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1 2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA Coleção Didática de Minerais Guia Descritivo Equipe Técnica Coordenadora Cícera Neysi de Almeida Pesquisadores Edson Farias Mello Ismar de Souza Carvalho Mestranda Creuza de Araújo Estudantes de Graduação Geologia-UFRJ Bruno Machado Calil Elias Deonel Mandu Izaque Eduardo Henrique Andrade Guimarães Fernando David de Souza Mariana Meirelles Lima da Silva Bolsistas jovens talentos – Faperj Ceciana Mesquita Xavier 3 Grazielly Rodrigues dos Santos Rio de Janeiro/Outubro 2008 O que é um mineral? Os minerais são os constituintes básicos de uma rocha. Algumas rochas, como os calcários contêm apenas um mineral (nesse caso, a calcita). Outros tipos, como os granitos, são compostos por vários minerais. Os cientistas definem Mineral como uma substância de ocorrência natural, sólida, cristalina, geralmente inorgânica, com uma composição química específica. substância de ocorrência natural - deve ser encontrado na natureza, não sendo portanto, fabricado pelo homem. sólida, cristalina - os átomos que compõem os minerais estão dispostos em locais fixos, com arranjo tridimensional e repetitivo, semelhantes a várias caixinhas empilhadas. A forma das “caixinhas” e do seu empilhamento é que condiciona a forma externa do cristal. Para os minerais existem setes tipos de caixinhas diferentes, ou seja, sete formas de arranjos internos dos átomos, que é chamado de estrutura cristalográfica ou sistema cristalino. 4 Cristal é definido como a superfície geométrica regular limitada por faces planas. Os sete sistemas cristalinos O empilhamento de vários cubos pode formar cristais na forma de cubos perfeitos ou cubos recortados, como é a forma dos cristais do mineral pirita, e ainda na forma de octaedros, que é uma forma comum dos cristais do mineral fluorita. 5 Composição química específica - é resultante do arranjo interno dos átomos. Quando um cristal de halita está crescendo átomos de sódio (Na) e de cloro (Cl) se organizam em uma estrutura cúbica. Cada átomo de Na é circu-dado por seis íons de Cl. Daí a relação 1Na : 1Cl , por isso a fórmula do mineral chamado halita é NaCl. Como os Minerais são Formados? Os minerais podem ser formados por diversas formas: a) pelo resfriamento e solidificação do magma O magma são massas rochosas em estado de fusão muito aquecidas que se armazenam no interior da Terra. Quando esta massa começa a resfriar os elementos químicos que se encontram dispersos no líquido magmático começam a se agrupar formando cristais de composições variadas, ou seja, minerais. 6 Fonte: modificado de www.amonline.net.au/geoscience quartzo ortoclásio plagioclásio olivina magnetita Câmara magmática À medida que a temperatura vai diminuindo e os minerais vão se formando no interior da câmara magmática. O conjunto de minerais irá formar uma rocha. 7 Se o magma ascende até à superfície da Terra em uma erupção vulcânica, os minerais podem ser formados pelo resfriamento da lava e das fumarolas. As fumarolas são fumaças aquecidas ricas em gases que escapam do magma durante a erupção. Os gases mais comuns são metano, ácido sulfídrico e vapor d´água. b) pela precipitação de elementos químicos em soluções Na água do mar, lagos e lagunas encontram-se dispersos vários elementos químicos. Quando grande quantidade dessa água evapora, os elementos químicos vão afundando e se combinando formando minerais. Esses minerais são chamados de sais e as rochas por eles compostas de evaporitos. A halita, a calcita e a gipsita são formadas dessa maneira. Minerais de sulfeto formados a partir da cristalização de gases ricos em ácido sulfídrico no Vulcão Kilauea – Havaí. Fonte: volcanoes.usgs.gov 8 laguna nível da água Na + Cl - CO3 SO4 Mg+ recife sedimentos depositados no fundo da lagoa mar Cl- Mg+ Na + CO3 SO4 sedimentos + evaporitos depositados no fundo da lagoa o nível da água diminui pela evaporação Mg + SO4 Mg+ SO4 recife Cl- Na + evaporitos no fundo da lagoa recife sedimentos evaporitos nivel da água nivel da água Etapas na formação de evaporitos (rochas compostas por gipsita, halita, silvita, entre outros). C – Vê-se um desenho de uma laguna, que é um lago próximo ao mar e dele separado por uma barreira, que nesse caso é um recife. A laguna é cheia por água que vem dos rios, portanto, água doce. Quando a maré sobe, a água do mar, salgada, ultrapassa a altura do recife e também entra na laguna. Assim, a água da laguna fica salgada, com carbonato, sulfato, cálcio, magnésio, potássio, etc. B - Em climas áridos e semi-áridos onde a evaporação é intensa, o nível da água baixa rapidamente provocando uma saturação dos sais dispersos na água da laguna, e posterior-mente a sua precipitação no fundo da lagoa formando minerais. Esse grupo de minerais irá formar uma rocha chamada evaporito. C - partículas de rochas fragmentadas (sedi-mentos) podem precipitar cobrindo a camada dos evaporitos que ficam soterrados a grandes profundidades. Jazida de gipsita em Araripina (PE). Observa-se a intercalação de níveis de gipsita e de calcário gipsita calcário 9 As Jazidas Minerais A crosta da Terra é composta por mais de 3.500 minerais diferentes. Alguns minerais são mais abundantes sendo encontrados em quase todos os tipos de rocha – esses são a