Geologia_Geral_Geologia_-_Aula_08_-_Minerais_1_-_2013-1

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CORRELAÇÃO DAS ANOMALIAS MAGNÉTICAS OCEÂNICAS COM AS IDADES MAGNÉTICAS ENCONTRADAS EM VULCÕES 
Idades obtidas em rochas vulcânicas continentais
Obtém-se a velocidade de expansão do assoalho oceânico pelo cálculo: (velocidade=distância/tempo)
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São fontes estacionárias de calor, com menos de 100Km de diâmetro, que partem do limite núcleo/manto e “furam” a astenosfera e a litosfera formando alinhamentos vulcânicos na superfície. Podem ocorrer em crosta oceânica ou continental.
Vulcanismo do tipo Hot-spot (ponto quente)
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HOTSPOTS
OCORRÊNCIAS MUNDIAIS
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GEOLOGIA GERAL
Aula 8
Minerais
(1ª parte)
Professor Msc. 
Vinicius Matté 
11/07/2013
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KLEIN, C. & DUTROW, B. Manual de ciência dos minerais. 23ª edição. Trad. Rualdo Menegat. Porto Alegre, Bookman, 2012, 706p.
BIBLIOGRAFIA complementar
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CRISTAL é todo o corpo que ao passar do estado gasoso ou líquido para sólido devido a forças interatômicas, adquire uma ordenação estrutural de seus elementos e por isso, manifestará uma forma poliédrica exterior.
Diferentemente de MINERAL, que possui uma ordenação estrutural de seus elementos, mas não necessariamente possui forma poliédrica exterior.
Cristal 
(e mineral)
Mineral
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Cada tipo de mineral espécie mineral
Espécie  Grupo  Família  Sub-classe  Classe
Ex: Quartzo leitoso QuartzoSílicaTectossilicatoSilicato
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Elemento ou composto químico de ocorrência natural e inorgânico*1, resultante de processos geológicos, que possui uma composição química definida*2 dentro de certos parâmetros. Possui estrutura cristalina*3 interna que é responsável pelo desenvolvimento da forma dos cristais.
Definição de MINERAL (e cristal)
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“*1composição química definida dentro de
	 certos limites...”
QUARTZO SiO2
OLIVINA (Mg,Fe)2 SiO4
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“*2possuir estrutura cristalina interna...”
ARRANJO ATÔMICO INTERNO TRIDIMENSIONAL
		Retículo cristalino
Halita NaCl
Quartzo SiO2
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“*3processos geológicos...” casos especiais:
a) substâncias extraterrestres;
b) substâncias antropogênicas;
c) substâncias antropogênicas
modificadas por processos geológicos;
d) substâncias biogênicas:
âmbar, concha, petróleo...
MINERALÓIDES
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O petróleo e suas manifestações betuminosas não-cristalinas não são consideradas minerais.
O mercúrio, no entanto, é reconhecido como um mineral mesmo não ocorrendo em estado cristalino na Terra. 
A água não é considerada mineral, mas sua forma sólida, o gelo, sim. 
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LIGAÇÕES ATÔMICAS NOS CRISTAIS (e minerais)
Os átomos que constituem os minerais se mantém unidos em uma estrutura cristalina por meio de ligações atômicas. 
Em geral, quanto mais forte a ligação, tanto mais duro o cristal, tanto mais alto seu ponto de fusão.
Podem ser:
Iônica
Covalente
Metálica
Van Der Waals
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Ligação iônica (metal com não metal): 
 
