Minerais: Conceito, Classificação e Determinação

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Minerais: Conceito, Origem, Classificação, Formas de Determinação e Minerais Formadores das Rochas
Minerais
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Conceito
Átomos  Elementos  Minerais  Rocha  Crosta
Importância
Mineral 
Conceito - Substâncias químicas que apresentam as seguintes características:
Estado sólido
Inorgânicos
Estruturas cristalina
Homogêneas  Prop. Fís. e Quí. ou c/ var. sistem.
Origem natural
Minerais
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Rocha
Agregados naturais de um ou mais minerais
Cristal 
Mineral que sob condições favoráveis apresenta superfícies limitantes, lisas e planas (face do cristal
Cristalina
Estado da matéria que caracteriza o mineral
Classificação dos sólidos cristalinos quanto a forma
Idiomórficos: euédrico - euedralbem formado
Minerais
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Subdiomórficos: sub-euédrico - sub-euedral  faces ± formadas
Xenomórficos: anédrico - anedral  sem faces formadas
Substâncias amorfas
Não possui arranjo atômico ordenado (sólidos e/ou líquidos)
Ocorrência natural: mmineralóides
Exemplos: vidro vulcânico, carvão, betume, petróleo
Minerais
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Origem
Resfriamento dos magmas
Ação de gases, líquidos e calor magmáticos
Ação de agentes meteóricos e biológicos
Precipitação de sais
evaporação, super-saturação, variação do pH, ação de organismos
Minerais
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Minerais
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Classificação
Minerais diferem uns dos outros
Propriedades Físicas (cor, dureza, Peso esp., ..)
Composição Química - Classificação química
Minerais isomórficos
Mesmo arranjo interno atômico, composição química diferente
Exemplos: magnesita (MgCO3) e siderita (FeCO2)  sistema Romboédrico ou série isomórfica dos plagioclásios
Minerais polimórficos
Mesma composição química e arranjo interno atômico diferente
Exemplo: diamante (C  sist. Isométrico - cúbico) e grafita (C  sist. Hexagonal)
Minerais
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Classificação para fins de engenharia
± 3.800 minerais  a cada ano +
Estrutura interna ou composição química
Estrutura Interna
Sistemas Cristalográficos
Classificação dos cristais com base nos elementos de simetria (eixos cristalográficos = tamanhos relativos e ângulos)
Eixos Cristalográficos: elementos de referência utilizados na descrição do cristal
A - frente
B - Lateral 
C - Vertical
Minerais
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Minerais
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Silicatos: 93% do volume da litosfera
Minerais
Grupo Mineral
Fórmula
Grupo Mineral
Fórmula
SILICATOS
Quartzo
Ortoclásio
Plagioclásio
Muscovita
Biotita
Argilo Min.
Anfibólio
Olivina
Clorita
Granada
SiO2
KAlSi3O8
CaAl2Si2O8
KAlSi3O10 (OH)2
K(Mg, Fe)3 Si4O10(OH)2
Al2Si2O5(OH)4
Ca2(Mg, Fe)5Si8O22 (OH)2
(Mg, Fe) SiO3
Mg, Fe, Al)6 (Al, Si)4 O10 (OH)8
(Ca, Mg, Fe, Al) (SiO4)
CARBONATOS
Calcita
Dolomita
ÓXIDOS
Magnetita
Hematita
SULFATOS
Anidrita
Gipso
SULFETOS
 Pirita
Pirrotita
Ca CO3
(Ca, Mg) CO3
Fe3O4
Fe2O3
CaSO4
CaSO4 . 2H2O
FeS2
FeS
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Minerais
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Principais Hábitos de Minerais Formadores das Rochas
Hábito
Forma externa do mineral
Minerais
Hábito
Características
Acircular
Colunar
Tabular ou lamelar
Laminado
Foliáceo
Fibroso
Granular
Maciço
Terroso
Botrioidal
Mineral em cristais delgados, semelhantes a agulhas
Mineral em indivíduos grossos, semelhantes a colunas
Mineral achatado, em lamelas sobrepostas
Mineral em finas lâminas achatadas
Mineral que se separa facilmente em lâminas ou folhas
Agregado subparalelo de cristais finos e fibrosos
Mineral em forma de agregado de grãos
Mineral compacto de forma irregular
Mineral com aspecto de massa de barro seco
Agregado com proemin6encias arredondadas, tipo cacho de uva
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Minerais
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Minerais
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Formas de Determinação
Com recursos tecnológicos avançados
Alta precisão
Caros
Exemplos
Análises químicas (espectrômetro de massa)
Difração de raio-X
Análise termo-diferencial
Microscopia eletrônica e microssonda
Microscopia petrográfica
Minerais
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Princípios básicos
Menor precisão
Custo baixo
Rapidez
Baseado principalmente nas propriedades físicas
Brilho (metálico e não metálico)
Cor
Traço
Dureza
Hábito
Reações com ácidos
Magnetismo
Minerais
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Identificação com base em princípios básicos
Brilho
É aspecto da superfície do mineral quando reflete a luz
Brilho metálico, Ex: Galena - PbS
Brilho não metálico. Ex: Calcita - CaCO3
Minerais
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Dureza
Resistência oferecida pela superfície do mineral aps ser riscado
Reflete as qualidades físicas e mecânicas como: abrasividade, resistência a penetraçãoa
Minerais
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Escala de Dureza
Dureza Baixa: <2,5
DurezaMédia: entre 3,0 e 5,5 (unha-vidro)
Dureza Alta: > 6,0
Minerais
Dureza segundo Mohs
Dureza Absoluta
1 Talco
2 Gipso
3 Calcita
4 Fluorita
5 Apatita
6 Feldspatos
7 Quartzo
8 Topázio
9 Corindon
10 Diamante
É riscado ligeiramente com a unha
É riscado com a unha
É riscado com uma moeda de cobre
É riscado ligeiramente com canivete
Não se risca com o canivete
São riscados com uma lima de aço
Risca o vidro
Risca o quartzo
Risca ligeiramente o topázio
Não é riscado pelos outros minerais
 0,03
 1,25
 4,50
 5,00
 6,50
 37,00
 120,00
 175,00
 1000,00
140000,00
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Cor
Mineral de brilho metálico  geralmente apresenta a mesma cor Ex: Pirita (FeS2) sempre amarela
Minerais de brilho não metálico  Muitas vezes não é critério de identificação Ex: Quartzo (SiO2) em geral branco ou incolor, azul, amarelo, etc..
