Minerais e Rochas

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GEO 0269 - GEOLOGIA PARA 
ENGENHARIA
���� Minerais e Rochas
Prof. Guilherme La Flor Ziegler
Agosto/2013
MINERAL ���� É um elemento ou composto químico que normalmente é cristalino
e que é resultado de processos geológicos“ (Nickel, 1995)
Um mineral é sólido, inorgânico, homogêneo, natural, com uma composição 
química definida e uma estrutura interna caracterizada pelo arranjo regular dos 
átomos e íons (estrutura cristalina).
Características importantes: São definidos principalmente pela Composição 
Química e Estrutura Cristalina. Propriedades: Físicas, Óticas e Químicas
ROCHAS ����
Agregado natural de minerais ou de somente um mineral (monominerálicas 
como o calcário - formado de calcita e o quartzito - formado de quartzo), ou 
fragmentos de outras rochas, ou vidro vulcânico, ou ainda matéria orgânica, e 
que faz parte importante da crosta sólida da Terra. A agregação dos minerais 
na formação das rochas obedece a leis físicas, químicas ou físico-químicas 
definidas na sua formação. 
Os minerais se formam pelo resfriamento de magmas, rearranjo de íons em 
temperaturas intermediárias e pela precipitação de sais com a evaporação de 
uma solução.
���� CONCEITOS BÁSICOS
���� CONCEITOS BÁSICOS
MINERALÓIDE 
É qualquer substância que ocorre naturalmente na natureza, substâncias 
provenientes de atividades ou processos orgânicos biológicos, e que não 
possuem a estrutura cristalina ordenada (amorfos) e uma composição química 
específica. EX: obsidiana (vidro vulcânico), carvão mineral que se origina da 
decomposição de restos vegetais, num longo processo de litificação 
(transformação em pedra), azeviche (forma densa do carvão), pérolas, âmbar 
(substância orgânica não cristalina de origem geológica), petróleo.
MINÉRIO ����
são rochas que têm uma concentração relativamente elevada 
de uma determinada substância, de modo que seja viável seu 
aproveitamento industrial. Têm valor econômico.
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS
1. ESTRUTURA DOS MINERAIS
• Todos os minerais apresentam estrutura cristalina.
• A Estrutura cristalina é propriedade característica de cada 
mineral
• Todas as espécies de um mesmo mineral têm estrutura 
cristalina idêntica
Para classificar os sistemas 
cristalinos, toma-se o sistema
cartesiano da figura
SISTEMAS CRISTALINOS ����
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS
SISTEMAS CRISTALINOS ����
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
SISTEMAS CRISTALINOS ����
SISTEMA CÚBICO OU ISOMÉTRICO
Cubos ou octaedros. São 7,8 % das espécies minerais fazem parte do 
sistema cúbico, entre elas diamante, ouro, granadas (comum em rocha 
magmática clara), prata, espinélio, pirita, fluorita e sodalita. 
Fluorita, 
halita, 
magnetita, 
granada
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
SISTEMAS CRISTALINOS ����
SISTEMA TETRAGONAL
Prismas e pirâmides tetragonais. Pertencem a este 
sistema 6,4% dos minerais entre eles zircão, apofilita, 
rutilo, idocrásio e cassiterita. Zircão
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
SISTEMAS CRISTALINOS ����
SISTEMA ORTORROMBICO
Prismas e pirâmides rômbicas. São 28,6 % das 
espécies minerais conhecidas, sendo exemplos 
topázio, crisoberilo e zoisita.
Zoisita, 
olivina, 
barita
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
SISTEMAS CRISTALINOS ����
SISTEMA HEXAGONAL 
Prismas e pirâmides hexagonais. Pertencem a este sistema 7% dos 
minerais conhecidos, entre eles nefelina (semelhante ao quartzo mas 
nunca junto, ocorre em sienitos e rochas sódicas), apatita, berilo e 
covellita.