Atração entre partículas (íons) de sinais opostos (cátions e ânions). Formação de compostos estáveis.
A maior parte dos silicatos tem ligações iônicas, tendo uma dureza e densidade moderada, pontos de fusão e ebulição altos e são bons condutores do calor e eletricidade.
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Ligação covalente (não metal com não metal): 
É a mais forte das ligações químicas, os minerais assim ligados caracterizam-se por: - insolubilidade geral, - grande estabilidade e - pontos de fusão e de ebulição muito altos. 
Ex. diamante: cada átomo de C tem 4 elétrons na camada de valência que são compartilhados com 4 átomos adjacentes formando uma estrutura extremamente resistente em termos de atração resultando em materiais de alta dureza.	
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Ligação metálica: 
Os átomos se mantém unidos numa disposição por grande força de atração dos metais.
São os elétrons desse tipo de ligação, que possuem certa liberdade de movimento, que explicam muitas propriedades dos metais tais como: - condutividade elétrica, - condutividade térmica, - plasticidade, - tenacidade e - ductibilidade.
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Ligação de Van Der Waals: 
 Mais fraca que as anteriores, resultado da atração eletrostática entre íons.
Ex. Grafite: cada átomo é unido por ligação covalente a outros 3 átomos em cada plano de foliação, porém os planos são unidos por fracas ligações de Van Der Waals, por isso a baixa resistência a ruptura do grafite.
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Cristais com mais de uma ligação: 
 Quando se tem mais de uma ligação, o cristal participa das propriedades dos diferentes tipos de ligação, resultando muitas vezes em propriedades fortemente direcionadas. 
 Ex. grafita, ligação covalente forte dentro das camadas e ligação fraca de Van Der Waals entre as camadas. Micas, composta por camadas de tetraedros de sílica fortemente ligados (covalente), com ligações iônicas relativamente fraca unindo as camadas pelos planos de clivagem bem definidos. 
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Gênese dos Cristais
- Por solidificação de líquidos
- Por solidificação de gases
- Por precipitação
A cristalização começa com a formação de pequenos núcleos cristalinos (germes), quando a temperatura de um líquido ou gás cai abaixo do seu ponto de fusão. Em magmas essa temperatura pode variar, de acordo com a sua composição, desde temperaturas acima dos 1.000 C° até pouco acima dos 680 C°.
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Após a formação dos primeiros núcleos cristalinos, as partículas seguintes se acomodam normalmente pela formação de novas camadas.
A organização deste estado depende da taxa de resfriamento (tempo).
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Estrutura dos cristais
Fluorita
A existência de superfícies planas e forma simétrica indicam que os sólidos cristalinos possuem um arranjo regular e preciso em sua estrutura interna.
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Todos os materiais que não possuem este ordenamento interno são chamados de materiais amorfos, como :
o vidro de janela, o vidro vulcânico 
os tecidos animais e vegetais, e certos plásticos.			
Estrutura do vidro.	
Obsidiana (espécie de vidro vulcânico)	
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Um octaedro formado por cubos pequenos (ou células unitárias) e um cubo grande formado também por cubos pequenos – sistema cristalino cúbico.
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Sistemas cristalinos
A distribuição das células unitárias classifica-se em 7 categorias geométricas, que definem os sistemas cristalinos, que diferem:
1) no comprimento relativo de suas arestas (a, b, c) e
2) nos seus ângulos internos (α, β, γ).
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 	 Polimorfismo é o fenômeno pelo qual uma determinada substância se apresenta com sistemas cristalinos diversos, variando as suas propriedades físicas. 
 	O exemplo mais famoso é o do diamante e do grafite:
 diamante: transparente, incolor, dureza 10, denso
 grafite: opaco, preto, dureza 1,5, menos denso
 
