos retículos, anotando-se o valor da platina nesta posição. A
seguir, gira-se novamente a platina até a posição de extinção do mineral, anotando-se o valor nesta
nova posição. O ângulo de extinção será a diferença entre estas duas posições, figura 5.39:
Fonte: e-learning UNESP
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 56
Figura 5.39 – Determinação do ângulo de extinção do mineral. Em A as direções dos traços de
clivagem foram alinhados segundo o retículo N-S. A seguir, a nicóis cruzados, rotacionando-se a
platina do microscópio em busca da posição de extinção. Em B, a nicóis cruzados, o mineral foi
rotacionado de forma a encontrar-se a posição de extinção, ou seja, os raios rápido (r) e lento (l) do
mineral ficaram paralelos às direções polarizadas. O ângulo de extinção assim obtido foi de 30º.
Se o ângulo de extinção obtido for diferente de 45º, deve-se observar que haverão dois
ângulos de extinção diferentes, complementares entre si, conforme mostra a Figura 5.38. Por
convenção, deve-se sempre utilizar o ângulo de menor valor.
5.14.1. Quanto aos tipos de extinção:
Extinção Reta ou Paralela: Quando o ângulo entre a direção cristalográfica coincidir com uma das
direções de vibração do mineral. No caso do exemplo, a direção cristalográfica considerada foi a
clivagem Í o ângulo entre o raio rápido (r) e a direção de clivagem é de 0° - o ângulo do raio lento
com a direção de clivagem é de 90°.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.40 - Observe que no exemplo, o mineral está em posição de extinção, pois os raios rápido
e lento estão paralelos ao analisador e polarizador.
Extinção Inclinada ou Oblíqua: Quando o ângulo entre a direção cristalográfica não coincidir
com nenhuma das direções de vibração do mineral. No caso do exemplo, a direção cristalográfica
considerada foi a clivagem - o ângulo entre o raio rápido e a direção de clivagem é = Ɛ ≠ 0° - o
ângulo do raio lento com a direção de clivagem é também ≠ 0° e = 90° - Ɛ.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.41 - Observe que no exemplo, o mineral está em posição de extinção, pois os raios rápido
e lento estão paralelos ao analisador e polarizador.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 57
Extinção Simétrica: Quando as direções de vibração dos raios rápido (r) e lento (l) se posicionam
na bissetriz do ângulo formado entre duas direções cristalográficas do mineral. No caso do exemplo,
as direções cristalográficas consideradas foram os dois traços de clivagem – ângulo entre os traços
de clivagem e qualquer uma das direções de vibração do mineral é sempre Ɛ.
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.42 - Observe que no exemplo, o mineral está em posição de extinção, pois os raios rápido
e lento estãoparalelos ao analisador e polarizador
5.15. Sinal de Elongação
O sinal de elongação é definido exclusivamente para minerais que apresentam hábito
alongado (como prismático, acicular, tabular, etc). Basicamente, consiste em identificar qual raio,
lento ou rápido, é paralelo (ou sub-paralelo) à direção de maior alongamento do mineral:
5.15.1. Elongação Positiva
Minerais onde a direção de vibração do raio Lento (ou direção com maior índice de
refração) é paralelo ou sub-paralelo a direção de maior alongamento do mineral (em inglês: length
slow).
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.43 – Esquema de um mineral com elongação positiva, ou seja, o raio lento está
subparalelo à direção de maior alongamento do mineral.
5.15.2. Elongação Negativa
Minerais onde a direção de vibração do raio Rápido (ou direção com menor índice de
refração) é paralelo ou sub-paralelo a direção de maior alongamento do mineral (em inglês: length
fast).
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 58
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.44 - Esquema de um mineral com elongação negativa, ou seja, o raio rápido está
subparalelo à direção de maior alongamento do mineral.
O sinal de elongação é uma propriedade óptica relevante na identificação de um mineral.
Porém “armadilhas cristalográficas” podem surgir fazendo com que a elongação dependa da face
cristalina e da direção de corte do mineral. Veja na Figura 5.45 abaixo, o que pode acontecer com
um mineral que apresente hábito prismático em A e tabular em B:
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.45 – Representação esquemática de minerais hipotéticos com hábitos prismático (A) e
tabular (B) onde estão assinalados seus respectivos sinais de elongação. Observe que toda vez que
Y for paralelo à direção de maior alongamento do mineral, o sinal de elongação poderá ser positivo
ou negativo.
5.15.3. Sinal de elongação indefinido
O sinal de elongação resume-se a determinar se o raio lento ou o rápido é paralelo ou sub-
paralelo ao maior alongamento do mineral. Embora estejamos considerando apenas minerais com
hábito alongado, há a possibilidade de indefinição do sinal de elongação, quando os raios rápido e
lento de um mineral estiverem dispostos a 45° da direção de seu maior alongamento, figura 5.46.
Mesmo quando a posição destes raios não é exatamente 45°, mas se aproxima deste ângulo,
qualquer inclinação um pouco maior da seção de corte em relação a uma face longitudinal de um
mineral, pode levar a obtenção de sinais de elongação ora positivos ora negativos.
Como exemplo para caso acima, podemos citar o mineral augita, cujo ângulo entre direção
óptica Z e o eixo C cristalográfico estão bem próxima aos 45º, conforme mostra a figura 5.46.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 59
Fonte: e-learning UNESP
Figura 5.46 – Modelo óptico cristalográfico de um cristal de augita. Observe na seção (010) que o
ângulo que a direção Z faz com a de maior comprimento do mineral (eixo cristalográfico c)
podendo assumir o valor de 45º, levando a uma indefinição no sinal de elongação.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 60
CCaappííttuulloo 66 LLuuzz ppoollaarriizzaaddaa ccoonnvveerrggeennttee
6.1. Introdução
O sistema conoscópico, no microscópico petrográfico, é composto pelo analisador,
condensador móvel, lente de Amici-Bertrand e objetiva de grande aumento linear (40 a 60x). A
observação conoscópica dos minerais transparentes consiste na obtenção de figuras de interferência,
o que permite analisar um grande número de propriedades ópticas ao mesmo tempo, dentre elas:
Caráter isotrópico ou anisotrópico;
Caráter uniaxial ou biaxial;
Sinal óptico dos minerais uniaxiais e biaxiais;
Estimativa da birrefringência;
Obtenção do valor aproximado do ângulo 2V dos minerais biaxiais;
Orientação óptica dos minerais, que consiste na localização das direções ordinária e extraordinária
dos minerais uniaxiais; e aquelas X, Y e Z dos minerais biaxiais;
Tipos de dispersão da luz;
Figura 6.1 - Esquema mostrando a formação da figura de interferência na superfície da Lente de
Amici-Bertrand pela atuação do condensador móvel. Fonte: e-learning UNESP
No sistema conoscópico, o feixe de luz proveniente do polarizador incidente sobre a face
inferior de um mineral, não é paralelo, mas sim fortemente convergente, devido à atuação do
condensador móvel, de tal forma que em seu interior se desenvolve um cone de luz fortemente
divergente que se dirige para a lente de Amici-Bertrand. Com isso, mesmo para um mineral com
espessura constante, os raios de luz percorrem espessuras diferentes em seu interior, o que resulta
no aparecimento das figuras de interferência.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 61
Os minerais isotrópicos não geram figuras de interferência, enquanto que os minerais
anisotrópicos apresentam figuras de interferência de vários tipos, conforme sua natureza óptico-
cristalográfica.
6.2. Figura de interferência
Uma figura de interferência é obtida para determinar se um mineral é uniaxial ou biaxial e,
também, para determinar o seu sinal óptico (positivo ou negativo). Se o mineral for biaxial o
ângulo 2V também pode ser medido. A figura de interferência também permite confirmar a
orientação das seções. Para fazer uma figura de interferência deve-se:
• Focar o grão do mineral com a objetiva de maior ampliação.
• Introduzir o condensador auxiliar e voltar a focar, se necessário. Inserir o analisador.
• Inserir a lente de Bertrand. A figura de interferência pode também ser observada sem a lente de
Bertrand, removendo a ocular e olhando diretamente pelo tubo do microscópio.
A figura de interferência é formada próximo da superfície superior da objectiva e é
constituída por um padrão de cores de interferência, designado por isocromáticas, ao qual se
sobrepõem bandas escuras, designadas por isogiras. A natureza da figura de interferência e o seu
comportamento à medida que a platina é rodada depende da orientação do grão do mineral e do
sistema cristalográfico. As figuras de interferência são diferentes nos minerais uniaxiais e biaxiais.
6.3. Figuras de interferência uniaxiais
Uma figura de interferência do eixo óptico uniaxial é produzida se o eixo óptico do mineral
uniaxial for perpendicular à platina do microscópio (Figura 6.2).
Figura 6.2 - Figura de interferência uniaxial com eixo óptico vertical (NESSE, 2000).
Um grão com um eixo óptico vertical deve apresentar as cores de interferência mais baixas
de todos os grãos da amostra. As isógiras formam uma cruz negra sobreposta num padrão circular
de isocromáticas.
O ponto central, onde se cruzam as isogiras, é designado por melátopo e marca o ponto de
emergência do eixo óptico. As cores de interferência aumentam de ordem a partir do melátopo;
cores de primeira ordem baixas aparecem próximo do melátopo. Se o eixo óptico for perfeitamente
vertical a figura de interferência não muda durante a rotação completa da platina.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 62
A presença de um só melátopo indica que o mineral é uniaxial. Os minerais biaxiais
produzem figuras de interferência com dois melátopos.
Na figura abaixo mostra-se a formação das isocromáticas. O condensador auxiliar
proporciona luz fortemente convergente que atravessa o mineral e é recolhida pela objetiva. A luz
que segue o trajeto 1, paralelo ao eixo óptico, não se divide em dois raios e sai do mineral com um
atraso igual a zero, dando origem ao melátopo. A luz que segue o trajeto 2 experimenta atraso
moderado porque o ângulo que faz com o eixo óptico é pequeno. A luz que segue o trajeto 3, faz um
ângulo maior com o eixo óptico,percorre uma distância maior no mineral, logo o atraso é
proporcionalmente maior e a birrefringência também. Porque as propriedades ópticas são simétricas
em torno do eixo óptico, aneis de igual atraso e cor de interferência formam-se em torno do
melátopo. Os grãos de minerais mais espessos ou que têm maior birrefringência mostram mais
isocromáticas do que os grãos finos ou com baixa birrefringência.
As isógiras formam-se onde as direcções de vibração na figura de interferência são N-S e E-
W. São áreas de extinção.
Figura 6.3 - Formação de isocromáticas (NESSE, 2000). (a) A luz que segue a trajetória 1 emerge
no ponto M (melátopo) com um atraso igual a zero porque é paralela ao eixo óptico. As trajetórias 2
e 3 produzem atrasos progressivamente maiores porque tanto a birrefringência como o comprimento
do trajeto na amostra aumentam. (b) As propriedades ópticas são simétricas em torno do eixo
óptico, por isso, são produzidos anéis de igual atraso em torno do melátopo.
A figura 6.4 abaixo mostra, esquematicamente, as direcções de vibração para luz fortemente
convergente que penetra a indicatriz uniaxial. Os raios ordinários (ω) vibram paralelamente aos
paralelos da indicatriz e os raios extraordinários (ε’) vibram paralelamente aos meridianos da
indicatriz. Estas direcções de vibração são transportadas para a figura de interferência (figura 6.4a).
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 63
Os raios extraordinários (ε’) vibram paralelamente a linhas radiais simétricas em torno do
melátopo e os raios ordinários (ω) vibram tangentes às isocromáticas circulares.
Figura 6.4 - Formação de isógiras (NESSE, 2000). (a) Direções de vibração da luz emergindo do
centro de uma indicatriz uniaxial. Os raios ordinários vibram paralelamente aos paralelos e os
extraordinários aos meridianos. (b) Luz fortemente convergente que atravessa um grão de mineral
com eixo óptico vertical e sai com um padrão de vibração simétrico em torno do melátopo. Os raios
extraordinários vibram paralelamente a linhas radiais e os raios ordinários vibram tangentes às
isocromáticas circulares. As isógiras formam-se onde as direções de vibração na figura são paralelas
às direções de vibração do polarizador e analisador. São áreas de extinção.
6.3.1 Figura de interferência descentrada
Se o eixo óptico estiver inclinado, a figura de interferência não aparecerá centrada no
campo.
Se o eixo óptico fizer um ângulo até 30°, relativamente à vertical, o melátopo será visível no
campo (figura 6.5) e a figura de interferência designa-se por figura de eixo óptico descentrado.
Se o eixo óptico fizer um ângulo superior a 30°, relativamente à vertical, o melátopo não
será visível no campo (figura 6.6a) e a figura de interferência designa-se por figura descentrada.
Os quatro braços da isogira passam paralelamente aos fios do retículo na sequência
observada na Figura 6.6b. Esta é a figura de interferência mais comum quando não há cuidado na
seleção dos grãos.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 64
Figura 6.5 - Figura de eixo óptico descentrado (NESSE, 2000). À medida que a platina roda o
melátopo desliza no campo no sentido indicado pela seta na figura. As isógiras e isocromáticas
permanecem centradas relativamente ao melátopo. As isógiras mantêm a orientação N-S e E-W.
Figura 6.6 - Figura uniaxial descentrada (NESSE, 2000). (a) Amostra de mineral com o eixo óptico
inclinado mais de 30° relativamente à vertical. O melátopo está fora do campo. (b) A rotação da
platina origina o deslizamento das isogiras paralelamente aos fios N-S e E-W do retículo, de acordo
com a sequência observada na figura. A parte mais fina da isogira aponta para o melátopo.
6.3.2. Figura “flash”
Se um grão de um mineral está orientado paralelamente à platina do microscópio obtém-se
uma figura “flash” (figura 6.7). Estes grãos apresentam cores de interferência máximas. Estas
figuras de interferência são caracterizadas por isógiras largas que ocupam o campo quase todo
quando o eixo óptico está orientado E-W ou N-S. Se rodarmos levemente o campo as isógiras
dividem-se em dois segmentos que abandonam o campo a partir dos quadrantes para onde o eixo
óptico está a ser rodado. A designação destas figuras deve-se ao fato de as isógiras desaparecerem e
aparecerem rapidamente com a rotação da platina. Esta figura apenas confirma que o eixo óptico é
aproximadamente horizontal, mas não é usada para determinar o carácter óptico e o sinal óptico.
Uma figura quase idêntica pode ser produzida por minerais biaxiais.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 65
Figura 6.7 - Figura “flash” (NESSE, 2000). O eixo óptico (EO) é paralelo à platina do microscópio.
No esquema I o eixo óptico tem direção E-W. A isógira é larga porque as direções de vibração dos
raios ω e ε’ são paralelas ao analisador e polarizador. No esquema II a platina foi rodada alguns
graus no sentido dos ponteiros do relógio. As isógiras dividem-se rapidamente e saem do campo.
No esquema III o eixo óptico tem direção NW-SE.
6.3.3. Determinação do sinal óptico
A figura de interferência do eixo óptico deve ser usada para determinar o sinal óptico,
porque as direções de vibração dos raios ordinário e extraordinário são conhecidas em cada ponto
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 66
da figura. Considere os quadrantes SE e NW na figura 6.8. Os raios ordinários vibram NE-SW e os
raios extraordinários vibram NW-SE. Se inserirmos um compensador (raio lento no compensador
vibra NE-SW) e a ordem da cor de interferência nos quadrantes SE e NW decrescer (subtracção de
atrasos), o raio ordinário é o raio rápido e o mineral tem sinal óptico positivo (figura 6.8a). Se a
ordem da cor de interferência aumenta nos quadrantes SE e NW (adição de atrasos) o raio ordinário
é o raio lento e o mineral tem sinal óptico negativo (figura 6.8b).
Normalmente, observa-se, com um compensador de gesso, a cor azul, nos quadrantes NE e
SW, e amarelo, nos quadrantes NW e SE, se o mineral tem sinal óptico positivo e o inverso se o
mineral tem sinal óptico negativo.
Figura 6.8 - Determinação do sinal óptico em minerais uniaxiais (NESSE, 2000). A letra A indica
que os atrasos se adicionam e a letra S indica que os atrasos se subtraem (ver figura 6.4). (a) Sinal
óptico positivo. (b) Sinal óptico negativo.
6.4. Figuras de interferência biaxiais
Os minerais biaxiais podem ser distinguidos dos uniaxiais pelo exame da figura de
interferência em seções devidamente orientadas. O sinal óptico e o ângulo 2V também podem ser
determinados.
6.4.1. Figura da bissectriz aguda
A figura de interferência da bissetriz aguda (figura 6.9) é obtida se a bissetriz aguda (X
ou Z, dependendo do sinal óptico) for perpendicular à platina do microscópio.
Figura 6.9 - Figura de interferência biaxial da bissetriz aguda (NESSE, 2000). Os melátopos M
marcam os pontos de emergência dos eixos ópticos e a bissetriz aguda (Bxa) é o ponto central do
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 67
campo. As isocromáticas formam um padrão oval ou em oito centrado nos melátopos. (a) As
isógiras formam uma cruz quando o traço do plano óptico está tem direção E-W. (b) Plano óptico
rodado 45°. Com a rotação da platina as isogiras dividem-se em dois segmentos em forma de arco,
centrados nos melátopos.
Os grãos com esta orientação mostram cores de interferência baixas a intermédias (seção
XY na Figura abaixo).
Figura 6.10 - Indicatriz biaxial (NESSE, 2000). (a) Índices nα, nβ e nγ projectados segundo os
eixos X, Y e Z. Secções principais XY, XZ e YZ. (b) Secções circulares e eixos ópticos. (c) Pano
óptico de uma indicatriz biaxial positiva (d) Plano óptico de uma indicatriz biaxial egativa.
Se o ângulo2V for inferior a 50 ou 60°, os melátopos, correspondentes aos pontos de
emergência dos eixos ópticos, são observados. A figura de interferência é constituída por isógiras,
que mudam de forma à medida que a platina é rodada, sobrepostas num padrão de isocromáticas.
As isocromáticas formam um padrão oval, ou em oito, em torno dos melátopos (figura 6.11).
Apenas a luz com a direção dos eixos ópticos experimenta atraso igual a zero. A birrefringência
aumenta para trajetórias inclinadas em relação aos eixos ópticos, de forma que o atraso aumenta
com o afastamento relativamente aos melátopos, formando padrões ovais. Os minerais espessos ou
com maior birrefringência apresentam mais isocromáticas do que os mais finos e com menor
birrefringência. O padrão das isocromáticas permanece fixo, relativamente aos melátopos, com a
rotação da platina. A forma das isógiras muda durante a rotação da platina. As direções de vibração
na figura podem ser derivadas de forma idêntica à das figuras uniaxiais. A figura 6.12 mostra a
indicatriz de um mineral biaxial negativo. Notar que, se o ângulo óptico (2V) se aproxima de zero, a
indicatriz e as direções de vibração assemelham-se às de um mineral uniaxial negativo. Na figura
6.12b as direções de vibração da luz são projctadas na superfície do mineral e na figura de
interferência. Se o plano óptico estiver orientado E-W (figura 6.12c) as isógiras, definidas por áreas
da figura com direções de vibração E-W e N-S, formam uma cruz com o braço perpendicular ao
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 68
traço do plano óptico mais largo. A posição dos melátopos é marcada pelo estreitar das isógiras. Se
o plano óptico for rodado as isógiras dividem-se em dois segmentos que parecem girar em torno das
posições dos melátopos (Figura 6.12d). Quando o traço do plano óptico está a 45° as isógiras
formam arcos hiperbólicos cujos vértices são os melátopos (Figura 6.12e). As isógiras são mais
estreitas nos melátopos e alargam-se no sentido do limite do campo.
Figura 6.11 - Formação de isocromáticas em minerais biaxiais (NESSE, 2000). A luz que segue a
trajetória dos eixos ópticos emerge nos melátopos (M) com atraso zero. As isocromáticas formam-
se, na figura de interferência, ao longo de bandas de igual atraso. A luz mais inclinada em relação
ao eixo óptico desenvolve maior atraso e a luz menos inclinada em relação ao eixo óptico
desenvolve menor atraso.
Figura 6.12 - Formação de isógiras (NESSE, 2000). (a) Direções de vibração projetadas na
indicatriz biaxial. (b) Direções de vibração projetadas na superfície do mineral e na figura de
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 69
interferência. As isógiras são áreas de extinção. (c) Plano óptico (OP) orientado E-W. (d) Divisão
das isógiras em dois segmentos devido à rotação da platina. (e) Plano óptico (OP) orientado NE-
SW. As isógiras são hipérboles centradas nos melátopos.
6.4.2. Figura de eixo óptico
Uma figura de interferência de eixo óptico é produzida quando um dos eixos é vertical. Os
grãos com esta orientação apresentam atraso mínimo ou zero. O melátopo correspondente ao eixo
óptico está centrado no campo. O outro melátopo pode observar-se no campo se 2V for inferior a
30°. Se o 2V for pequeno a figura de interferência parece uma figura de bissectriz aguda
descentrada (Figura 6.13a).
Se o 2V é superior a 60° a figura de interferência tem o aspecto mostrado na Figura 6.13b.
Quando o plano óptico está orientado N-S ou E-W apenas se observa um braço da isogira. Se a
platina for rodada no sentido dos ponteiros do relógio, a isogira gira em torno do melátopo no
sentido contrário ao dos ponteiros do relógio e vice-versa. Quando o traço do plano óptico está a
45°, a isógira mostra curvatura máxima. A bissetriz aguda posiciona-se do lado convexo da isógira.
Figura 6.13 - Figuras de interferência de eixo óptico (NESSE, 2000). (a) O ângulo 2V é inferior a
30°. Os dois melátopos estão no campo e a figura de interferência assemelha-se a uma figura de
bissetriz aguda descentrada. (b) Ângulo 2V maior. O segundo melátopo está fora do campo. Na
figura da esquerda mostra-se a orientação da indicatriz e as direções de vibração na figura de
interferência, com o plano óptico orientado E-W. Na figura da direita mostra-se o movimento das
isógiras quando a platina é rodada no sentido contrário ao do movimento dos ponteiros do relógio.
Notar que as isógiras giram no sentido oposto ao do movimento da platina.
6.4.3. Figura de bissetriz obtusa
Figuras de interferência de bissectriz obtusa (figura 6.14) são produzidas quando a
bissetriz obtusa é perpendicular à platina do microscópio. Os grãos com esta orientação apresentam
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 70
atraso intermédio. Porque o ângulo entre Bxo e os eixos ópticos deve ser superior a 45° os
melátopos estarão fora do campo. O padrão de isocromáticas e a geometria das direções de vibração
são essencialmente os mesmos da figura de bissetriz aguda. As isógiras formam uma cruz se o
plano óptico tem orientação E-W ou N-S. Uma rotação de 5 a 15° da platina é suficiente para as
isógiras deixarem o campo. Para um 2V igual a 90° as figuras de bissetriz aguda e obtusa são muito
similares. Se 2V for pequeno a figura de bissetriz obtusa será muito semelhante a uma figura
“flash”.