minoria (por volta de 50 minerais) e são chamados de minerais formadores de rochas. O mineral mais abundante na crosta terrestre é o feldspato, seguido pelo quartzo. O Planeta Terra e suas camadas: crosta terrestre (a camada externa que possui uma profundidade média de 5 a 50 km); o manto atinge uma profundidade de 2900 km e o núcleo (com uma profundidade de 6400 km é dividido em núcleo externo – líquido e em núcleo interno – sólido, que atinge o centro do planeta). crosta manto núcleo externo núcleo interno 50 km 2900 km 5000 km 6400 km 10 Entretanto, a maioria dos minerais ocorre dispersa nas rochas em pequenas quantidades, salvo quando algum processo em particular ocorre na Terra fazendo com que se formem grandes concentrações desses minerais raros. Muitos desses minerais raros são a matéria prima para a fabricação de diversos materiais que o homem utiliza para as suas necessidades, como por exemplo, o ferro, o alumínio, o cobre, a areia, e o sal.Quando essas concentrações locais de minerais são grandes o bastante para que a sua exploração seja lucrativa, elas são chamadas de jazidas minerais. Uma jazida em exploração é uma mina. Olivina 3 % Argilas 5 % Micas 5 % Anfibólios 5 % Piroxênios 5 % Quartzo 12 % Feldspato 51 % Outros 8 % Os minerais mais abundantes na Crosta Terrestre 11 Mina de Ouro em Ibiajara (BA). O minério de onde é extraído o ouro é formado por um mineral chamado de goethita (cor roxa avermelhada) e ouro. Minério de ouro 12 As Propriedades Identificadoras dos Minerais Já sabemos que existem mais de 3500 tipos de minerais diferentes com uma determinada composição química e formando cristais de formas diferentes. Para reconhecer cada um desses minerais são observadas várias características que permitem distingui-los. Essas características são as propriedades identificadoras dos minerais que resultam da forma como os átomos se organizam para formar os minerais e do tipo de átomos presentes, ou seja, dos diferentes elementos químicos que compõem cada um desses minerais. A Classificação dos Minerais Para facilitar o seu estudo os minerais foram divididos em 12 grupos ou famílias. A marca de cada família é dada pela presença de alguns elementos químicos em comum. As Classes dos Minerais Elementos Nativos – apenas um elemento químico compõe o mineral. Ex: ouro (Au). Sulfetos – quando o enxofre se combina com outros minerais. Ex: pirita (FeS2). Óxidos – combinação do oxigênio com outros elementos. Ex: cromita (FeCr2O4). Hidróxidos – combinação de OH com outros elementos. Ex: bauxita (Al(OH)3). Halóides – combinação de cloro, flúor, bromo e iodo. Ex: fluorita (CaF2) Carbonatos – combinação do CO2 com outros elementos. Ex: calcita (CaCO3). Nitratos – combinação do NO3 com outros elementos. Ex: Nitro KNO3. Boratos - combinação do BO3 com outros elementos. Ex: boracita (Mg3B7O13Cl). Fosfatos – combinação do PO4 com outros elementos. Ex: apatita (Ca5(PO4)3). Sulfatos - combinação do SO4 com outros elementos. Ex: barita (BaSO4). Silicatos - combinação do SiO4 com outros elementos. Ex: olivina (Mg,Fe)2(SiO4). 13 As Propriedades Identificadoras dos Minerais Hábito – é a forma característica e comum ou a combinação de formas em que um mineral se cristaliza. Clivagem – é a propriedade que determinados minerais quando submetidos a alguma força quebram-se formando fragmentos planos e iguais. Fratura – quando os minerais quebram-se de forma irregular. Dureza – é a resistência ou a dificuldade de se riscar um mineral. Alguns minerais são mais moles podendo ser riscados pela unha, outros são riscados pelo vidro, e alguns minerais como o diamante não são riscados e riscam todos os outros minerais. Na determinação da dureza de um mineral utiliza-se a Escala de Mohs, onde o mineral de dureza mais mais baixa é riscado pelo mineral de dureza mais alta. Escala de Dureza de Mohs 1. Talco 6. Ortoclásio 2. Gipsita 7. Quartzo 3. Calcita 8. Topázio 4. Fluorita 9. Coríndum 5. Apatita 10. Diamante Densidade relativa – é o número de vezes que o mineral é mais pesado que o peso de um igual volume de água a 4º C. Cor – refere-se à cor do mineral. Brilho – é aparência da superfície do mineral quando a luz nele é refletida. Traço – e a cor do pó fino do mineral. É determinada pelo traço que o mineral deixa ao riscar uma placa de porcelana. Diafaneidade – é o grau de atravessamento da luz pelo mineral. Quando a luz atravessa o mineral, diz-se que ele é transparente; se a luz não atravessa, diz-se que o mineral é opaco. 14 Os Minerais Constituintes de Rochas Talco Composição: silicato hidratado de magnésio com fórmula Mg3(Si4O10)(OH)2. Sistema Cristalino: monoclínico e triclínico Hábito: agregados de cristais finos, laminar, compacto, fibroso e maciço. Clivagem: perfeita, paralela á base do mineral. Cor: branca, amarela, verde, rosa e cinza. Brilho: nacarado e gorduroso. Traço: Branco. Diafaneidade: translúcido quando cortado em fatias muito finas. Dureza: 1 (riscado pela unha) Densidade: 2,7 – 2,8. Ocorrência: este mineral ocorre principalmente em rochas metamórficas de coloração verde- escura muito ricas em Fe e Mg. As maiores reservas de talco no mundo são encontradas nos 15 Estados Unidos, Japão e Brasil. No Brasil, as principais reservas de talco estão localizadas nos estados da Bahia, Paraná, São Paulo e Minas Gerais. Uso: