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MECÂNICA DAS ROCHAS
Aula 2: Minerais que compõem as rochas
AULA 2: MINERAIS QUE COMPÕEM AS ROCHAS
Mecânica das rochas
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Temas desta aula
Minerais
Conceito e definição
Minerais formadores de rocha
Revisão geral sobre minerais e rochas
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Mecânica das rochas
AULA 01: NOME DA AULA
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Importância do estudo de minerais e rochas
A Crosta é formada de rochas, que são constituídas de minerais e/ou mineraloides (vidro vulcânico, carvão e outros de origem orgânica). 
É fundamental compreender o que é um mineral, um mineraloide e uma rocha, tanto para fins exploratórios (econômicos) quanto estruturais (Mecânica das Rochas e Solos).
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Conceitos
Mineral: substância homogênea, inorgânica, natural, com propriedades químicas e físicas definidas em estado sólido. Os elementos químicos naturais formam mais de 2 mil diferentes combinações químicas, que constituem o reino mineral.
Mineraloide: possui todas as características dos minerais, porém não têm estrutura interna cristalina ou ordenada (amorfo). Substâncias formadas por processos inorgânicos (opala, vidro vulcânico) ou orgânicos (turfa, linhito, hulha, antracito e petróleo).
Rocha: agregado natural, formado de um ou mais minerais (e/ou mineraloides), que constitui parte essencial da Crosta Terrestre e é nitidamente individualizada (representada em mapas geológicos em vastas áreas).
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Características dos minerais
Os minerais são sólidos, sob as condições normais de pressão e temperatura. Há quem considere a água e o mercúrio como minerais, mas a rigor não o são. A água passa para o estado sólido a 0ºC e o mercúrio a -39ºC. Portanto, a água só é um mineral quando está sob a forma de gelo nas geleiras.
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A característica essencial do mineral é sua ocorrência natural. 
Por exemplo, a substância química NaCl tanto pode ser encontrada na natureza como também pode ser produzida no laboratório. 
No primeiro caso é designada pelo nome mineralógico halita e no segundo caso não é designada como mineral, mas sim como produto químico Cloreto de Sódio (sal).
Características dos minerais
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Série de reação de Bowen
Proposta em 1922, e publicada em 1928, na obra The evolution of igneous rocks, por Norman Levi Bowen, geólogo e químico canadense. 
Bowen estabelece uma sequência de cristalização de um magma de constituição homogênea, revelando a relação entre tempo de cristalização e tipos de minerais formados.
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Série descontínua: reação mineral-solução origina mineral diferente; 
Série contínua: reação não origina novos minerais, mas elementos + sódicos minerais na mesma linha horizontal possuem temperaturas de cristalização idênticas.
Série de reação de Bowen
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Procedimentos de ensino
Crosta terrestre: aluminossilicática (sobretudo continentais)
Predominam minerais aluminossilicatados – portanto, são os principais minerais formadores de rochas da superfície (exceto ascensões locais de magmas profundos, ou crostas oceânicas – também formadas por magmas mais profundos).
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Motivo para predomínio de aluminossilicatos nas rochas
Relembrar modelagem física e química da Terra, originada da acreção (hipóteses heterogênea ou homogênea) de materiais do início do Sistema Solar formando o protoplaneta – já comentado em Geologia do Petróleo.
Crosta, aluminossilicatos; 
Manto, silicatos ferromagnesianos; 
Núcleo – ferro e níquel.
Litosfera – rígida; 
Astenosfera – plástica; 
Mesosfera – rígida; 
Endosfera externa – líquida; 
Endosfera interna – sólida.
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Principais propriedades dos minerais
Composição química
Fórmula química fixa ou variável dentro de limites bem definidos.
Hábito cristalino
Geometria do mineral como expressão do arranjo das moléculas em nível atômico (Cúbico, romboédrico, tetragonal, hexagonal, ortorrômbico etc.) 