Figura 6.14 - Figura de interferência de bissetriz obtusa (NESSE, 2000). (a) Direções de vibração
na figura de interferência. (b) Com o plano óptico (PO) orientado na direção E-W as isógiras
formam uma cruz larga. Os melátopos estão fora do campo. Comparar com a figura de bissetriz
aguda da Figura 6.9. (c) A rotação da platina de um ângulo inferior a 15° faz com que as isógiras
abandonem o campo do microscópio. O padrão de isocromáticas é similar ao da figura de bissetriz
aguda. (d) Com o plano óptico (PO) a 45° só se observam as isocromáticas.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 71
6.4.4. Figura “flash”
Uma figura “flash” é produzida quando os eixos ópticos e a bissetriz aguda são paralelos à
platina do microscópio. As seções que produzem esta figura são seções principais XZ (ver figura
6.10a) e, por isso, apresentam cores de interferência máximas. O padrão das direções de vibração na
figura é quase retílineo (figura 6.15a), sendo muito semelhante à figura “flash” dos minerais
uniaxiais (ver figura 6.7) quando os eixos X e Z da indicatriz estão orientados segundo as direções
N-S e E-W o campo fica ocupado por uma cruz larga. Se a platina for rodada alguns graus (Figura
6.15b) as isógiras dividem-se em dois segmentos curvos que saem do campo nos quadrantes em
direção ao qual a bissetriz aguda está a ser rodada. Nos minerais com 2V próximo de 90° as isógiras
em forma de cruz difusa simplesmente se desvanecem quando a platina é rodada. A quantidade de
rotação requerida para que as isógiras abandonem completamente o campo é inferior a 5°.
Figura 6.15 - Figura “flash” (NESSE, 2000). A normal ao plano óptico (NPO) emerge no centro da
figura. (a) Com Bxa E-W e Bxo N-S o campo é ocupado por uma cruz larga. Apenas os cantos nas
direções NW-SE e NE-SW dos quatro quadrantes não estão extintos. (b) As isógiras dividem-se e
saem do campo quando rodamos a platina alguns graus. As isógiras saem dos quadrantes para os
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 72
quais o traço de Bxa está a ser rodado. (c) Quando os traços de Bxa e Bxo estão a 45° as isógiras
não se observam.
6.4.5. Figura descentrada
Os grãos com orientações aleatórias apresentam figuras de interferência descentradas. Na
figura 6.16 mostra-se uma figura descentrada típica. À medida que a platina é rodada o padrãode
isocromáticas gira em torno do melátopo e as isogiras varrem o campo numa direção oblíqua aos
fios do retículo (comparar com a figura 6.6). A terminação mais larga da isogira move-se mais
rapidamente do que a terminação mais estreita e o sentido de rotação da isógira é contrário ao da
platina do microscópio.
Figura 6.16 - Figura de interferência biaxial descentrada em grão de mineral com uma orientação
qualquer. Conforme a platina é rodada as isogiras deslizam no campo, mas não são paralelas aos
fios do retículo (NESSE, 2000).
6.4.6. Determinação do sinal óptico
A determinação do sinal óptico é efetuada com figuras de bissetriz aguda ou de eixo óptico.
Embora as figuras de eixo óptico sejam fáceis de obter, o processo de determinação do sinal óptico
é facilmente ilustrado usando uma figura de bissetriz aguda com 2V pequeno.
Dos dois raios de luz que se propagam ao longo da bissetriz aguda e emergem no centro da
figura de bissetriz aguda um vibra paralelamente ao eixo Y e o seu índice de refração é nβ. O outro
vibra paralelamente à bissetriz obtusa (Bxo) segundo o traço do plano óptico e o índice de refração
é nBxo.
• Se o mineral tem sinal óptico positivo Bxo coincide com o eixo X e nBxo = nα.
• Se o mineral tem sinal óptico negativo Bxo coincide com o eixo Z e nBxo = nγ.
A determinação do sinal óptico consiste em pesquisar qual dos raios (lento ou rápido) vibra
paralelamente ao traço do plano óptico no centro do campo. Se for o raio rápido o mineral tem sinal
óptico positivo e se for o raio lento o mineral tem sinal óptico negativo. Quando introduzimos o
compensador (direção de vibração do raio lento NE-SW) e a cor de interferência entre os melátopos
decresce (subtração de atrasos) o raio que vibra paralelamente a Bxo é o raio rápido, com índice nα,
e o mineral é biaxial positivo (Figura 6.17a). Se a cor de interferência entre os melátopos aumenta
(adição de atrasos) o raio que vibra paralelamente a Bxo é o raio lento, com índice nγ, e o mineral é
biaxial negativo (Figura 6.17b). As cores de interferência do lado côncavo das isógiras mudam de
forma contrária às cores entre os melátopos.
Numa figura de interferência de eixo óptico começa-se por alinhar a isógira paralelamente
ao fio N-S ou E-W do retículo. Roda-se a platina de forma a colocar o traço do plano óptico
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 73
segundo a direcção NE-SW, com a parte convexa da isogira apontando para NE. Desta forma, Bxa
localiza-se no quadrante NE. (Figura 6.18). Esta figura pode ser interpretada como a metade SW da
figura de bissetriz aguda (Figura 6.17). Se 2V está próximo dos 90° a isógira é quase reta e não é
possível determinar a posição de Bxa.
Figura 6.17 - Determinação do sinal óptico numa figura de interferência de bissetriz aguda
(NESSE, 2000). O traço do plano óptico está orientado NE-SW. No centro do campo o raio Y vibra
na direcção NW-SE e tem índice nβ. (a) Mineral biaxial positivo. (b) Mineral biaxial negativo.
Figura 6.18 - Determinação do sinal óptico numa figura de interferência de eixo óptico (NESSE,
2000). O traço do plano óptico é paralelo à direção de vibração do raio lento no compensador.
Subtração de atrasos (S) do lado convexo da isógira nos minerais opticamente positivos e adição de
atrasos (A) do lado convexo da isógira nos minerais opticamente negativos.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 74
CCaappííttuulloo 77 CCaarraacctteerrííssttiiccaass oobbsseerrvvaacciioonnaaiiss
7.1. Introdução
O proposto para esta capítulo é a observação de lâminas delgadas com o intuito de descrever
forma, hábito, orientação, clivagem, cor, cristalização.
Primeiro, uma breve discussão dos cristais minerais é necessária. A cor natural dos minerais
em seção polida é então considerada. Em seguida, a consideração de significantes peculiaridades de
agregado ou forma quando mostrados em lâmina.
O processo de desbaste necessário na preparação de uma lâmina polida produz linhas de
fraturas lineares em minerais cliváveis. Estas linhas quando observadas em cristais sob o
microscópio pode ceder uma dica do tipo de cristalização envolvida, além dos tipos de limites
geométricos. Elas devem ser consideradas.
7.2. Cristais Minerais
Por acordo geral, todos os minerais são compostos químicos inorgânicos de ocorrência
natural. Com exceção tal como o mercúrio nativo, minerais são sólidos. Um grande número destes
sólidos é cristalino. Alguns, contudo, são géis solidificados e exibem cristalinidade através de raio-
X, mas não ao microscópio. Opala, cliachita, etc., são isotrópicos e pretos entre nicóis cruzados.
Cristais minerais são largos e pequenos, separados ou agregados, são criados por natural
crescimento. Eles podem variar em tamanho de menos de uma micra em diâmetro até enormes
cristais com 1,5 metros de comprimento em pegmatitos de Black Hills na Dakota do Sul. As
características externas de muitos cristais, largos e pequenos, podem ser obliteradas e ausentes em
formas regulares externas. Por outro lado, as vezes cristais podem ser perfeitamente objetos
geométricos formados, tais como esmeraldas hexagonais e perfeitos diamantes octaédricos.
Internamente, contudo, todos contêm arranjos atômicos ordenados e precisamente marcados. Eles
são suscetíveis de interpretação matemática, desde arranjos cristalinos naturais de acordo com
padrões de simetria. Estes padrões permitem que os cristais sejam classificados em termos de sete
sistemas, 32 classes, e 230 grupos espaciais.
Muitos cristais crescem com superfícies suaves chamadas faces do cristal. Elas podem ser
desenvolvidas com precisão suficiente para permitir a medida dos ângulos entre as faces. Tais
medidas demonstram que os ângulos entre as faces correspondentes da mesma substância cristalina
são sempre os mesmos. Esta relação é fundamental e é referida como lei da constância dos ângulos
interfaciais. Os ângulos são medidos por diversos métodos, dentre eles há a difração de raio-X.
Para mineralogia óptica o foco são os sete sistemas ou Retículos de Bravais.
Desenhos dos cristais e projeções demonstram que as faces dos cristãos pertencem à forma
específicas. Algumas formas são comparativamente simples, tais como o cubo, octaedro, tetraedro,
etc. Outros, como os giróides, trisoctaedro, etc são mais complexos.
As formas mencionadas e um número de outras, são grupos de faces que se relacionam por
simetria e que encerram um volume de espaço e são referidas como formas fechadas. Já as que não
encerram um volume de espaço são chamadas de formas abertas.
Uma face única em um cristal não relacionada com nenhuma outra face no cristal é chamada
de pédion. As formas geradoras são:
• Pédion: consta de uma única face que, por falta de elemento de simetria, não se reproduz.
• Pinacoide: consta de uma face e um centro de simetria que reproduz a face, originando
um conjunto de duas faces paralelas e iguais, tendo entre si um centro de simetria.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 75
As formas são designadas por índices. Estes, contudo, são chamados de índices de Miller e
não são os índices simples de geometria. Eles representam os relativos desníveis dos planos de faces
nos eixos cristalográficos.
Um exemplo do que estamos falando consta na figura abaixa retirada do site da
Universidade de Cambridge, da qual recomendo uma visita e um estudo sine qua non para que
possamos nos entender ao longo do curso.
Figura 7.1 – Índices de Miller para o sistema qualquer.
http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/miller_indices/printall.php
Esta outra página há referências a outros portais de universidades relatando o índice de
Miller. Vale a pena ver:
http://www-vrl.umich.edu/project2/miller/index.html
7.2.1. Os índices cristalográficos
No sistema isométrico,os eixos a1, a2 e a3 (ou a, b, c) são organizados fazendo um ângulo
reto um em relação ao outro, e as unidades ao longo dos três eixos são as mesmas.
Figura 7.2 – Eixos cristalográficos e ângulos adjacentes do sistema cúbico/isométrico
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 76
No sistema tetragonal, os eixos estão arrumados em ângulos retos uns aos outros. Os eixos
a1 e a2 encontram-se no plano horizontal, e as unidades são as mesmas. O eixo c é vertical e com
diferente unidade.
No sistema hexagonal, os eixos a1, a2 e a3 estão arrumados no plano horizontal a 120°, e as
unidades são as mesmas. O eixo c é vertical em relação ao plano dos outros três índices e com
diferente unidade.
Figura 7.3 – sistema hexagonal
No sistema trigonal, os eixos a1, a2 e a3 são iguais e fazem ângulos menores que 120° mas
não 90°, e as unidades são as mesmas. O eixo c é vertical em relação ao plano dos outros três
índices e com diferente unidade. As vezes são referidos como sistema romboédrico.
Figura 7.4 – Sistema trigonal
No sistema ortorrômbico, os eixos a, b e c fazem ângulos retos. A unidade no eixo b é
unitária, e as unidades nos eixos a e c diferenciarão uma da outra e podem ser maior ou menor do
uma unidade (unitário).
No sistema monoclínico, o eixo a é inclinado em relação ao eixo c por um ângulo β medido
entre a – e c +. O eixo b é perpendicular ao plano de a e c. A unidade no eixo b é 1, e as unidades
nos eixos a e c podem ser maior ou menor que 1.
Figura 7.5 – Sistema monoclínico
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 77
No sistema triclínico, o eixo c é vertical, mas tanto o eixo a e b são inclinados em relação
ao eixo c. O eixo b é unitário, mas os outros dois variam. Os três ângulos que sustentam a
inclinação são α (b e c), β (a e c) e γ (a e b).
Abaixo uma síntese dos eixos e ângulos dos cristais em cada um dos sete sistemas:
Tabela 7.1 – Relação dos ângulos e arrestas em cada um dos sete sistemas cristalinos de Bravais
Em mineralogia óptica é frequentemente desejável orientar as características ópticas do
cristal com os eixos cristalográficos. Isto é considerada orientação óptica. Desde que as faces dos
cristais são descritas em termos de índices de Miller, um número de direções ópticas para cristais
particulares são dadas nestes termos.
Esta seção objetivou uma suma da geometria cristalográfica. Para mais referência consulte a
biblioteca, textos, artigos, PDFs que podem ser encontrados na internet e um texto padrão sobre o
assunto chamado: “Na Introduction to Crystalography”, Green & Co., Ltd., London, 1955 por
Phillips, F. C.
7.3. Características observacionais dos minerais em lâmina petrográfica
Abaixo encontraremos as possíveis observações que poderemos obter ao se examinar uma
lamina petrográfica e elaborar um estudo minucioso sobre os minerais formadores de rocha e
acessórios.
7.3.1. Cor e pleocroismo
Cor, quando presente, é uma característica distintiva. Ela é observada apenas com o
polarizador no sistema. Minerais fortemente coloridos são mais prováveis de serem coloridos em
lâmina delgada. Contudo, tons pálidos e padrões de cores são frequentemente significantes.
Minerais mostrando cores naturais são exibidos na tabela 10.2, página 186 do livro texto
desta apostila, Paul F. Kerr. Minerais isotrópicos produzem nenhuma mudança de cor quando a
platina é rotacionada. Minerais anisotrópicos exibem uma mudança de cor em vários graus quando
rotacionamos a platina. Esta mudança de cor produz o que é conhecido como pleocroismo.
Minerais coloridos hexagonais e tetragonais são dicróicos. A cor pleocroica dos minerais
destes dois sistemas quando exibida com o polarizador, é duplicada. Em minerais uniaxiais
pleocroicos, a luz vibrando paralelamente ao eixo óptico é uma cor, ao passo que a luz fazendo
ângulo reto com o eixo óptico é outra.
Minerais ortorrômbicos, monoclínicos e triclínicos, quando coloridos em seção polida,
exibem três cores diferentes e são tricroicos.
As cores pleocroicas são normalmente orientadas de acordo com os eixos X, Y e Z do
cristal. Em adição as cores convencionais da na tabela 10.2, branco ou neutro pode representar uma
mudança pleocroica. Desde que X, Y e Z são eixos de vibração, a distribuição de cor é relacionada
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 78
à nα, nβ e nγ e também aos eixos ópticos. A correlação destas relações é compreendida com
referência a figura de interferência com a finalidade de determinar as direções dos eixos.
Assim que a bissetriz aguda Z (se o mineral é positivo) ou X (se o mineral é negativo) é
conhecida, a lente Bertrand e o analisador podem ser removidos do tubo do microscópio e a cor
natural correspondente pode ser determinada. A cor é gerada pela luz vibrando paralelamente na
direção da bissetriz obtusa. Esta será X, se o mineral for negativo, ou Z, se o mineral for positivo.
Minerais biaxiais exibem vários graus de absorção da dor. Em hornblenda comum, for
exemplo, luz vibrando paralelamente à Z geralmente mostra a maior absorção, Y é de pequena
absorção, e X é a menor. Isto pode ser lembrado pela fórmula de absorção:
X < Y < Z
7.3.2. Forma ou agregado
Muitos minerais assumem um desenvolvimento peculiar com consistência fascinante. Tal
tendência no caso de cristais individuais pode ser descrita como hábito. Agregado refere-se ao
agrupamento de poucos ou numerosos pequenos cristais. O padrão que o grupo mineral assume
pode ser descrito como sua maneira de agregação. Tanto agregado quanto forma, são
características mais usados no estudo mineral. Um número considerável de figuras produzidas pelos
grupos de cristais observados em lâminas e a nicóis cruzados de minerais individualizados, não é
incomum que os padrões exibam ajudas na identificação.
7.3.2.1. Cristalização incipiente
Vidro natural frequentemente se forma de líquidos viscosos que durante a solidificação,
carecem de cristalização e é isotrópico. O material, contudo, contém constituintes capazes de
produzir inclusões fluidas ou um numero de diferentes minerais. O desenvolvimento de minerais é
obliterado pela viscosidade do líquido ao derredor durante o período de cristalização, devido ao
rápido resfriamento. Cristais podem não se desenvolver, mas em vez disso, agregados em forma de
agulha, crescimentos em forma de samambaia, várias outras formas raras, representando uma rápida
cristalização. Nomes especiais são aplicados a várias formas de cristalização incipiente (figura
7.6a), e a nível de curiosidade, temos: trichita, margarita, longulita, cristalita e microlita (este ainda
é bastante utilizado, sendo referência a cristais diminutos em forma de agulhas, quase em formas
cristalinas).
7.3.2.2. Minerais isotrópicos não-cristalinos
Minerais sem direções características produzindo birrefringência são escuros com nicóis
cruzados. Tais minerais são, sobretudo, identificados de acordo com suas estruturas em seção
polida, combinados com a determinação de seus índices de refração.
Vidro, opala, chialita e colofano aparecem não-cristalinos ou microscopicamente amorfos.
Em adição a cristais incipientes, o vidro frequentemente exibe linhas de fluxo, quebras, ou fraturas
concêntricas. Opala é geralmente bandada e pode exibir um range de cores. Fraturas com aspecto de
estilhaçadas são características distintivas em minerais de origem coloidal, conformo pode ser
observado na figura 7.6b abaixo:
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 79
Figura 7.6 – a) Cristalização incipiente em agregados do tipo Rod. b) Fraturas em halloysita.
Figura 7.7 – a) Seções aredondadas de bauxita psolítica feita do mineral cliachita. Os interstícios
contém gibbsita. b) Estrutura celular de madeira preservada em opala.
7.3.2.3.Agregados finos
Minerais frequentemente formam finos agregados de padrão distintivo. Estrutura agregada é
enfatizada com nicol cruzado tanto por grupos radiais ou por uma massa em forma de mosaico de
pequenos cristais de grãos finos.
Figura 7.8 – a) Calcedônia em nicol cruzado mostrando tanto agregados radiais quanto estrutura
bandada. b) Agregado radial de sillimanita.
7.3.2.4. Inclusões
Durante cristalização, pequenas áreas de substancias exógenas podem ser presas dentro de
outros cristais claros/cristalinos. Em leucita, por exemplo, pequenas áreas de vidro vulcânico são,
frequentemente, distribuídas simetricamente como pequenas esferas isoladas espalhadas pelo
cristal. Vide figura abaixo:
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 80
Figura 7.9 – Inclusões de vidro vulcânico em leucita.
Hiperstênio pode conter áreas de inclusões em forma de flocos, marrons, frequentemente
acompanhadas por uma fino sistema traqnsverso de linhas geralmente descritas como estrutura
Schiller.
Figura 7.10 – Estrutura Schiller em hiperstênio.
7.3.2.5. Cristais em forma de agulhas
Poucos minerais formam finos cristais, como massas em forma de cabelo, geralmente
penetrando algum outro mineral, tal como mica e quartzo. Sillimanita frequentemente ocorre em
agulhas diminutas penetrando quartzo. Dumortiertia ocorre de maneira similar, além de turmalina e
rutilo.
Figura 7.11 – Sillimanita penetrativa em quartzo
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 81
7.3.2.6. Cristais em forma de lâminas
Grupos de cristais por indivíduos mais grosseiros e maiores e gerar seções em forma de ripa
quando observados no microscópio. Na figura abaixo pode ser observado esta característica em um
cristal de cianita.
Figura 7.12 – Cristais de cianita em forma de ripa
7.3.2.7. Cristais geminados
Cristais de feldspato geralmente apresentam geminação, particularmente com nicois
cruzados. A mais comum é a geminação polissintetica, composta de muitos cristais individuais
ripiformes. Outros minerais também apresentam geminação, a exemplo de calcita, dolomita,
cassiterita, coríndon, piroxênio, aragonita, anfibólio, titanita, lazurtia e gibbsita são frequentemente
geminados, e esta pode ser facilmente reconhecida pela diferença de extinção de vários indivíduos
geminados em nicol cruzado.
7.4. Forma do cristal natural em seção polida
Existe uma tendência entre minerais cristalizados de certas espécies de repetir um certo
hábito de crescimento. O traçado observado em seção polida, gerada pela forma natural do cristal, é
significante.
• Apatita por exemplo, geralmente aparece em cristais pequenos, alongados, e placoides com
seções hexagonais.
• Coríndon em mica-chisto pode formar cristais esqueletais caracterizados por traçados
alongados arredondados.
• Pirita é frequentemente encontrada em áreas quadradas embora formas triangulares e outras
formas são comumente encontradas.
Cristais bem desenvolvidos com limites geométricos bem marcados são chamados de
euédricos ou idiomórfico ou automórfico. Cristais com formas arredondadas ou limites irregulares
são chamados de anédricos ou alotriomórficos ou xenomórficos. A forma intermediária entre estes
dois extremos é chamada de subédrico.
Figura 7.13 – a) Anédrico b) Subédrico c) Euédrico em ordem da esquerda para a direita.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 82
7.5. Clivagem, partição e fratura como uma ajuda na distinção mineral
Clivagem pode ser definida como a habilidade mais presente de um mineral poder se separar
em pequenas partículas cercadas por superfícies suaves paralelas às direções de faces das possíveis
formas cristalinas. Infelizmente, muitos minerais mostram pouca ou nenhuma clivagem.
Alguns minerais separam-se somente ocasionalmente ou se fraturam/quebram ao longo de
planos de geminação. Esta pode ser chamada de partição. Ela não é sempre presente e pode não ser
contínua a partículas cada vez mais finas. Em uma espécie individual, ao passo que o efeito
produzido é concernente, a clivagem, as vezes, é indistinguível de partição.
Planos de clivagem são características cristalográficas e podem ser discutidas em termos de
direção. Clivagens em uma, duas ou três direções são comuns; fluorita e diamante clivam em quatro
direções (octaédrica), enquanto esfalerita cliva em seis direções (dodecaédrica).
7.5.1. Clivagem em uma direção
Um número de minerais clivam em apenas uma direção, entre eles podemos citar: muscovita
e topázio.
7.5.2. Clivagem em duas direções
Diversos minerais desenvolvem proeminente clivagem em duas direções, entre eles
podemos citar: piroxênios, anfibólios e feldspatos (os mais comuns).
7.5.3. Clivagem em três direções
Os tipos produzidos gerados pela clivagem em três direções variam consideravelmente. Um
dos tipos mais simples que é produzido pela clivagem paralela às faces do cubo. Em seções polidas,
clivagens deste tipo produzem padrões quadrados ou triangulares. Em fragmentos, os limites
tendem a serem quadrados ou retangulares. Clivagem cúbica é restrita ao sistema isométrico,
quando tanto as seções quanto fragmentos são facilmente confirmados pelo caráter isotrópico do
material.
Clivagem em três direções é geralmente produzida pela quebra paralelamente as varias
direções dos cristais dos sistemas monoclínicos, ortorrômbicos e triclínicos.
7.5.4. Clivagem em quatro direções
Um mineral comum, fluorita, tem clivagem em quatro direções paralelas as faces de um
octaedro. As clivagens da fluorita em seção polida tendem a se desenvolver em padrões triangulares
ou rômbicos. O diamente tem clivagem octaédrica, mas sem precisar dizer, não é comum em seções
polidas.
7.5.5. Clivagem em seis direções
Esfalerita é um dos poucos minerais que apresentam clivagem paralela a seis direções
diferentes do dodecaedro.