aplicações em diversos setores industriais: azulejos, pisos, louças e porcelanas, cerâmica artística e elétrica, refratários, papéis, borrachas, fertilizantes e defensivos agrícolas, Mina de talco em Luzenac (Itália). Fonte: Mineração Rio Tinto (http://www.luzenac.com). Viaje até a mina de talco onde foi retirada a amostra que consta na sua coleção pelo google earth (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Luzenac – França. Ao chegar a Luzenac atente para as coordenadas geográficas: 42º 46’17’’ N e 1º 44’52’’ E. Ao atingi-las você terá chegado à mina de talco de Luzenac situada em uma das maiores cordilheiras da Terra: os Pirineus - e deverá estar vendo uma imagem semelhante à seguinte: 16 veterinários; perfumarias e cosméticos, sabões e velas, plásticos e tintas; indústria de alimentos (beneficiamento de arroz, soja, óleos comestíveis, balas e gomas de mascar); minas de lápis e solda; explosivos; esculturas e peças de ornamentação. As famosas esculturas do Aleijadinho em Minas Gerais são feitas com a pedra sabão, uma variedade do talco. Profetas de Aleijadinho em Congonhas – MG. Essas esculturas foram feitas em pedra sabão. Fonte: www.brasilcultura.com.br 17 Gipsita Composição: sulfato de cálcio hidratado com fórmula química CaSO4.2H2O. Sistema Cristalino: monoclínico. Hábito: fibroso, lamelar, maciço e em rosetas. Clivagem: perfeita em uma direção e imperfeita em outras duas direções. Quando a gipsita cristaliza formando cristais que se arranjam na forma de uma rosa, recebe a denominação de Rosa do Deserto. Fonte: www.flickr.com 18 Cor: branca, amarela, verde, rosa e cinza. Brilho: nacarado e gorduroso. Traço: Branco. Diafaneidade: translúcido quando cortado em fatias muito finas. Dureza: 1 (riscado pela unha) Densidade: 2,7 – 2,8. Ocorrência: é formada em rochas chamadas de evaporitos. Os EUA são os líderes na produção mundial de gipsita, seguidos pela Espanha e Irã. Cerca de 98% das reservasbrasileiras estão concentradas na Bahia (42,7%), Pará (30,3%) e Pernambuco (25,1%), ficando o restante distribuído entre o Maranhão, Ceará, Piauí, Amazonas e Tocantins. As reservas que apresentam melhores condições de aproveitamento econômico estão localizadas na Bacia do Araripe, região de fronteira dos Estados do Piauí, Ceará e Pernambuco. Viaje até a mina de gipsita onde foi retirada a amostra que consta na sua coleção pelo google earth (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Araripina – Brasil. Ao chegar a Araripina atente para as coordenadas geográficas: 7º 43’ 17” S e 40º 11’ 18” W. Ao atingi-las você terá chegado à mina de gipsita de Araripina situada em uma dos maiores sítios paleontológicos do mundo – A Bacia do Araripe, reconhecida pela qualidade de preservação dos seus fósseis. 19 Jazida de gipsita em Araripina – PE. Foto: Edson Farias Mello gipsita Fóssil de pterossauro com aproximadamente 110 milhões de anos encontrado no Araripe. Foto: Edson Farias Mello 20 Calcita Composição: carbonato de cálcio (CaCO3) Sistema Cristalino: trigonal. Hábito: romboédrico, granular, estalagforme (estalactites e estalgmites em cavernas). Clivagem: perfeita em três direções. Cor: incolor, branca, amarela, verde, laranja, vermelha, azul e cinza. Brilho: vítreo a nacarado. Traço: Branco. Diafaneidade: translúcido quando cortado em fatias muito finas. Dureza: 3 (não é riscado pela unha) Densidade: 2,71. 21 Ocorrência: Principal constituinte das rochas carbonáticas, em especial o calcário e o mármore. Facilmente atacada por soluções ácidas, é dissolvida pela água levemente acidificada pelo gás carbônico, dando origem a relevos interessantes produzindo as cavernas, estalactites e estalagmites. Em contato com soluções mais ácidas, entra em efervescência, devido ao rápido desprendimento do gás carbônico. O calcário, em geral, é rico em fósseis. Uso: O emprego mais importante da calcita é na fabricação de cimentos e cal para argamassa. Também é usado como corretor de pH em solos ácidos, na fabricação de fertilizantes, tintas, papel, na indústria farmacêutica, na escultura. O mármore é uma das rochas mais utilizadas no revestimento de pisos, paredes e confecção de diversos tipos de bancadas. Viaje até a mina de calcita onde foi retirada a amostra que consta na sua coleção pelo google earth (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Cachoeiro de Itapemirim (ES) – Brasil. Ao chegar a Cachoeiro de Itapemirim atente para as coordenadas geográficas: 20º43’54’’ S e 41º46’44” W. Ao atingi-las você terá chegado a uma das 50 minas de mármore localizadas nesta região, que é o maior pólo produtor de rochas ornamentais do Brasil (pedras usadas para revestir pisos, paredes, confecção de mesas, bancadas para cozinha, banheiros, etc.). As pedras do Espírito Santo são vendidas para vários países, como o Japão e a Itália. 2HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2O + CO2 22 Parede onde o mármore é extraído e blocos soltos no chão. Foto: Cícera Neysi de Almeida. Detalhe do mármore multicolorido de Cachoeiro de Itapemirim. Foto: Cícera Neysi de Almeida. Mina de mármore em Cachoeiro de Itapemirim. Foto: Cícera Neysi de Almeida. 