Minerais - Geologia

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

EngenhariaCivil
Centro Universitário Luterano de Palmas
CEULP / ULBRA
Departamento de Engenharia Civil - DEC
GEOLOGIA APLICADA A OBRAS CIVIS
MINERAIS
“É um elemento ou composto químico, via de regra resultante de processos inorgânicos, de composição química geralmente definida e encontrado naturalmente na crosta terrestre.” (Leinz & Amaral, 1978). Só a água e o mercúrio são minerais em estado líquido nas CNTP. 
CONCEITO:Mineral
2
Minerais e rochas: constituintes da Terra Sólida
CONCEITOS BÁSICOS:
ROCHAS : é um conjunto ou associação de minerais.
MINERAIS : São elementos ou compostos químicos com composição definida, cristalizados e formados naturalmente por meio de Processos geológicos inorgânicos, na Terra ou em Corpos extraterrestres.
Espécie mineral : quando um mineral se cristaliza em condições geológicas ideais, a sua organização Atômica interna se manifesta em uma forma Geométrica externa com o aparecimentos de faces, formando um cristal.
Minérios :é utilizado apenas quando o mineral ou 
Rocha apresentar uma importância econômica.
Conceituação aplicada:
Os minerais são combinações químicas naturais, ou, por vezes, mais raramente, elementos simples , ou ligas que se formam no decurso dos processos geológicos. A maior parte dos minerais é de composição inorgânica, tendo excepcionalmente combinações de origem orgânica.
 
Quando o mineral é formado sob condições favoráveis, adquire uma estrutura atômica característica, o que condiciona sua forma cristalina e suas propriedades físicas. Os minerais devem ser ainda fisicamente homogêneos. 
Petrografia – Ciência que estudas as rochas. 
IMPORTÂNCIA DE SE ESTUDAR OS MINERAIS:
Nas obras de engenharia os solos e as rochas constituem os elementos de fundações, túneis, galerias, etc. 
A pedra britada, o saibro (forma natural); rochas para revestimento (beneficiadas) e o cimento (industrializada) também são utilizados como materiais de construção.
Na Engenharia, trabalha-se com uma grande variedade de tipos rochosos. 
Cada tipo rochoso tem suas características que devem ser conhecidas para que as obras sejam planejadas e executadas com menor custo e maior segurança. 
 
Os estudos petrográficos, quando aplicados à Geologia de Engenharia, compreendem:
Determinação mineralógica e correta classificação da rocha;
Fornecimento de informações detalhadas sobre sua granulometria, tipo de alteração (hidrotermal, intempérica) e sua intensidade;
Presença de minerais secundários, estado microfissural e microtectônica.
Os minerais
O quartzo é usado para fabricar o vidro, lentes de óculos, microscópio, rádio, televisão, relógio, entre outros. 
A mica é um bom isolante de calor e de eletricidade, por isso é utilizado no ferro elétrico de passar roupa.
A argila é um material resultante da desintegração de algumas rochas com feldspato pela água da chuva. A argila compõem o barro. 
7
Os minerais
São substâncias químicas, geralmente sólida, encontradas naturalmente na Terra.
São compostos pela união de vários tipos de elementos químicos (silício, oxigênio, alumínio, cálcio, ferro, etc.)
Alguns: petróleo....orgânico...não ser uma composição química definida...
Água e mercúrio....líquidos....não é matéria cristalina sólida!!!
MINERALOGIA: ciência que estuda as propriedades, a composição , a maneira de ocorrência e a gênese dos minerais.
8
A origem dos minerais:
Está condicionada aos ingredientes químicos e às Condições físicas
 ( pressão e temperatura ) reinantes no seu ambiente de formação.
Mágma.....basicamente...
Formação :
O estudo da origem dos minerais está intimamente ligado ao da origem das rochas, já que estas são formadas por minerais. 
São poucos os minerais que se formam livremente, em cavidades ou veios, ou pela sublimação de gases encanados dos vulcões. 