 	Os dois tem por composição química o carbono, mas no diamante há uma rede cúbica e no grafite uma rede hexagonal: logo, as variações nas propriedades devem-se à característica do sistema cristalino.
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Propriedades Físicas dos Minerais
A forma geométrica de um mineral é a expressão externa de sua estrutura molecular interna. Esta estrutura molecular interna controla muitas propriedades físicas deste mineral, por exemplo, características que:
 - dependem da coesão e elasticidade (fratura, dureza, tenacidade)
 - dependem da luz (cor, brilho, transparência)
 - dependem da eletricidade e do magnetismo
Além de outras características como peso específico, tato, cheiro
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Forma Cristalina 
HÁBITO
GRAU DE CRISTALIZAÇÃO
Propriedades baseadas na interação com a luz
 BRILHO
COR
TRAÇO
TRANSPARÊNCIA (Diafaneidade)
DUPLA REFRAÇÃO
FLUORESCÊNCIA
Principais propriedade físicas
Propriedades Mecânicas
 CLIVAGEM
PARTIÇÃO
FRATURA
DUREZA
TENACIDADE
Propriedades relacionadas a massa
 DENSIDADE
Outras
Magnetismo, Sabor e Cheiro
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Hábito É um termo usado na descrição de minerais (ou agrupamento de minerais) que envolvem uma série de conceitos, desde a forma cristalográfica até o agregado cristalino que o mineral apresenta. É o reflexo da estrutura cristalina
Ex.: cobre, ouro e prata nativa ocorrem muito frequentemente com hábito dendrítico.
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UM
MINERAL PODE TER VÁRIOS HÁBITOS
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HÁBITOS EQUIDIMENSIONAIS
GRANADA
ANALCIMA
PIRITA
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HÁBITOS INEQUIDIMENSIONAIS
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Cristais isolados de mica
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hábito 
prismático
QUARTZO
Cianita 
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hábito acicular (agulhas)
Millerita
Natrolita
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Hábito fibroso
Grunerita Fe7Si8O22(OH)2
Crisotilo Mg3Si2O5(OH)4
Cummingtonita (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2
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Hábito radiado
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Hábito botrioidal
Hematita 
Fe2O3
Malaquita Cu2CO3(OH)2
Smithsonita ZnCO3
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Hábito dendrítico
			
COBRE
 OURO
Pirolusita
MnO2
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Hábito drusiforme
			Drusa
			
Geodo
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Hábito estalactítico
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Hábito bandado
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Hábito capilar ou filiforme
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Grau de Cristalização
Euédricos
Subédricos
 Anédricos
Dependendo das condições que o mineral cresce, pode ou não desenvolver formas cristalinas externas. Quanto ao grau de cristalização, também denominado grau de perfeição, os minerais podem ser classificados como:
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				 Brilho
Brilho é a capacidade do mineral refletir uma luz
 que incide em uma superfície de fratura “fresca”
Metálico e Não Metálico 
Metálico – Elementos nativos
Sub-metálico
- Não Metálico:
Adamantino – diamante Vítreo - quartzo e a maioria dos silicatos Sedoso - amianto (anfibólio, malaquita, gesso) Resinoso – enxofre Graxo - talco
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Brilho Metálico em hematita (Fe2O3). 
 Cristais de Hematita de de até 3,5 cm, com alto brilho sobre matriz
 
Rosa de Hematita (8mm) sobre Adulária. 
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Brilho adamantino
Diamante
Anglesita Pb SO4
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Brilho Vítreo
Linarita
Quartzo
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Resinoso
Enxofre
Sedoso
Crisotilo
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Graxo
Talco
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				 Cor
A cor dos minerais é uma de suas propriedades mais importantes. Em alguns minerais a cor que exibem é uma propriedade definida e serve 
para identificação.
 pirita é sempre dourada
 COR deve ser sempre observada em fratura
 fresca
Em muitos minerais, entretanto, as cores variam de acordo com a composição química, normalmente impurezas em quantidades muito pequenas. 
O quartzo, por exemplo, é incolor, mas pode ser 
lilás, rosa, verde, amarelo, preto, dourado, etc... Idem com a Fluorita.
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FLUORITA Ca F2
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				 Traço É a cor do pó do mineral, que só pode ser observado através da margem do mesmo. É obtido riscando o mineral contra uma placa branca, geralmente de porcelana. 
minerais opacos ou ferrosos, pois freqüentemente possuem traços coloridos. 
 Pirita: traço preto
 Hematita: traço vermelho
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	 Diafaneidade ou Transparência
É a propriedade de alguns minerais de permitirem a passagem de luz: 
Transparente: um mineral é transparente se o contorno de um objeto visto através dele é perfeitamente visível.
Gipsita transparente
Estilbitas
Pirita
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	Fluorescência
É quando um mineral emite luz de determinada cor quando submetido a ação de raios ultravioleta, X ou catódicos. Esta denominação provém da Fluorita, onde se verificou inicialmente esta propriedade, sendo também o mineral que a apresenta em maior escala.
Cristais de Halita fluorescentes
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			 Clivagem 
 