23 Blocos de mármore com calcita azul. Foto: Cícera Neysi de Almeida. Detalhe dos cristais de calcita. Foto: Cícera Neysi de Almeida. Fluorita Composição: fluoreto de cálcio (CaF2). Sistema Cristalino: cúbico. Hábito: cúbico, octaédrico, granular e maciço. Clivagem: perfeita, octaédrica. Cor: incolor, verde, roxa, rosa, amarela. Brilho: vítreo. 24 Traço: Branco. Diafaneidade: transparente à translúcida. Dureza: 4 (riscada pelo canivete). Densidade: 3,0 – 3,25. Ocorrência: é um mineral comum em rochas metamórficas como os mármores magnesianos e cálcicos; em rochas sedimentares como os fosfatos e em rochas ígneas, nos sienitos e granitos. As maiores reservas de fluorita do mundo estão na África do Sul e no México. O Brasil possui poucas reservas de fluorita, que ficam nos estados de Santa Catarina, Paraná e Rio de Janeiro. Uso: na fabricação de aço e certos tipos de vidro, na esmaltação de materiais de cozinha, na fabricação de flúor e de ácido fluorídrico. Viaje até a mina de fluorita onde foi retirada a amostra que consta na sua coleção pelo google earth (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Tinguá – Brasil. Ao chegar a Tinguá (RJ) você estará no entorno da mina de fluorita de Tinguá situada no Maciço Alcalino do Rio de Janeiro, cujas rochas foram formadas quando o Brasil separou-se da África há aproximadamente 80 milhões de anos. 25 Grupo dos Feldspatos O feldspato é um silicato de alumínio, podendo ainda conter cátions de potássio, sódio e cálcio. Os teores de potássio, cálcio e sódio podem ser diferentes modificando a composição química desse mineral. Assim, de acordo com a quantidade desses elementos, os feldspatos são divididos em dois grupos: feldspatos potássicos, e feldspatos calco-sódicos, chamados de plagioclásio. Feldspatos Potássicos (ortoclásio, microclina e sanidina). Composição: silicato de alumínio e potássio (KAlSi3O8) Sistema Cristalino: monoclínico (sanidina e ortoclásio) e triclínico (microclina). Hábito: prismático ou tabular. Clivagem: uma direção boa e duas irregulares. Cor: branca, cinza, rosa e verde (amazonita). Brilho: vítreo. Traço: Branco. Diafaneidade: transparente à translúcida. Dureza: 6 – 6,5 (risca o vidro). 26 Densidade: 2,57. Plagioclásios Composição: silicato de alumínio, sódio e cálcio. À medida que os teores de cálcio e sódio variam recebem nomes diferentes: Nome Composição (% de Ca) Albita 0 - 10 Oligoclásio 10 – 30 Andesina 30 – 50 Labradorita 50 – 70 Bytownita 70 – 90 Anortita 90 - 100 Sistema Cristalino: triclínico. Hábito: prismático ou tabular. Clivagem: uma direção boa e duas irregulares. Cor: incolor, branca e cinza. Brilho: vítreo. Traço: Branco. Diafaneidade: transparente à translúcida. Dureza: 6 – 6,5 (risca o vidro). Fonte: Roger Weller (Cochise College; EUA). 27 Densidade: 2,62 na albita e 2,76 na anortita. Ocorrência dos feldspatos: é o mineral mais abundante da crosta terrestre; ocorre em rochas ígneas (granitos, sienitos, pegmatitos); em rochas sedimentares (arcósios, conglomerados e arenitos) e nas rochas metamórficas (gnaisses). A exploração de feldspato é feita principalmentenos pegmatitos (rocha de granulação muito grossa onde o tamanho dos cristais podem atingir mais de um metro). Os maiores produtores são a Itália, a Turquia, os Estados Unidos e a Tailândia. No Brasil, as maiores reservas estão nos estados de Minas Gerais (com 53,1%) e de São Paulo (37,4%). Outros estados como Bahia, Ceará, Paraíba, Paraná, Pernambuco, Rio de Janeiro, Rio Grande do Norte e Santa Catarina são também detentores de reservas de feldspato. Mina de pegmatito em Itinga – MG. Viaje pelo google earth até a região onde foram coletadas as amostras que constam na sua coleção (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Itinga – Brasil. Ao chegar a Itinga (MG) atente para as coordenadas geográficas: 16º 40’ 35” S e 41º 44’ 55” W. Ao atingi-las você terá chegado a uma das minas de pegmatito, que da Província Pegmatítica do Sudeste, conhecida mundialmente pela produção de gemas (água marinha, esmeralda, turmalina, ametista, entre outras). 28 Uso dos Feldspatos: As indústrias de cerâmica (azulejos, pias, louça sanitária) e vidro são responsáveis por cerca de 95% do consumo de feldspato no Brasil. O feldspato é também usado nas indústrias de tintas, plásticos, borrachas e abrasivos leves. Quartzo Composição: dióxido de silício conhecido também como sílica (SiO2) Sistema Cristalino: hexagonal Hábito: prismático hexagonal, normalmente terminado em pirâmides; criptocristalino, maciço. Clivagem: ausente. Fratura: conchoidal. Cor: pode se apresentar sob diversas cores. Na indústria da joalheria cada variedade colorida recebe um nome específico: 29 Variedades Cristalinas (cristais visíveis a olho nu) Cor Nome Causa da cor Incolor Cristal de Rocha SiO2 puro Branco Quartzo leitoso Inclusões de CO2 e água (vapor) Rosa Quartzo Rosa Presença de titânio Amarela Citrino Presença de Fe3+ Roxa Ametista Presença de Fe2+ Marrom Quartzo Enfumaçado Queimado pela exposição a material radioativo. Verde Prásio Inclusões de tremolita Variedades Criptoristalinas (cristais visíveis somente sob grande ampliação, designados geralmente como calcedônia). Cor Nome Causa da cor Vermelha Jaspe Cornalina Inclusões de hematita Inclusões de minerais vermelhos oxidados Castanha Sardo calcedônia parda Listada preta e amarela Sardonix Intercalação de sardo e ônix Verde Crisoprásio Presença de Ni Roxa Ametista Presença de Fe2+ Marrom Quartzo Enfumaçado Queimado pela exposição a material radioativo. Variadas Ágata Camadas circulares alternadas de calcedônia e opala de cores distintas. Brilho: vítreo. Traço: branco. Diafaneidade: transparente à translúcida. Dureza: 7. Densidade: 2,7. 