Berilo, 
nefelina
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
SISTEMAS CRISTALINOS ����
SISTEMA TRIGONAL OU ROMBOÉDRICO
Turmalina, 
Calcita, Dolomita
Prismas e pirâmides trigonais (quartzo, grafita) ou romboedros (calcita, 
dolomita). Pertencem ao sistema trigonal 10,1% das espécies minerais 
conhecidas, entre elas quartzo (piramide trigonal), o coríndon e as 
turmalinas (granitos e pegmatitos – rochas ígneas quartzozas).
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
SISTEMAS CRISTALINOS ����
SISTEMA MONOCLINICO
Prismas com faces inclinadas. São monoclínicas 30,8% das espécies 
minerais, sendo este o sistema com maior número de minerais. Ex.: jadeíta, 
espodumênio, ortoclásio e euclásio, hornblenda, muscovita, gipso, biotita.
Espodumenio
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
SISTEMAS CRISTALINOS ����
SISTEMA TRICLÍNICO
Formam os chamados pinacóides (pares de faces paralelas). Compreende 
9% das espécies minerais conhecidas, como rodonita, turquesa e 
microclínio, plagioclásio.
Microclínio
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
o cristal apresenta as faces 
perfeitamente desenvolvida
o cristal apresenta-se com 
suas faces imperfeitamente 
desenvolvidas
quando o cristal não apresenta faces
2. FORMA DOS MINERAIS 
EUÉDRICO ����
SUBÉDRICO ����
ANÉDRICO ����
Refere-se ao poliedro definido pelas faces naturais do corpo mineral durante a 
cristalização. Nas rochas, devido ao confinamento, dificilmente os minerais
assumem sua formas próprias de cristalização, possuindo forma de grãos 
irregulares, sem faces cristalinas, porém com estrutura cristalina Interna.
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
É a forma de 
ocorrência do 
cristal mineral, 
podendo ajudar na 
sua identificação e 
algumas vezes até
diagnóstico. Está
relacionado ao 
sistema de 
cristalização e ao 
ambiente de 
formação (origem e 
espaço) ou 
ausência de
cristalização em 
materiais amorfos.
HÁBITOS CRISTALINOS ����
FIBROSO
LAMELAR
Ex: Amianto, gipsita
Ex: Hematita, Pirrotita 
FILIFORME
Ex: Tufo de Rutilo Filiforme 
encravado em quartzo
FOLIÁCEO OU MICÁCEO
Ex: Muscovita, biotita, clorita 
(verde escuro em Xistos)
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
HÁBITOS CRISTALINOS ����
PRISMÁTICO
COLUNAR
Ex: Calcita
Ex: Topázio
Ex: Ametista em 
Cavidades, Fluorita 
em Fraturas
DRÚSICO (CRISTAIS 
AGREGADOS)
DENDRÍTICO 
Ex: Cobre, ouro, prata, Quartzito 
com dentritos de Manganes
AMIGDALOIDAL
Ex: Basalto com amigdalas de zeólitas (preenchem cavidades)
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
HABITOS CRISTALINOS ����
MACIÇO
Ex: Magnetita 
(acessório rocha 
magmática básica)Ex: Ágata (calcedônia) 
em Geodo
GEÓDICO
RADIADO OU DIVERGENTE
Ex: Pirolusita, goetita
ACICULAR
Ex: Rutilo 
(quartzo 
rutilado)
BOTRIOIDAL (cachos uva)
Ex: Limonita, Malaquita
Resistência ao risco. Capacidade de um
mineral riscar ou ser riscado por outro
Considera-se mais duro o material que, quando 
atritado com outro, risca-o ou corta-o.
Propriedade diretamente ligada à estrutura do 
cristal.
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
3. DUREZA
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
DUREZA NA 
ESCALA DE 
MOHS 
Em ordem 
crescente
Feldspato
Coríndon
M
O
L
E
S
DUROS
4. CLIVAGEM 
• Clivagem: está relacionada com o
rompimento da estrutura cristalina do mineral, 
produzindo superfícies planas definidas. 
