03_Mineralogia

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DISCIPLINA GEOLOGIA PARA ENGENHARIA 
CÓDIGO - GEO0269 
 
 
 
 
 
 
MINERALOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
PROF. ROMUALDO NUNES VANACÔR 
Março/2014 
 
Universidade de Caxias do Sul 
Geo0269 – GEOLOGIA PARA ENGENHARIA 
 
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1. INTRODUÇÃO 
Os minerais são constituintes básicos das rochas, solos e sedimentos, e 
consequentemente da litosfera, estando presentes em praticamente todos os ramos 
da atividade humana e suas utilidades são diversas. 
Mais da metade dos materiais utilizados pelo ser humano são de alguma forma, 
obtidos diretamente de espécies minerais ou deles derivados. 
Isso ocorre em quase todos os setores da indústria de transformação, em grande parte 
das indústrias de bens de consumo e na maior parte da indústria extrativa. 
Com relação às atividades de engenharia, os minerais estão quase sempre presentes 
nas obras, através de sua interação direta com as mesmas, ou através de sua 
utilização como materiais de construção, caracterizando seu conhecimento uma 
informação básica, de suma importância para a classificação geológica dos terrenos e 
sobre o comportamento a esperar destes em relação à implantação de obras de 
Engenharia. 
 
2. CONCEITOS BÁSICOS 
Mineralogia: A mineralogia é o ramo da ciência geológica que estuda os diversos 
tipos minerais e suas propriedades, as quais são determinadas por características 
físicas, óticas e químicas. 
Minerais: são substâncias sólidas de ocorrência natural, resultante de processos 
geológicos, na Terra ou em corpos extraterrestres, na forma elementar ou de 
composição química inorgânica definida e estrutura interna atômica característica. 
Uma espécie mineralógica é definida, principalmente, com base na sua composição 
química e propriedades cristalográficas. Estes devem ser, portanto, os fatores 
relevantes na determinação de um mineral e na proposição de uma nova espécie. 
O termo “natural”, usado na definição de mineral, indica que apenas substâncias 
formadas espontaneamente na natureza, por algum processo geológico, são 
consideradas minerais. Substâncias artificiais produzidas em laboratório, tais como a 
zircônia cúbica (ZrO2), não são minerais, mas identificadas como equivalente sintético 
do mineral em questão. 
Cristalografia: é a ciência que estuda os cristais. 
Cristal: o conceito de cristal atualmente é muito abrangente, sendo caracterizados 
como qualquer sólido no qual os constituintes, sejam eles átomos, moléculas ou íons, 
estão organizados num padrão tridimensional bem definido, que se repete no espaço, 
formando uma estrutura interna sistemática e ordenada. Os cristais são substâncias 
que, devido à estruturação interna de seus átomos, manifestam uma forma externa 
poliédrica, podendo ter origem inorgânica, e neste caso considerados minerais, ou 
orgânica e/ou artificial. 
Assim, podemos afirmar que todos os minerais são cristais, embora nem todos os 
cristais sejam minerais. 
Sempre que a cristalização se der em condições geológicas ideais, a estrutura atômica 
de um mineral se apresenta com uma forma geométrica externa, com o aparecimento 
de faces, arestas e vértices naturais. Nessa situação, a amostra do mineral será 
chamada também de cristal. 
Os átomos constituintes de um mineral encontram-se, portanto, distribuídos 
ordenadamente, formando uma rede tridimensional (retículo cristalino), gerada pela 
repetição de uma unidade atômica ou iônica fundamental que possui as propriedades 
físico-químicas do mineral completo. Essa unidade que se repete é a cela unitária. O 
conjunto que vai servir de base para a construção do retículo cristalino. 
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Estrutura cristalina: significa a ordenação interna de um mineral, na escala atômica, 
onde os átomos encontram-se arranjados em um padrão geométrico regular. 
Substâncias cristalinas: todas as substâncias químicas que possuem estrutura 
atômica ordenada e regular. 
Substância amorfa ou mineralóide: o termo engloba quaisquer substâncias naturais 
que não apresentam arranjos sistemáticos em todas as direções dos seus átomos 
constituintes. Portanto, os mineralóides são substâncias não cristalinas de 
características amorfas ou parcialmente amorfas. Como exemplos, podemos citar o 
vidro vulcânico ou obsidiana, carvão, âmbar, opala, etc. 
Minério: É o termo utilizado para designar a rocha a qual pode obter-se uma ou mais 
substâncias de importância econômica, ou seja, são rochas que têm uma 
concentração relativamente elevada de uma determinada substância, de modo que 
seja viável seu aproveitamento industrial. 
Rocha: As rochas são agregados naturais de uma ou mais espécies minerais, que por 
processos geológicos distintos, apresenta-se intimamente unido. Embora coesa, e 
muitas vezes “dura” a rocha em geral não é homogênea. Ela não tem a continuidade 
física de um mineral e, portanto pode ser subdividida em todos os seus minerais 
constituintes. 
 