30 Ocorrência: é o segundo mineral mais abundante na crosta terrestre. É encontrado em rochas ígneas (granitos, granodioritos, pegmatitos, etc.); rochas sedimentares (arenito, arcósio, conglomerados) e metamórficas (quartzito, gnaisses, xistos). Ocorre também formando veios cortando outras rochas. Os maiores produtores de quartzo são os EUA e a Eslovênia. O Brasil encontra-se no décimo lugar na produção mundial, sendo extraído principalmente dos pegmatitos e quartzitos. A produção brasileira vem principalmente dos estados de Minas Gerais, São Paulo, Rio de Janeiro, Rio Grande do Norte e Paraíba. Os exemplares contidos na sua coleção são oriundos principalmente do estado de MG, na mesma região onde foram coletados os feldspatos. Uso: É utilizado principalmente na indústria de vidro. Suas variedades coloridas são usadas como gemas na indústria de joalheria, e o cristal de rocha é utilizado na indústria na óptica. Grupo da Mica São silicatos hidratados de alumínio e potássio, podendo conter ferro, magnésio, lítio. Dependendo da quantidade desses elementos químicos recebem denominações diferentes. A principal característica deste grupo de minerais é que seus cristais têm a forma de folhas muito delgadas. Muscovita Composição: silicato hidratado de alumino e potássio: KAl2(AlSi3O10)(OH)2. Quando o cromo está presente a muscovita apresenta cor verde intensa e é designada de fucsita. Sistema Cristalino: monoclínico. Hábito: agregados de cristais laminares. Clivagem: perfeita em lâminas paralelas à superfície basal. 31 Cor: incolor, branca, verde clara. Brilho: micáceo. Traço: branco. Diafaneidade: transparente à translúcida. Dureza: 2,5. Densidade: 2,7 – 3,1. Ocorrência: as micas são o terceiro mineral mais abundante na crosta terrestre. São encontradas em rochas ígneas (granitos e pegmatitos); rochas sedimentares (arenitos) e rochas metamórficas (xistos e quartzitos). Quando lavradas, são extraídas principalmente de pegmatitos onde ocorrem formando cristais de grandes dimensões. Os maiores depósitos geológicos de moscovita localizam-se na África do Sul, Brasil, Índia e Rússia. Os principais estados responsáveis pela produção de mica no Brasil, são a Paraíba, Rio Grande do Norte, Ceará, Minas Gerais, Bahia e Goiás. 32 Uso: por resistir a latas temperaturas é usada principalmente como resistência em ferros elétricos. Por ser também um importante isolante térmico é usada em condensadores, reostatos, lâmpadas elétricas, telefones e fusíveis. Biotita Composição: silicato hidratado de alumino, ferro, magnésio e potássio: K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2. Sistema Cristalino: monoclínico. Hábito: agregados de cristais laminares. Clivagem: perfeita em lâminas paralelas à superfície basal, semelhante à muscovita. Cor: verde escura, marrom e preta. Brilho: micáceo. Viaje até a Paraíba e chegue na região de maior produção de muscovita no Brasil. Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Pedra Lavrada – Brasil.,Ao chegar à Pedra Lavrada atente para as coordenadas geográficas: 6º45’29’’ S e 36º28’45” W. Ao atingi-las você terá chegado na região onde se localiza a Província Pegmatítica da Borborema, produtora de minério de tântalo, nióbio, cassiterita e de belíssimas gemas como a turmalina, ametista e água-marinha. pegmatito s 33 Traço: branco. Diafaneidade: transparente à translúcida. Dureza: 2,5 a 3,0. Densidade: 2,8 – 3,2. Ocorrência: mineral comum em rochas ígneas (granito, granodiorito, tonalito) e metamórficas (xistos e gnaisses). Uso: na fabricação de argamassas arquitetônicas para isolamento de tetos. Lepidolita Composição: silicato hidratado de alumino, potássio e lítio: KLi2(AlSi3O10)(OH)2. Sistema Cristalino: monoclínico. Hábito: agregados de cristais laminares. Clivagem: perfeita em lâminas paralelas à superfície basal, semelhante à muscovita. Cor: lilás e rosa. Brilho: micáceo. Traço: branco. Diafaneidade: transparente à translúcida. Dureza: 2,5. Densidade: 2,8 – 3,0. Ocorrência: mineral comum em rochas ígneas (granito, granodiorito, tonalito) e metamórficas (xistos e gnaisses). Uso: é uma das principais fontes de lítio. O lítio é um dos metais mais macios sendo empregado na fabricação de baterias de Lítio comofonte de energia para telefonia celular, computadores portáteis, instrumentação marítima. Outro uso importante do lítio é na área de saúde, em pilhas para marca-passos cardíacos: Iodo/Lítio (Li/I2) e na farmacologia: Urato de Lítio (C5H3LiN4O3) - remédio para doenças reumáticas e Carbonato de Lítio (Li2CO3) no tratamento de doenças neurológicas. 