Alguns minerais podem ter mais de uma forma de origem, aparecendo em circunstâncias bem diferentes na crosta terrestre. 
De uma maneira geral, os minerais podem ser formados pelo resfriamento do magma, resfriamento de soluções ou gases magmáticos, reações entre substâncias e intemperismo. 
Através do processo magmático, formam-se os minerais a partir de materiais incandescentes em fusão (o magma), ricos em componentes voláteis. Os magmas contêm, às vezes, quantidades consideráveis de água, que além de lhes conferir maior mobilidade, permitindo que os cristais adquiram volumes avantajados, toma parte da composição de muitos minerais formados. 
No estágio final.....
...de solidificação do magma, produz-se freqüentemente a separação de silicatos sob a forma de corpos irregulares, de lentículas e de veios de aspecto granuloso, os pegmatitos. 
A estes pegmatitos estão associados numerosos minerais com grande importância econômica. Neste estágio ocorrem os feldspatos, os quartzos, as micas, alguns minerais opacos (magnetita e hematita).
Algumas vezes, os minerais destacam-se diretamente dos gases e vapores incandescentes, a esta formação se dá o nome de pneumatolítica.
 Por esse processo se formam o topázio, a turmalina, a fluorita. 
Minerais amorfos (não têm forma própria) devido ao fato de não apresentarem estrutura interna definida. 
Minerais não amorfos ocorrem como cristais, que são corpos com forma geométricas, limitados por faces, arranjadas de maneira regular e relacionadas com a orientação da estrutura atômica. 
Na natureza mais de 3000 espécies de minerais. 
Os mais abundantes pertencem à classe dos silicatos. 
Os mais freqüentes quantitativamente na crosta terrestre são os minerais constituintes das rochas (quartzo, o feldspato, a mica, a calcita). 
Os únicos minerais líquidos considerados são o mercúrio metálico e a água. 
IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS
Podem ser identificados alguns com a observação de suas propriedades físicas e morfológicas, outras vezes com estudos mais específicos....SENSORIAMENTO REMOTO...ondas...REM..Espectro Eletro Magnético:
	Curva Espectral x Resposta Espectral
Principais Minerais Formadores das Rochas
Aplicação:
O conhecimento dos principais minerais formadores das rochas e suas características mais importantes permite ao engenheiro civil caracterizar o comportamento químico e mecânico de determinada rocha quando utilizada como material de construção civil, ou quando é escavada em túneis ou em taludes de cortes ou como suporte de fundações. 
DUREZA: Reflete a resistência ao risco de um mineral. A dureza é classificada pela escala relativa de Mohs variando de 1 – 10, sendo que os minerais cujo número é maior riscam os minerais de número menor. 
Teste prático de dureza...
Propriedades dos Minerais/físicas
 Dureza: é a resistência ao risco.
Escala de Mohs (Frederich Mohs, 1812):
Propriedades dos Minerais/físicas
30
 Clivagem x Fratura
fratura 
clivagem 
Propriedades dos Minerais/físicas
33
Enxofre
Associa-se com atividade vulcânica e é depositado diretamente do estado gasoso por sublimação. Ocasionalmente é encontrado em veios hidrotermais.
O enxofre e os compostos de enxofre são utilizados em uma variada gama de processos industriais como a produção de fertilizantes, inseticidas, borracha, sabão, tecidos, papel, couro, tintas, corantes, explosivos, medicamentos, plásticos, etc.
Principais Minerais e suas aplicações
Os principais usos do cobre são para fins elétricos, especialmente sob a forma de fios, e na produção de ligas metálicas como o latão (cobre e zinco), o bronze (cobre e estanho, com algum zinco) e a prata alemã (cobre, zinco e níquel).
Cobre
Associa-se com rochas vulcânicas básicas, preenchendo cavidade e com rochas sedimentares, especialmente em conglomerados. 
