CCA 211 - Aula 2 - Minerais Primários

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FUNDAMENTOS DE GEOLOGIA 
 
MINERAIS E ROCHAS 
 
OBJETIVOS 
Conhecer as características dos materiais que constituem o 
Planeta Terra, em geral formados de Minerais. 
Inconsolidados: solos, areias ... 
Consolidados: Rochas. 
 
IMPORTÂNCIA 
- Utilização de Minerais e Rochas como ferramenta e 
utensílios desde a “Idade da Pedra” 
-Geração de Impactos Ambientais 
 
 
CONCEITOS: 
 
MINERAIS – Elementos ou compostos químicos com 
composição definida dentro de certos limites, cristalizados 
e formados naturalmente por processos geológicos 
inorgânicos. 
 
ROCHA – associação de minerais que por ações geológicas 
tornam-se intimamente unidos. 
 
MINÉRIO – Mineral ou Rocha de importância econômica. 
MINERAIS 
 
ENTENDENDO O CONCEITO: 
 
“...elementos ou compostos químicos com composição 
definida dentro de certos limites...” 
ABUNDÂNCIA DOS ELEMENTOS NA CROSTA 
TERRESTRE 
Elemento Abundância 
(ppm) 
Elemento Abundância 
(ppm) 
Oxigênio 455.000 Nitrogênio 19 
Silício 272.000 Chumbo 13 
Alumínio 83.000 Urânio 2,3 
Ferro 62.000 Cádmio 0,16 
Cálcio 46.600 Prata 0,08 
Magnésio 27.640 Mercúrio 0,08 
Sódio 22.700 Selênio 0,05 
Potássio 18.400 Platina 0,01 
Hidrogênio 1.520 Ouro 0,004 
Carbono 180 Ródio 0,0001 
MINERAIS 
LIGAÇÕES QUÍMICAS 
 
•SILICATADOS: Fundamental a presença do Si na estrutura 
 - O Si está presente em 93% do minerais que compõem as 
 rochas da Crosta. 
 
•NÃO-SILICATADOS: sem Si - 7% do minerais da crosta. 
 
 Composição química simples: átomos de mesmo elemento. 
 Ex.: Diamante (C), Ouro (Au)... 
 
 Composição química combinada: diferentes elementos. 
 
 - Fixa, dentro de limites definidos: Quartzo (SiO2) 
Um átomo de Si combina com 2 de O, em qualquer ambiente 
 
 - Variável: Olivina (Mg,Fe)2SiO4 
A depender do ambiente Mg ou Fe combina com SiO4, para 
formar minerais do grupo da Olivina. 
 
MINERAIS 
CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA 
 
•Classe Química: presença de determinado elemento ou 
grupo iônico particular. 
 
 Elementos Nativos: Elementos ocorrem sob a forma não 
combinada. 
 Ex.: Diamante (C), Ouro (Au), Grafita (C)... 
 Sulfetos: combinação de elementos metálicos com S. 
Ex.: Galena (PbS), Pirita (FeS2)... 
 Óxidos: um ou mais elementos metálicos com O. 
 -Hidróxidos: óxidos com água ou hidroxila 
Ex.: Hematita (Fe2O3), Magnetita (Fe3O4), Goethita (FeO(OH) 
 Carbonatos: minerais com grupo iônico CO3 
Ex.: Calcita (CaCO3), Dolomita (Ca,Mg(CO3)2, Magnesita... 
 Fosfatos: minerais com grupo iônico PO4 
Ex.: Apatita (Ca5(PO4)4(OH,F,Cl))... 
 Silicatos: minerais obrigatoriamente com Si e O 
MINERAIS 
 
SILICATOS: 
 
•Subdivididos conforme o grau de polimerização dos 
tetraedros (SiO4)
4- e pela razão Si:O dos anions: 
TECTOSSILICATO 
ESTADOS FÍSICOS DA MATÉRIA 
CRONOLOGIA DO BIG BANG 
MINERAIS 
“...cristalizados...” 
 
• Minerais possuem arranjo interno tridimensional 
 - Distribuição ordenada dos átomos formando uma rede 
tridimensional (Retículo Cristalino) 
 
Retículo Cristalino – Gerado pela repetição de uma 
unidade atômica ou iônica fundamental – Cela Unitária 
- Cada átomo ocupa uma posição definida dentro da Cela 
 
 
Fonte: NASA 
MINERAIS 
 
Sistemas Cristalinos: Cúbico, Tetragonal, Hexagonal, 
Trigonal, Ortorrômbico, Monoclínico, Triclínico. 
-Diferenças: dimensões (a, b e c) e ângulos (, ,  e ) 
-Cada mineral é único dentro do reino mineral. 
 
Sistema Constante 
Cristalográfica 
Exemplo de 
Minerais 
Cúbico a1=a2=a3 
===90º 
Diamente, 
granada 
Tetragonal a1=a2c 
===90º 
Zirção, cassiterita 
Hexagonal a1=a2=a3 c 
== =90º e =120º 
Quartzo , berilo 
Trigonal a1=a2=a3 c 
== =90º e =120º 
Quartzo , 
turmalina 
Ortorrômbico a bc 
===90º 
Olivina, topásio 
Monoclínico a bc 
==90º e   
Ortoclásio, mica 
Triclínico a bc 
90º 
Microclina, 
plagioclásio 
MINERAIS 
 
POLIMORFISMO 
 
Minerais plimorfos: mesma composição química mas 
estrutura cristalina diferente. 
Propriedades físicas e mofológicas diferenciadas. 
Ex: grafita e diamante (C), quartzo  e ... 
 