34 Grupo dos Piroxênios Composição: grupo de minerais silicáticos com fórmula geral: (Mg,Fe,Ca,Na)(Mg,Fe,Al)Si2O6 onde os teores de Mg, Fe, Ca e Na variam bastante. De acordo com a quantidade desses elementos, esses minerais recebem diferentes denominações, formando um grupo de minerais onde os arranjos internos dos átomos podem variar e alguns elementos são trocados. Os piroxênios mais comuns estão no quadro abaixo: Nome Fórmula Química Hiperstênio (Mg,Fe)2Si2O6 Augita Ca(Mg,Fe)Si2O6 Diopsídio (Ca,Mg)Si2O6 Egirina (Ca,Fe)Si2O6 Jadeíta NaAlSi2O6 Espodumênio LiAlSi2O6 Clivagem: boa em duas direções formando ângulos de 90º. quando o piroxênio é quebrado separa-se em várias blocos regulares semelhantes a prismas ou a base de prismas as duas linhas de clivagem do piroxênio fazem ângulos de 90 entre si. o 35 Sistema Cristalino: ortorrômbico ou monoclínico Hábito: prismático, tabular, fibroso, maciço. Cor: verde claro, verde escuro, marrom, azul esverdeado, amarelo, cinza, e rosa. Brilho: vítreo a nacarado. Traço: Branco. Diafaneidade: translúcido. Dureza: 5,5 a 7,0. Densidade relativa: 3,2 a 3,9. Ocorrência: são minerais comuns nas rochas ígneas vulcânicas (basaltos)e nas rochas plutônicas (gabros, piroxenitos e peridotitos). Nas rochas metamórficas ocorrem com menor frequência e são incomuns nas rochas sedimentares. Uso: algumas variedades como o diopsídio e a jadeíta são utilizados como gemas. O espodumênio é a principal fonte do metal Lítio (ver lepidolita). Além desse uso, quando o espodumênio exibe bela coloração constituem gemas de grande valor. A variedade rosa é chamada de kunzita e as amarela e verde de hidolenita. O espodumênio é extraído de pegmatitos e no Brasil, para fonte de lítio é lavrado em Minas Gerais; as gemas vêm principalmente do Ceará e Rio Grande do Norte. 36 Mina subterrânea de espodumênio (MG) Cristal de espodumênio em pegmatíto Fotos: Edson F. Mello Viaje pelo google earth até a região onde foram coletadas as amostras que constam na sua coleção (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Itinga – Brasil. Ao chegar atente para as coordenadas geográficas: 16º 40’ 35” S e 41º 44’ 55” W. Ao atingi-las você terá chegado à mina de pegmatito onde foi coletada a amostra de espodumênio da sua coleção. mina Biotita-xisto pegmatito 37 Turmalina Composição: Trata-se de um conjunto de minerais de silicato de boro e alumínio, cuja composição é muito variável devido às substituições dos elementos químicos na sua estrutura. Os elementos que mais comumente participam destas substituições são o ferro, o magnésio, o sódio, o cálcio e o lítio. Sua fórmula química pode ser assim expressa: (Na,Ca)(Li,Mg,Al)(Al,Fe, Mn)6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 . Sistema Cristalino: hexagonal. Hábito: tabular, fibroso, prismático, granular. O mais comum é o prismático com seis faces, que quando cortado exibe seções hexagonais ou pseudo-hexagonais, semelhantes a triângulos. Essa feição é usada para reconhecer a turmalina. Clivagem: em geral ausente. Cor: apresenta-se sob cores variadas que recebem nomes distintos na indústria de joalheria. 38 Nome Cor Schorlita ou Afrisita Preta Dravita Marrom Indicolita Azul Rubelita Rosa Acroíta Incolor Brilho: vítreo. Traço: branco. Diafaneidade: transparente a translúcida. Dureza: 3 a 3,5 Densidade: 4,3 a 4,6 (pesada). Ocorrência: a turmalina é um mineral comum nas rochas ígneas plutônicas (granito e pegmatito), nas rochas metamórficas (xisto e gnaisse) e pode ser encontrada em quantidades menores nas rochas sedimentares (arenitos e conglomerados). É extraída principalmente dos pegmatitos, sendo os principais produtores Brasil, Índia, Quênia, República de Malgaxe, Namíbia, Rússia, Sri-Lanka e Austrália. No Brasil, o estado de Minas Gerais é o maior produtor de turmalinas, destacando-se também Mato Grosso, Goiás e Paraíba. Cristais de turmalina preta disseminados entre quartzo e feldspato em pegmatito. Foto: Edson Farias Mello. 39 Uso: fonte de boro e na indústria de jóias como gema. Hematita Composição: óxido férrico (Fe2O3) Sistema Cristalino: romboédrico. Hábito: romboédrico, prismático, tabular, laminar e botrioidal. Clivagem: ausente. Fratura: conchoidal, irregular, fibrosa. Cor: preta, marrom e vermelha. Brilho: metálico. Traço: vermelho. Diafaneidade: opaco. Dureza: 5 a 6,5. Densidade: 4,9 – 5,3. Botrioidal – na forma de cacho de uva. Hábito ou forma externa de mineral que se apresenta em como um aglomerado de massas esféricas. www.bestcrystals.com/hematite.html 40 Ocorrência: é encontrada em rochas ígneas plutônicas (granitos, pegmatitos, gabros), vulcânicas (basaltos, andesitos); em rochas metamórficas (quartzitos, filitos); em rochas sedimentares (arenitos, cherts) e em determinados tipos de solo conhecidos como lateritas. Uso: juntamente com a magnetita são os principais minérios de ferro. O ferro é um metal cinza prateado, maleável e dúctil. É empregado na composição estrutural de máquinas industriais em geral; no aço inoxidável; principal material na formação de estruturas de prédios, pontes, viadutos; o ferro fundido é usado na fabricação de portões, grades e postes de iluminação; bijuterias; ferramentas de inúmeras aplicações, pregos, parafusos, roscas e afins são feitas de ferro; na indústria farmacêutica - o ferro forma a hemoglobina do sangue, a qual transporta o oxigênio (O2) dos pulmões para o resto do corpo. Os principais produtores de minério de ferro são a China e o Brasil. No Brasil, as maiores jazidas de ferro estão no estado de Minas Gerais (72,2%) na região conhecida como o Quadrilátero Ferrífero, seguidas pelo Pará (22,3%), Mato Grosso do Sul (4,3%) e São Paulo (1,0%). Viaje até a mina de hematita onde foi retirada a amostra que consta na sua coleção pelo google earth (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Raposos (MG) – Brasil. Ao chegar a Raposos atente para as coordenadas geográficas: 19º57’16’’ S e 43º53’58” W. Ao atingi-las você terá chegado a uma das muitas minas de ferro localizadas no Quadrilátero Ferrífero, que é um dos maiores pólos produtores de minério de ferro no mundo. 