Altera-se facilmente a outros minerais de cobre, especialmente a carbonatos quando em condições oxidantes.
Principais Minerais
	 É encontrado principalmente em depósitos hidrotermais.
	Ocorre, também, em rochas ígneas, em rochas de metamorfismo de contato
e em rochas sedimentares, como por exemplo em carvões. 
Pirita (FeS2)
Principais Minerais
Magnetita (Fe3O4)
	É um mineral comum que ocorre nas rochas ígneas, metamórficas de contato, em depósitos hidrotermais e em areias de rios. Freqüentemente transforma-se em hematita e limonita.
	Apresenta forte magnetismo.
	Do ponto de vista agronômico, aparece freqüentemente como constituinte mineralógico da fração arenosa do solo. 
	Também conhecido como “areia negra”.
Principais Minerais
Hematita (Fe2O3)
	Abundante nas rochas sedimentares e metamórficas. Nas rochas ígneas é acessório. 
É freqüente sua associação com a magnetita e limonita. 
	Forma-se em solos tropicais com temperatura alta e pH baixo. 
	Ocorre como pigmento vermelho comum nos sedimentos, solos, etc. É o principal minério de ferro. 
Ocorrência e usos: Mineral extremamente comum. Ocorre em ambientes oxidantes, como produto de alteração de minerais portadores de ferro. 
Pode estar presente em fontes ou poças d´água, formada por precipitação inorgânica
Goethita (FeO(OH)
Halita (NaCl)
Ocorre em depósitos sedimentares precipitados por evaporação de água salgada (evaporitos), em associação com outros sais e componentes de depósitos de areias e argilas. 
Os principais usos são como sal de cozinha e como fonte de cloro e sódio para a indústria química.
Calcários: 
Usos: Indústria agrícola (como corretivo de solo
	Indústria do cimento, indústria química, pedras ornamentais (mármores), instrumentos óticos.
Calcita (CaCO3) 
	É um dos minerais mais comuns, sendo o principal constituinte mineralógico dos calcários e mármores puros.
	Ocorre, também em arenitos, preenchendo cavidades nas rochas ígneas e como depósitos de fontes termais.
Dolomita (CaMg(CO3)2)
	É um carbonato comum. Freqüêntemente associa-se a calcita. Pode originar-se a partir da calcita pela influência de soluções magnesianas. 
	É o principal componente mineralógico dos calcários e mármores magnesianos. Em depósitos hidrotermais, é comum sua associação com sulfetos. 
 Se originam generalmente por precipitacão. 
	É um sal solúvel em água, encontrado como incrustação em regiões áridas. Associa-se a outros sais como a halita e gipsita.
	 É encontrado em abundância no norte do Chile, ao longo dos desertos de Atacama e Tarapacá. 
	É usado como fertilizante (fonte de nitrogênio). 
Salitre do Chile (NaNO3)
GIPSITA
	É um mineral comum, encontrado principalmente em camadas sedimentares, geralmente estratificadas com calcários e folhelhos.
 É um sulfato de cálcio hidratado.
	Do ponto de vista agronômico é fonte de Ca e S para as plantas 
Usado principalmente para a produção de gesso na industria de cimentos.
Principais Minerais
Quartzo (SiO2) Dióxido de Sílica: Possui grande estabilidade química, não se decompõe em contato com agentes da natureza, sofre apenas a ação física, até se fragmentar e tornar areia fina ou silte.
 Utilização: usados como pedregulhos e areias, para concretos e argamassas. Também empregado na fabricação de vidros. 
Quartzo verde de excelente qualidade, ideal para uso em arquitetura e para confecção de peças de artesanato. Jazidas próprias no estado da Bahia.