• Se dá paralelamente aos planos de maior 
coesão. É uma direção natural de fraqueza 
segundo a qual o mineral tende a quebrar.
• A Forma pela qual um mineral sofre ruptura 
depende da força, orientação e distribuição das 
ligações químicas na estrutura cristalina
•Tipos:
- Excelente (Proeminente) – mica, calcita, 
planos separados facilmente.
- Boa (Perfeita) – feldspatos, piroxênios, 
anfibólios que se separam em superfícies 
escalonadas. 
Regular (Distinta ou Mediana)
Indistinta (má) – não há superfícies lisas.
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
CLIVAGEM 
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
Clivagem em 1 plano – Muscovita e 
Biotita (Basal ou tabular (tábuas) 
na horizontal)
Clivagem em 2 planos – Feldspato 
Ortoclásio
Clivagem em 3 planos – Halita 
(Clivagem Cúbica)
Clivagem em 3 planos – Calcita 
(Clivagem Romboédrica)
5. FRATURA
• Fratura é a superfície obtida pela ruptura 
de um mineral em uma direção diferente 
daquela de clivagem. O tipo de fratura 
depende do tipo de estrutura.
• É a superfície de fraqueza irregular ou 
curva resultante da quebra de um mineral.
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
FRATURAS
Fratura conchoidal: consiste em superfícies lisas e côncavas, 
semelhantes ao interior de uma concha. Ex. quartzo, opala, 
calcedônia, obsidiana.
���� PROPRIEDADES DOSMINERAIS 
Fratura denteada ou serrilhada: metais 
nativos (ouro, prata, cobre).
Fratura irregular: muitos minerais 
apresentam, não sendo uma
propriedade diagnóstica. Ex. 
turmalina.
Ex: Prata 
Nativa
Ex: Obsidiana
Ex: Vidro e 
Quartzo
6. TENACIDADE 
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
A tenacidade refere-se à resistência dos minerais a esforços (choques mecânicos). 
Tenacidade é uma medida de quantidade de energia que um material pode 
absorver antes de fraturar. Os materiais cerâmicos, por exemplo, têm uma baixa 
tenacidade. Uma confusão comum ao termo é achar que um material duro é
também tenaz, como exemplo temos o diamante, que só pode ser riscado por outro 
diamante (logo, extremamente rígido), mas pode ser quebrado se sofrer uma 
requisição muito alta como uma martelada.
6. TENACIDADE 
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
Segundo a tenacidade um mineral pode ser:
• Friável (frágil, quebradiço): Que pode ser quebrado ou reduzido a pó com 
facilidade. Ex: calcita, fluorita, bauxita, gipso, clorita, argila.
• Maleável: deforma-se sem se romper (lâminas delgadas), Ex. ouro, prata, cobre.
• Séctil: facilmente cortado em lâminas com canivete. Ex gipso, talco, serpentina.
• Dúctil: Pode ser transformado facilmente em fios. Ex. ouro, prata, cobre.
• Flexível: Pode ser dobrado, mas não recupera a forma anterior. Ex: talco,gipsita, 
vermiculita.
• Elástica: se dobrado recupera a forma anterior. Ex. Quartzo, coríndon, micas, 
muscovita, biotita.
OBSERVAÇÃO PARA OS ALUNOS DOS PERÍODOS INICIAIS: Lei de Hooke 
(ELASTICIDADE ≠ PLASTICIDADE) aplicada a materiais (σ x ε)
Acima de uma determinada tensão, conhecida como limite elástico ou limite de 
escoamento, a relação entre tensões e deformações se quebra (deixa de ser 
linear). Além deste limite, o sólido pode deformar-se irreversivelmente, exibindo 
um comportamento plástico. O início da deformação plástica significa 
normalmente o colapso de uma estrutura.
