Aula 4 - Minerais e Rochas

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AULA 4 
 
 
 
 
 
 
 
 
Minerais e Rochas (Cap. 3) 
 
 
 
 
Minerais e Rochas 
- conceito 
- origem dos minerais 
- propriedades dos minerais 
- tipos de rochas 
- ciclo das rochas 
 
 
Aula 4 
1. IMPORTÂNCIA 
- minerais estão presentes nas estruturas da Terra 
O planeta Terra: formado 
por rochas que são 
compostas por minerais 
 
Os minerais e seus derivados químicos estão presentes 
em toda parte 
 
- Caminhamos sobre eles 
- Usamos como ornamentos 
- Escovamos nossos dentes (abrasivos) 
- Trazem nossa eletricidade 
- Fornecem os materiais para a construção de nossas 
casas 
- Sem eles não teríamos como viver ou sustentar 
nosso sistema econômico. 
 
 
DEFINIÇÃO - MINERAL 
- Sólido (exceção do mercúrio nativo) 
- Ocorrência natural 
- Arranjo atômico altamente 
ordenado (característico do estado sólido) 
- Composição química 
homogênea e definida (mas 
não necessariamente fixa) 
- Usualmente formada por 
processos inorgânicos. (também 
por processos biogênicos: aragonita, calcita, 
hidroxiapatita) 
Elemento Crosta Terra inteira 
Oxigênio 46.3 % 29.5% 
Silício 28.2% 15.2% 
Alumínio 8.2% 1.1% 
Ferro 5.6% 34.6% 
Cálcio 4.1% 1.1% 
Sódio 2.4% 0.6% 
Potássio 2.1% 0.1% 
Magnésio 2.3% 12.7% 
Titânio 0.5% 0.1% 
Niquel traço 2.4% 
outros traço 2.6% 
Abundância de Elementos (%) 
99,2% 
Quando um mineral 
cristaliza, os átomos ou 
íons agrupam-se em 
proporções adequadas 
para formar uma 
estrutura cristalina, que 
é um arranjo 
tridimensional 
ordenado no qual a 
configuração básica 
repete-se em todas as 
direções. 
Origem dos Minerais 
1. Cristalização a partir do magma 
 
2. Precipitação a partir de solução 
 
3. Cristalização no estado sólido 
 
1. Cristalização a partir do magma 
Rochas ígneas intrusivas Rochas ígneas 
extrusivas 
gabro 
riólito 
basalto 
granito 
diorito andesito 
T = 1000 °C 
Comp. = A 
T = 900 °C 
Mineral azul 
Comp. = B 
T = 800 °C 
Mineral verde 
Comp. = C 
T = 700 °C 
Mineral amarelo 
Comp. = D 
T = 600 °C 
Mineral laranja 
Comp. = E 
Evolução da composição do magma e formação de minerais 
Cristalização Fracionada 
Processo onde os minerais 
formados a partir do 
resfriamento do magma são 
segregados do líquido 
remanescente. 
Séries de Reação de Bowen 
Sequência experimental de 
cristalização de minerais a partir 
do resfriamento gradual do 
magma máfico (basáltico) 
Bowen sabia que os plagioclásios que se 
cristalizam nos magmas basálticos eram ricos 
em cálcio (anortita). 
 
Por outro lado, plagioclásios formados a partir 
de magma riolítico, eram comumente ricos em 
sódio (albita). 
 
Bowen identificou uma sequência de reações 
entre esses cristais e chamou de série de reação 
contínua. 
 
Série contínua 
Quando o basalto esfria, um dos primeiros minerais a se 
formar é a olivina. 
Olivina contém cerca de 40% de SiO2. 
O magma basáltico contém 50% SiO2. 
 
A cristalização da olivina deixará o líquido residual um pouco 
mais rico em sílica, por retirar outros íons da mistura. 
 
A medida que a temperatura diminui, a olivina sólida reage 
com a sílica na fusão para formar um mineral mais rico em 
sílica, piroxênio. 
 
O piroxênio, por sua vez, pode reagir para formar o 
anfibólio. 
 