Pedregulho
Ocorre em rochas magmáticas, metamórficas e sedimentares
Quartzo Industrial de Dueré-Cristalândia (TO)
Nomenclatura dos minerais
É controlada pela Comissão de Novos Minerais e novos nomes de Minerais ( CNMNM) da Associação Mineralógica Internacional (IMA), criada em 1959
Terminação “ita”
Ex: molibdenita, cuprita, arsenopirita
Andradita – homenagem a José Bonifácio de Andrade
Calungalita – Encontrada nas terras dos Calungas-GO
Ocorrência Mineral no To
As atividades de mineração no Tocantins se resumem, atualmente, a extração de minerais de uso imediato na construção civil (areia, argila, rochas britadas e cascalho), água mineral e calcários calcíticos e dolomíticos, e/ou magnesianos, para aplicação como insumo básico na fabricação de cimento e corretivos de solos, respectivamente, além de gemas (esmeralda, granada e quartzo). 
Ocorrência Mineral no To
Nos últimos anos, a pesquisa mineral no Tocantins revelou ocorrências, principalmente, de ouro, fosfato, minérios de ferro, níquel e cobre, e rochas ornamentais, ainda, não avaliadas, ou em fase de análise pelo DNPM, além de aumentar em muito as reservas de calcários. Ainda, não foram descobertas reservas de grande porte destas substâncias acima (com exceção, talvez, do fosfato), entretanto, a continuidade da pesquisa mineral indica boas perspectivas.
Ocorrência Mineral no To
Principais Minerais
Feldspatos: Pertencem a um dos grupos de minerais mais importantes na composição das rochas que ocorrem na crosta terrestre. È considerado o mineral básico na identificação e classificação das rochas magmáticas. É o principal constituinte dos granitos e gnaisses. Com o intemperismo sofrem alteração e meteorização, transformando em argilo-minerais por terem temperatura de fusão relativamente baixa e assim sendo empregados como geradores de “massa vítrea” nas massas cerâmicas e nos vidrados. 
Aplicações: Fabricação de vidro, esmaltes(vidrados), placas cerâmicas, isoladores elétricos de porcelana, sinalização de estradas,louça sanitária, etc. 
Ocorre em rochas magmáticas e metamórficas 
.
Principais Minerais
Calcita (CaCO3) Carbonato de Cálcio: Ocupa cerca de 4% da massa da crosta terrestre. Principal componente dos calcários. Calcita é um mineral de carbonato de cálcio, o carbonato de cálcio natural é o mais comum. Portanto, calcita é um mineral amplamente distribuído
Utilização: matéria-prima para a fabricação do cimento Portland e da cal. É muito utilizada também como corretivo de solos na agricultura
O carbonato de cálcio puro ou calcita
Britador de calcita
Principais Minerais
Dolomita (Carbonato de magnésio):Possui as mesmas características da calcita.
Utilização: matéria-prima para a fabricação de cimento e empregada como revestimentos de calçadões, paredes, jardins e cascatas.
Principais Minerais
Gipsita (Sulfato hidratado de Cálcio): geralmente branco ou incolor, lamelar, brilho opaco, untuoso ao tato, ou fibroso, pH ácido.
Utilização: na fabricação de gesso, cimento, moldes para fundição, giz, vidros, esmaltes, aglutinantes, corretivo do solo.
Na aplicação do gesso na construção civil, como forros, placas divisórias (gesso acartonado), molduras, sancas.
Em contato direto com o aço sofre corrosão
Placa de Gipsita
Placas divisórias
Sanca
Ocorrência Mineral no Brasil
Extração dos Recursos Minerais
Construção Civil
Extração dos Recursos Minerais
Construção Civil
Recursos Minerais
Extração dos Recursos Minerais
Extração dos Recursos Minerais
Serra dos Carajás - Pa
ATIVIDADE
Com base nos vários tipos de minerais, faça uma pesquisa, em livros e dicionários de geologia e/ou geomorfologia (essa consulta pode ser feita também na internet) e descreva exemplos de minerais essenciais, acessórios, secundários e estratégicos.
Com base nesses tipos, justifique, explicando porque certos minerais são explorados em outros países de maneira a causar vários tipos de dependência.