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
7. DENSIDADE
• É o número que 
expressa a razão entre o 
peso do mineral e o 
peso de um mesmo 
volume de água. 
• Indica quantas vezes 
certo volume do mineral 
é mais pesado que o 
mesmo volume de água. 
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
8. BRILHO
• É o reflexo da luz natural nas superfícies do mineral.
• Pode ser metálico ou não metálico.
• O brilho metálico é próprio dos metais como pirita, galena ou ouro
• O brilho não metálico pode receber as demais denominações da tabela:
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
NÃO METÁLICOS ADAMANTINO
Ex: Diamante
Ex: Talco
NACARADO
RESINOSO
Ex: Wulfenita
VÍTREO
Ex: Berilo e 
Quartzo
A grande maioria das 
gemas apresenta 
brilho vítreo
8. BRILHO
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
METÁLICO SUBMETÁLICO
Ex: Galena 
Ex: Cromita 
METÁLICOS
8. BRILHO
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
9. COR 
Depende da absorção 
seletiva da luz, restando a 
fração transmitida e fração 
refletida.
ALGUNS MINERAIS QUE NÃO MUDAM DE COR
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
COR ����
ALGUNS MINERAIS QUE MUDAM DE COR
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
COR DO TRAÇO ����
Depende da cor do pó fino do 
mineral deixado sobre uma 
superfície - porcelana.
���� PROPRIEDADES DOS MINERAIS 
10. PROPRIEDADES ELÉTRICAS E MAGNÉTICAS 
Piroeletricidade – propriedade que certos minerais possuem de 
transmitir eletricidade quando sujeito a aquecimento. 
Piezoeletricidade – propriedade dos minerais que transmitem 
corrente elétrica quando sujeitos à pressões adequadas. 
Magnetismo – são denominados magnéticos os minerais que em 
seu estado natural possuem a capacidade de orientar o imã.
Os únicos minerais que são
atraídos por um campo magnético são:
- Magnetita (Fe3O4)
- Pirrotita (FeS) Pirrotita
Magnetita
���� IDENTIFICAÇAO DOS MINERAIS E 
MATERIAIS UTILIZADOS 
Materiais para determinação 
macroscópica:
• Placa de vidro;
• Martelo;
• Placa de porcelana fosca;
• Estilete de aço;
• Imã;
• Lupas de mão (aumento 10x);
• Reagentes (HCl);
• Manual de determinação de 
minerais.
���� CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS 
São grupos de minerais que compõem a maioria da mineralogia das 
rochas. São aqueles minerais que definem, classificam e 
caracterizam uma rocha.
MINERAIS ESSENCIAIS (PRINCIPAIS) ����
MINERAIS ACESSÓRIOS ����
São grupos de minerais que participam das rochas como elementos 
menores ou traços. Geralmente são os minerais que definem 
características tecnológicas e econômicas específicas de uma 
formação rochosa. Ocorrem em percentagem pouco significativa e 
não influem na classificação da rocha. 
ATENÇÃO para não confundir com os minerais secundários que nos 
solos se originam da intemperização dos minerais primários das 
rochas (TANTO OS ESSENCIAIS QUANTO ACESSÓRIOS). A 
presença de minerais primários nos solos confirma QUE o ambiente 
é de baixo grau de intemperismo.
São os minerais mais comuns na crosta (60%), geralmente apresentam cores 
claras, duas direções de clivagem bem definidas e contornos normalmente 
regulares. KAlSi3O8 (feldspato potássico ou ortoclásio – cor rosa, mais 
resistentes, presente em GRANITOS), NaAlSi3O8 e CaAlSi2O8 (plagioclásios –
cor cinza, menos resistentes a alterações – intemperismo, presente em 
BASALTOS), sua alteração costuma produzir minerais de argila (os plagioclásios 
alteram-se para CAOLINITA), sendo comuns nas rochas ígneas e metamórficas, 
nas sedimentares normalmente se encontram alterados, possuem dureza 6.