Propriedade que certos minerais apresentam de quebrar ao longo de superfícies lisas, planas, paralelas entre si. 
É uma evidência muito boa da ordem interna que existe no cristal. 
A clivagem pode ocorrer em uma, duas, três, 
quatro ou seis direções, e pode 
ser PERFEITA, BOA, MÉDIA ou FRACA 
Bons exemplos de minerais 
com clivagens perfeitas são:
 
a muscovita (as micas em geral), 
a calcita (formando romboedros) 
e a galena (formando cubos).
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CLIVAGEM:TIPOS
CÚBICA
OCTAÉDRICA
DODECAÉDRICA
ROMBOÉDRICA
PRISMÁTICA
PINADOICAL
(BASAL)
3
4
6
3
2
1
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GALENA
HALITA
Clivagem cúbica
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FLUORITA
Clivagem octaédrica
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			 Fraturas É a maneira como o mineral de rompe quando isso não se dá ao longo das superfícies de clivagem ou partição. 
 É concoidal (conchoidal), quando se assemelha à superfície interna de uma concha; 
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 Irregular, quando o mineral quebrado forma superfícies rugosas e irregulares.
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		 	 Dureza (D)			
É a resistência que o mineral (superfície lisa) apresenta ao ser riscado. 
A dureza deve ser testada em uma face "fresca" do mineral (sem ter sofrido alteração). 
Escala de Friedrich Mohs (alemão, 1773-1839) em 1812, que elaborou, com base na dureza de minerais relativamente comuns utilizados como padrões, e que varia de 1 a 10, em ordem crescente de 
dureza. 
Mas o aumento de dureza não é linear !
Diamante: dureza 10 na Escala de Mohs
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ESCALA DE
MOHS
Diamante
Dureza absoluta 1600
4X coríndon
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Talco (1), 
Gipsita (2), 
Calcita (3), 
Fluorita (4), 
Apatita (5), 
Ortoclásio (6), 
Quartzo (7), 
Topázio (8), 
Coríndon (9), 
Diamante (10). 
Unha (2,5), 
Alfinete (3,5), 
Lâmina de aço (5 - 5,5),
Vidro (5,5)
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			 Densidade (d) A densidade é uma grandeza que exprime a relação entre o peso e o volume igual de água a 4 graus Celsius. Se um mineral possui densidade 3, significa que pesa o triplo que igual volume de água. 
No caso dos minerais, a densidade depende de dois fatores: 
	a) das espécies de íons que compõem o mineral e 
	b) do arranjo que eles possuem entre si. 
	Bons exemplos:
	o grafite com densidade relativa 2,2 e 
	o diamante, de composição química igual, densidade 3,5. 
A diferença aqui é o tipo de empacotamento dos átomos de carbono, cúbico no diamante e hexagonal no grafite 
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Mudança da Densidade Relativa com a Mudança de Cátion. 
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Tenacidade
Resistência que o mineral oferece ao ser quebrado, moído, dobrado ou rasgado, i.e. a coesão do mineral
 Frágil - quebra ou esfarela facilmente
 Maleável
 Flexível - não retorna a forma original após ser dobrado.
 ex. talco
 Elástico - retorna a forma original após ser dobrado.
 ex. mica
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			 Magnetismo 
 Minerais magnéticos em seu estado natural são atraídos por um imã, normalmente em rochas ígneas e metamórficas.
Magnetita
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 Sabor			
As vezes é importante para reconhecer um mineral. 
Halita (NaCl), sal mineral, pode ser experimentado, e há vários outros minerais com gosto.
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 Cheiro
Principalmente o enxofre. Outros que fedem são geralmente sulfetos, arsenietos ou argilas.
Os sulfetos fedem porque o oxigênio do ar reage com enxofre, formando SO2. 
As argilas possuem um cheiro terroso característico (“terra molhada”).
Enxofre nativo em cristal com
1,6 cm com aragonita.
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Minerais
BIBLIOGRAFIA para próxima aula:
Capítulo 3
Capítulo 3
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