7.5.6. Tendência de quebrar-se em direções alongadas
Alguns minerais exibem uma estrutura fibrosa bem marcada, sendo feitos de numerosas
pequenas agulhas visíveis. Estes podem variar em tamanho desde pequenas lâminas alongadas até
fibras capilares diminutas. Minerais grosseiros deste tipo podem variar de formas fibrosas a
laminadas.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 83
7.6. Orientação
A direção óptica de um mineral envolve a correlação das direções ópticas com as direções
cristalográficas. Em minerais biaxiais o problema geralmente envolve localizar a posição da
bissetriz aguda, a normal óptica, e o plano axial em relação aos eixos a, b, c do cristal. A orientação
dos minerais uniaxiais refere-se à relação do sistema óptico ao eixo c.
Para esta discussão, espera-se que o aluno tenha um breve conhecimento sobre as
características ópticas dos minerais cristalizados nos diversos sistemas cristalinos.
7.6.1. Sistema isomérico
A orientação óptica nos minerais isométricos é eliminada desde que cristais isométricos são
isotrópicos, de forma a se tornarem não-direcionais em referencia ao trajeto da luz.
7.6.2. Sistemas tetragonal e hexagonal
Os eixos ópticos dos minerais uniaxiais são paralelos ao eixo c dos minerais tetragonais e
hexagonais. A direção pode ser concordante tanto com o raio lento quanto com o raio rápido do
mineral, dependendo do tipo de sinal óptico.
7.6.3. Sistema ortorrômbico
Os eixos cristalográficos a, b, c dos minerais ortorrômbicos correspondem com os eixos de
vibração X, Y, Z, mas não necessariamente na ordem dos nomes. O eixo cristalográfico a, por
exemplo, pode ser tanto X, Y, Z, e as mesmas substituições podem ser possíveis para os eixos
cristalográficos b e c. se dois eixos de vibração são fixados, contudo, o terceiro se torna conhecido.
É também evidente que X e Z definem a posição do plano axial; assim, se a = Z e c = X, o plano
axial inclui a e c. o ângulo axial2V pode variar em significante valor dentro do plano axial.
Cristais ortorrômbicos são indicados de diversas maneiras. A extinção é paralela a a, b ou c.
assim se a, b e c podem ser definidas pela referência a alguma clivagem proeminente ou traçado do
cristal, a natureza da extinção se torna conhecida. Reconhecer a clivagem e as faces dos cristais
favorece o estudo dos minerais. Uma boa dispersão é útil.
Quando as posições de a, b e c são uma vez definidas, a figura de interferência fornecerá um
critério para a relativa fixação de X, Y e Z. As posições dos eixos ópticos serão também definidas
ao mesmo tempo. Na prática, cada mineral apresenta um problema especial na orientação, e dados
para um mineral particular são incluídos com as descrições minerais na parte dois desta apostila.
A barita é um exemplo clássico do problema envolvendo a orientação óptica de um mineral
ortorrômbico. Uma clivagem idealizada da barita é mostrada na figura abaixo, junto com uma seção
da lamina vista ao microscópio e três seções polidas orientadas.
Em seção polida, os grãos de barita exibem clivagens em três direções, a clivagem paralela a
{001} sendo mais pronunciada. O grão marcado pela letra R na seção polida apresenta-se em uma
posição cujo ângulo entre as clivagens mede 78°22’. O eixo c é perpendicular a seção polida. Os
planos {110} e {110} são paralelos ao eixo c. neste plano, o eixo a bissectaria o ângulo obtuso da
clivagem, e o eixo b bissectaria o ângulo agudo da clivagem. Entre nicóis cruzados a extinção seria
paralela a: a e a b, ou simétrica com relação à clivagem. Os grãos S teriam extinção paralela, mas
poderiam ser normais ao eixo b e não em posição para dar figura de interferência do tipo bissetriz
aguda. Uma figura de interferência é orientada com respeito à clivagem como mostra o Grão Q. um
teste com a cunha de quartzo confirmará o fato de que o mineral é positivo; uma vez que Bxa = Z. A
normal óptica é Y, e Bxo = X. Se referirmos novamente as figuras ilustrando a forma da clivagem, a
seguinte orientação é aparente:
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 84
a = Z
b = Y
c = X
Figura 7.14 – Seção polida e diagramas orientados de barita.
O ângulo 2V quando estimado com o microscópio é aproximadamente igual ao ângulo
37°30’. Contudo, os eixos ópticos fazem um ângulo de 18°45’com o eixo a.
A orientação no caso dos cristais ortorrômbicos não é sempre tão simples como no caso da
barita. Os princípios e os procedimentos, contudo, são essencialmente os mesmos, e é sempre
fundamental ser capaz de fixar a posição de X, Y e Z com relação aos eixos a, b, c.
7.6.4. Sistema monoclínico
Em cristais monoclínicos, X, Y e Z correspondem ao eixo b. se Y corrresponde à b, que
frequentemente corrresponde, X e Z ocuparão qualquer posição a 90° no plano de a e c. hornblenda
representa uma boa ilustração do problema de orientação em cristais monoclínicos. O mineral tem
duas proeminentes direções de clivagem paralela ao prisma rômbico {110}. O eixo c é paralelo a
borda entre as clivagens, e o eixo b bissecta o ângulo entre (110) e (110) (figura 7.15 abaixo).
Figura 7.15 – Seção polida e os diagramas de orientação da hornblenda.
Em seções polidas, tanto um ou dois conjuntos de linhas de clivagem aparecerão,
dependendo somente da orientação. Grãos com duas direções de clivagem são simétricas em
extinção e exibem figuras de interferência negativas. O plano axial bissecta o ângulo obtuso da
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 85
clivagem, e Y bissecta o ângulo agudo. A posição de Z pode ser obtida da seção paralela ao plano
dos eixos a e c.
A luz vibrando paralela à Z é o raio lento; o ângulo de máxima extinção para o raio lento
pode ser determinado com a placa de mica. O ângulo de máxima extinção para um simples traço de
clivagem é o ângulo entre Z e o eixo c. na hornblenda este ângulo é em torno de 25°. Quando Z é
determinado, o ângulo X é conhecido desde que ele está a 90° de Z. Y é perpendicular ao plano Z e
X.
7.6.5. Sistema triclínico
Cada cristal triclínico constitui um caso individual na orientação óptica. O centro do sistema
óptico deve coincidir com o centro do sistema cristalográfico; senão não há nenhum acordo.
7.7. Relevo
As seções ou fragmentos de um cristal ao microscópio são caracterizados por superfícies e
bordas desiguais, irregulares, ou mesmo porosas. Ao maior ou menor contraste destas feições dá-se
o nome de relevo.
O relevo depende da diferença entre os índices de refração entre o cristal e o seu meio
envolvente. Quando o índice de refração de um cristal é igual ou muito próximo do índice de
refração do meio que o envolve, o contorno desse mineral se torna invisível ou praticamente
invisível. Se o índice de refração do cristal se afasta muito do índice circundante, o seu contorno se
torna saliente e, quanto maior for a diferença entre os dois índices de refração, maior será o
contraste entre as feições do cristal.
Assim, é definida uma escala de relevo quanto a diferença entre os índices de refração do
mineral e do meio que o envolve (D n), com as seguintes características:
1. Relevo Forte: D n > 0,12 – contorno, traços de clivagem e planos de fratura dos minerais são
acentuados. A superfície dos cristais parece ter aspecto áspero. Com por exemplo a granada e o
zircão.
2. Relevo Moderado: 0,04 < Dn < 0,12 - contorno, traços de clivagem e planos de fratura dos
minerais são distintos. A superfície dos cristais tem textura, ondulações são perceptíveis. Com por
exemplo a fluorita e a apatita.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 86
3. Relevo Fraco: D n < 0,04 - contorno, traços de clivagem e planos de fratura dos minerais são
fracamente visíveis. A superfície dos cristais parece ser lisa. Como por exemplo, o quartzo e o
berilo.
7.7.1. Sinal do relevo
Normalmente, as seções delgadas são montadas em bálsamo do Canadá, cujo índice de
refração é igual a 1,537 e o relevo dos cristais será função da diferença entre os seus índices de
refração e aqueles do mineral. Assim costuma-se atribuir ao relevo sinais quando o índice de
refração do mineral (nm) em comparação com seu meio envolvente (nb) for:
Positivo: (+) : nm > nb
Negativo (-) : nm < nb
Para determinação do sinal do relevo poderá ser feita através de dois métodos práticos, o
da Linha de Becke e o da Iluminação Óbliqua.
7.8. A linha de Becke
No método da Iluminação Central ou Linha de Becke emprega-se uma objetiva de médio à
grande aumento (20 – 35X) , diafragma íris parcialmente fechado e condensador móvel.
O método consiste em focalizar um grão do mineral em contato com o bálsamo ou outro
meio qualquer e deseja-se verificar se o índice de refração do mineral é maior ou menor do que o
líquido de imersão. No contorno do grão, observa-se uma linha grossa e escura e outra linha
brilhante chamada de Linha de Becke. Afastando-se a objetiva da posição de focalização, de F1
para F2 a Linha de Becke move-se para o meio de maior índice de refração, conforme mostram as
figuras ao lado.
Figura 7.16 - Representação esquemática da movimentação da linha de Becke conforme o índice
de refração do mineral (nm) for menor (caso a) ou maior (caso b) que o meio envolvente (nb). Em
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 87
ambos os casos, a platina do microscópio foi abaixada em relação à objetiva. Observe que a Linha
de Becke (representada como amarela) se move sempre para o meio de maior índice de refração.
Pode-se explicar o aparecimento da linha de Becke através do fenômeno da reflexão total.
Assim, admitindo-se que dois meios A e B com índices de refração iguais a n e N, onde N > n,
acham-se em contato reto e vertical entre si conforme mostrado na figura abaixo, e sendo o feixe de
luz incidente no mineral convergente,os raios 1 e 2 propagam-se inicialmente através do meio A,
incidem no contato com o meio B. Como o índice de refração do meio A (n) é menor do que o do
meio B (N), sempre haverá refração, independente do ângulo do raio incidente, sendo que os raios
refratados se aproximarão da normal, pois segundo a lei de Snell:
ou então
Onde:
i= ângulo do raio incidente
l= ângulo do raio refratado
Como n/N é menor do que 1, senl será sempre menor que 1 (ou l < 90o)º.
Na figura abaixo dois meios A e B com índices de refração n e N sendo N > n, dispostos em
contato reto e vertical entre si. Os raios 1 e 2 como se propagam do meio de maior para o de menor
índice de refração, independente do ângulo de incidência sempre se propagam do meio A para o B.
Os raios 3 e 4, propagam-se do meio de maior para o de menor índice de refração, e assim, incidem
com um ângulo na interface entre A e B, maior que o ângulo limite, sofrendo reflexão total. Com
isso a Linha de Becke é uma concentração anormal de luz sobre o meio de maior índice de refração.
Figura 7.17 - Dois meios A e B com índices de refração n e N sendo N > n, dispostos em contato
reto e vertical entre si.
Os raios 3 e 4 se propagam no meio B, que apresenta índice de refração maior do que o meio
A. Quando atingem a interface com o meio A, observamos que a progressão destes raios para o
meio A nem sempre ocorrerá, pois aplicando-se a Lei de Snell, teremos que:
Ou seja, N/n assume um valor maior do 1 e consequentemente para que haja refração o senl
deve ser menor que 1 ou l < 90º. Assim, raios incidentes que atingirem a superfície do mineral com
valores de i que fizerem o senl > 1 ou l > 90o, eles não sofrerão refração, mas sim reflexão total.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 88
Assim, como os raios 3 e 4 atingem esta interface com ângulos maiores do que o ângulo
limite (senl = 1), sofrem reflexão total e assim ficam concentrados no meio B, aquele de maior
índice de refração.
Assim, o efeito da Linha de Becke será uma concentração de luz acima do contato no
lado do meio de maior índice de refração.
Ao microscópio, a Linha de Becke não é suficientemente clara para ser definida quando o
aparelho estiver focalizado exatamente sobre o fragmento, por isso é que se abaixa a platina do
microscópio.
7.8.1. A falsa Linha de Becke
Fragmentos de minerais espessos e irregulares produzem comumente uma linha brilhante
próxima da borda de um fragmento como resultado da reflexão interna ou então pela reflexão
ordinária da luz em um contanto inclinado com o meio de imersão. Esta linha, chamada de falsa
Linha de Becke, move-se em direção oposta à da Linha de Becke.
Esta linha é especialmente notada quando a diferença entre os índices de refração dos
fragmentos e do líquido de imersão é considerável, e quando a luz fortemente convergente,
proveniente da lente condensadora móvel, passa através do fragmento e penetra em uma objetiva de
grande abertura angular.
Em alguns casos é possível eliminar ou reduzir a falsa Linha de Becke pela redução da
abertura do diafragma abaixo da platina, eliminação da lente condensadora e utilização de uma
objetiva de abertura angular menor.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 89
PPaarrttee 22
DDeessccrriiççõõeess mmiinneerraaiiss
CCaappííttuulloo 88 OOss ggrruuppooss mmiinneerraaiiss
8.1. Descrição Mineral
Mineral é um corpo natural sólido e cristalino formado em resultado da interação de
processos físico-químicos em ambientes geológicos. Cada mineral é classificado e denominado não
apenas com base na sua composição química, mas também na estrutura cristalina dos materiais que
o compõem. Em resultado dessa distinção, materiais com a mesma composição química podem
constituir minerais totalmente distintos em resultado de meras diferenças estruturais na forma como
os seus átomos ou moléculas se arranjam espacialmente (como por exemplo a grafite e o diamante).
Os minerais variam na sua composição desde elementos químicos, em estado puro ou quase
puro, de sais simples a silicatos complexos com milhares de formas conhecidas. As propriedades
ópticas dos minerais baseiam-se na sua composição química e na sua estrutura cristalina. E
baseando-se nestes dois pressupostos, os minerais são inseridos e grupos, como se segue.
8.2. Grupo mineral menores: minerais argilosos, óxidos múltiplos, óxidos, carbonatos, boratos
sulfatos e fosfatos
GRUPO DOS MINERAIS ARGILOSOS
Este grupo não será abordado nesta apostila no que tange microscopia óptica, mas é
interessante sabermos que existe e quais minerais fazem parte deste grupo e algumas de suas
características, principalmente as estruturais.
Os minerais de argila são silicatos de alumínio no estado cristalino pertencentes ao grupo
dos filossilicatos e constituem partículas de diâmetro < 0,002 mm (dimensão argila).
As argilas silicatadas do solo são compostas pelo empilhamento de lâminas de tetraedros e
de lâminas de octaedros. Abaixo uma figura esquemática das possíveis estruturas dos
argilominerais.
Ilita
Vermiculita Caulinita
Esmectita não-expansiva
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 90
• Ilita: ligação entre as camadas por cátions de K+. Pouco expansiva na presença de água e
outros compostos orgânicos.
• Vermiculita: menos K+ que a ilita. Moderadamente expansiva. Substituição isomórfica de
Si4+ por Al3+ no tetraedro gerando cargas negativas.
• Esmectita/montmorilonita: Não há K+ entre as camadas. Altamente expansiva.
Substituição isomórfica de Al3+ por Fe2+ e Mg2+no octaedro gerando cargas negativas.
Fica a dica! Conhecimento nunca é demais! Há um trabalho interessante da Universidade de
Évora, Portugal sobre os argilominerais da qual a leitura é recomendada no link abaixo:
http://home.dgeo.uevora.pt/~ems/files/Anexo%20B-03.pdf
E aproveitando a dica, para outros minerais do grupo dos filossilicatos a exemplo do:
lepidolita, flogopita (grupo das micas); clinocloro, penninita, proclorita, chamosita (grupo da
clorita), stilpnomelano (grupo das micas frágeis), grupo dos argilominerais e o grupo da serpentina
(antigorita, lizardita, crisotilo), e de minerais filossilicáticos, mas não inclusos nestes grupos
mencionados como: pirofilita, prenhita e glauconita, recomenda-se a leitura do livro texto desta
apostila, Paul F. Kerr, das páginas 428 a 469.
Como já apresentado, o grupo dos silicatos é o maior grupo existente e corresponde a mais
de 90% dos minerais terrestres. Não desconsiderando a importante de grupos menores como os
elementos nativos, óxidos, sulfetos (S2-), sulfatos (SO4
2-), carbonatos, fosfatos, hidróxidos,
boratos, vanadatos, tungstatos, wolframatos, halóides, vamos fazer uma apresentação de alguns
poucos minerais que são comuns em lâminas petrográficas, pelo menos neste nível de conhecimento
que estamos adquirindo neste primeiro instante de nossos estudos.
DDee eelleemmeennttooss aa HHiiddrróóxxiiddooss
ELEMENTOS ÓXIDOS MÚLTIPLOS SULFETOS HIDRÓXIDOS
Enxofre Grupo do Espinélio Esfalerita* Diásporo
Grafita* Espinélio Pirita* Brucita
Ouro Magnetita* Arsenopirita Minerais da Bauxita
Cromita* Pirrotita* Boehmita
Calcopirita* Gibbsita
Perovskita Molibdenita Cliachita
Limonita*
HALÓIDES ÓXIDOS
Halita Periclásio
Fluorita Corindon
Hematita*
Uraninita*
Ilmenita*
Rutilo
Cassiterita
* Minerais que são opacos ou semitransparentes em seções polidas comuns. Estes minerais
requerem outros métodos de análise microscópica, a saber, por exemplo, luz refletida.
Nesta seção, iremos apresentar apenas os dois minerais em vermelho: a magnetita, a ilmenita
e o rutilo.
Minerais Opacos: A maioria dos minerais apresentados acima é opaco ou semitranslúcido e podem
ser analisados com a utilização de microscópiosde luz refletida. Frequentemente estão associados
com minerais transparentes formadores de rocha, como os silicatos, por exemplo.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 91
ÓXIDOS
ILMENITA
Opaco Hexagonal
FeTiO3 (subsistema romboédrico)
Ilmenita possui cor preto-azulada com brilho metálico em luz refletida. Pode apresentar uma
borda alterada branca ou amarelada de leucoxeno. O mineral ocorre em cristais tabulares
disseminados. Cristais esqueletais podem ser encontrados. Pode também ser encontrado em grãos
irregulares e massas.
Composição química: 52,6% de Ti2O, 47,4% de FeO.
Uma das maneiras de distinguir a ilmenita da magnetita, além da cor que é um fator muito
sutil aos olhos de quem não possui treinamento, é a forma: magnetita geralmente se apresenta como
octaedros e em seções polidas apresentar formas triangulares, quadradas e rômbicas.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 92
RUTILO
TiO2 Tetragonal
nɷ = 2,603 a 2,616
nƐ = 2,889 a 2,903
1. FAMÍLIA: Família dos óxidos
2. FÓRMULA QUÍMICA: TiO2. Óxido de titânio;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Uniaxial positivo;
4. COR: Amarelado a marrom avermelhado em seções polidas.
5. FORMA: O rutilo geralmente ocorre em pequenos cristais aciculares ou prismáticos e em grãos.
Cristais capilares são comuns, especialmente em quartzo.
6. CLIVAGEM: Paralela ao comprimento dos cristais {110}.
7. RELEVO: Muito alto, ɳ > bálsamo;
8. BIRREFRINGÊNCIA: Extrema, ɳƐ – ɳɷ = 0,286 a 0,287. Cores de interferência são muito
altas, mas não aparecem bem devido a total reflexão.
9. EXTINÇÃO: Paralela;
Fonte: http://individual.utoronto.ca/jaym/Atlas/Atlas/Plates/Rutile.html
Procure sobre características específicas e ocorrência do rutilo. Use o espaço abaixo para
descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 93
ÓÓxxiiddooss MMúúllttiippllooss
O grupo do espinélio e a perovskita têm sido selecionado como membros desta divisão.
O GRUPO DO ESPINÉLIO
Os espinélios são aluminatos, ferritos e cromitos de minerais díades de magnésio e ferro.
ESPINÉLIO
(Mg,Fe)(Al,Cr)2O4 isométrico
n = 1,72 a 1,78
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Nicóis cruzados (10X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos óxidos múltiplos. Grupo do espinélio;
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 94
2. FÓRMULA QUÍMICA: (Mg,Fe)(Al,Cr)2O4. Óxido de alumínio e magnésio;
3. COR: Sem cor a avermelhado, verde (pleonasta), verde oliva, ou marrom (picotita) em seções
polidas.
4. FORMA: O espinélio praticamente ocorre sempre em cristais euédricos e subédricos ou em
grãos equigranulares.
5. CLIVAGEM: Octaedral imperfeita, mas pode não ser visível.
6. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo;
7. BIRREFRINGÊNCIA: É um dos poucos minerais isométricos que é invariavelmente
isotrópico.
8. GEMINAÇÃO: Geminação de acordo com a lei do espinélio com {111} como plano-geminado
é bastante comum, mas geralmente não aparece em seções polidas.
Procure sobre a ocorrência do espinélio. Use o espaço abaixo para descrever.
MAGNETITA
FeIIFe3
IIIO4 Opaco Isométrico
Mineral preto com brilho metálico em luz refletida. Se presente em quantidade abundante, a
seção polida se torna bastante magnética. Cristais podem ser octaédricos cuja forma em seções
polidas geralmente apresenta-se triangular, quadrada ou rômbica.
Magnetita é comum na maioria das rochas ígneas e metamórficas. Em rochas ígneas é um
mineral magmático tardio.
Fica a dica: Conhecimento nunca é demais! Para mais detalhes sobre outros minerais dos
elementos nativos, sulfetos, halóides, óxidos, óxidos múltiplos e hidróxidos (e minerais da bauxita),
favor consultar o livro texto desta apostila (Paul F. Kerr) das páginas 215 a 240 e literaturas.
CARBONATOS, BORATOS, SULFATOS E FOSFATOS
CARBONATOS SULFATOS FOSFATOS TUNGSTATO
Grupo da Calcita Barita Monazita Scheelita
Calcita Jarosita Lazurita
Dolomita Celestita Apatita
Magnesita Anidrita Colofano
Siderita Gipso
Grupo da Aragonita Polihalita
Aragonita Alunita
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 95
OXISSAL DE VANÁDIO CARBONATO ÁCIDO BORATOS HIDRATA DOS
Carnotita Trona Kernita
Borax
Colemanita
Os minerais desta seção contêm diversos grupos isomorfos onde o range de propriedades
ópticas modem prover critérios inadequados para identificação positiva entre os diversos grupos.
Isto se aplica particularmente a diversos carbonatos e sulfatos. A informação textural revelada pela
seção polida será particularmente útil, mas pode ser necessário recorrer a métodos químicos e a
difração de raio-x para identificação precisa.
CARBONATOS
GRUPO DA CALCITA
CALCITA
CaCO3 Hexagonal
(Subsistema romboédrico)
nƐ = 1,486
nɷ = 1,658
opt. ( - )
Fonte: http://shutterbugs.5.forumer.com/index.php?showtopic=808
1. GRUPO: Grupo da calcita;
2. FÓRMULA QUÍMICA: CaCO3. Carbonato de cálcio;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Uniaxial negativo;
4. COR: Sem cor em seções polidas, mas frequentemente fosca (cloudy).
5. FORMA: Agregados finos a grosseiros, geralmente anedral. Cristais euédricos em seções de
rocha são raros. Calcita frequentemente mostra estrutura orgânica de algum tipo. Ela é
frequentemente oolítica ou esferulítica e ocorre em calcário fossilífero.
6. CLIVAGEM: Perfeitamente romboédrica {1011} e geralmente aparente em duas linhas
cruzadas com ângulo obliquo (75° se a seção corta normal aos traços de clivagem). Em agregados
finos a clivagem pode não aparecer.