MINERAIS MAIS FREQUENTES NAS ROCHAS E SOLOS����
FELDSPATOS (ALUMINOSSILICATOS) ����
QUARTZO ����
Quimicamente SiO2, possui hábito prismático piramidal 
hexagonal, sem clivagem e com fratura conchoidal 
(abaulada), duro - dureza 7, ocorrendo em quase todo tipo 
de rocha. Nas rochas, o quartzo não apresenta geralmente 
forma própria, ocupando os espaços deixados por outros 
minerais. Como é transparente, mostra aparentemente a 
cor dos outros minerais. É distinguido pelo brilho vítreo. 
Comum nas rochas sedimentares, graças à sua alta 
resistência química e física. Nas rochas graníticas o 
quartzo é um mineral de fácil reconhecimento, pois se 
assemelha ao vidro quebrado.
Apresentam-se como lâminas longas de terminações irregulares, com clivagem 
em duas direções, e seção hexagonal (prismas). Comuns nas rochas 
magmáticas e metamórficas. Cores escuras. Aparecem como pontos pretos nas 
rochas. São silicatos de ferro e magnésio (ferromagnesianos). Alguns anfibólios 
apresentam hábito fibroso, donde também se extraem fibras para o amianto. Os 
piroxênios alteram-se para ESMECTITA (argilomineral secundário expansivo).
ANFIBÓLIOS E PIROXÊNIOS ����
MICAS (FILOSSILICATOS PRIMÁRIOS: MUSCOVITA e BIOTITA)����
São filossilicatos - forma lamelar (folhas/placas), decorrência de uma direção de 
clivagem perfeita, com hábito foliáceo. São elásticos. Ocorrem principalmente 
nas rochas ígneas e metamórficas, alterando-se com certa facilidade em 
argilominerais. Dureza 2. As micas mais comuns são a muscovita (prateada ou 
transparente – K) nas rochas, geralmente aparecem como placas brilhantes. Os 
filitos e mica-xistos possuem mica finamente granulada que lhes confere o brilho 
característico. A muscovita é comum em rochas metamórficas, pegmatitos, 
micaxistos, quartzitos e gnaisses e as vezes em sedimentos, pelo fato de ser 
um mineral quimicamente estável. Já a biotita (preta – Fe e Mg) é encontrada 
em rochas ígneas ácidas (granitos, riólitos) e intermediárias (dioritos e 
andesitos), em xistos e gnaisses (metamórficas). Altera-se em mineral 
secundário chamado clorita (xistos verdes) flexível porém não elástico.
MINERAIS MAIS FREQUENTES NAS ROCHAS E SOLOS����
Com fórmula (MG, Fe)2SiO2 (ferromagnesianos), apresenta 
cores verde escuras, alterando-se facilmente para silicatos 
hidratados de Fe e Mg. São minerais típicos de rochas 
ígneas básicas ou rochas metamórficas destas derivadas. 
Sua alteração, quando em estágio inicial, pode resultar em 
zeólitas (pedra que ferve, porosa).
OLIVINA (PERIDOTO) ����
CALCITA E DOLAMITA ����
Pertencentes ao grupo dos carbonatos, apresentam fórmulaCaCO3, 
apresentando formas romboédricas com clivagem boa em três direções e 
baixa dureza (3). Cores claras como branco e rosa ou incolor. São minerais 
que ocorrem preferencialmente em rochas sedimentares químicas, e tem sua 
identificação facilitada por efervescerem sob a ação de HCl concentrado (a 
calcita apresenta efervescência em suas superfícies naturais, enquanto a 
dolomita apenas no pó). Ocorre em sedimentos, rochas metamórficas 
(mármore) e veios.