Cor
Idiocromáticos = constante. Geralmente de brilho metálico. ex.: pirita; 
Alocromáticos = gama variada de cores. Geralmente de brilho não metálico. ex.: quartzo.
Dureza
Resistência ao ser riscado, escala relativa de Mohs é a mais usada.
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Principais propriedades dos minerais
Traço
Cor quando reduzido a pó, riscando-se o mineral contra placa de porcelana.
Brilho
Metálico, submetálico, não metálico.
Clivagem
Tendência para se fragmentarem segundo superfícies planas e brilhantes, com direções bem definidas e constantes, por meio da aplicação de uma força mecânica.
Fratura
Modo como um mineral se rompe quando não se parte segundo planos regulares.
Diafaneidade
Passagem da luz – hialino, transparente, translúcido, opaco.
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Principais minerais formadores de rochas
Feldspatos
Aluminossilicatos, tendo como cátions átomos de potássio, sódio, cálcio e raramente bário, com fórmula química geral: (K,Na,Ca)(Si,Al)4O8.
Importantes pela abundância e facilidade de alteração, disponibilizando cátions: fonte de K+, Na+ e Ca++.
Participam na composição de rochas que formam cerca de 60% da crosta terrestre.
Ortoclásio: potássico; 
Plagioclásio: sódico a cálcico.
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Principais minerais formadores de rochas
Feldspatos
Aluminossilicatos de sódio, potássio e cálcio. 
Quimicamente semelhantes aos feldspatos, contudo com teor de sílica nitidamente inferior, em rochas onde o resfriamento do magma não foi suficiente para saturar todos os óxidos metálicos com sílica.
Leucita: K2O . Al2O3 . 4SIO2
Nefelina: NA2O . Al2O3 . 2SIO2
Leucita
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Principais minerais formadores de rochas
Quartzo
Dióxido de silício (SiO2) em estado cristalino.
A sílica pode apresentar-se em minerais cristalinos (quartzo), minerais criptocristalinos (calcedônia e ágata), e sílica amorfa (opala).
Praticamente não se decompõe, geralmente se fragmenta. Por isso, se concentra na fração grosseira (areia e silte) formando arenitos e siltitos.
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Principais minerais formadores de rochas
Moscovita
Silicato hidratado de potássio (grupo das micas) com fórmula molecular ideal: KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2.
É um filossilicato: minerais silicáticos com estrutura cristalográfica de tetraedros de SiO4 que se unem em duas dimensões, resultando em um hábito em folhas (comum nas argilas também).
Fraciona-se devido à fácil clivagem: presença abundante nos sedimentos.
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Principais minerais formadores de rochas
Biotita
Classe dos silicatos, subclasse dos filossilicatos, grupo das micas e subgrupo ferromagnesianas. 
Composição: potássio (K), magnésio (Mg), ferro (Fe), flúor (F) e alumínio (Al). 
Fórmula química aproximada: K(Mg,Fe)3(OH,F)2(Al,Fe)Si3O10.
A facilidade de decomposição decorre da sua riqueza em ferro, muito oxidável.
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Principais
minerais formadores de rochas
Olivina
Mineral do Grupo dos Nesossilicatos (Ortossilicatos), que têm tetraedros [SiO4]4- isolados e ligados entre si por cátions intersticiais.
Fórmula química: ((Mg,Fe)2SO4).
É um mineral comum em rochas ígneas subsilicáticas como basaltos, olivina gabros e peridotitos.
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Piroxênio
Ocorre em quase todas as rochas ígneas e nas metamórficas de temperatura média a alta.
A polimerização em fios resulta no radical [Si2O6]4-, sendo que os fios estão unidos por meio de cátions dispostos intersticialmente resultando na fórmula geral BnCo/Si2O6.
A posição B é ocupada por cátions grandes (cerca de 1 A de raio, principalmente Ca e Na), em coordenação 8 (cúbica) com o oxigênio; 
A posição C, por cátions com dimensões de raios iônicos ao redor de 0,7 A (Mg, Fe, Fe3+, Mn, Al, Mn3+, Li, Ti), em coordenação 6 (octaédrica) com o oxigênio; sendo que "n" e "o" correspondem ao número de elementos na formula química;
A coloração depende principalmente do ferro: quanto maior a quantidade mais acentuada será a cor verde, chegando ao preto.