7. RELEVO: Varia com a direção;
8. BIRREFRINGÊNCIA: Extrema, ɳɷ – ɳƐ = 0,172. A máxima cor de interferência é cinza
perolado ou branco de ordens altas.
9. EXTINÇÃO: Simétrica aos traços de clivagem;
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 96
10. GEMINACAO: Geminação polissintética com a {0112} como plano-geminado é muito
comum, especialmente em calcita de calcário metamórfico. As lamelas de geminação são
geralmente paralelas a diagonal longa, mas elas podem se interceptar os ângulos oblíquos
dependendo de como é seção é cortada. As lamelas de geminação são tão finas que as vezes elas
podem mostrar cores de interferência de primeira ordem.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da calcita. Use o espaço abaixo
para descrever.
DOLOMITA
Ca(Mg,Fe)(CO3)2 (inc. ankerita) Hexagonal
(Subsistema romboédrico)
nƐ = 1,500 a 1,526
nɷ = 1,680 a 1,716
opt. ( - )
Fonte: http://www.mhhe.com/earthsci/geology/hibbard/spurrite.mhtml
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 97
1. GRUPO: Grupo da calcita;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca(Mg,Fe)(CO3)2. Carbonato de cálcio e magnésio;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Uniaxial negativo;
4. COR: Sem cor a cinza em seções polidas;
5. FORMA: Agregados finos a grosseiros e geralmente subedral. Cristais euédricos de unidade
romboédrica{1011} são bastante comuns e os cristais são frequentemente curvos. Estrutura zonada
é freqüente; isto é gerado pela variação no teor de ferro.
6. CLIVAGEM: Perfeitamente romboedral paralela a {1011} que geralmente mosrta como duas
linhas cruzadas à ângulos oblíquos.
7. RELEVO: Varia com a direção;
8. BIRREFRINGÊNCIA: Extrema, ɳɷ – ɳƐ = 0,180 a 0,190. As cores de interferência são cinza
perolado ou branco de ordens altas.
9. EXTINÇÃO: Simétrica aos traços de clivagem;
10. GEMINACAO: A dolomita de rochas metamórficas geralmente mostra geminação
polissintética com a {0221} como plano-geminados. As lamelas de geminação são paralelas tanto à
diagonal obtusa quanto aguda do rombóide. Como na calcita, as lamelas de geminação são tão finas
que as vezes elas podem mostrar cores de interferência de primeira ordem.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da dolomita. Use o espaço
abaixo para descrever.
ATENÇÃO PARA A DICA! Se a calcita e a dolomita estão geminadas, elas podem ser facilmente
distinguidas uma da outra. Calcita mostra lamelas geminadas que são paralelas aos traços de
clivagem do romboedro e paralelas ao longo da direção da clivagem do rombóide.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 98
Contudo, as lamelas cortam o angulo agudo entre as clivagens. Dolomita também tem
geminação paralela aos traços de clivagem e paralelas ao ângulo obtuso do rombóide, mas também
tem lamelas que são paralelas a dimensão curta/ângulo agudo do rombóide. Contudo, a dolomita
também mostraria lamelas de geminação que cortariam o ângulo obtuso entre os traços de clivagem.
Fonte: http://www.tulane.edu/~sanelson/eens211/tectosilictes&others.htm
A e B – Calcita
C e D – Dolomita
Fonte: http://individual.utoronto.ca/jaym/Atlas/Atlas/Plates/Calcite-Dolomite-Twinning.html
Mas nem tudo está perdido...
Para facilitar o assunto, chamemos os minerais com estas características de carbonato, para
evitar erros em tentar classificá-los, sendo conveniente chamá-los apenas pelo nome do grupo do
qual pertencem.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 99
GRUPO DOS FOSFATOS
Muito minerais de fosfato são encontrados em pequenas concentrações em pegmatitos, em
depósitos minerais metálicos e como constituintes menores de rocha. Os minerais descritos nesta
seção correspondem às espécies mais abundantes. Não trataremos de todas elas, apenas da monazita
e da apatita.
MONAZITA
(Ce,La,Nd,Pr)PO4 Monoclínico
∠β = 76°6’
nα = 1,786 a 1,800
nβ = 1,788 a 1,801
nγ = 1,837 a 1,849
2V = 6° a 19°; opt. ( + )
b = α ou X, c ∧ γ ou Z = - 2° a – 10°
1. GRUPO: Grupo dos fosfatos;
2. FÓRMULA QUÍMICA: (Ce,La,Nd,Pr)PO4. Fosfato de elementos terras-raras;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo;
4. COR: Quase sem cor a neutra em seções polidas;
5. FORMA: Monazita ocorre em cristais euédricos, e são geralmente muitos pequenos.
6. CLIVAGEM: Partição paralela a {001} é frequentemente proeminente;
7. RELEVO: Muito alto, ɳ > bálsamo;
8. BIRREFRINGÊNCIA: Forte a muito forte, ɳγ – ɳα = 0,049 a 0,051. As cores de interferência
máximas são terceira ordem superior ou quarta ordem inferior. Seções transversais de cristais têm
birrefringência muito fraca desde que ɳβ – ɳα = 0,001 a 0,002.
9. EXTINÇÃO: Seções longitudinais têm ângulo de extinção pequeno (2° a 10°). Seções paralelas
a {001} não mostram completa extinção.
10. ORIENTAÇÃO: Cristais são length-slow.
Procure sobre características específicas e ocorrência da monazita. Use o espaço abaixo para
descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 100
APATITA
Ca5(PO4)3F Hexagonal
(também Cl-(OH) e CO3) (subsistema romboédrico)
nƐ = 1,630 a 1,651
nɷ = 1,633 a 1,655
opt. ( - )
Nicóis cruzados (40X) Nicóis paralelos (40X)
1. GRUPO: Grupo dos fosfatos;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca5(PO4)3F. Fosfato de cálcio e flúor;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo;
4. COR: Sem cor em seções polidas;
5. FORMA: A apatita é encontrada em cristais prismáticos diminutos contendo seis lados. É um
mineral comum e amplamente distribuído, mas geralmente ocorre em pequena quantidade.
6. CLIVAGEM: Basal imperfeita na {0001} mostrada como fraturas cruzadas.
7. RELEVO: Moderado, ɳ > bálsamo;
8. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca, ɳɷ – ɳƐ = 0,003 a 0,004. As cores de interferência vão de cinza à
branca de primeira ordem. Seções transversais são pretas em nicóis cruzados.
9. EXTINÇÃO: Paralela;
10. ORIENTAÇÃO: Cristais são geralmente length-fast, mas cristais de hábito tabular são length-
slow.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 101
Procure sobre características específicas e ocorrência da monazita. Use o espaço abaixo para
descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 102
8.3. Grupo Mineral: Silicatos
Em sua forma, estes minerais compostos de silicatos, são cristais tetraédricos que podem se
agrupar ou se manterem isolados. O sistema químico comum da sílica é a união com dois átomos de
oxigênio por ligação covalente. No caso do tetraedro, um cátion (SiO4)
-4 é formado através de
orbitais híbridos gerado por excitamento eletrônico.
FORMA TETRAÉDRICA
Detalhes sobre orbitais híbridos veja:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Hibridiza%C3%A7%C3%
A3o#Hibrida.C3.A7.C3.A3o_sp3
Os silicatos representam o maior grupo mineral existente na crosta terrestre.
Quando um tetraedro se desenvolve isoladamente, é dito como da classe dos nesossilicatos. Um
exemplo de mineral é a olivina [(Mg,Fe)2SiO4].
Vale a pena
refletir!
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 103
Por vezes, os tetraedros se juntam em duplas cadeias, e são denominados como da classe dos
sorossilicatos. Um exemplo deste mineral é a hemimorfita [ Zn4Si2O7(OH)2H2O].
Os tetraedros de (SiO4)
- 4 compartilham dois ou três O-2 da base com outros 2-3 tetraedros,
formando cadeias de extensão ‘infinita’ . As cadeias são unidas pelos cátions, formando a estrutura
da classe dos inossilicatos. As cadeias podem ser:
1) Simples – PIROXÊNIOS - Unidade Estrutural = (Si2O6)
-4
A fórmula geral pode ser escrita como:
XVIII YVI (Si2O6)
X = Ca, Na e Y= Mg, Fe, Al, Mn, Li, Ti
Se apenas cátions com raio iônico relativamente pequeno (Y) estiverem presentes, o sistema
cristalino será ortorrômbico (ex.: Enstatita [MgSiO3]) – ortopiroxênios.
Se cátions de raio iônico maior também estiverem presentes (X e Y) o sistema cristalino será
monoclínico, pois haverá deslocamento da cela unitária – clinopiroxênios.
2) Duplas – ANFIBÓLIOS - Unidade Estrutural = (Si4O11)
- 6
A fórmula geral pode ser escrita como:
X2
VIII Y5
VI (Si4O11)2 (OH)2
X = Ca, Na, K e Y = Mg, Fe, Al, Mn, Li, Ti
Se apenas cátions com raio iônico relativamente pequeno (Y) estiverem presentes, o sistema
cristalino será ortorrômbico (ex.: Antofilita [(Mg,Fe)7(OH)2(Si4O11)2]) - ortoanfibólios.
Se cátions de raio iônico maior também estiverem presentes (X e Y) o sistema cristalino será
monoclínico, pois haverá deslocamento da cela unitária – clinoanfibólios.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 104
Quando os tetraedros se juntam em folhas ou lâminas, são da classe dos filossilicatos. Um
exemplo deste mineral é a mica (exemplo de minerais deste grupo: biotita, muscovita, lepidolita,
flogopita...).
Abaixo uma demonstração de como estes tetraedros da classe filossilicatosse agrupam e
formam o mineral folheado ou laminado. Nestes exemplos, temos os argilo-minerais, as micas...
Gibbsita (Isoestrutural): Al2(OH)6 ou Al(OH)3 – Não é argila, mas possui propriedades
semelhantes.
Estrutura básica (1:1) da Caolinita – Al2Si2O5(OH)4
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 105
Quando os tetraedros se juntam em estruturas tridimensionais, são denominados da classe
dos tectossilicatos, e o quartzo e os feldspatos são silicatos desta natureza.
Forma tridimensional do quartzo
Forma cristalográfica do quartzo
Quartzo
Feldspato
Quando os tetraedros se juntam em forma de anéis, são da classe dos ciclossilicatos, e um
exemplo deste mineral é a turmalina (os minerais do grupo da turmalina são: schorlita, dravita e
elbaíta. A turmalina é um boro silicato complexo.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 106
O que ocorre é que cada átomo de oxigênio pode ligar a outro silício, tomando parte em
outro tetraedro simultaneamente, podendo ser compartilhado 1, 2, 3 ou 4 oxigênios do mesmo
tetraedro originando uma ampla diversidade de configurações estruturais levando a estas seis
subdivisões para o grupo dos silicatos:
• NESOSSILICATOS FILOSSILICATOS
• SOROSSILICATOS TECTOSSILICATOS
• INOSSILICATOS CICLOSSILICATOS
Exemplo de um vértice de um tetraedro se ligando a vários outros (estrutura dos tectossilicatos).
8.2.1. Estrutura tridimensional – Tectossilicatos
Os tectossilicatos (estrutura representada à cima) constituem o maior e mais importante
grupo entre as seis divisões estruturais dos silicatos.
Tetraedro em estruturas tridimensionais 1:2
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 107
Neste grande grupo, podemos subdividi-lo em: grupo da sílica, grupo dos feldspatos e grupo
dos feldspatóides.
GRUPO DA SÍLICA
Neste grupo o exemplo clássico é o quartzo, cuja descrição pode ser conferida abaixo. Para
os demais minerais pertencentes a este grupo (por exemplo: opala, tridimita, cristobalita, coesita,
stishorita, lechatelierita), recomenda-se a leitura do capítulo 13 do livro mineralogia óptica –
Paul F. Kerr.
QUARTZO
SiO2 Hexagonal
nƐ = 1,5442 [subsistema romboédrico (trigonal)]
nɷ = 1,5533
opt. ( + )
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (2,5X) Nicóis paralelos (2,5//)
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família Tectossilicato; Grupo do Quartzo;
2. FÓRMULA QUÍMICA: SiO2. Óxido de silício. Estrutura 1:2;
3. COMPOSIÇÃO: Si = 46,7%, O = 53,3%. Geralmente quase puro;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Isotrópico uniaxial positivo (biaxial quando deformado, 2V de
10º ou mais);
5. COR: Incolor nas seções polidas. Frequentemente contém inclusões.
6. FORMA: O quartzo ocorre em cristais prismáticos euédricos.
7. CLIVAGEM: Geralmente ausente, mas algumas vezes pode aparecer na borda do corte. A
clivagem é romboédrica imperfeita {1011}.
8. RELEVO: muito baixo, ɳ > bálsamo;
9. BIRREFRINGÊNCIA: muito fraca, ɳƐ – ɳɷ = 0,009;
10. EXTINÇÃO: Paralela em cristais euédricos e simétrica aos traços de clivagem. Nas seções
basais são escuros em todas as posições. Extinção irregular e ondulante é comum quando o cristal é
submetido a esforços deformacionais.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 108
Exemplo de extinção ondulante. É notada quando giramos a platina do microscópio.
Nicóis cruzados (20X)
Fonte: http://www.jeffreycreid.com/petrography/pet_igneous.html
11. ORIENTAÇÃO: A posição do raio lento marca o traço do eixo c. Cristais euédricos são,
portanto, length-slow, ou seja, a direção de vibração do raio lento (ou direção com maior índice de
refração) é paralela ao comprimento do cristal.
12. GEMINAÇÃO: Embora seja comum em quartzo, é raramente observada em seções polidas.
Procure sobre características específicas do quartzo. Use o espaço abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 109
GRUPO DOS FELDSPATOS
O grupo dos feldspatos segue um sistema ternário e pode ser considerado em termos de três
componentes: ortoclásio, Or = KAlSi3O8; albita, Ab = NaAlSi3O8; e anortita, Na = CaAl2Si2O8. Or e
Ab formam o grupo dos feldspatos alcalinos, com ausência de Na ou uma porcentagem muito
pequena. Ab e Na formam o grupo do plagioclásio onde um range composicional destes elementos
variam de 100% de Ab a 100% de An.
Os feldspatos
Álcali feldspato Plagioclásio
Monoclínico: composição Triclínico: composição
Ab An
Ortoclásio (KNa)AlSi3O8 100 0
Sanidina (KNa)AlSi3O8 Albita
Adularia (KNa)AlSi3O8 90 10
Oligoclásio
Triclínico: 70 30
Andesina
Microclina (KNa)AlSi3O8 50 50
Anortoclásio (NaK)AlSi3O8 Labradorita
30 70
Bytownita
10 90
Anortita
0 100
Vale ressaltar que apesar de haver dois sistemas de cristalização neste grupo, os hábitos são
de alguma forma, similares, e os desvios nas medidas angulares dos cristais não são tão divergentes
assim. Recomenda-se leitura do capítulo 13 – feldspatos do livro de mineralogia óptica do Paul
F. Kerr.
Sistema ternário
Distribuição aproximada dos feldspatos no sistema ternário Or-Ab-An.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 110
A série Or-Ab é contínua em altas temperaturas, mas em resfriamento, exsolução se
desenvolve. O material homogêneo se separa em duas fases feldspáticas sólidas: uma rica em sódio,
outra rica em potássio. Onde a fase rica em potássio (microclina) predomina sobre a fase sódica
(albita), o intercrescimento é referido como pertita. Quando a fase rica em sódio predomina, o
intercrescimento denomina-se antipertita.
PPeerrttii ttaa AAnnttiippeerrttii ttaa
Cristal de K-Feldspato com plagioclásio Cristal de plagioclásio com K-feldspato
exsolvido. Nicóis cruzados. exsolvido. Nicóis cruzados.
Geminação é o intercrescimento de dois ou mais espécimes de um mesmo mineral, segundo
certas leis cristalográficas. As geminações são características das classes cristalinas e importantes
na determinação de certos minerais.
O grupo dos feldspatos exibe pelo menos sete tipos de geminação: Albita, Manebach,
Baveno, Carlsbad, Actina, Periclina e Ala. E são tão importantes nesse grupo que por vezes são
usadas para classificar o mineral.
Cristais geminados formados pela simples repetição são representados pelas geminações
Carlsbad, Baveno, e Manebach. Carlsbad é comum em ortoclásio, enquanto Baveno e Manebach
são ocasionalmente observadas. Geminação carlsbad pode também estar presente em plagioclásio.
Em seções polidas, apresentam-se como dois indivíduos alongados separados por um único plano
composicional. Os indivíduos diferem-se na extinção com nicóis cruzados. Geminação Baveno
pode ser reparada por um plano diagonal.
Geminação múltipla ou polissintética é abundante em plagioclásio. Geminação do tipo albita
é muito comum.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 111
Geminação Polissintética
A geminação polissintética segundo a Lei da Albita é a geminação típica presente nos
plagioclásios. Aparece mais freqüentemente combinada com a geminação simples de Carlsbad ou
com a polissintética do Periclínio. A presença das geminações polissintéticas da Albita e do
Periclíniopode ser facilmente verificada.
Fonte: http://geology.isu.edu/geostac/Field_Exercise/Cassia_mtns/thinsect.html Nicóis cruzados (10X)
Clivagem mostrando geminação da lei da albita // {001} – clivagem perfeita.
Fonte: http://www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/magmaticos/anortosito.html Nicóis cruzados (10X)
Geminação Periclina, Carlsbad e Polissintética
A geminação do tipo periclina geralmente é orientada 90° em relação à geminação
polissintética em muitos cristais.
Fonte: http://www2.imperial.ac.uk/earthscienceandengineering/rocklibrary/learntwinning1.php?itype=4
Nicóis cruzados (10X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 112
O método Michel-Lévy
Passo-a-Passo
1. Procure um grão de plagioclásio que mostre geminação polissintética. Ela aparece como
uma alternância de bandas claras e escuras em nicóis cruzados.
2. O grão deve estar orientado de tal forma que o plano de geminação com contato múltiplo
┴{010} esteja na vertical ou aproximadamente na vertical.
a. Todas as lamelas da geminação têm essencialmente as mesmas cores de interferência sob nicóis
cruzados quando as geminações são paralelas a N-S e na posição 45°.
b. Os planos de geminação {010} são definidos e nítidos, e quase verticais. Aumente e diminua o
foco em alta ou baixa intensidade. As linhas da geminação não devem mudar de um lado ao outro.
Uma sútil mudança é permitida.
c. Os ângulos de extinção medidos para cada conjunto de geminação não devem variar mais do que
4° ou 5°, traduzindo, cada par de lados medidos para cada grão deve apresentar certa
homogeneidade dos valores medidos.
3. Coloque o plano de composição na linha N-S. O grão deve ter uma extinção uniforme (vide
figura abaixo). Rotacione a platina do microscópio no sentido horário e anti-horário até um
conjunto de planos de geminação extinguir com a direção de vibração do raio rápido (X’) na
N-S e anote o ângulo de extinção usando a escala que está contida na platina. Você pode
determinar que X’ é a direção de vibração usando um sinal de elongação. Uma vez que é
ângulo é anotado, volte o cristal de plagioclásio à posição inicial (N-S) e rotacione na outra
direção até que o outro conjunto de geminação se extingua. Anote o ângulo e tire a média
entre os dois valores, caso não seja maior que 5°, se for, procure outros grãos.
4. Repita o processo para seis ou mais grãos.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 113
5. Utilize a maior média e plote este valor no diagrama abaixo para determinar a
porcentagem de An.
Se a média dos ângulos for maior que 20° então o valor de An é maior que 20 e você terá
apenas que usar a curva à direita para determinar a porcentagem de An. Se a média for menor que
20°, observa que haverá, para o mesmo ângulo < 20°, dois pontos que poderão ser plotados no
diagrama. Para isso, deverá lançar mão do índice de refração e do sinal óptico, ver se o cristal é (+)
ou (-).
Na ausência de borda (001:100) [e esta é raramente presente], ângulos positivos e negativos
não podem ser distinguidos. Para identificar o plagioclásio de range An0 - An21 do An21 - An38,
deve-se utilizar o índice de refração ou sinal óptico:
a. A composição An0 - An21 tem índice de refração menor que o bálsamo do Canadá, logo têm sinal
óptico positivo (An < 21). Já o segundo grupo tem índice de refração maior que o bálsamo do
Canadá, logo, opticamente negativo (An > 21).
b. Pode-se determinar o sinal óptico do plagioclásio.
Este método é o mais comum e o mais utilizado, mas outros existem e à nível de curiosidade
pode checar a página 295 do livro Optical Mineralogy – Paul F. Kerr e também o link abaixo:
Site: http://petro.uniovi.es/Docencia/pim/DetAnPg.pdf
Leitura recomendada:
http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/silicatos/tectossilicatos/gfeldspato.html
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 114
SSuubbggrruuppoo ddooss FFeellddssppaattooss AAllccaalliinnooss
Este grupo possui a fórmula química geral KAlSi3O8. É constituído por ortoclásio, adulária,
sanidina, microclina e anortoclásio. Mas aqui serão abordados quase todos estes minerais com
exceção da adulária.
ORTOCLÁSIO
(K,Na)AlSi3O8
Monoclínico
nα = 1,518 ∠β = 63°57’
nβ = 1,524
nγ = 1,526
2V = 69° a 72°; opt. ( - )
b = γ ou Z, a ∧ α ou X = + 5° a + 12°,
c ∧ β ou Y = - 14° a - 21°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (40X) Nicóis paralelos (40X)
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família dos tectossilicatos; Grupo dos feldspatos alcalinos;
2. FÓRMULA QUÍMICA: (K,Na)AlSi3O8. Silicato de potássio e alumínio;
3. COMPOSIÇÃO: K2O = 16,9%; Al2O3 = 18,4% e SiO2 = 64,7%;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo;
5. COR: Incolor nas seções polidas, mas pode ser frequentemente fosco por causa da alteração
incipiente em contraste com o quartzo, que é claro.
6. FORMA: O ortoclásio ocorre como fenocristais, cujos cristais são euédricos e subédricos, e em
esferulitos.
7. CLIVAGEM: Clivagem perfeita paralela a {001}, menos perfeita paralela a {010} e imperfeita
paralela a {110};
8. RELEVO: Baixo, ɳ < bálsamo;
9. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca, ɳγ – nα = 0,008;
10. EXTINÇÃO: na {001} é paralela, na {010} varia de 5° a 12°, aumentando com o conteúdo de
sódio.
11. ORIENTAÇÃO: Os traços de clivagem na {010} fazem um pequeno ângulo com o raio rápido.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 115
12. GEMINAÇÃO: Geminação de acordo com a lei de Carlsbad (eixo c ou [001] = eixo de
geminação). Existem geminações simples constituídas de apenas dois indivíduos.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência do ortoclásio. Use o
espaço abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 116
SANIDINA
(K,Na)AlSi3O8
Monoclínico
nα = 1,517 a 1,520 ∠β = 63°57’
nβ = 1,523 a 1,525
nγ = 1,524 a 1,526
2V = 0° a 12°; opt. ( - )
Orientação: (1) Pl. ax. {010}, b = β ou Y,
a ∧ α ou X = + 5° ou (2) Pl. ax. ┴ {010}.
b = γ ou Z, a ∧ α ou X = + 5°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família dos tectossilicatos; Grupo dos feldspatos alcalinos;
2. FÓRMULA QUÍMICA: (K,Na)AlSi3O8. Silicato de potássio e alumínio;
3. COMPOSIÇÃO: K2O = 12,88%, Na2O = 2,82%, Al2O3 = 18,59%, SiO2 = 65,71%;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo;
5. COR: Incolor nas seções polidas, claro em contraste com o ortoclásio, que é frequentemente
fosco.