MINERAIS MAIS FREQUENTES NAS ROCHAS E SOLOS����
Possui brilho metálico, traço castanho avermelhado, podendo ocorrer na 
forma de placas hexagonais, sendo freqüente em certas rochas 
metamórficas e em rochas sedimentares detríticas, apresenta fórmula 
Fe2O3 (70% Fe) – traço vermelho sanguíneo. Dureza 5,5 a 6,5. Granular, 
compacta ou micácea. Ocorrência: forma os principais depósitos ferríferos 
brasileiros (itabirito). Ocorrem também como pigmento vermelho)o (óxidos 
de fer comum nos sedimentos e solos.
HEMATITA ����
MAGNETITA ����
Forma octaédrica, brilho metálico, dureza 6. Apresenta forte magnetismo e 
composição representada pó Fe3O4 (72% Fe) . Ocorrência: acessório 
comum em rochas magmáticas básica, podendo formar corpos 
volumosos, jazidas, graças a concentração gravitativa após a segregação 
magmática. A magnetita altera-se diretamente para óxidos de ferro 
(hematita e goethita).
MINERAIS MAIS FREQUENTES NAS ROCHAS E SOLOS����
Silicatos hidratados formados pela alteração intempérica de outros minerais, têm 
forma laminar, são plásticos, colóides eletronegativos, apresentando em partículas só
visiveis com microscópio eletrônico. Os minerais da argila dos solos são a caolinita
(matéria prima da PORCELANA), a esmectita e a ilita. Também constituem rochas 
sedimentares como os Pelitos. 
A caolinita com dureza 2 e clivagem basal, é do tipo 1:1, isto é, possui uma camada 
tetraédrica de sílica (SiO4) e uma octaédrica de alumina, sendo ESTÁVEL. 
Já as Esmectitas, também conhecidas como Montmorilonitas, dureza -1, clivagem 
basal, são do tipo 2:1, isto é, com duas camadas tetraédricas e uma octaédrica de 
alumina, com elevada área específica (20X maior que Caolinita), sendo instáveis e 
reativas (DISPERSIVAS e EXPANSIVAS com sua alta plasticidade e capacidade de 
absorção de água), elevada CTC. Produto de alteração de rochas ígneas, 
metamórficas e sedimentares em ambiente mal drenado. É o principal e, por vezes, 
o único constituinte dos basaltos alterados.
Propriedades importantes: plasticidade, resistência mecânica (verde e seco), retração 
linear, compactação e viscosidade.
A Ilita tem propriedades intermediárias entre a caolinita e a esmectita.
MINERAIS MAIS FREQUENTES NAS ROCHAS E SOLOS����
ARGILOMINERAIS (FILOSSILICATOS SECUNDÁRIOS) ����
MINERAIS MAIS FREQUENTES NAS ROCHAS E SOLOS����
ARGILOMINERAIS (FILOSSILICATOS SECUNDÁRIOS) ����
A Caulinita aparece como mineral predominante em ambas as regiões do 
Estado do RS (Campanha e Planalto), contudo, na Campanha Gaúcha 
aparecem minerais menos intemperizados do grupo dos 2:1, como a esmectita 
(PEDRON, 2007).
���� APLICAÇÕES NA ENGENHARIA CIVIL
rochas britadas, areia, cascalho, 
ROCHAS E MINERAIS INDUSTRIAIS����
calcário, argila, gesso
gesso e cal 
argila, feldspato, quartzo, caulim e outros
AGREGADOS ����
CIMENTO ����
AGLOMERADOS ����
CERÂMICA ����
areias silicosas e diversos óxidos e carbonatosVIDRO ����
PIGMENTOS ���� minerais de titânio e ferro
���� APLICAÇÕES NA ENGENHARIA CIVIL
crisotila, anfibólios, sepiolita e outros
ROCHAS E MINERAIS INDUSTRIAIS����
grafite, caulim, talco
pedra-pomes, perlita, vermiculita
caulim, talco, carbonato de cálcio
FIBROCIMENTOS ����
LUBRIFICANTES ����
ELEMENTOS LEVES OU ISOLANTES ����
CARGAS DE TINTAS OU PAPEL ����
ABRASIVOS ���� diamante e quartzo