41 Mina de Ferro no Quadrilátero Ferrífero (MG) www.igc.usp.br/.../geoeduambiental/c21f11.jpg Filito rico em hematita– Quadrilátero Ferrífero (Ouro Preto –MG). Pirita Composição: sulfeto de ferro (FeS2) Sistema Cristalino: cúbico. Hábito: cúbico com faces estriadas, octaédrico e dodecaédrico. Clivagem: fraca em uma direção. Cor: amarelo latão. Brilho: metálico. Traço: preto. Diafaneidade: opaco. Dureza: 6 a 6,5. www.shapesoftware.com 42 Densidade: 4,9 – 5,1 Ocorrência: é o sulfeto mais comum; encontrado em rochas ígneas e metamórficas. Uso: é um importante minério de enxofre; na fabricação de ácido sulfúrico e na obtenção de ferro. Barita Composição: sulfato de bário (BaSO4) Sistema Cristalino: ortorrômbico. Hábito: tabular, fibroso, prismático, granular. Clivagem: boa em duas direções e imperfeita em uma direção. Cor: branca, azul, vermelha, amarela, azul, marrom e cinza. Brilho: vítreo. Traço: Branco. Diafaneidade: transparente a translúcida. Dureza: 3 a 3,5 Densidade: 4,3 a 4,6 (pesada). quando a barita é quebrada separa-se em várias blocos regulares semelhantes a romboedros ou formando pinacóides 43 Ocorrência: é o mais comum mineral de bário, sendo encontrado em rochas sedimentares como calcário e arenito e em rochas metamórficas associado a jazidas de cobre, chumbo, zinco, manganês. Atualmente, a barita é lavrada em 66 países, sendo a China a maior produtora e detentora de reservas, seguida pela Índia e Estados Unidos. O Brasil participa modestamente com 1,0% da produção mundial. Uso: é o principal insumo na indústria mundial de petróleo e gás natural, empregada como agente selador na lama de perfuração. Possui, ainda, aplicações relevantes nas indústrias: siderúrgica, química, de papel, de borracha, pigmentação de tintas, fogos de artifícios e de plásticos. Viaje até a mina de barita onde foi retirada a amostra que consta na sua coleção pelo google earth (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Ibiajara (BA) – Brasil. Ao chegar a Ibiajara atente para as coordenadas geográficas: 12º`57’38” S e 42º08’25” W. Ao atingi-las você terá chegado à mina onde foi coletada a amostra de barita que consta em sua coleção. O distrito de Ibiajara faz parte do município de Rio do Pires (BA), rota do ouro desde a época dos bandeirantes. Localiza-se no vale da Chapada Diamantina, um dos mais visitados pontos turísticos do Brasil, conhecido pela suas belezas naturais. Serra da Mangabeira – Chapada Diamantina 44 Mina de barita localizada em Ibiajara (BA) Foto: Edson Farias Mello. Barita na forma de veios em rocha metamórfica (filito) na mina de Ibiajara (BA). Foto: Edson Farias Mello Caulinita É um mineral do grupo das argilas. Composição: silicato hidratado de alumínio – Al4(Si4O10)(OH)8 Sistema Cristalino: monoclínico. Hábito: lamelar ou em agregados friáveis. O tamanho dos grãos é tão pequeno, que suas formas parecidas com plaquinhas só são vistas em um microscópio eletrônico. Amostra de caulinita. Devido ao pequeno tamanho dos seus grãos, o mineral é muito macio e deixa um pó nas mãos. Cristais de caulinita vistos no microscópio eletrônico. Clivagem: perfeita paralela à superfície basal (semelhante a das micas). Cor: branca. Brilho: terroso, opaco. Traço: branco. barita filito 45 Diafaneidade: translúcida. Dureza: 2 a 2,5. Densidade: 2,6 – 2,63 Ocorrência: formada pela alteração de feldspatos, feldspatóides e outros minerais silicáticos, estando assim associada a vários tipos de rochas que contenham esses minerais. O minério de caulinita é chamado de caulim. Viaje pelo google earth (www.google.earth) até a uma das maiores minas de caulim do mundo situada nas margens do rio Jari, divisa entre os estados do Pará e Amapá. Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Almerim (PA) – Brasil. Ao chegar a Almerim navegue até as coordenadas geográficas: 01º28’25’’ S e 52º34’23” W. Ao atingi-las você terá chegado a uma das várias minas de caulim da região. Mina de caulim localizada às margens do rio Jari, divisa entre os estados do Pará e Amapá. Foto: www.cadam.com.br 46 Uso: é utilizada na fabricação de cerâmica, papel e cosméticos. É o principal componente da porcelana. Grupo da Serpentina Composição: grupo de minerais silicáticos ricos em magnésio e ferro, cuja fórmula pode ser (Mg, Fe)Si2O5(OH)4 Sistema Cristalino: varia com a espécie: antigorita e crisotila (monoclínico); lizardita (triclínico). Hábito: crisotila (fibroso); antigorita e lizardita (lamelar, placoso). Clivagem: lizardita e antigorita possuem clivagem basal (semelhante às micas). Fratura: a crisotila possui fratura na forma de fibras. cristais placosos de lizardita cristais fibrosos de crisotila R.Weller/Cochise College www.dkimage.com quando a crisotila é quebrada separa-se em várias pedaços na forma de linhas ou de fibras. 