Minerais isomórfos: estrutura cristalina semelhante e 
composição química diferente ou variável dentro de 
certos limites. 
 
Ex: Calcita – CaCO3, Magnesita - MgCO3 e Siderita - FeCO3 
• Intercâmbio de determinados elementos na estrutura. 
• Mais comuns: Al3+ por Si4+ ( Tº), Fe2+ por Mg2+ e Fe2+, 
Al3+ e Cr3+ entre si, em qualquer Tº. 
 
“...formado naturalmente...” 
 
- Devem ocorrer espontaneamente na natureza. 
- Substâncias sintéticas não são minerais. 
ORÍGEM DOS MINERAIS 
 
Condicionada a: 
•“Ingredientes Químicos” 
•Condições físicas do meio (Pressão e Temperatura) 
 
Formação: 
Solução de material em estado de fusão – Magma 
-Estado físico Amorfo  Cristalino 
Condensação de materiais rochosos em estado de vapor 
– Estado de Vapor  Cristalino 
Ex: Cristais de enxofre a partir de fumarolas vulcânicas. 
Cristalização de substâncias a partir de soluções aquosas 
Ex: minerais que formam as rochas sedimentares químicas 
Metamorfismo 
-alterações de minerais de um estado cristalino para outro 
 
PROCESSO DE CRISTALIZAÇÃO 
 Formação de um núcleo (pequeno cristal - semente)  
aderência de material  Crescimento do cristal. 
MINERAIS 
 
“...processo inorgânico...” 
Impede que substâncias puramente biogênicas sejam 
minerais. EX: pérola, recifes de corais, carvão... 
 
IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS (Propriedades físicas) 
Habito Cristalino – forma geométrica externa que 
reflete as sua estrutura cristalina. 
Ex: laminar, prismático, fibroso, tabular... 
 
Transparência: 
Transparentes: não absorvem ou absorvem pouco a luz. 
-Translúcidos: absorvem a luz consideravelmente. 
Dependem da espessura – translúcidos podem 
transformar-se transparentes quando finos. 
-Opacos: absorvem totalmente a luz (elementos nativos, 
óxidos e sulfetos). 
 
Brilho – quantidade de luz refletida pela superfície. 
Metálico: reflexão > 75% da luz 
Não-metálico: < 75% (vítreo, gorduroso, sedoso...) 
IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS (Propriedades físicas) 
 
Cor – absorção seletiva da luz (comprimentos de onda). 
Fatores que colaboram para absorção seletiva: 
-Presença de elementos químicos de transição (Fe, Cu, Ni) 
-defeitos na estrutura atômica 
-Presença de inclusões de minerais nos cristais. 
• Idiocromáticos: cores características (enxofre - amarelo) 
•Alocromáticos: cor varia amplamente (quartzo). 
 
Traço: cor do pó do mineral. 
- Útil como identificador de minerais opacos que 
apresentam traços coloridos. 
- Translúcidos ou transparentes – traço branco. 
 
Fratura – superfície irregular e curva resultante da 
quebra de um mineral. Conchoidal (quartzo). 
 
Clivagem – superfície de quebra em planos paralelos 
bastante regulares, relacionadas à estrutura cristalina. 
- perfeita, boa e imperfeita. 
IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS (Propriedades físicas) 
 
Dureza – resistência que o mineral apresenta ao ser 
riscado por uma ponta aguda. 
-Baixa dureza: sulco profundo e nítido. 
-Dureza pouco inferior a da ponta aguda: sulco fino e 
pouco profundo. 
-Dureza superiora da ponta: não haverá sulco 
Escala de Mohs- escala numérica arbitraria. 
IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS (Propriedades físicas) 
 
Densidade relativa – indica quantas vezes certo volume 
de mineral é mais pesado que o mesmo volume de água (a 
4ºC). 
-Maioria dos minerais: 2,5 a 3,0. 
-Minerais comelementos de peso atômico (Ba, Pb):> 4 
 
Propriedades Elétricas e Magnéticas – 
-Maus condutores de eletricidade: maioria 
-Bons condutores: presença de ligações atômicas 
totalmente metálicas – Metais nativos (ouro, prata, cobre) 
-Semicondutores: ligações parcialmente metálicas (sulfetos) 
-Não-condutores: predomínio ligações iônicas e covalentes 
-Propriedades elétricas especiais: 
•Piezoeletricidade: transformação da pressão mecânica em 
carga elétrica – quartzo (controle de rádio-freqüências). 
•Piroeletricidade: eletricidade gerada pelo aumento de calor 
 
Minerais atraídos por campos magnéticos: magnetita 
(Fe3O4) e pirrotita (Fe1-xS)- 1-x: relação Fe:S<1. 
- Minerais magnéticos: paleomagnetismo