O anfibólio pode reagir para formar a biotita. 
Essa série de reações é conhecida como série descontínua. 
Série descontínua 
 
 
 
 
Piroxênio 
(augita) 
Olivina 
anfibólio 
biotita 
Feldspato-K 
quartzo 
Plagioclásio - Ca 
muscovita 
Plagioclásio - Na 
Processo importante na formação das rochas 
sedimentares químicas. 
Responsável pela precipitação de minerais a partir 
da evaporação de salmouras. 
2. Precipitação de sais com a evaporação de 
uma solução 
Evaporitos 
 
Evaporação até 70% da água - não há cristalização 
Evaporação superior a 78% - precipitação de carbonato de cálcio e mais tarde 
sulfato de cálcio. 
Evaporação superior a 90% - precipitação do cloreto de sódio 
Evaporação superior a 95% - precipitação de cloreto e sulfato de magnésio, 
cloreto de potássio e brometo de sódio (que pode dar um sabor amargo). 
Assim, é possível controlar os processos de cristalização e obter apenas cloreto 
de sódio de alta pureza. 
 
Calcita – CaCO3 
Silvita (KCl) 
NaCl 
Sal no Vale da Morte 
Calcário CaCO3 
3. Cristalização no estado sólido 
Os materiais cristalizados podem tornar-se 
instáveis e se recristalizar em nova estrutura 
cristalina mais estável, sem haver fusão do 
mineral inicial, por modificações nas 
condições de pressão e/ou temperatura  
granada 
METAMORFISMO 
Polimorfos 
Minerais com 
mesma 
composição 
química, mas 
com estrutura 
cristalina 
diferente. 
 
Ex: grafita 
e diamante 
• Até o momento foram reconhecidos 
cerca de 3.500 minerais na Terra. 
• Os grupos de minerais formadores de 
rochas mais comuns são: 
 
Silicatos - Si, O combinado a outros cátions 
Carbonatos - Ca, Mg e CO3 
Óxidos - O2− e cátions metálicos 
Sulfetos - S2− e cátions metalicos 
Sulfatos - (SO4)
2− e cátions metalicos 
Óxidos 
Hematita Fe2O3 
Magnetita Fe3O4 
Espinélio MgAl2O4 
Sulfetos 
Pirite FeS2 
 
 
 
Sulfatos 
Gipso CaSO4 • 2H2O 
 
Anidrite (gipsita) 
CaSO4 
Gruta dos cristais gigantes de gipso 
na Mina de Naica no México 
Gruta dos cristais 
gigantes de gipso 
na Mina de Naica no 
México 
gipso 
Silicatos – grupo mais importante (> 90% da crosta) 
Quartzo 
Plagioclásios 
Feldspato-K 
Micas 
Anfibólios 
Piroxênios 
Identificação dos Minerais 
a partir das propriedades físicas 
Dureza 
Clivagem 
Fratura 
Brilho 
Cor 
Densidade 
Hábito cristalino 
ESCALA DE DUREZA DE MOHS 
Escala de Dureza de Mohs 
Es
ca
la
 d
e
 D
u
re
za
 V
e
rd
ad
e
ir
a 
1- talco 
9- coríndon 
8- topázio 
4- fluorita 
10- diamante 
7- quartzo 
5- apatita 
3- calcita 
2- gipso 
6- feldspato Mg3Si4O10(OH)2 
CaSO4.2H2O 
CaCO3 
CaF2 
Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) 
K(AlSi3O8) 
SiO2 
Al2SiO4(F,OH)2 
Al2O3 
C 
CLIVAGEM 
A qualidade da clivagem se refere à 
facilidade em que um mineral se quebra e à 
perfeição da superfície quebrada. 
 
FRATURA 
É a forma como o mineral 
se quebra quando não 
apresenta planos de 
clivagem ou 
se parte em superfícies 
diferentes dos planos de 
clivagem. 
Ex: fratura conchoidal do quartzo 
BRILHO 
• Não metálico 
vítreo 
adamantino 
resinoso 
perláceo 
terroso 
especular 
sedoso 
Quartzo 
Resulta da absorção 
seletiva da luz 
 
O principal é a 
composição química 
(elementos químicos 
de transição: Fe, Cu, 
Ni, Cr, V...) 
 