Principais minerais formadores de rochas
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Anfibólio
Ocorre em rochas ígneas e principalmente metamórficas de temperatura média a alta, e em temperaturas baixas em rochas básicas e/ou cálcio-silicáticas. 
A polimerização em fios duplos resulta no radical [Si4O11(OH)]7- ou [Si8O22 (OH)2]14-, na fórmula geral mais comum: 
X2-3Y5Z8O22(OH)2, onde:
X é ocupada por cátions grandes (cerca de 1 A de raio, principalmente Ca, Na e mais raramente o K), em coordenação 8 (cúbica) com o oxigênio; 
Y é ocupada por cátions com dimensões de raios iônicos ao redor de 0,7 A (Mg, Fe2+, Fe3+, Al, Mn, Ti, Li, Mn3+, Cr etc.), resultando em coordenação 6 (octaédrica) com o oxigênio; 
Z é ocupada por cátions pequenos em coordenação tetraédrica com o oxigênio gerando o radical da estruturação dos silicatos;
"m", "n" e "o" correspondem ao número de elementos na fórmula química.
Principais minerais formadores de rochas
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Principais minerais formadores de rochas
Piroxênio
Anfibólio (Hornblenda)
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Outros minerais formadores de rochas (acessórios)
Pirita
É um dissulfeto de ferro (FeS2), mineral acessório em rochas ígneas, metamórficas e sedimentares. 
Sob a ação do intemperismo, principalmente água e oxigênio, decompõe-se em sulfato ferroso e ácido sulfúrico.
FeS2 + H2O + 7O  FeSO4 + H2SO4
Desempenha importante papel como agente de decomposição.
Pequena quantidade de pirita é benéfica às plantas, já o excesso é tóxico.
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Outros minerais formadores de rochas
Granada
Parte do grupo dos silicatos, tem fórmula química geral A3B2(SiO4)3, onde A pode ser cálcio, magnésio, mangânes ou ferro, e B pode ser alumínio, ferro férrico, titânio ou cromo.
As variedades podem incorporar diversos desses elementos químicos na sua estrutura.
As granadas não apresentam clivagem, mas mostram partição dodecaédrica. 
A fratura é concoidal a desigual; 
Algumas variedades são muito resistentes e valiosas para finalidades abrasivas.
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Outros minerais formadores de rochas
Magnetita
Mineral magnético formado por óxidos de ferro II e III (FeO.Fe2O3), cuja fórmula química é Fe3O4.
É um material de dureza 5.5 - 6,5, quebradiço, fortemente magnético, de cor preta, de brilho metálico, com peso específico entre 5,158 e 5,180.
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Outros minerais formadores de rochas
Calcita
Composição química CaCO3, com clivagem romboédrica perfeita.
Cristaliza em uma grande variedade de formas e também como estalactites.
Pode ser fluorescente e fosforescente.
Principal constituinte dos calcários e mármores, ocorrendo também em conchas, como cimento em rochas sedimentares e em carbonatitos.
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Sugestões de leitura para aprofundamento
Debater estrutura acadêmica e conteúdo científico de trabalhos aplicados.
Buscamin: um aplicativo de busca mineral
http://www2.ifrn.edu.br/ojs/index.php/HOLOS/article/view/3517
Identificação de minerais do granito azul Sucuru através da difração de raios X (método mineralógico distinto do tátil-visual, até então visto em sala)
http://www2.ifrn.edu.br/ojs/index.php/HOLOS/article/view/4450
Assista ao vídeo:
Propriedades dos minerais e identificação
https://www.youtube.com/watch?v=2DDwI9l_1OE 
Saiba mais
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AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?
Unidade 1: Revisão geral sobre minerais e rochas
Rochas
Conceito e definição
Clasiificação genética
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