6. FORMA: A sanidina ocorre normalmente como distintos cristais como fenocristais (foto acima).
7. CLIVAGEM: Clivagem perfeita paralela a {001}, menos perfeita paralela a {010} e imperfeita
paralela a {100}.
8. RELEVO: Baixo, ɳ < bálsamo;
9. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca, ɳγ – nα = 0,007;
10. EXTINÇÃO: na (001) é paralela, na (010) igual a +5°;
11. GEMINAÇÃO: Geminação geralmente de acordo com a lei de Carlsbad (eixo c ou [001] =
eixo de geminação). Existem geminações simples constituídas de apenas dois indivíduos e são
raramente polissintéticas.
Procure sobre características específicas e ocorrência da sanidina. Use o espaço abaixo
para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 117
MICROCLINA
KAlSi 3O8
Triclínico
nα = 1,518 a 1,522 ∠α = 89°53’
nβ = 1,522 a 1,526 ∠β = 64°10’
nγ = 1,525 a 1,530 ∠γ = 90°51’2V = 77° a 84°; opt. ( - )
Pl. ax. ou γ ou Z são aproximadamente ┴ (010)
Ângulo entre o traço do pl. ax. e a borda (001) : (010) = +5°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (20X)
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família dos tectossilicatos; Grupo dos feldspatos alcalinos;
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 118
2. FÓRMULA QUÍMICA: KAlSi3O8. Silicato de potássio e alumínio;
3. COMPOSIÇÃO: K2O = 16,92%, Al2O3 = 64,76%, SiO2 = 64,76%;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo;
5. COR: Incolor nas seções polidas, mas pode ser fosca devido à alteração incipiente.
6. FORMA: A microclina ocorre normalmente como cristais como subédricos à anédricos.
7. CLIVAGEM: Clivagem perfeita paralela a {001}, menos perfeita paralela a {010} e imperfeita
paralela a {110} e a {110}.
8. RELEVO: Baixo, ɳ < bálsamo;
9. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca, ɳγ – nα = 0,007;
10. EXTINÇÃO: Na (001) = + 15°, na (010) = +5°;
11. ORIENTAÇÃO: Traços de clivagem na (010) são quase paralelos ao raio rápido.
12. GEMINAÇÃO: Geminação polissintética é quase universal na microclina. A geminação ocorre
em duas direções: uma de acordo com a Lei da Albita ({010} = plano de geminação), e a outra de
acordo com a Lei da Periclina.
Procure sobre características específicas e ocorrência da microclina. Use o espaço abaixo
para descrever.
ANORTOCLÁSIO
(Na,K)AlSi3O8
Triclínico
nα = 1,522 a 1,536 ∠α = 90°6’
nβ = 1,526 a 1,539 ∠β = 63°42’
nγ = 1,527 a 1,541 ∠γ = 90°17’
2V = 43° a 54°; opt. ( - )
L. ax. aproximadamente ┴ {010}
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 119
Lâmina petrográfica
11. 2
Foto 1,3: Nicóis cruzados (10X)
3 Foto 2: Nicóis paralelos (10X)
O anortoclásio pode ser confundido com outros feldspatos alcalinos mas lembre-se: O
anortoclásio pode se distinguir da sanidina pelo ângulo 2V, pois esse mineral possui ângulo 2V
menor que aquele. A geminação aparece numa escala muito mais fina do que no microclínio e as
lamelas geminadas de periclina são quase paralelas a (001). Distingue-se também do microclínio
pelo menor ângulo 2V e ângulo de extinção segundo (001).
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família dos tectossilicatos; Grupo dos feldspatos alcalinos
2. FÓRMULA QUÍMICA: (Na,K)AlSi3O8. Silicato de potássio e alumínio.
3. COMPOSIÇÃO: K2O = 4,42 %, na2 = 8,73%, Al2O3 = 19,15 % , SiO2 = 67,70 %
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Incolor nas seções polidas
6. FORMA: O anortoclásio ocorre normalmente como fenocristais e em cristais anédricos e
também como grande massa apresentando clivagem.
7. CLIVAGEM: Clivagem perfeita paralela a {001}, menos perfeita paralela a {010}, como em
outros feldspatos. Uma característica da clivagem do anortoclásio é a clivagem obliqua.
8. RELEVO: Baixo, ɳ < bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca, ɳγ – nα = 0,005 a 0,007;
10. EXTINÇÃO: Na (001) = + 1° a + 4°, na (010) = + 4° a + 10°
11. GEMINAÇÃO: Geminação polissintética como na microclina, mas as lamelas são mais finas.
Mas a geminação nem sempre é possível de ser observada em seções polidas.
Procure sobre características específicas e ocorrência do anortoclásio. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 120
SSuubbggrruuppoo ddoo PPllaaggiioocclláássiioo
Este grupo já foi apresentado acima junto com a descrição do grupo maior que é
denominado Grupo dos Feldspatos. Inclusive um método, conhecido como método Michel-Lévy foi
apresentado a fim de caracterizar a porcentagem de Na constituinte do mineral a fim de classificá-lo
dentro do grupo dos plagioclásios que compreende os seguintes minerais: albita, oligoclásio,
andesita, labradorita, bytownita e anortita, variando em porcentagem o valor de An0 para albita
a An100 para a anortita. A observação microscópica de cada mineral deste grupo é difícil, mas graças
ao método de Michel-Lévy que permitiu de certa forma a classificação dos plagioclásios.
Recomenda-se a leitura das páginas 313 a 319 do livro Optical Mineralogy – Paul F. Kerr,
para conhecer as descrições mineralógicas de cada um destes minerais.
É muito comum encontrar em seções delgadas o intercrescimento de quartzo com minerais
do grupo dos feldspatos, denominado de texturas de intercrescimento. Exemplo disto são as
texturas mimerquítica, granofírica e o intercrescimento gráfico.
Textura Minerquítica
Intercrescimento entre cristais de plagioclásio e vênulas de quartzo em forma de bastões.
Quando ocorre muita distribuição na matriz da rocha, forma-se textura chamada granofírica,
observa-se no granito.
Foto 01 Nicóis cruzados (10 X) Foto 02
Fonte: foto 1 - http://www.flickr.com/photos/cortezn/4830682965/ (acessado 26/12/2011)
Fonte: foto 2 - http://minerva.union.edu/hollochk/c_petrology/ig_minerals.htm
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 121
Intercrescimento Gráfico
Intercrescimento orientado entre quartzo e o feldspato alcalino. (intercrescimento
micrográfico quando somente observado ao microscópio)
Fonte: http://www.earthbyte.org/people/geoff/Hyperpetmag/Datafile/Mininfo/grap.htm
Nicóis cruzados (10X)
Textura Granofírica
Há diferentes tipos de textura granofírica, onde os constituintes básicos, plagioclásio e
quartzo, estes com formas vermiculares, globulares, dendríticas ou irregulares, intercrescem
formando a característica básica desta textura. Dentro os tipos existentes de textura granofírica, vale
a pena ressaltar:
Tabela 1 – Diferentes tipos de texturas granofíricas (Smith 1974).
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 122
(a, b) – Textura do tipo vermicular (nicóis X – 4x)
(c, d) – Textura do tipo franja radial (nicóis X – 4x)
(e) – Textura do tipo esferulítica (nicóis X – 4x)
GRUPO DOS FELDSPATÓIDES
Os feldspatóides, em algumas rochas ígneas, podem ser considerados como feldspatos
deficientes em sílica. Eles são encontrados no lugar dos feldspatos ou podem ser encontrados
juntos, sendo mais raro este tipo de ocorrência. Minerais mais comuns deste grupo são: nefelina e
leucita. Os feldspatóides são característicos de rochas como nefelina-sienitos, fonolitos, e outras
rochas ígneas alcalinas pobres em sílica.
Para conhecermos os principais feldspatóides, abaixo segue uma tabela, sendo que a
abordagem mineralógica mais aprimorada será para a leucita e a nefelina. Não se retenha apenas
ao que for dado nesta apostila, mas busque por conhecimento. Para outros feldspatóides, além dos
abaixo citados, como os pertencentes ao grupo da escapolita, as zeólitas, recomenda-se leitura das
páginas 319 a 340 do livro Optical Mineralogy – Paul F. Kerr e outras literaturas.
Os feldspatóides
Mineral Composição química Sistema cristalino Índice de refração
Leucita KAl Pseudoisométrico nα = 1,508, nγ = 1,509
Nefelina NaAl Hexagonal ɳƐ = 1,527 – 1,543, ɳɷ = 1,530 – 1,547
Cancrinita NaAl + CO3 Hexagonal ɳƐ = 1,496 – 1,500, ɳɷ = 1,507 – 1,524
Sodalita NaAl + Cl Isométrico n = 1,483 – 1,487
Haüyne NaAl + S Isométrico n = 1,496 – 1,510
Melilita Ca, MG, Al Tetragonal ɳƐ = 1,626 – 1,629, ɳɷ =1,632 – 1,634
LEUCITA
KAl(SiO3)2 Pseudoisométrico [Tetragonal]
nα = 1,508 (Isométrico acima de 625°C)
nγ = 1,509
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 123
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Nicóis cruzados (10X) Nicóis cruzados (10X)
Nas fotos acima, cristais de leucita exibindo sua forma octaedral. Cristal apresentando
geminação “tartan” como a que ocorre na microclina, mas a diferença é que está tem maior
birrefringência e relevo mais baixo.
Cristal pseudoisométrico de leucita
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família dos tectossilicatos; Grupo dos feldspatóides
2. FÓRMULA QUÍMICA: KAl(SiO3)2. Silicato de potássio e alumínio
3. COMPOSIÇÃO: K2O = 21,58%, Al2O3 = 23,36% , SiO2 = 55,06%;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: acima de 625°C é isotrópico n = 1,508-1,509. É possível
encontrar na literatura como sendo uniaxial positivo com índices de refração nƐ = 1,509 a 1,511 nɷ
= 1,508 a 1,511.
5. COR: Incolor nas seções polidas;
6. FORMA: Leucita ocorre praticamente como cristais euédricos. A forma do cristal é um
trapezoedro {211}, que mostra seções octagonais. Frequentemente contém inclusões, e tais, podem
estar arranjadas no cristal de maneira regular, tanto radial quanto concentricamente.
7. RELEVO: Considerável, ɳ < bálsamo;
8. BIRREFRINGÊNCIA: Muito fraca, ɳγ – nα = 0,001;
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 124
9. EXTINÇÃO: Frequentemente ondulante;
10. GEMINAÇÃO: Uma característica da leucita é uma geminação polissintética complexa em
diversas direções, o que a faz ser confundida com a microclina. Quando aquecida acima de 600-
625°C a geminação desaparece, que prova que KAl(SiO3)2 é dimórfica.
Procure sobre características específicas e ocorrência da leucita. Use o espaço abaixo para
descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 125
NEFELINA
(Na,K)(Al,Si) 2O4 Hexagonal
nƐ = 1,527 a 1,543 (Subsistema hexagonal)
nɷ = 1,530 a 1,547
opt. ( - )
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (2,5X) Nicóis paralelos (2,5X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 126
Nicóis cruzados (2,5X) Nicóis paralelos (2,5X)
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família Tectossilicato; Grupo dos feldspatóides;
2. FÓRMULA QUÍMICA: (Na,K)(Al,Si) 2O4. Silicato de alumínio, sódio e potássio;
3. COMPOSIÇÃO: NaO2 = 21,8%, Al2O3 = 35,9%, SiO2 = 42,3%;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Seções basais dão uma figura uniaxial negativo quando não
apresenta “anéis” (não-zonado).
5. COR: Incolor a turvo nas seções polidas. Pode conter fileiras de inclusões.
6. FORMA: Nefelina ocorre em cristais hexagonais prismáticos curtos (fenocristais) em rochas
densas e anedral em rochas de granulometria grossa. Os cristais possuem seções retangulares e
hexagonais e algumas vezes mostram estrutura zonada.
7. CLIVAGEM: imperfeita paralela a {1010}; nem sempre aparente;
8. RELEVO: muito baixo; ɳ quase o mesmo do bálsamo, mas geralmente um pouco mais alto.
9. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca, ɳɷ – ɳƐ = 0,003 a 0,004;
10. EXTINÇÃO: Paralela em seções retagulares. Seção basal é preta com nicóis cruzados.
11. ORIENTAÇÃO: Seções basais são length-fast, ou seja, indica um paralelismo da direção de
vibração do raio rápido (ou direção com o menor índice de refração) com o comprimento do cristal.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da nefelina. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 127
8.2.2. Estruturas em cadeias (inossilicatos)
A assembleia do grupo de silicatos com estruturas em cadeias (inossilicatos – já
apresentados anteriormente) compreendem os grupos dos piroxênios e dos anfibólios. Cada grupo
contém minerais que cristalizam no sistema ortorrômbico ou monoclínico.
Os dois grupos incluem importantes silicatos formadores de rochas. Um grande número dos
minerais pertencentes a estes grupos podem ser importantes constituintes de rochas ígneas e
metamórficas. Quando encontrados em rochas sedimentares, estes minerais são essencialmente de
origem secundária.
Grupo dos Piroxênios Grupo dos Anfibólios
Ortopiroxênios Ortoamfibólios
Enstatita antofilita
Hiperstênio
Clinoanfibólios
Clinopiroxênios Cummingtonita
Diopsídio Grunerita
Augita Tremolita-actinolita
Pigeonita Nephrita
Hedenbergita Hornblenda
Aegerina-augita Lamprobolita
Aegerina Riebeckita
Jadeíta Glaucofano
Spodumênio
Wollastonita
GRUPO DOS PIROXÊNIOS
Os piroxênios são frequentemente constituintes originais de rochas. Uma variação
considerável de composição química e propriedades ópticas semelhantes prevalece sobre todo o
grupo. Uma das principais características que podem ser apresentadas é a clivagem ser paralela a
{110}. Os minerais são todos biaxiais com grandes ângulos axiais (2V). O plano axial dos eixos
ópticos é {010}.
O range composicional do membro rico em cálcio e dos piroxênios livres de alumínio é
mostrado no diagrama de composição triangular abaixo. Perceba que existe uma substituição
completa e pequenas quantidades de substituição de cálcio dentro das séries de solução sólida dos
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 128
ortopiroxênios. Variedades ricas em magnésio do ortopiroxênio são chamadas de hiperstênio, ao
passo que variedades ricas em ferro, ferrosilita.
Existe também uma solução sólida completa de Mg-Fe entre diopsídio e ferrohedenbergita,
com alguma escassez de cálcio. CaSiO3 é a fórmula química para wollastonita, mas este mineral
não tem uma estrutura típica dos piroxênios (ortorrômbico ou monoclínico). A classificação dos
piroxênios pode ser feita através de composição química mineral e, depois de plotados os valores no
diagrama abaixo, é possível obter sua nomenclatura.
Existe uma completa solução sólida de Mg-Fe entre os piroxênios, e como a maioria das
soluções sólidas entre Mg-Fe, os end members ricos em Mg cristalizam em temperaturas maiores,
enquanto que os end members ricos em Fe, em temperaturas menores.
Membros individuais do grupo, a exemplo dos clinopiroxênios, são frequentemente
identificados utilizando o ângulo máximo de extinção em seções longitudinais.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 129
Augita e pigeonita são os minerais mais comuns do grupo dos clinopiroxênios. Jadeíta e
aegerina são conhecidas como piroxênios sódicos.
Observe abaixo a estrutura do piroxênio representada pela organização estrutural da jadeíta
(silicato de sódio e alumínio) em que os elementos se organizam de tal maneira a respeitar a ordem
onde sítios M1 são ocupados por cátions menores como Mg+2 e Al+3, enquanto os sítios M2 são
ocupados por elementos maiores como Ca+2 e Na+2.
Fonte: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/21509/amphibole/80033/Crystal-structure
Um feixe
A clivagem é bom marcante nas seções basais dos piroxênios, e o que os distinguemneste
sentido em relação aos anfibólios, é o ângulo da clivagem de 90°.
Editada a partir da fonte: http://hays.outcrop.org/GSCI100/lecture23s.html
Para um pouco mais de detalhe sobre a estrutura dos inossilicatos e sobre soluções sólidas,
recomenda-se a leitura desta página: http://www.tulane.edu/~sanelson/eens211/inosilicates.htm
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 130
Distinguir Opx de Cpx em seções polidas é possível notando que em todos os piroxênios
ortorrômbicos a clivagem prismática {110} mostrará extinção paralela. Se olhar as direções de
clivagens (2 direções) perpendiculares ao eixo – c, a extinção será relativamente simétrica à elas.
Girando a platina no sentido horário, verifica-se a extinção
paralela ao eixo – c.
Um exemplo do que foi acima falado, é este ortopiroxênio
preto na direção N-S, a dizer, uma enstatita em um norito,
apresentando extinção paralela segundo o plano {110}.
Nos Cpx, contudo, é possível observar extinção inclinada em todas as faces exceto na {100}.
Contudo, deve notar vários grãos que tenham extinção inclinada e características ópticas
semelhantes antes de afirmar que tais grãos sejam Opx, desde que sempre existe uma remota chance
que estejamos observando a face {100}.
Extinção inclinada em um piroxênio sódico (onfacita)
Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=1DSqh5oEYOE
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 131
OO ssuubbggrruuppoo ddooss oorrttooppiirrooxxêênniiooss
ENSTATITA
MgSiO3 (inc. bronzita)
Ortorrômbico
nα = 1,650 a 1,665
nβ = 1,653 a 1,670
nγ = 1,658 a 1,674
2V = 58° a 80°; opt. ( + )
Orientação: (1) Pl. ax. {010}, b = β ou Y,
a = α ou X, b = β ou Y; c = γ ou Z
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (100X) Nicóis paralelos (100X)
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos piroxênios/subgrupo dos
ortopiroxênios;
2. FÓRMULA QUÍMICA: MgSiO3. Silicato de magnésio
3. COMPOSIÇÃO: MgO = 40,15 % , SiO2 = 59,85 %
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
5. COR: Incolor a neutra nas seções polidas. Bronzita (variedade férrica da enstatita) possui um
pleocroísmo claro.
6. FORMA: A enstatita é encontrada como cristais prismáticos com a seção característica dos
piroxênios. Inclusões são comuns e produzem uma estrutura conhecida como “schiller” na
variedade férrica conhecida como bronzita.
Bronzita com estrutura Schiller
Till, Distrito de Keewatin, Canadá
Fonte: http://www.consorminex.com/abrz.htm
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 132
7. CLIVAGEM: {110} em duas direções formando aproximadamente um ângulo de 90°. Clivagem
ou partição paralela a {010} é também presente algumas vezes. Em seções longitudinais os traços
de clivagem são em uma direção paralela ao contorno.
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Consideravelmente fraca, ɳγ – nα = 0,008 a 0,009;
10. EXTINÇÃO: Paralela na maioria das seções
11. GEMINAÇÃO: Raramente presente
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da enstatita. Use o espaço
abaixo para descrever.
HIPERSTÊNIO
(Mg,Fe)SiO3
Ortorrômbico
nα = 1,673 a 1,715
nβ = 1,678 a 1,728
nγ = 1,683 a 1,731
2V = 63° a 90°; opt. ( - )
a = α ou X, b = β ou Y; c = γ ou Z
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 133
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos piroxênios/subgrupo dos
ortopiroxênios;
2. FÓRMULA QUÍMICA: (Mg,Fe)SiO3. Silicato de magnésio e ferro
3. COMPOSIÇÃO: MgO = 17,35% , FeO = 30,93%, SiO2 = 51,73%;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo;
5. COR: Neutra a verde fraca ou vermelha fraca em seções polidas. Pleocroísmo variando de
esverdeado a avermelhado. Inclusões são comuns e produz estrutura schiller.
6. FORMA: O hiperstênio geralmente ocorre na forma de cristais subédricos de hábito prismático.
Em seções transversais são aproximadamente quadrados.
7. CLIVAGEM: Paralela a {110}; algumas vezes paralela a {010} e a {100};
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo;
9. BIRREFRINGÊNCIA: Consideravelmente fraca, ɳγ – nα = 0,010 a 0,016;
10. EXTINÇÃO: Paralela na maioria das seções;
Procure sobre características específicas e ocorrência do hiperstênio. Use o espaço abaixo
para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 134
OO ssuubbggrruuppoo ddooss cclliinnooppiirrooxxêênniiooss
DIOPSÍDIO
Ca(Mg,Fe)(SiO3) 2
Monoclínico
nα = 1,650 a 1,698 ∠β = 74°10’
nβ = 1,657 a 1,706
nγ = 1,681 a 1,727
2V = 58° a 60°; opt. ( + )
b = β ou Y; c ∧ γ ou Z = - 37° a - 44°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Nicóis cruzados (5X) Nicóis paralelos (10X)
Cristais de diopsídio mostrando alta birrefringência
Diposídio é o termo magnesiano da série isomórfica (Ca(Mg,Fe)Si2O6 ) com a hedenbergita (Fe).
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 135
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos piroxênios/subgrupo dos
clinopiroxênios;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca(Mg,Fe)(SiO3) 2. Silicato de magnésio
3. COMPOSIÇÃO: CaO = 25,90%, MgO = 18,61 % , SiO2 = 55,49%
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
5. COR: Incolor, neutra, verde clara a verde brilhante nas seções polidas.
6. FORMA: O diopsídio geralmente ocorre como cristais subedrais de hábitos prismáticos curtos.
Em seções transversais apresentam quatro ou oito lados.
7. CLIVAGEM: Paralela a {110} e também em duas direções com ângulos de 87° e 93°. Partição
paralela a {001} é desenvolvida algumas vezes.
8. RELEVO: Consideravelmente alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Consideravelmente forte, ɳγ – nα = 0,029 a 0,031
10. EXTINÇÃO: Extinção obliqua com ângulos entre 37° e 44°. Em seções polidas a extinção é
simétrica aos traços de clivagem.
11. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} formando plano-geminados são bastante comuns.
Geminação polissintética com a {001} formando plano-geminados é comum como geminação
secundária.
Cristal de diopsídio
Fonte: http://pakafghanminerals.com/productsbyabc.aspx?id=d
É bom saber que: Existe uma variedade de diopsídio ferroso chamado de dialágio caso
encontre este nome pelas literaturas.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência do diopsídio. Use o
espaço abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica –edição 2012 136
AUGITA
Ca(Mg,Fe)(SiO3)2[(Al,Fe)2O3]x
Monoclínico
nα = 1,688 a 1,712 ∠β = 74°10’
nβ = 1,701 a 1,717
nγ = 1,713 a 1,737
2V = 58° a 62°; opt. ( + )
b = β ou Y; c ∧ γ ou Z = - 45° a - 54°
Lâmina petrográfica
fonte: http://www.auburn.edu/~leeming/mineral.html
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos piroxênios/subgrupo dos
clinopiroxênios;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca(Mg,Fe)(SiO3)2[(Al,Fe)2O3]x . Alumino-silicato complexo de cálcio,
ferro e magnésio
3. COMPOSIÇÃO: Na2O = 1,31%, CaO = 21,35%, MgO = 15,35 % , TiO2 = 3,38%, Al2O3 =
8,63%, FeO = 6,08%, SiO2 = 48,30 %
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 137
5. COR: Quase sem cor, neutra a esverdeada fraca ou marrom arrocheada fraca em seções polidas.
Estruturas zonadas é presente algumas vezes. Pleocroísmo ausente a fraco; ele aparece em seções
{100}.