Alguns elementos 
podem dar um forte 
efeito na cor mesmo 
em pequenas 
quantidades por 
substituição iônica 
COR 
TRAÇO 
É a cor do pó do 
mineral 
 
Risca-se o mineral 
numa placa de 
porcelana 
 
 
Porcelana tem 
dureza 6 a 7. 
Minerais com 
dureza > 7, o traço 
resultante não é do 
mineral, mas sim da 
porcelana 
HÁBITO 
Forma geral de um mineral, incluindo irregularidades 
devido ao crescimento. 
• acicular 
• tabular 
• lamelar ou laminar 
• colunar ou prismático 
• fibroso 
• cúbico 
• octaédrico 
• botrioidal 
• radiado 
• etc. 
 
Hábito Octaédrico Hábito Cúbico 
Hábito 
Romboédrico 
Hábito Fibroso 
Hábito Prismático 
Hábito BotroidalHábito Acicular 
Hábito Radiado 
Hábito tabular 
Hábito lamelar 
DENSIDADE RELATIVA 
• Indica quantas vezes certo volume do mineral é mais pesado 
que o mesmo volume de água 
• Minerais formadores de rocha oscila entre 2,5 a 3,3 
1. Pesa-se o mineral homogêneo e puro no ar (Wa). 
 
2. Em seguida, mergulha-se o mineral em água e 
pesa-se novamente (Ww) utilizando a balança de Jolly 
(esse valor é menor e o mineral irá boiar devido à 
força equivalente do peso da água deslocada). 
 
3. Calcula-se a densidade relativa: 
 d= Wa/(Wa-Ww) 
ROCHAS 
Unidades formadoras da crosta terrestre; 
 
Produtos consolidados, resultantes da união 
natural de minerais; 
 
A sua classificação baseia-se na observação 
da textura, estrutura e composição 
mineralógica. Existem critérios específicos 
para a classificação  descritiva e genética. 
CLASSIFICAÇÃO 
Consiste em reunir objetos que possuam 
propriedades ou características em comum. 
 
Logo, existem várias maneiras de se classificar os 
materiais 
 
No caso das rochas  Classificação Genética 
As classes genéticas de rochas 
1. ROCHAS ÍGNEAS ou MAGMÁTICAS 
 
2. ROCHAS SEDIMENTARES 
 
3. ROCHAS METAMORFICAS 
 
 
Existe uma relação entre essas rochas 
 
CICLO DAS ROCHAS 
Três tipos de Rochas 
Rochas Ígneas 
 Rochas formadas 
pela solidificação 
do magma 
Rocha ígnea 
extrusiva 
(lava) 
Rocha ígnea 
intrusiva 
Basalto 
Granito 
Rochas formadas 
pela consolidação 
de pedaços de 
rochas pré-
existentes. 
Precipitação 
química a partir de 
solução 
Rochas Sedimentares 
Rochas Metamórficas 
 Rochas formadas pela transformação no estado sólido de 
rochas previamente existentes evido ao aumento de 
temperatura e pressão. 
60 
Solo e rocha 
alterada 
 
Rocha sã 
Superfície 
do terreno 
Afloramento 
Ciclo das 
rochas: 
interação dos 
sistemas da 
tectônica de 
placas e do 
clima 
ATIVIDADE 
1) Em quais ambientes distintos os minerais podem ser formar? 
Dê um exemplo de mineral formado nesses ambientes. 
2) Qual a diferença entre a série contínua e descontínua de 
Bowen? 
3) Substâncias sólidas naturais como o âmbar e o vidro vulcânico 
podem ser considerados minerais? Por quê? 
4) Que propriedade física pode estar diretamente associada aos 
tipos de ligações químicas? E à composição química? 
Justifique. 
5) Explique o ciclo das rochas.