47 Cor: branca, verde e cinza. Brilho: sedoso. Traço: Branco. Diafaneidade: translúcido quando cortado em fatias muito finas. Dureza: 2,5 (é riscado pela unha) Densidade: 2,5 a 2,6. Ocorrência: a serpentina é encontrada em rochas metamórficas com grandes quantidades dos elementos ferro e magnésio. A Rússia produz quase a metade de toda a serpentina no mundo (38 %), sendo seguida pelo Cazaquistão (15,5%), China (15%), Brasil (10,8%) e o Canadá (10,7%). O Estado de Goiás é o único produtor brasileiro de crisotila, provenientes da mina de Cana Brava, sendo esta a principal atividade econômica do município de Minaçu. Uso: a crisotila é o amianto de melhor qualidade. Por isolar o calor, é utilizado na confecção das roupas de bombeiros. A lizardita e antigorita são utilizadas na confecção de vários ornamentos, como cinzeiros e vasos. As serpentinas são também utilizadas na fabricação de telhas (telhas de amianto). Viaje até a mina de amianto de Minaçu, no estado de Goiás. Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Miaçu (GO) – Brasil. Ao chegar a Minaçu atente para as coordenadas geográficas: 13º31’46’’ S e 48º14’27” W. Ao atingi-las você terá chegado a maior mina de amianto do Brasil. 48 Cianita Composição: silicato de alumínio (Al2SiO5) Sistema Cristalino: romboédrico. Hábito: fibroso, laminar. Clivagem: excelente em duas direções. Cor: branca, azul, cinza, verde e preta. Brilho: nacarado. Traço: Branco. Diafaneidade: transparente a translúcida. Dureza: 5 a 7,2. Densidade: 3,5 a 3,7. Ocorrência: é encontrada em rochas metamórficas, como os xistos, gnaisses e eclogitos. No Brasil é encontrada no estado de Minas Gerais. Uso: é usada como gema, na fabricação de cerâmica e na indústria elétrica. Cristal de cianita doestado de Minas Gerais. www.wrightsrockshop.com 49 Berilo Composição: é um silicato de berílio e alumínio com fórmula química Be3Al2Si6O18. Sistema Cristalino: hexagonal. Hábito: prismático, granular. O mais comum é o prismático com seis faces, que quando cortado exibe seções hexagonais. É visto como cristais pequenos ou como cristais gigantes que atingem alguns metros. Clivagem: em geral ausente. Fratura: conchoidal. Cor: apresenta-se sob cores variadas que recebem nomes distintos na indústria de joalheria. Cristal gigante de água-marinha na mina Assunção – Portugal. Veja que o cristal é maior do que o homem. Foto: R. Hochleitner 50 Nome Cor Água-Marinha Azul Esmeralda Verde Heliodoro Amarela Morganita Rosa - Incolor Brilho: vítreo. Traço: branco a incolor Diafaneidade: transparente a translúcida. Dureza: 7,5 – 8,0 Densidade: 2,7 – 2,8 Ocorrência: O berilo é comumente encontrado em pegmatitos graníticos, mas ocorre também em clorita-xistos. Além das muitas ocorrências na Europa (Áustria, Alemanha, Irlanda, Portugal), o berilo é encontrado também na África, (Madagascar e Transvaal). Na América do Sul, ocorre no Brasil (Minas Gerais, Rio Grande do Norte, Paraíba) e na Colômbia, que possui a mais famosa fonte de esmeraldas do mundo em Muso. Viaje até a mina de berilo onde foi retirada a amostra que consta na sua coleção pelo google earth (www.google.earth). Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Parelhas (RN) – Brasil. Ao chegar a Parelhas navegue até as coordenadas geográficas: 06º40’58’’ S e 36º37’57” W. Ao atingi-las você terá chegado à mina de Boqueirão de Parelhas e estará vendo uma imagem semelhante a esta: 51 Uso: Como gemas (água marinha, esmeralda, morganita) e como fonte do metal berílio. O metal berílio é utilizado em partes de computadores e instrumentos com dimensões estáveis e com grau de dureza específico; na estrutura de satélites de comunicação, mísseis, naves espaciais e similares. Pegmatito Boqueirão (Parelhas – RN). Diversos tipos de lapidações em berilos coloridos e sua aplicação em joalheria. 52 Carvão O carvão apesar de ser encontrado nas rochas sedimentares, não é um mineral, pois, não tem origem inorgânica. O carvão é formado pela transformação de vegetais soterrados pelas rochas em grandes profundidades. Devido à elevada temperatura reinante nas camadas profundas das rochas, os vegetais vão perdendo parte do hidrogênio e do oxigênio e ficando com maior quantidade de carbono, originando assim, o carvão. Você sabia que as maiores jazidas de carvão existentes no mundo foram formadas há 300 milhões de anos, quando as plantas já cresciam em grande abundância sobre o solo? Antes dessa época, a maioria das plantas era aquática. Esse período do tempo geológico é chamado de Carbonífero. Ã medida que o tempo passa o peso das camadas de rochas superiores vai aumentando a pressão e a temperatura, e a o novo material vai ficando mais rico em carbono, passando por vários tipos de carvão que recebem nomes diferentes. outburst.uow.edu.au/images antracito 53 Uso: é utilizado como fonte de energia em usinas ou na produção de gás. Já foi bastante utilizado como combustível nos motores a vapor. Viaje pelo google earth (www.google.earth) até a mina de carvão onde foi extraída a amostra da sua coleção. Ao acessar a homepage do google earth peça para ir até Criciúma (SC) – Brasil. Ao chegar a Criciúma navegue até as coordenadas geográficas: 28º23’23’’ S e 49º25’32” W. Ao atingi-las você terá chegado a uma das várias minas de carvão da região. A mina modelo Caetano Sonego (Criciúma – SC) é aberta à visitação, permitindo conhecer a vida dos mineiros e seus instrumentos de trabalho. Foto: www.belasantacatarina.com.br/.../minamodelo.jpg
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