Rocha alcalina da Ilha da Trindade
FOTOMICROGRAFIA 01
6. FORMA: A augita geralmente ocorre em cristais prismáticos curtos com quatro ou oito lados em
seções polidas.
7. CLIVAGEM: {110} em duas direções com ângulos de 87° e 93°. Traços de clivagem são em
uma direção em seções longitudinais.
FOTOMICROGRAFIA 02 FOTOMICROGRAFIA 03
Fonte foto 02: http://www.science.smith.edu/geosciences/petrology/Petrography/Augite/90Cleavage.jpg
Fonte foto 03: http://www.und.nodak.edu/instruct/mineral/320petrology/opticalmin/cleavage.htm
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Moderada, ɳγ – nα = 0,021 a 0,025;
10. EXTINÇÃO: Os ângulos máximos de extinção em seções longitudinais variam de 36° a 45°.
Estas seções apresentam as maiores cores de interferência. Algumas variedades apresentam uma
extinção ondulante concêntrica conhecida como estrutura hourglass. Seções transversais têm
extinção paralela ou simétrica dependendo se {100}, {010} ou {110} predominar.
Fonte: http://www.minsocam.org/msa/collectors_corner/arc/augite.htm
11. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} formando plano-geminados são comuns; este
frequentemente aparece como geminado emendado. Geminação polissintética com a {001} como
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 138
plano-geminado é ocasionalmente encontrada. Geminações combinadas de {100} e polissintética
{001} forma o que é conhecida como estrutura herringbone.
Geminação {100} da augita e da pigeonita. É muito comum encontrar exsolução destes dois
minerais. FOTOMICROGRAFIA 04 FOTOMICROGRAFIA 05
Fonte foto 04: http://ruby.colorado.edu/~smyth/Petro/Petro.html
Fonte foto 05: http://minerva.union.edu/hollochk/skaergaard/geologic_features/micrographs.htm
FOTOMICROGRAFIA 06 FOTOMICROGRAFIA 07
Seção longitudinal mostrando geminação simples na {100}
Fonte foto 06: http://www.earthbyte.org/people/geoff/Hyperpetmag/Datafile/Minpages/diop.htm
Fonte foto 07: http://www.science.smith.edu/geosciences/petrology/Petrography/Augite/Pink.jpg
FOTOMICROGRAFIA 08 FOTOMICROGRAFIA 09
Estrutura herringbone
Fonte foto 08: http://www.uv.es/EBRIT/cap/cap_minrok042.html
Fonte foto 09 :http://www2.imperial.ac.uk/earthscienceandengineering/rocklibrary/viewrecord.php?cID=30&showimages=1
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 139
Nestas fotos observa-se pigeonita invertida. O cristal encaixante é um Opx e contém lamelas
de exsolução de augita ao longo do plano {001} monoclínico (setas pretas) e do plano {100} (setas
brancas). O cristal tem um centro espelhado definindo um plano de geminação. Nicóis cruzados 4X.
Para mais informações sobre a pigeonita verifique as páginas 350 a 352 do livro do
Paul F. Kerr, Optical Mineralogy.
Para compreender a relação entre pigeonita e augita, baseada no conceito de soluções
sólidas, recomenda-se a leitura desta página:
Fonte: http://www.tulane.edu/~sanelson/eens211/inosilicates.htm
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da augita. Use o espaço
abaixo para descrever.
AEGIRINA-AUGITA
Composição química intermediária entre a aegirina e a augita Monoclínico
nα = 1,680 a 1,745
nβ = 1,687 a 1,770
nγ = 1,709 a 1,782
2V = cerca de 60°; opt. ( + ) ou ( - )
b = β ou Y; c ∧ α ou X = - 15° a - 38°
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 140
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos piroxênios/subgrupo dos
clinopiroxênios;
2. FÓRMULA QUÍMICA: NaFeSi2O6. Silicato de sódio e ferro
3. COMPOSIÇÃO: Na2O = 13,42%, Fe2O3 = 34,56 % , SiO2 = 52,02%
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo ou negativo
5. COR: Verde em seções polidas. O pleocroísmo varia de amarelo-verde (β ou Y) a esverdeado (α
ou X, γ ou Z).
6. FORMA: A aegirina-augita geralmente ocorre em forma de cristais euédricos de hábito
prismático curto com {100} sendo a forma predominante.
7. CLIVAGEM: {110} em duas direções com ângulos de 87° e 93°.
FOTOMICROGRAFIA 01
Fonte foto 01: http://www.earthbyte.org/people/geoff/Hyperpetmag/Datafile/Minpages/aeg.htm
8. RELEVO: alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Consideravelmente forte, ɳγ – nα = 0,029 a 0,037
10. EXTINÇÃO: A extinção máxima em seções longitudinais é de - 15° e - 38°
11. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} formando plano-geminados são bastante comuns.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 141
Geminação segundo o plano (100)
Fonte: http://www.und.nodak.edu/instruct/mineral/320petrology/opticalmin/jpgs/19AegX.jpg
Cristal de aegirina-augita geminado
Fonte: http://thehappiercompany.com/aegirine-augite&page=3
Procure sobre características específicas e ocorrência da aegirina-augita. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 142
AEGIRINA
NaFe(SiO3)2 Monoclínico
∠β = 73°9’
nα = 1,745 a 1,777
nβ = 1,770 a 1,823
nγ = 1,782 a 1,736
2V = 60° a 66°; opt. ( - )
b = β ou Y; c ∧ α ou X = - 2° a - 10°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Nicóis paralelos (10X).Cristal na N-S mostrando a variação pleocroica da aegirina.
Fonte: http://www.nslc.ucla.edu/pet/mineral_html/Aegirine.html
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos piroxênios/subgrupo dos
clinopiroxênios;
2. FÓRMULA QUÍMICA: NaFe(SiO3) 2. Silicato de sódio e ferro
3. COMPOSIÇÃO: Na2O = 13,42%, Fe2O3 = 34,56 % , SiO2 = 52,02%
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Verde em seções polidas. Fortemente pleocroica. Cores axiais: α ou X – verde escura, β
ou Y - verde clara, γ ou Z - amarela.
6. FORMA: A aegirina geralmente ocorre em cristais prismáticos longos, frequentemente em
forma de lâmina (“bladed” ), com a seção típica de quatro a oito lados dos piroxênios, mas com o
plano {100} frequentemente melhor desenvolvido do que na {010}.
7. CLIVAGEM: {110} em duas direções com ângulos de 87° e 93°.
8. RELEVO: alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Forte a muito forte, ɳγ – nα = 0,037 a 0,059
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 143
10. EXTINÇÃO: O ângulo de máxima extinção em seções longitudinais é muito pequeno (de 2° a
10°).
11. ORIENTAÇÃO: Os cristais são sempre length-fast.
Procure sobre características específicas e ocorrência da aegirina. Use o espaço abaixo
para descrever.
ESPODUMÊNIO
LiAl(SiO3)2 Monoclínico
∠β = 69°40’
nα = 1,651 a 1,668
nβ = 1,665 a 1,675
nγ = 1,677 a 1,681
2V = 54° a 69°; opt. ( + )
b = β ou Y; c ∧ α ou X = - 23° a - 27°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 144
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos piroxênios/subgrupo dos
clinopiroxênios
A saber: pode-se dizer grupo do espodumênio desde que há variedades de espodumênio. A citar
kunzita e hiddenita que são comercializadas como gemas.
2. FÓRMULA QUÍMICA: LiAl(SiO3) 2. Silicato de lítio e alumínio
3. COMPOSIÇÃO: Li2O = 8,03%, Al2O3 = 27,40%, SiO2 = 64,58%
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
5. COR: Sem cor em seções polidas. Algumas variedades apresentam cor: lilás a violeta para
kunzita e esverdeada para hiddenita em seções polidas e são pleocroicas.
6. FORMA: O espodumênio ocorre geralmente sob a forma de cristais tabulares euédricos
paralelos a {100} e elongados na direção [001].
7. CLIVAGEM: Paralela perfeita com a {110} (100) ∧ (110) = 93°. Partição paralela a {100},
que comumente é mais proeminente que a clivagem.
8. RELEVO: Consideravelmente alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Moderado, ɳγ – nα = 0,013 a 0,027
10. EXTINÇÃO: O ângulo de máxima extinção em seções longitudinais varia de 23° a 27°. Em
seções polidas a extinção é paralela ou simétrica.
11. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} como plano-geminados são conhecidos.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência do espodumênio. Use o
espaço abaixo para descrever.
Fica a dica: Conhecimento nunca é demais! Para mais detalhes sobre outros minerais do grupo do
piroxênio, a saber: pigeonita, jadeíta, hedenbergita, wollastonita e outros minerais, favor consultar o
livro texto desta apostila (Paul F. Kerr) e literaturas.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 145
Esta fotomicrografia com nicóis cruzados (10X) ilustra perfeitamente uma das
características mais marcantes entre ortopiroxênios e clinopiroxênios. Você pode identificá-la?
Certamente o que mais chama a atenção é a diferença de cor entre os minerais, certo? Os
clinopiroxênios (minerais coloridos – rosa, verde, azul) possuem uma birrefringência maior do que
os ortopiroxênios (amarelo pálido).
GRUPO DOS ANFIBÓLIOS
Os minerais do grupo do anfibólio são baseados em silicatos de estrutura de dupla-cadeia
como mostrado na figura à direita. A unidade estrutural base
é representada por (Si4O11)
– 6 e possui fórmula geral:
X2
VIII Y5
VI (Si4O11)2 (OH)2
X = Ca, Na, K e Y = Mg, Fe, Al, Mn, Li, Ti
Como já foi apresentado antes quando inciamos os conceitos do
grupo dos silicatos (inossilicatos).
Uma outra forma de representar a fórmula geral, mais extensa, é
conhecida na literatura:
A0-1M42
VIII (M1,M2,M3) 5
VI (Z4
IV011)(OH,F)2
Onde:
A = nada ou Na+ ou K+
M4 = Ca+2
M1,M2,M3 = Mg+2, Fe+2, Fe+3, Al+3, Mn+2, Mn+3, Ti+4
Z = Si+4 e Al+3
Na estrutura dos anfibólios, Fe+2 e Mg+2 ocupam as posições M1, M2 e M3 (número de
coordenação[NC] = 6) que são análogos ao sítio M1 dos piroxênios; o Ca+2 ocupa as posições M4
(NC=8) que são análogas a M2 dos piroxênios. Os anfibólios também têm uma posição A na
estrutura, de coordenação 12, que pode ou não estar ocupada por íons grandes, como Na+ ou K+.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 146
Estrutura dos anfibólios monoclínicos
Fonte: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/21509/amphibole/80033/Crystal-structure
Fonte: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/21509/amphibole/80033/Crystal-structure
Os anfibólios possuem seções rômbicas à pseudohexagonais e clivagem perfeita paralela a
{100} é bastante comum formando ângulos de aproximadamente 120°.
Fonte: http://www.rc.unesp.br/igce/petrologia/nardy/moncliv.html
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 147
Um feixe
No desenho A, observa-se que os íons M4 ocorrem principalmente entre as bases das
cadeias duplas, enquanto os íons M1, M2 e M3 ocorrem entre os ápices dos tetraedros. Íons OH-
ocorrem entre os O- dos ápices dos tetraedros ao longo das cadeias duplas. São espaços vazios
resultantes da junção de cadeias isoladas. No desenho B observa-se o controle dos ângulos de
clivagem por feixes de estruturas de anfibólio que nada mais é que planos de fraqueza entre os
feixes.
Existe uma completa solução sólida entre Na e Ca end members e entre Mg e Fe end
members, com substituição parcial de Al+3 por Si+4 na posição tetraédrica e substituição parcial de F
por OH na posição hidroxila.
A composição dos anfibólios comuns (não-sódicos) é mostrada no diagrama acima. Note a
similaridade com o diagrama composicional dos piroxênios mostrado anteriormente. Actinolita é
uma solução sólida entre tremolita [Ca2Mg5Si8O22(OH)2] e Ferroactinolita [Ca2Fe5Si8O22(OH)2].
Cummingtonita-grunerita é uma solução sólida entre antofilita [Mg7Si8O22(OH)2] e grunerita
[Fe7Si8O22(OH)2]. No topo do diagrama Ca7Si8O22(OH)2 representa um anfibólio cálcico puro
hipotético.
Hornblenda é o anfibólio mais comum e tem muito mais em comum com a série da
tremolita-ferroactinolita onde o Al entra substituindo nas posições M3 e tetraédricas.
(Ca,Na)2-3(Mg,Fe,Al )5Si6(Si,Al)2O22(OH,F)2
Fórmula química da hornblenda
Conhecimento nunca é demais!
A variação química pode acontecer dentro de uma espécie do grupo dos anfibólios gerando
subespécies. Um exemplo disos é a própria hornblenda cuja composição varia de acordo com as
relações entre Ca/Na, Al/Fe3+, Mg/Fe2+, OH/F e Al/Si gerando inúmeras subespécies.
• Rschermakita: Ca2Mg3(Al,Fe3+)2Si6Al 2O22(OH,F)2
• Edenita: (Ca,Na)2(Mg,Fe,Al)5Si7AlO22(OH)2
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 148
• Pargasita: (Ca,Na)2(Mg,Fe)4AlSi6Al 2O22(OH)2. Pode ser considerada como uma variedade
sódica de hornblenda, com coloraçãoverde ou azul.
• Hornblenda basáltica (ou hornblenda marrom, oxi-hornblenda ou lamprobolita): (Ca,Na)2-
3(Mg,Fe)3-2(Fe,Al)2-3O2Si6Al 2O22. Variedade da hornblenda caracterizada por alto conteúdo
de sesquióxidos (óxido que contém três átomos de oxigênio combinados com dois do outro
constituinte da molécula), principalmente Fe e Ti. Ocorre em basaltos (daí a denominação) e
em outras rochas vulcânicas.
Os anfibólios podem ser considerados em termos de cinco séries: (1) antofilita-gedrita, (2)
cummingtonita-grunerita, (3) tremolita-actinolita, (4) hornblenda e (5) anfibólio sódico. A série da
antofilita-gedrita é ortorrômbica enquanto as demais são monoclínicas.
Anfibólios ortorrômbicos - Ortoanfibólios
• Antofilita
• Gedrita
Anfibólios Monoclínicos - Clinoanfibólios
A composição química dos anfibólios permite dividi-los em três grupos distintos apesar de
haver um grande número e uma enorme extensão das soluções sólidas com freqüências bastante
complexas existentes no grupo dos anfibólios, esta classificação é um pouco arbitrária, mas de
enorme praticidade.
Classificação 1 – Anfibólios cálcicos e ferromagnesianos
1.1. Série da cummingtonita-grunerita [(Si4O11OH)2(Fe,Mg)7] tem como extremos:
Kupferita: (Si4O11OH)2Mg7
Grunerita: (Si4O11OH)2Fe7
1.2. Série da tremolita-actinolita [(Si4O11OH)2Ca2(Fe,Mg)5]tem como extremos:
Tremolita: (Si4O11OH)2Ca2Mg5
Ferroactinolita: (Si4O11OH)2Ca2Fe5
Classificação 2 – Anfibólios intermediários (hornblenda)
2.1. Hornblenda comum ou Hornblenda verde: já apresentado acima nas subspécies da hornblenda
sendo possível encontrar na literatura outros nomes.
2.2. Hornblenda basáltica ou Oxihornblenda
Série da Barquevicita {[Si6Al2O22(OH)2]NaCa2(Fe,Mg)4(Fe+3,Al)} tem como extremos:
Magnesiohastingsita: [Si6Al 2O22(OH)2]NaCa2Mg4(Fe+3,Al)
Hastingsita: [Si6Al2O22(OH)2]NaCa2Fe4(Fe+3,Al)
Classificação 3 – Anfibólios sódicos
3.1. Richterita: Variedade sódica da actinolita [(Si4O11OH)2Na2Ca(Fe,Mg)7].
3.2. Série do Glaucofano [(Si4O11OH)2Na2(Mg,Fe) 3(Al,Fe+3)2] tem como extremos:
Glaucofano: [(Si4O11OH)2Na2(Mg,Fe) 3(Al)2]
Babadudanita: (Si4O11OH)2Na2(Mg,Fe) 3(Fe+3)2
3.3. Série da Arfedsonita [(Si4O11OH)2Na3(Mg,Fe) 4(Fe+3,Al)2] tem como extremos:
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 149
Eckermanita: (Si4O11OH)2Na3Mg4Al
Arfedsonita: (Si4O11OH)2Na3Fe+2
4Fe+3
Depois desta explicação toda, o que nos interessa de fato saber neste momento? Identificar a
tremolita-actinolita e a hornblenda comum ou hornblenda verde.
SSuubbggrruuppoo ddooss CClliinnooaannffiibbóólliiooss
TREMOLITA-ACTINOLITA
Ca2(Mg,Fe) 5(OH)2(Si4O11)2 Monoclínico
∠β = 74°48’
nα = 1,600 a 1,628
nβ = 1,613 a 1,644
nγ = 1,625 a 1,655
2V = 79° a 85°; opt. ( - )
b = β ou Y; c ∧ γ ou X = - 10° a - 20°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Seções paralelas ao eixo-c
Fonte: http://www.ucl.ac.uk/~ucfbrxs/PLM/trem.html
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Seção mostrando pleocroísmo verde claro.
Fonte: http://www.uwgb.edu/dutchs/Petrology/act-trem.htm
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 150
Algumas vezes é possível observar os minerais da série tremolita-actinolita isolados, como
nos exemplos a seguir.
Tremolita – Incolor Nicóis cruzados (10X) Actinolita – verde-azul/verde Nicóis paralelos (10X)
Fonte: http://web2.ges.gla.ac.uk/~minerals/Amphibole.htm
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos anfibólios/subgrupo dos
clinoanfibólios
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca2(Mg,Fe) 5(OH)2(Si4O11)2. Silicato hidratado de cálcio, magnésio e
ferro.
3. COMPOSIÇÃO: Ca = 9,16%; Mg = 8,33%; Fe = 12,76%; Si = 25,66%; H = 0,23%; O =
43,86%
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Incolor a verde pálida em seções polidas. As variedades verdes mostram um pleocroísmo
claro.
6. FORMA: A tremolita-actinolita ocorre em cristais prismáticos longos e agregados fibrosos
colunares. Variedades asbestiformes são comuns. A seção transversal típica é rômbica com
(110∧110) = 56°.
7. CLIVAGEM: {110} em duas direções com ângulos de aproximadamente 56° e 124°. Seções
longitudinais mostram traços de clivagem paralelos ao comprimento do cristal. Pode haver partição
paralela a (100).
8. RELEVO: Consideravelmente alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Moderada a alta, ɳγ – nα = 0,022 a 0,027. Seções longitudinais estreitas
mostram as maiores cores de interferência.
Nicóis cruzados (10X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 151
10. EXTINÇÃO: O ângulo de máxima extinção em seções longitudinais varia de 10° a 20°. Poucas
seções longitudinais têm extinção paralela ou aproximadamente paralela.
11. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} como plano-geminados são frequentes. Fina
geminação polissintética com a {001} como plano-geminado pode ser ocasionalmente encontrada.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da tremolita-actinolita.
Use o espaço abaixo para descrever.
HORNBLENDA
Ca2(Mg,Fe,Al)5(OH) 2[(Si,Al)4O11] 2 Monoclínico
nα = 1,614 a 1,675 ∠β = 75°2’
nβ = 1,618 a 1,691
nγ = 1,633 a 1,701
2V = 52° a 85°; opt. ( - )
b = β ou Y; c ∧ γ ou Z = - 12° a - 30°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 152
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família dos inossilicatos; Grupo dos anfibólios/Subgrupo dos
clinoanfibólios;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca2(Mg,Fe,Al)5(OH) 2[(Si,Al)4O11] 2. Aluminossilicato hidratado de
alumínio, ferro, magnésio e cálcio
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
4. COR: Verde ou marrom de vários tons em seções polidas. A variação do pleocroísmo pode ser
observada na tabela abaixo:
Α ou X β ou Y γ ou Z
Verde amarelado verde oliva verde escuro
Verde claro verde verde escuro
Marrom claro esverdeado verde escuro
Verde amarelado amarelo marrom
Marrom esverdeado marrom avermelhado marrom avermelhado
Fonte: http://www.ucl.ac.uk/~ucfbrxs/PLM/hornblende.html
Fonte: http://www.und.nodak.edu/instruct/mineral/320petrology/opticalmin/pleoch.htm
5. FORMA: Os cristais são prismáticos em hábito com seções transversais pseudohexagonais (110
∧110 = 55°49’). Cristais raramente apresentam as bordas bem terminadas.
Nicóis paralelos (10X)
Fonte: http://geologia.ujaen.es/opticamineral/paginas/hornbl.htm
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 153
7. CLIVAGEM: {110} em duas direções com ângulos em torno de 56° e 124° Mas na seção
longitudinal ela pode se apresentar em apenas uma direção// c.
Nicóis Cruzados (10X) Nicóis Cruzados (20X)
Fonte: http://www.ucl.ac.uk/~ucfbrxs/PLM/hornblende.html
8. RELEVO: Consideravelmente alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Moderada, ɳγ – nα = 0,019 a 0,026
10. EXTINÇÃO: O ângulo de extinção máximo em seções longitudinais varia em torno de 12° a
30°. Em seções polidas a extinção é simétrica ao contorno ou aos traços de clivagem.
11. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} com plano-geminado é bastante comum.
Fonte: http://www.ucl.ac.uk/~ucfbrxs/PLM/hornblende.html
Procure sobre características específicas e ocorrência da hornblenda. Use o espaço abaixo
para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 154
É bom saber que... Conhecimento nunca é demais! Existe um diagrama prático que fornece
caminhos para identificar os minerais do grupo dos anfibólios. Abaixo segue o diagrama em inglês.
Fica a dica: Conhecimento nunca é demais! Para mais detalhes sobre outros minerais do grupo
dos anfibólios, a saber: antofilita, cummingtonita, grunerita, nefrita, lamprobolita, riebeckita,
glaucofano e outros minerais, favor consultar o livro texto desta apostila (Paul F. Kerr) e literaturas.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 155
8.2.3. Estruturas simples (nesossilicatos)
Este grupo é constituído por tetraedros não polimerizados, unidos por cátions intersticiais
que, de acordo com as suas dimensões e carga, coordenam o empacotamento da matéria definindo o
arranjo interno dos minerais e consequentemente as formas externas (hábitos) dos minerais.
Podemos dividir o grupo dos nesossilicatos em quatro subgrupos:
Grupo da Olivina Grupo da Granada Família da Sillimanita
Monticelita Estaurolita Andalusita
Forsterita Titanita Sillimanita
Olivina Vesuvianita Cianita
Fayalita Zircão Mullita
Axinita Dumortierita
Iddingsita Topázio
Granada
Grupo da Humita
Condrolita
Destes minerais citados acima, os que estão marcados em vermelho serão o foco do nosso
trabalho de caracterização dos nesossilicatos.