Minerais
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Traço
Cor do pó fino do mineral que é constante para cada espécie mineral. Nela não influi a presença de impurezas.
Para ser observada, risca-se o mineral em uma placa de porcelana não vitrificada, examinado-se o pó do mesmo
Minerais
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Peso específico (g/cm3)
Peso específico mais comum  2.5 a 3.5 g/cm3
Varia  com impurezas e inclusões
Clivagem
Rompimento do MINERAL em planos preferenciais, quando este é submetido a esforços mecânicos
Esta associada a dureza, reflete os planos onde há menor força de ligação entre as partículas
Os minerais podem apresentar clivagem em uma ou em duas ou em três direções
Exemplos: Mica (uma), Ortoclásio (duas), Calcita (três)
Existem minerais que não apresentam clivagem como o Quartzo, que rompe aleatoriamente em superfícies irregulares 
Minerais
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Magnetismo
Certos minerais são atraídos por ímã comum. Dizemos que eles são ferromagnéticos.
Exemplos: Magnetita (Fe3O4) e Pirrotita (Fe5S6)
Minerais
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Seqüência para Identificação Macroscópica de Minerais
Inicialmente identificar:
Tipo de brilho: metálico ou não metálico
Dureza: usar escala de Mohs
Unha=2,5; canivete=5,0; vidro=5,5 e quartzo=7,0 
Cor do traço, observado em placa de porcelana não vitrificada
Identificar hábito
observar outras propriedades  magnetismo, clivagem, reação com ácido clorídrico diluído, etc...
Depois 
Recorrer à Tabela de determinação dos minerais a fim de selecionar um ou mais minerais com propriedades semelhantes
Minerais
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Principais Minerais Formadores das Rochas
Feldspatos
50 % dos componentes das rochas da crosta
Em geral de cor clara, com dois planos de clivagem
Subdividem-se me três tipos conforme sua clivagem, composição e estrutura cristalina
Ortoclásio (KAlSi3O8)
As clivagens forma entre si 90o 
Alumino-silicato de potássio de cor branca ou rosadaDureza 6
Minerais
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Microclina
Mesma composição do ortoclásio com estrutura cristalina diferente
Cor creme leitosa, podendo ter cores avermelhadas ou verdes
Plagioclásio
As clivagens forma entre si  86o
Exemplos: misturas isomórficas de albita e anortita
Albita (NaAlSi3O8) de cor branca
Anortita (CaAl2Si2O8) de cor esverdeada
Usos: cerâmica (porcelanas), vidros, esmaltes, etc...
Quando intemperizados PRODUZEM VÁRIOS TIPOS DE ARGILAS
Minerais
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Quartzo (SiO2)
Depois dos feldspatos é o mineral mais abundante da crosta terrestre
Forma original prismática-hexagonal
Em geral de aspecto vítreo, incolor ou branco leitoso
Sem clivagem, quebra-se da mesma forma que o vidro, produzindo fraturas com superfícies côncavas (conchoidal)
Dureza 7, risca o aço
Minerais
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Piroxênio
Possui aspecto prismático
Silicatos Fe-Mg, podendo conter cálcio em sua fórmula química
Hiperstênio  (Mg, Fe) SiO3
Diopsídio  (Ca, Mg) SiO3 
Minerais
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Anfibólios
Possuem aspecto prismático achatado
São silicatos de Fe, Mg, Ca e Al de fórmulas químicas complexas
Exemplos
Tremolita  Ca2 Mg5Si8)22(OH)2
Hornblenda (mais comum)  NaCa2(Mg, Fe,Al)5 (Si,Al)8)22(OH)2
Clivagem em âng. Aproximados de 124o e 56o
Minerais