GRUPO DA OLIVINA
Este grupo compreende uma série contínua, desde forsterita [Mg2SiO4] incolor ou
esverdeada, à faialita [Fe2SiO4] de cor castanha a negra. Os termos intermédios da série
correspondem à olivina [(Fe,Mg)2SiO4], que ocorre em prismas de pequeno tamanho em grãos
verdes da cor do azeite ou, amarelos, se são titaníferos. Os cristais de olivina são de brilho vítreo,
sem clivagem, mas muitas vezes fraturados conchoidalmente. A variedade de cor verde transparente
designa-se peridoto (variedade comum em basalto). As olivinas com maior riqueza em cálcio e
magnésio são minerais raros. Outros minerais (tefrolita por exemplo) fazem parte deste grupo, caso
seja de interesse consulte a literatura.
Existe um diagrama químico ternário que classifica os minerais do grupo da olivina de
acordo com a composição química. A saber:
Ca2SiO4-Mg2SiO4-Fe2SiO4
Fonte: http://www.britannica.com/EBchecked/media/2444/Olivine-compositions-in-the-system-Ca2SiO4-Mg2SiO4-Fe2SiO4
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 156
A estrutura da olivina em escala atômica, vista ao longo do eixo a. O oxigênio é
representado pela cor vermelha, o silício pelo rosa, e o ferro/magnésio por azul. O retângulo em
preto indica a projeção de uma célula unitária.
OLIVINA
(crisólita)
(Mg,Fe)2SiO4 Ortorrômbico
nα = 1,651 a 1,681
nβ = 1,670 a 1,706
nγ = 1,689 a 1,718
2V = 70° a 90°; opt. ( + ), também ( - )
a = γ ou Z, b = α ou X; c = β ou Y
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos nesossilicatos; Grupo da olivina;
2. FÓRMULA QUÍMICA: (Mg,Fe)2SiO4. Silicato de ferro e magnésio
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo ou negativo (olivinas ricas em ferro)
4. COR: Sem cor em seções polidas
5. FORMA: A olivina ocorre geralmente sob a forma de cristais anédricos com contornos
poligonais e como fenocristais.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 157
6. CLIVAGEM: Imperfeita paralela a {010}, e é comum a presença de fraturas irregulares.
7. RELEVO: Consideravelmente alto, ɳ > bálsamo
8. BIRREFRINGÊNCIA: Forte, ɳγ – nα = 0,037 a 0,041
9. EXTINÇÃO: Paralela ao contorno dos cristais e aos traços de clivagem
10. ORIENTAÇÃO: Cristais que apresentam clivagem são length-slow.
11. GEMINAÇÃO: Algumas vezes encontrada, mas as lamelas são largas e não bem definidas.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da olivina. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 158
Fica a dica: Conhecimento nunca é demais! Para mais detalhes sobre outros minerais do grupo da
olivina, a saber: forsterita, fayalita e monticelita, favor consultar o livro texto desta apostila (Paul F.
Kerr) das páginas 378 a 384 e literaturas.
GRUPO DA GRANADA
Os seis minerais do grupo da granada podem ser classificados em dois subgrupos: Série
piropo-almandita-espessartita (também chamada de piralspita) e a Série uvarovita-grossularita-
andradita (também chamada de ugrandita). É muito raro encontrar uma granada que corresponda a
qualquer uma das fórmulas que serão apresentadas abaixo. Existem misturas isomorfas destes end
members que variam significativamente.
Piropo Mg3Al 2(SiO4)3 n = 1,741 a 1,760
Almandita Fe3Al 2(SiO4)3 n = 1,778 a 1,815
Espessartita Mn3Al 2(SiO4)3 n = 1,792 a 1,820
Uvarovita Ca3Cr2(SiO4)3 n = 1,838 a 1,870
Grossularita Ca3Al 2(SiO4)3 n = 1,736 a 1,763
Andradita Ca3Fe2(SiO4)3 n = 1,857 a 1,886
Lâmina petrográfica Isométrico
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 159
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos nesossilicatos; Grupo da granada
2. COR: Sem cor, avermelhada fraca, fraca a marrom escura, cinza esverdeada, etc., em seções
polidas. Cristais são geralmente zonados.
3. FORMA: Cristais dodecaédricos euédricos em seções contendo seis lados e cristais
trapezoédricos em seções de oito lados, são formas comuns. A granada também ocorre em grãos
poligonais, agregados e massas. Inclusões são frequentes.
4. CLIVAGEM: Ausente, mas pode ter partição paralela à {110}. Fraturas irregulares são
características.
5. RELEVO: Muito alto e superfície bruta/áspera; ɳ > bálsamo
6. BIRREFRINGÊNCIA: A maioria das variedades é preta em nicóis cruzados, mas algumas têm
birrefringência fraca a muito fraca.
Procure sobre características específicas e ocorrência da granada. Use o espaço abaixo
para descrever.
ESTAUROLITA
2Al2SiO5Fe(OH)2 Ortorrômbico
nα = 1,736 a 1,747nβ = 1,741 a 1,754
nγ = 1,746 a 1,762
2V = 80° a 88°; opt. ( + )
a = β ou Y; b = α ou X; c = γ ou Z;
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 160
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Nicóis cruzados (4X) Nicóis paralelos (4X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos nesossilicatos; Grupo da granada;
2. FÓRMULA QUÍMICA: 2Al2SiO5Fe(OH)2. Silicato de alumínio e ferro
3. COMPOSIÇÃO: Li2O = 0,18 %, MgO = 0,50 %, Al2O3 = 54,63 % , FeO = 12,39 % , SiO2 =
28,86 % , H2O = 2,55 %;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
5. COR: Amarela clara em seções polidas. Distinto pleocroísmo de aproximadamente incolor a
marrom-amarelado. Absorção: γ ou Z > β ou Y > α ou X.
6. FORMA: A estaurolita ocorre geralmente sob a forma de cristais euédricos de hábito prismático
curto e em seções transversais de seis lados com a forma {110} e {010}.
(110 ∧ 110) = 51°
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 161
7. CLIVAGEM: Não evidente paralela a (010)
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Consideravelmente fraca, ɳγ – nα = 0,010 a 0,015
10. EXTINÇÃO: Paralela na maioria das seções, simétrica em seções transversais.
11. ORIENTAÇÃO: Os cristais são length-slow.
12. GEMINAÇÃO: Geminação penetrante com a {023} ou {232} como plano-geminados são
comuns, mas geminações polissintéticas são desconhecidas. Geminação é raramente observada em
seções polidas.
Procure sobre características específicas e ocorrência da estaurolita. Use o espaço abaixo
para descrever.
TITANITA
CaTiSiO5 Monoclínico
∠β = 60°17’
nα = 1,887 a 1,913
nβ = 1,894 a 1,921
nγ = 1,979 a 2,054
2V = 23° a 50°; opt. ( + )
b = β ou Y; c ∧ α ou X = + 33° a + 43°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (100X) Nicóis paralelos (100X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 162
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos nesossilicatos; Grupo da granada;
2. FÓRMULA QUÍMICA: CaTiSiO5. Silicato de titânio e cálcio
3. COMPOSIÇÃO: CaO = 28,61 %, TiO2 = 40,75 % , SiO2 = 30,65 %;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
5. COR: Quase sem cor à neutra em seções polidas. Algumas variedades são pleocroicas em seções
polidas. Cores axiais: α ou X , quase sem cor; β ou Y, amarelo claro a esverdeado claro; γ ou Z,
amarelo a marrom avermelhado.
6. FORMA: A titanita ocorre geralmente sob a forma de cristais euédricos que tem seção
transversal rômbica aguda ou em grãos irregulares.
7. CLIVAGEM: A titanita frequentemente tem proeminente partição (paralela a 221). Estas
direções de partição não são paralelas ao contorno do mineral.
8. RELEVO: Muito alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Máxima, ɳγ – nα = 0,092 a 0,141;
10. EXTINÇÃO: Devido à grande dispersão, a titanita nem sempre apresenta completa extinção.
Seções rômbicas têm extinção simétrica.
11. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} como plano-geminados são algumas vezes presentes.
Geminação polissintética paralela a (221) pode também ser presente.
Procure sobre características específicas e ocorrência da titanita. Use o espaço abaixo para
descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 163
ZIRCÃO
ZrSiO4 Tetragonal
nɷ = 1,925 a 1,931
nƐ = 1,985 a 1,993
opt. ( + )
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (40X) Nicóis paralelos (40X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos nesossilicatos; Grupo da granada;
2. FÓRMULA QUÍMICA: ZiSiO4. Silicato de zircônio
3. COMPOSIÇÃO: ZrO2 = 67,22 % , SiO2 = 32,78 %;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Uniaxial positivo
5. COR: Sem cor a creme muito claro (pale) em seções polidas.
6. FORMA: O zircão ocorre geralmente sob a forma de cristais muitos pequenos com hábito
prismático curto. São frequentemente encontrados como inclusões e podem ser rodeados por halos
pleocroicos.
7. CLIVAGEM: Ausente
8. RELEVO: Muito alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Muito forte, ɳƐ – nɷ = 0,060 a 0,062;
10. EXTINÇÃO: Paralela
11. ORIENTAÇÃO: Os cristais são length-slow.
Procure sobre características específicas e ocorrência do zircão. Use o espaço abaixo para
descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 164
Fica a dica: Conhecimento nunca é demais! Para mais detalhes sobre outros minerais do grupo da
granada, a saber: vesuvianita, axinita, iddingsita e outros minerais, favor consultar o livro texto
desta apostila (Paul F. Kerr) das páginas 393 a 397 e literaturas.
FAMÍLIA DA SILLIMANITA
É útil considerar certos silicatos aluminosos anidros e compostos similares contendo flúor
ou boro em um grupo. Estes são minerais essencialmente anidros que se transformam em mullita,
3Al2O3.2SiO2, à altas temperaturas. Sillimanita, andaluzita e cianita são formas polimorfas de
Al 2O3SiO2 com uma razão alumínio:sílica de 1:1. silimanita é um dos minerais de maior
distribuição, embora cianita, andaluzita e o topázio sejam comuns.
Diagrama de estabilidade é um diagrama PT (Pressão versus Temperatura) onde estão
plotadas as curvas de estabilidade dos minerais. Os dados usados na construção destes diagramas
são em geral obtidos a partir de experiências em laboratórios, nos quais uma mistura química com a
composição dos minerais a serem testados, é colocada em condições de pressão e temperatura e
pressão condizente com as do metamorfismo. Estes dados dificilmente reproduzem as condições
naturais, e dependendo de como são realizados, podem levar a números e diagramas diferentes.
Um exemplo clássico é o diagrama de estabilidade dos minerais cianita, andaluzita e
sillimanita. Estes três minerais são polimorfos, isto é, tem a mesma fórmula química, mas estruturas
cristalinas diferentes. Sua composição química é Al2SiO5.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 165
ANDALUZITA
Al2SiO5 (inc. chiastolita) Ortorrômbico
nα = 1,629 a 1,640
nβ = 1,633 a 1,644
nγ = 1,639 a 1,647
2V = em torno de 84°; opt. ( - )
a = γ ou Z; b = β ou Y; c = α ou X
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (40X) Nicóis paralelos (40X)
Outras imagens de andaluzita podem ser obtidas através da seguinte fonte:
http://www.science.smith.edu/geosciences/petrology/Petrography/Andalusite/andalusite.htm
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos nesossilicatos; Família da sillimanita;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Al 2SiO5. aluminossilicato
3. COMPOSIÇÃO: Al2O3 = 62,92 %, SiO2 = 37,08 %;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Geralmentesem cor, mais raramente avermelhada. A variedade colorida é pleocroica de
rosa-avermelhado (α ou X) a verde claro (β ou Y) e (γ ou Z).
6. FORMA: Andaluzita geralmente ocorre sob a forma de cristais euédricos ou agregados
colunares grosseiros. Seções transversais são aproximadamente quadradas.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 166
7. CLIVAGEM: Distinta paralela a {110}. Em seções transversais os traços de clivagem são em
duas direções e possuem aproximadamente ângulos retos.
8. RELEVO: Consideravelmente alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Consideravelmente fraca, ɳγ – nα = 0,007 a 0,011;
10. EXTINÇÃO: Paralela na maioria das seções. Seções transversais têm extinção simétrica.
11. ORIENTAÇÃO: Os cristais de agregados colunares são length-fast.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da andaluzita. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 167
SILLIMANITA
Al2SiO5 Ortorrômbico
nα = 1,657 a 1,661
nβ = 1,658 a 1,670
nγ = 1,677 a 1,684
2V = 20° a 30°; opt. ( + )
a = α ou X; b = β ou Y; c = γ ou Z
Lâmina petrográfica
v
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 168
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos nesossilicatos; Família da sillimanita;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Al 2SiO5. aluminossilicato
3. COMPOSIÇÃO: Al2O3 = 62,92 %, SiO2 = 37,08 %;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
5. COR: Sem cor em seções polidas.
6. FORMA: A sillimanita ocorre geralmente em cristais prismáticos alongados, frequentemente
miúdos, pequenos e em uma massa fibrosa. Os cristais são levemente encurvados. Os cristais são
aproximadamente quadrados em seções transversais.
7. CLIVAGEM: Paralela a {010}, mas nem sempre notável em seções polidas. Fraturas
transversais são comuns.
8. RELEVO: Relativamente alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Moderada, ɳγ – ɳα = 0,020 a 0,023; Em seções transversais mostram
cores de interferência muito baixas desde que ɳβ - ɳα = 0,001 a 0,009.
10. EXTINÇÃO: Paralela em seções longitudinais e simétricas em seções transversais.
11. ORIENTAÇÃO: Os cristais ou fibras são length-slow.
Procure sobre características específicas e ocorrência da sillimanita. Use o espaço abaixo
para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 169
CIANITA
Al 2SiO5
Triclínico
nα = 1,712 ∠α = 90°5½’
nβ = 1,720 ∠β = 101°2’
nγ = 1,728 ∠γ = 105°44½’
2V = Em torno de 82°; opt. ( - )
Pl. ax. aproximadamente ┴ {100}; c ∧ γ ou Z – 30° ±
Lâmina petrográfica
1. FAMÍLIA /GRUPO: Família dos nesossilicatos; Família da sillimanita;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Al2SiO5. Aluminossilicato
3. COMPOSIÇÃO: Al2O3 = 62,92 % , SiO2 = 37,08 %
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Incolor a azul claro em seções polidas
6. FORMA: As seções características da cianita são placas tabulares alongadas largas paralelas a
(100) e seções estreitas paralelas a (010). Cristais são frequentemente curvos.
7. CLIVAGEM: Clivagem perfeita paralela a {100}, menos perfeita paralela a {010}, e também
partição cruzada {001} com ângulos de 85° com o comprimento dos cristais.
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Moderada, ɳγ – nα = 0,016 uma vez que cor de interferência atinge até
vermelho de primeira-ordem.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 170
10. EXTINÇÃO: Ângulo na {100} é em torno de 30° com o comprimento dos cristais. Em outras
seções, paralela ao eixo c (o ângulo de extinção é pequeno, quase zero). Em seções transversais a
extinção é paralela ou quase paralela.
11. GEMINAÇÃO: Geminação é freqüente; existem duas leis de geminação comuns: (1) – {100}
= plano-geminado; (2) – {001} = plano-geminado.
Procure sobre características específicas e ocorrência da cianita. Use o espaço abaixo para
descrever.
Fica a dica: Conhecimento nunca é demais! Para mais detalhes sobre outros minerais da família
da sillimanita, a saber: mulita, dumortierita e topázio, favor consultar o livro texto desta apostila
(Paul F. Kerr) das páginas 403 a 408 e literaturas. Dois sites bem legais mostrando estes minerais
principais da família da sillimanita (cianita, sillimanita, andaluzita) e outros, encontram-se abaixo:
www.und.nodak.edu/instruct/mineral/320petrology/opticalmin/
http://minerva.union.edu/hollochk/c_petrology/met_minerals.htm
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 171
8.2.4 Múltiplas estruturas SiO4 (Sorossilicatos)
Os sorossilicatos são minerais silicatados caracterizados pelos grupos tetraédricos duplos
isolados (Si2O7)
-6 formados pelos dois tetraedros de (SiO4) compartilhando, entre si, um único
oxigênio situado em um vértice. A relação do silício para o oxigênio resultante deste arranjo é 2:7.
Os mais complexos membros deste grupo, como o epidoto, contêm cadeias de tetraedros de
óxidos de alumínio unidos por um tetraedro silicático individual e duplos tetraedros. A maioria dos
membros deste grupo é rara, mas o epidoto é amplamente distribuído em muitos ambientes
metamórficos.
GRUPO DO EPIDOTO
Este grupo consiste de silicatos de cálcio e alumínio com adição ou substituição ocasional de
ferro, manganês ou cério. Alumino silicato de cálcio pode ocorrer como zoizita (ortorrômbico) ou
clinozoizita (monoclínico). Outros membros deste grupo são monoclínicos, com exceção da
lawsonita que é ortorrômbica.
Existem duas variedades de zoisita: uma variedade não férrica com orientação (1) e cores de
interferência anômalas, e uma variedade férrica com orientação (2) e cores de interferência normais.
O epidoto e a clinozoisita representam as composições químicas mais comuns entre o grupo
do epidoto.
A estrutura do epidoto consiste de cadeias de octaedros (locais M) elongadas e paralelas ao
eixo cristalográfico Y e interpolados por grupos silicáticos SiO4 e Si2O7. Existem três distintos tipos
de octaedros (M1, M2 e M3) arrumados ao longo de dois tipos de cadeias. Um tipo de cadeia
consiste inteiramente de octaedros compartilhando as bordas (M2), ao passo que a outra contém
grandes cavidades (locais A) onde os cátions de Ca2+ são hospedados em coordenação 9-10. Como
as cadeias de octaedros, cristais de epidoto por si só são também alongados paralelos ao eixo y. Tal
relação entre a estrutura interna do cristal e a forma externa do cristal é um tema comum entre os
minerais em geral. Epidotos exibem clivagem nos planos yz (100) e xy (001), e suas durezas na
escala de Mohs variam entre 6,0 e 7,0.
Figura Estrutura cristalina da clinozoizita. Si3 representa o grupo silicático SiO4. Si1 e Si2
representa o grupo silicático Si2O7. M1, M2, e M3 são tipos distintos de octaedros. A1 e A2 são
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 172
cavidades na armação da estrutura. (Depois de W.A. Deer, R. A. Howie, e J. Zussman, An
Introduction to the Rock-Forming Minerals, Halsted Press, 1992)
ZOISITA
Ca2(Al,Fe)3(OH)(SiO4)3 Ortorrômbico
nα = 1,696 a 1,700
nβ = 1,696 a 1,703
nγ = 1,702 a 1,718
2V = 30° a 60°; opt. ( + )
Duas orientações:
(1) a = γ ou Z; b = β ou Y; c = α ou X;
(2) a = γ ou Z; b = α ou X; c = β ou Y;
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Fonte: This information is © The Hunterian Museum and Art Gallery, University of Glasgow 2012
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos sorossilicatos; Grupo do epidoto
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca2(Al,Fe)3(OH)(SiO4)3. aluminossilicato de cálcio
3. COMPOSIÇÃO: CaO = 24,68%; Al2O3 = 33,66 %, H2O = 1,98%; SiO2 = 39,67 %;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
5. COR: Geralmente sem cor em seções polidas, mas zoisita manganífera (tulita) é rosa e
pleocroica.
6. FORMA: A zoisita ocorre em agregados colunares, mas cristais euédricos não são incomuns.
7. CLIVAGEM: Perfeita em uma direção {010}
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca a moderada, ɳγ – ɳα = 0,006 a 0,018; as cores de interferência na
variedade (2) são normais; na variedade (1) elas são anômalas (azul forte).
10. EXTINÇÃO: Paralela na maioria das seções.
11. ORIENTAÇÃO: Em algumas espécies (1) os cristais são length-fast; em outros (2) tanto
length-fast quanto length-slow.
12. GEMINAÇÃO: Geminação polissintética pode estar presente.
Procure sobre características específicas e ocorrência da zoisita. Use o espaço abaixo para
descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 173
CLINOZOISITA
Ca2Al 3(OH)(SiO4)3 (epidoto sem ferro) Monoclínico
∠β = 64°30’
nα = 1,710 a 1,723
nβ = 1,715 a 1,729
nγ = 1,719 a 1,734
2V = 66° a 90°; opt. ( + )
b = β ou Y; c ∧ α ou X = 0° a + 12°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Fonte: http://www.science.smith.edu/geosciences/petrology/Petrography/Clinozoisite/clinozoisite.html. Clinozoisita é o mineral em cinza-azulado.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 174
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos sorossilicatos; Grupo do epidoto;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca2Al 3(OH)(SiO4)3. aluminossilicato de cálcio;
3. COMPOSIÇÃO: CaO = 24,68%; Al2O3 = 33,66 %, H2O = 1,98%; SiO2 = 39,67 %;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo;
5. COR: Sem cor e não pleocroica em seções polidas;
6. FORMA: Clinozoisita, um epidoto sem ou pobre em ferro, geralmente ocorre como cristais
alongados ou agregados colunares. Seções transversais possuem seis lados, com (100∧001) =
64½°.
7. CLIVAGEM: Perfeita em uma direção {001};
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo;
9. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca a levemente fraca, ɳγ – ɳα = 0,005 a 0,011; as cores de
interferência estão no meio da primeira ordem mas são anômalas. A cor cinza é de alguma maneira
azulada, a cor branca é ausente, e a cor amarela é um amarelo esverdeado. As cores de primeira
ordem superior em seções mais finas são normais.
10. EXTINÇÃO: Na maioria das seções a extinção é paralela desde que os cristais são
aproximadamente sempre alongados na direção do eixo b.
11. ORIENTAÇÃO: Algumas seções são length-slow e algumas length-fast desde que b = β ou Y.
12. GEMINAÇÃO: Geminação polissintética com a {100} como plano-geminado pode ser
encontrada em algumas tipos.
Procure sobre características específicas e ocorrência da clinozoisita. Use o espaço abaixo
para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 175
EPIDOTO
Ca2(Al,Fe)3(OH)(SiO4)3 (pistacita) Monoclínico
∠β = 64°37’
nα = 1,720 a 1,734
nβ = 1,724 a 1,763
nγ = 1,734 a 1,779
2V = 69° a 89°; opt. ( - )
b = β ou Y; c ∧ α ou X = + 1° a + 5°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos sorossilicatos; Grupo do epidoto
2. FÓRMULA QUÍMICA: Ca2(Al,Fe)3(OH)(SiO4)3. aluminossilicato de cálcio
3. COMPOSIÇÃO: Fe2O3 = 34,60%; Al2O3 = 7,36 %, H2O = 1,73%; SiO2 = 34,71 %;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Sem cor a verde amarelado em seções polidas, não é geralmente uniforme. O mineral é de
alguma forma pleocroico.
6. FORMA: O epidoto ocorre desde agregados granulares a colunares em mais ou menos cristais
distintos que são alongados na direção do eixo b e possuem seções transversais pseudohexagonais
com as formas {001}, {100} e {101}. (100∧001) = 64°37’.
7. CLIVAGEM: Perfeita em uma direção {001}
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 176
9. BIRREFRINGÊNCIA: Moderada a forte, ɳγ – ɳα = 0,014 a 0,045, aumentando comm o
acréscimo do conteúdo de ferro. As máximas cores de interferência variam cores de segunda ordem
inferior a terceira ordem superior. As cores de primeira ordem média são anômalas como aquelas da
clinozoisita.
10. EXTINÇÃO: Paralela em seções alongadas desde que os cristais de epidoto sejam alongados
na direção do eixo b.
11. ORIENTAÇÃO: Desde que b = β ou Y, algumas seções longitudinais são length-slow e
algumas length-fast.
12. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} como plano-geminado, não são incomuns.
Procure sobre características específicas e ocorrência do epidoto. Use o espaço abaixo para
descrever.
ALLANITA
(CaFeII)2(Al,Ce,FeIII)3(OH)(SiO4)3 (orthita) Monoclínico
∠β = 65°
nα = 1,64 a 1,77
nβ = 1,65 a 1,77
nγ = 1,66 a 1,80
2V = grande; opt. ( - )
b = β ou Y; c ∧ α ou X = + 36°
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 177
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (100X) Nicóis paralelos (100X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos sorossilicatos; Grupo do epidoto
2. FÓRMULA QUÍMICA: (CaFeII)2(Al,Ce,FeIII)3(OH)(SiO4)3. Aluminossilicato de cálcio, ferro e
terras raras.
3. COMPOSIÇÃO: Ce2O3 = 32,04%; Y2O3 = 5,51%; Al 2O3 = 18,66 %, Fe2O3 = 9,74%; SiO2 =
29,32 %; H2O = 1,47%.
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Marrom e pleocroísmo variando de marrom claro a marrom escuro em seções polidas
6. FORMA: Em forma, allanita é similar ao epidoto, quando a variedade contém cério.
Frequentemente ocorre na posição paralela quando intercrecida em epidoto.
7. CLIVAGEM: Imperfeita paralela a {001}
8. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Consideravelmente forte, ɳγ – ɳα = 0,01 a 0,03; as cores de
interferência são geralmente mascaradas pela cor marromdo mineral.
10. EXTINÇÃO: Geralmente paralela, como outros membros do grupo do epidoto.
11. GEMINAÇÃO: Geminação com a {100} como plano-geminado, não são incomuns, como no
epidoto.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da allanita. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 178
Fica a dica: Conhecimento nunca é demais! Para mais detalhes sobre outros minerais do grupo do
epidoto, a saber: piedmontita, lawsonita, pumpellyita e outros minerais, favor consultar o livro texto
desta apostila (Paul F. Kerr) das páginas 415 a 421 e literaturas.
8.2.5. Estruturas em anéis (Ciclossilicatos)
Nos ciclossilicatos os tetraedros de SiO4 estão polimerizados formando figura fechada com
forma de anéis. Esta polimerização dá-se de três maneiras diferentes: uma constituída por três
tetraedros [Si3O9]
6-, representado pelo mineral raro benitoíta; a segunda por quatro tetraedros
[Si4O12]
8-, exemplificada pelo mineral axinita; a terceira, por seis tetraedros [Si6O18]
-12, que
constitui a estrutura básica dos minerais mais comuns e importantes desse grupo (berilo, turmalina,
cordierita). A estrutura da axinita é complicada pela presença de triângulos BO3 e os grupos (OH).
Tetraedros de (SiO4)4- compartilham dois íons com outros tetraedros. A taxa de
oxigênio:sílica é praticamente a mesma dos inossilicatos, 1:3.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 179
Como já apresentado anteriormente, vários minerais fazem parte deste grupo: Berilo, os
minerais do grupo da turmalina, cordierita, axinita, sendo que nesta apostila abordaremos apenas
turmalina e a cordierita.
GRUPO DA TURMALINA
TURMALINA Hexagonal
(Subsistema romboédrico)
Três minerais são proeminentes neste grupo:
Schorlita Dravita Elbaíta
NaFe3B3Al 3(OH)4(Al 3Si6O27) NaMg3B3Al 3(OH)4(Al 3Si6O27) NaLi3B3Al 3(OH)4(Al 3Si6O27)
Turmalina de Ferro Turmalina de Magnésio Turmalina de Lítio
nƐ = 1,628 a 1,658 nƐ = 1,613 a 1,628 nƐ = 1,615 a 1,629
nɷ = 1,652 a 1,698 nɷ = 1,632 a 1,655 nɷ = 1,635 a 1,655
opt. ( - ) opt. ( - ) opt. ( - )
Lâmina petrográfica
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos ciclossilicatos; Grupo da turmalina;
2. NOME: Boro silicato complexo;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Uniaxial negativo;
4. COR: Schorlita é cinza claro, azul, verde oliva, etc. Pleocroísmo é geralmente marcado ɷ > Ɛ.
Estrutura zonada é comum em seções transversais. Dravita é sem cor a amarela clara em seções
polidas e de alguma maneira pleocroica com absorção: ɷ > Ɛ. Elbaíta é sem cor, mas seções polidas
podem mostrar pleocroísmo: Ɛ, sem cor; ɷ, rosa, verde claro, ou azul claro.
5. FORMA: Schorlita ocorre sob a forma de cristais prismáticos e pode formar agregados radiais
fibrosos e colunares. Seções transversais de cristais de turmalina podem ser triangulares com lados
convexos curvos, ou hexagonais. Cristais de dravita são geralmente largos.
6. CLIVAGEM: Ausente, mas fraturas irregulares são comuns.
7. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo;
8. BIRREFRINGÊNCIA: Moderado a forte (schorlita) ou moderado (dravita e elbaíta). Seções
transversais mostram nenhuma birrefringência. Schorlita ɳɷ – ɳƐ = 0,022 a 0,040, geralmente em
torno de 0,025. Dravita ɳɷ – ɳƐ = 0,019 a 0,025. Elbaíta ɳɷ – ɳƐ = 0,015 a 0,023.
9. EXTINÇÃO: Paralela na maioria das seções. Seções transversais permanecem escuras quando
rotaciona a platina do microscópio.
10. ORIENTAÇÃO: Cristais são length-fast. Cores de interferência na shorlita podem ser
mascaradas pela cor natural.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 180
Procure sobre características específicas, e ocorrência da turmalina. Use o espaço abaixo para
descrever.
CORDIERITA
Mg2Al 4Si5O18 Ortorrômbico
(Pseudohexagonal)
nα = 1,532 a 1,552
nβ = 1,536 a 1,562
nγ = 1,539 a 1,570
2V = 40° a 80°; opt. ( - ) ou ( + )
a = β ou Y; b = γ ou Z; c = α ou X
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 181
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos ciclossilicatos;
2. NOME: Silicato de alumínio e magnésio;
3. FÓRMULA QUÍMICA: Mg2Al 4Si5O18.
4. COMPOSIÇÃO: MgO = 13,78%; Al2O3 = 34,86%; SiO2 = 51,36%;
5. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo ou positivo;
6. COR: Sem cor em seções polidas. Seções muito finas são pleocroicas. α ou X, amarela; β ou Y,
violeta escura ou azul; γ ou Z, azul clara ou violeta. Absorção: β ou Y > α ou X > γ ou Z.
7. FORMA: a forma característica da cordierita são cristais pseudohexagonais de hábito prismático
curto. Estes cristais têm geminação penetrativa. Cordierita também ocorre em agregados euédricos e
anédricos.
8. CLIVAGEM: Imperfeita paralela na (010), mas pode não ser visível em seções. Partição
paralela a {001} devida à alteração.
9. RELEVO: Baixo, ɳ pode ser um pouco menor ou um pouco maior que o bálsamo do Canadá.
10. BIRREFRINGÊNCIA: Consideravelmente fraca, ɳγ - ɳα = 0,007 a 0,011, quase o mesmo que
o quartzo desde que as máximas cores de interferência são amarelo palha de primeira ordem.
11. EXTINÇÃO: Paralela aos contornos dos cristais.
12. GEMINAÇÃO: Os cristais pseudohexagonais têm geminação penetrativa com a {110} como
plano-geminados. Lamelas-geminadas são frequentemente presentes.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da cordierita. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 182
8.2.6. Estruturas em folhas (filossilicatos)
Os filossilicatos constituem um grupo de minerais, com grande importância para a geologia,
pedologia e para a indústria. São constituintes essenciais de muitas rochas metamórficas,
magmáticas, sedimentares e dos solos. Resultam de processos metamórficos, magmáticos,
hidrotermais, diageneticos e intempéricos, sendo usada na indústria como carga, matéria-prima para
cerâmica, desodorizantes etc.
A palavra filossilicato deriva do grego phylon, que significa folha, uma vez que todos os
membros desse grupo possuem hábito achatado ou em escama e clivagem basal perfeita a
proeminente e as lamelas de clivagem (placas) são flexíveis elásticas ou plásticas, mais raramente
quebradiças. De um modo geral, os filossilicatos exibem dureza baixa, normalmente inferior a 3,5,
na escala Mohs, e densidade relativamente baixa em relação a outros silicatos.
As peculiaridades mais marcantes dos filossilicatos representada principalmente pela
divisibilidade, dureza e hábito, residem na estruturação desse grupo de minerais, que é bastante
numeroso. A estrutura constituída por tetraedros de silício compartilhados, em duas dimensões,
formando uma folha, onde três dos quatro oxigênios dos tetraedros SiO4 são compartilhados com os
tetraedros vizinhos, levando a uma relação Si:O = 2:5, que é denominada de "folha siloxama" ou
simplesmente folha tetraédrica (T).
(Si2O5)
-2
Os tetraedros de (SiO4)
-4 compartilham três O-2 da base com outros 3 tetraedros adjacentes,
formando placas ou folhas de extensão infinita.
Para a constituição dos minerais dessa classe as folhas tetraédricas são unidas a folhas
octaédricas, constituídas por brucita [Mg(OH)2] ougibbsita [Al(OH)3], originando duas famílias ou
clãs, denominados respectivamente de trioctaédrica e dioctaédrica.
Exemplo: Caulinita... Exemplo: muscovita, biotita...
Minerais com estruturas em folhas variam de camadas que apresentam clivagem bem
marcada como a muscovita a cristais escamosos finos de minerais argilosos frequentemente apenas
revelados com o auxílio de microscopia eletrônica. Diversos minerais que mostram estruturas
tabulares com a microscopia eletrônica e que não são encontrados em cristais unitários convenientes
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 183
para medidas em raio-X podem não pertencer ao grupo dos filossilicatos. Por outro lado, tais
minerais como palygorskita e sepiolita mostram uma associação com minerais argilosos e por esta
razão são incluídas neste grupo.
As micas constituem um grupo bem definido de silicatos de alumínio, junto com os álcalis,
magnésio, e ferro +2. As micas são caracterizadas pela perfeita clivagem em uma direção {001} e
pela forte birrefringência. Os ângulos de extinção de seções que cortam normal a clivagem são
pequenos ou praticamente zero.
Os grupos minerais que se enquadram na estrutura dos filossilicatos são:
GRUPO DA MICA GRUPO DOS MINERAIS ARGILOSOS GRUPO DA CLORITA
Muscovita Caulinita Proclorita
Lepidolita Dickita Clinocloro
Flogopita Halloysita Penninita
Biotita Montmorillonita Chamosita
Illita Clorita
Palygorskita
Sepiolita
GRUPO DAS MICAS FRÁGEIS GRUPO DA SERPENTINA
Stilpnomelano Antigorita
Cloritóide Lizardita
Crisotila
Serpentina
Além dos grupos acima existem os seguintes minerais filossilicáticos: talco, pirofilita,
prenhita e glauconita. Os minerais em vermelho serão aqueles abordados nesta seção.
GRUPO DA MICA
MUSCOVITA
KAl 2(OH)2(AlSi3O10) (inc. sericita) Monoclínico
∠β = 89°54’
nα = 1,556 a 1,570
nβ = 1,587 a 1,607
nγ = 1,593 a 1,611
2V = 30° a 40°; opt. ( - )
b = γ ou Z, a = β ou Y = + 1° a +3°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 184
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos filossilicatos; Grupo da mica
2. FÓRMULA QUÍMICA: KAl 2(OH)2(AlSi3O10). Aluminossilicato básico de potássio;
3. COMPOSIÇÃO: K2O = 11,82%, Al2O3 = 38,38%; SiO2 = 45,23%; H2O = 4,29%;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Sem cor a verde clara em seções polidas. Algumas variedades são pleocroicas.
6. FORMA: Muscovita geralmente ocorre em cristais tabulares finos ou em agregados escamosos
ou em pedaços. A variedade cristalina diminuta é chamada de sericita.
7. CLIVAGEM: Em uma direção {001} muito perfeita.
8. RELEVO: Não marcado, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Forte, ɳγ – ɳα = 0,037 a 0,041; Seções paralelas à clivagem dão cores
de primeira ordem desde que ɳγ – ɳβ = 0,004 a 0,006.
10. EXTINÇÃO: A extinção é como regra praticamente paralela aos traços de clivagem, mas é
frequentemente possível encontrar ângulos tão altos como 2° ou 3°.
11. ORIENTAÇÃO: A direção dos traços de clivagem é sempre o raio mais vagaroso.
12. GEMINAÇÃO: Geminação de acordo com a lei da mica (plano-geminado = {110} e face de
composição = (001)) é consideravelmente comum. Pode ser detectada por sutis diferenças nas cores
de interferência assim como também pelo ângulo de extinção.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da muscovita. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 185
BIOTITA
K2(Mg,Fe)2(OH)2(AlSi3O10) Monoclínico
∠β = 90°
nα = 1,541 a 1,579
nβ = 1,574 a 1,638
nγ = 1,574 a 1,638
2V = 0° a 25°; opt. ( - )
b = β ou Y, c ∧ α ou X = 3° ±
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos filossilicatos; Grupo da mica
2. FÓRMULA QUÍMICA: K2(Mg,Fe)2(OH)2(AlSi3O10). silicato hidratado de alumínio, ferro e
magnésio;
3. COMPOSIÇÃO: K2O = 10,86%, MgO = 23,24%; Al2O3 = 11,76%; FeO = 8,29%; SiO2 =
41,58%; H2O = 3,64%;
4. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
5. COR: Marrom, marrom amarelado, marrom avermelhado, verde oliva, ou verde em seçoes
polidas. Pleocroica. A absorção é mais forte quando os traços de clivagem são paralelos ao plano de
vibração do nicol mais inferior.
6. FORMA: Comum em cristais euédricos com seis lados que são geralmente tabulares em hábito;
também ocorrem como agregados lamelares. As placas são algumas vezes curvas.
7. CLIVAGEM: Perfeita em uma direção {001}. Seções cortadas paralelas a {001} não mostram
clivagem. Em rochas xistosas, estas seções são predominantes.
8. RELEVO: Considerável, ɳ > bálsamo
9. BIRREFRINGÊNCIA: Forte, ɳγ – ɳα = 0,033 a 0,059. A birrefringência em seções paralelas a
{001} é praticamente nula desde que ɳγ – ɳβ = 0,000x.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 186
10. EXTINÇÃO: Geralmente paralela aos traços de clivagem, mas o ângulo de extinção pode ser
tal como 3° em algumas seções. Placas curvas têm extinção ondulante.
11. INCLUSÕES: É comum conter inclusões como zircão envolto por halos pleocroicos.
Nicóis paralelos (20X)
12. ORIENTAÇÃO: A direção dos traços de clivagem é sempre o raio mais lento.
13. GEMINAÇÃO: Geminação de acordo com a lei da mica (plano-geminado = {110}) pode estar
presente.
Procure sobre características específicas, alteração e ocorrência da biotita. Use o espaço
abaixo para descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 187
GRUPO DA CLORITA
O grupo mineral micáceo da clorita cobre um range de modificações químicas com variação
óptica correspondente. Esta forma de mica ocorre mais frequentemente em cristais laminados com
birrefringência anômala e pleocroísmo verde. Este grupo é representado por uma enorme variedade,
a nível prático, trataremos como um único mineral, a clorita, cujas propriedades ópticas seguem
abaixo.
CLORITA
(Mg,Fe)3(Si,Al)4O10(OH)2·(Mg,Fe)3(OH)6 Monoclínico
Fórmula Geral (maioria)
nα = 1,570 a 1,660
nβ = 1,520 a 1,670
nγ = 1,570 a 1,670
2V = 0° a 20°; opt. ( - )
Nicóis cruzados (10X) Nicóis paralelos (10X)
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos filossilicatos; Grupo da mica;
2. FÓRMULA QUÍMICA: (Mg,Fe)3(Si,Al)4O10(OH)2·(Mg,Fe)3(OH)6. Aluminossilicato hidratado
de níquel, manganês, lítio, níquel, ferro, alumínio e magnésio...
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo;
4. COR: Branca, verde, azul, amarela, rosa, vermelha, marrom pleocroico;
5. RELEVO: Alto positivo;
6. HÁBITO: Cristais lamelares como a muscovita e a biotita;
7. CLIVAGEM: Perfeita na {001};
8. BIRREFRINGÊNCIA: Baixa. ɳγ – ɳα = 0,000 a 0,015. Pode apresentar cores de interferência
anômalas, com matizesazuis, não observadas na carta de cores. A clorita se parece com a
muscovita e com a biotita na forma, mas uma característica daquela em relação a estas é a baixa
birrefringência ou cor anômala (azul, por exemplo), a cor esverdeada (clara) e o pleocroísmo verde
claro.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 188
9. EXTINÇÃO: Oblíqua, com ângulo de 0º a 9º. A clorita apresenta uma extinção anômala,
geralmente com cores de tom roxo ou violeta.
Procure sobre características específicas e ocorrência da clorita. Use o espaço abaixo para
descrever.
GRUPO DAS MICAS FRÁGEIS (Brittle Mica Group)
Minerais micáceos sem a flexibilidade da clorita, por exemplo, falta de álcalis como a biotita
e, frequentemente contendo cálcio no lugar do magnésio, constituem este grupo. Os minerais
stilpnomelano, clintonita, margarita, cloritóide e ottrelita pertencem a este grupo. Stilpnomelano e
cloritóide são os mais comuns, e nesta apostila, trataremos apenas do cloritóide.
CLORITÓIDE
H2(Fe,Mg,Mn)Al2SiO7 (ottrelita) Monoclínico
nα = 1,715 a 1,724
nβ = 1,719 a 1,726
nγ = 1,731 a 1,737
2V = 36° a 63°; opt. ( + )
b = β ou Y, c ∧ γ ou Z = + 3° a + 21°
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 189
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos filossilicatos; Grupo das micas frágeis
2. FÓRMULA QUÍMICA: H2(Fe,Mg,Mn)Al2SiO7. Aluminossilicato de ferro, magnésio e
manganês;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial positivo
4. COR: Verde, cinza esverdeada, a sem cor. Geralmente mais ou menos pleocroica (azul e verde
clara).
5. FORMA: O cloritóide comumente ocorre em cristais tabulares pseudohexagonais. Inclusões são
frequentemente presentes. Frequentemente apresenta um tipo de estrutura hourglass.
6. CLIVAGEM: Perfeita em uma direção {001} e paralela imperfeita na {110}.
7. RELEVO: Alto, ɳ > bálsamo
8. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca a moderada, ɳγ – ɳα = 0,013 a 0,016. Placas basais são
praticamente isotrópicas.
9. EXTINÇÃO: Quase paralela e pode atingir o máximo de 20°.
10. ORIENTAÇÃO: Os cristais são length-fast.
11. GEMINAÇÃO: Geminação polissintética como a lei da mica é muito comum.
Procure sobre características específicas e ocorrência do cloritóide. Use o espaço abaixo para
descrever.
TALCO
Mg2(OH)2(Si2O5)2 Monoclínico
∠β = (?)
nα = 1,538 a 1,545
nβ = 1,575 a 1,590
nγ = 1,575 a 1,590
2V = 6° a 30°; opt. ( - )
a = β ou Y, b = γ ou Z, c = α ou X
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 190
Lâmina petrográfica
Nicóis cruzados (20X) Nicóis paralelos (20X)
Clorita e talco
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos filossilicatos
2. FÓRMULA QUÍMICA: Mg2(OH)2(Si2O5)2. Silicato de magnésio;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo
4. COR: sem cor em seções polidas
5. FORMA: O talco ocorre em forma de placas finas a grosseiras ou agregados fibrosos que
frequentemente tem um ou mais arranjos paralelos. Em tiras ou placas, o talco é sempre encurvado.
Cristais euédricos de talco são desconhecidos.
6. CLIVAGEM: Perfeita em uma direção {001}.
7. RELEVO: Considerável, ɳ > bálsamo
8. BIRREFRINGÊNCIA: Muito forte, ɳγ – ɳα = 0,030 a 0,050. A máxima cor de interferência é
de terceira ordem. Seções paralelas a clivagem dão cores de interferências muito baixas de primeira
ordem desde que ɳγ – ɳβ é quase nula (0,000x).
9. EXTINÇÃO: A extinção é paralela aos traços de clivagem na maioria das seções; em poucas
seções a extinção é 2° ou 3°, uma vez que o talco é monoclínico.
10. ORIENTAÇÃO: Os traços de clivagem e as formas de talco em tiras são length-slow como a
muscovita.
Procure sobre características específicas e ocorrência do talco. Use o espaço abaixo para
descrever.
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 191
GRUPO DA SERPENTINA
O grupo mineral da serpentina consiste essencialmente de três minerais. Serpentina é o
nome dado a um grupo de minerais de filossilicato hidratado de magnésio e ferro, cuja fórmula
geral é dada por: Mg6Si4O10(OH)8. Pode conter quantidades menores de outros elementos como o
crómio, manganês, cobalto e níquel. Em mineralogia e gemologia, o termo pode referir-se a
qualquer uma das cerca de 20 variedades pertencentes ao grupo da serpentina. Existem três
importantes minerais polimorfos da serpentina: antigorita, crisotilo e lizardita.
De forma a simplificar esse assunto, trataremos aqui o mineral de nome serpentina como
representante deste grupo (o que na verdade são os três minerais já apresentados) pois o nome
serpentina é um nome geral aplicado a diversos membros deste grupo polimorfo, Estes minerais têm
essencialmente a mesma composição química mas diferentes estruturas. É um mineral de cor verde,
verde olivina, amarela ou dourada, marrom ou preta, seu traço é branco, seu brilho pode ser ceroso
ou sedoso, não possui nem clivagem e nem fratura, seu hábito é maciço, agregado ou fibroso, possui
dureza de aproximadamente de 3,0.
SERPENTINA
Monoclínico
1. FAMÍLIA/GRUPO: Família dos filossilicatos;
2. FÓRMULA QUÍMICA: Mg6Si4O10(OH)8. Silicato de magnésio;
3. PROPRIEDADES ÓPTICAS: Biaxial negativo (antigorita, lizardita) ou positivo (crisotilo);
4. COR: sem cor a verde clara em seções polidas;
5. FORMA: O talco ocorre em forma de fibras, cristais anedrais ou em placas.
6. RELEVO: Considerável baixo a baixo, ɳ > bálsamo
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 192
7. BIRREFRINGÊNCIA: Fraca, ɳγ – ɳα = 0,007 a 0,009 (antigorita), a moderada, ɳγ – ɳα = 0,014
a 0,016 (lizardita) e ɳγ – ɳα = 0,011 a 0,014 (crisotilo).
8. ASSOCIAÇÃO: Pode estar associada à olivina, piroxênio e anfibólios.
9. PROPRIEDADES DIAGNÓSTICAS: Pode ser identificada pelo hábito/forma e cor.
10. OCORRÊNCIA: Gerada por processos secundários, hidrotermais ou metamórficos.
Imagem de uma amostra de mão de serpentina Fotomicrografia nicóis cruzados (20X)
Um site interessante contendo uma lista de minerais em seção polida pode ser acessado pela
página:
http://individual.utoronto.ca/jaym/Atlas/Atlas/alphabetical-index.html
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 193
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Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 197
ANEXO 01
Fonte: E-learning UNESP Rio Claro. Prof. Nardy
Apostila de Mineralogia Óptica – edição 2012 198