3. PROPRIEDADES GEOMÉTRICAS, FÍSICAS E QUÍMICAS DOS MINERAIS 
3.1 Estrutura dos minerais 
Uma vez que os minerais possuem uma estrutura definida, uma das primeiras formas 
de estudo dos minerais que se pode ter está baseada na estrutura cristalina (arranjo 
interno ordenado dos átomos que compõem o mineral). Esta estrutura cristalina é 
típica da espécie mineral e determina muitas de suas propriedades. 
As substâncias cristalinas mostram, de maneira geral, um arranjo ordenado baseado 
na repetição de uma base estrutural morfologicamente constante e que obedece as 
“leis de crescimento” que fazem com que estas células básicas se associem sempre 
da mesma maneira. Estas unidades se dispõem em um retículo tridimensional definido 
por três direções e pelas distâncias ao longo das quais o “desenho” é repetido. 
Nota: Mineral é o resultado de sua composição química com a sua estrutura cristalina 
o que irá definir as suas propriedades físicas. 
Uma vez que a estrutura dos minerais é repetitiva ela apresenta condições particulares 
de simetria de acordo com a forma segundo a qual for ordenada. Estes elementos de 
simetria são planos, eixos e centros de simetria e é típico de cada grupo de espécies 
minerais, o que permite que se faça uma classificação dos minerais com base em sua 
estrutura cristalina denominada de sistemas cristalinos. 
 
3.2 Sistemas cristalinos 
Os minerais ocorrem geralmente na forma cristalizada. Todos os materiais 
cristalizados possuem arranjo tridimensional ordenado e regular dos átomos ou íons 
constituintes, formando retículos atômicos e iônicos (Figura 1). Conforme o arranjo 
ordenado, cada cristal apresenta planos de cristalização específicos. 
Os minerais que possuem forma externa definida pelos próprios planos de 
cristalização são denominados minerais idiomórficos. Estes podem mostrar várias 
formas e hábitos, mesmo assim, os ângulos entre os planos de cristalização são 
constantes (Figura 2). 
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Figura 1- Ilustração esquemática de estrutura cristalina de diamante (A, B, C) e grafita 
(D, E, F). As distâncias entre os átomos de carbono expressas em C e F são 
exageradas em relação ao raio atômico. 
 
 
 
Figura 2 - Ilustração Fig. 1.3. Ilustração esquemática de três hábitos cristalinos de 
zircão: A) bi-piramidal; B) prismático bi-piramidal; C) prismático. 
 
Este fenômeno é denominado lei de constância de ângulos interfaciais. Através da 
medida dos ângulos interfaciais, pode-se especificar os tipos de minerais examinados. 
Por outro lado, cada cristal possui intervalos atômicos ou iônicos específicos. Estes 
intervalos são medidos com o auxílio de difratometria de raios-X. Este aparelho 
determina a estrutura cristalina de minerais pulverizados ou monocristais, sendo 
diferente da fluorescência de raios-X, utilizada para análisesquímicas. Estudos 
detalhados de difratometria de raios-X podem determinar forma e tamanho da cela 
unitária dos retículos atômico ou iônico, isto é, comprimentos das arestas, 
representados por a0, b0 e c0, e ângulo entre elas, , , . O ângulo entre as arestas a0 
e b0 é chamado de ; o ângulo entre b0 e c0, de ; o ângulo entre c0 e a0, de . Estes 
parâmetros são chamados de parâmetros cristalográficos. 
Conforme a simetria dos parâmetros cristalográficos, os minerais são classificados em 
6 sistemas: 1) isotrópico, a0=b0=c0, ===90°, como por exemplo pirita; 2) tetragonal, 
a0=b0≠c0, ===90°, zircão; 3) ortorrômbico, a0≠b0≠c0, ===90°, ortopiroxênio; 4) 
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monoclínico, a0≠b0≠c0, ==90°≠; clinopiroxênio; 5) triclínico, a0≠b0≠c0, ≠≠; 
plagioclásio; 6) hexagonal, a0=b0≠c0, ==90°, =120°, quartzo (Tabela 1; Figura 3). 
 
Tabela 1 – Sistemas Cristalinos 
 
 
Figura 3 - Ilustração esquemática de forma fundamental dos seis sistemas cristalinos: 
A) isotrópico; B) tetragonal; C) ortorrômbico; D) monoclínico; E) triclínico; F) 
hexagonal. 
 
Sistema cúbico - Pertencem ao sistema cúbico os cristais de 7,8 % das espécies 
minerais conhecidas, entre elas diamante, ouro, granadas, prata, espinélio, pirita e 
sodalita, galena e halita. 
Sistema tetragonal - Pertencem a este sistema 6,4% dos minerais conhecidos, entre 
eles zircão, apofilita, rutilo, idocrásio e cassiterita. Ele o os seus cristais recebem 
também o nome de quadrático. 
Sistema ortorrômbico - Compreende 28,6 % das espécies minerais conhecidas, 
sendo exemplos topázio, crisoberilo e zoisita. 
Sistema hexagonal – Pertencem a este sistema 7,1% dos minerais conhecidos, entre 
eles quartzo, turmalina, apatita, calcita, berilo e covellita. 
Sistema trigonal ou romboédrico - Pertencem ao sistema trigonal 10,2% das 
espécies minerais conhecidas, entre elas enxofre, coríndon, barita e olivina. 
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Sistema monoclínico – São monoclínicas 30,8% das espécies minerais, sendo este o 
sistema com maior número de minerais. Ex.: jadeíta, espodumênio, ortoclásio e 
euclásio, gipsita e micas. 
Sistema triclínico – Compreende 9,1% das espécies minerais conhecidas, como 
alguns tipos de feldspatos, rodonita, turquesa e microclínio, por exemplo. 
 
3.3 Forma dos minerais 
Os minerais podem apresentar formas externas perfeitas, em condições ideais de 
formação, refletindo sua estrutura interna. Os minerais podem ser classificados de 
acordo com o grau de perfeição de suas formas externas da seguinte forma: 
Euédricos, idiomórficos ou automórficos: forma externa perfeita, com todos os 
elementos geométricos (faces, arestas e vértices) bem formados, sendo facilmente 
identificável seu sistema cristalino. 
Subédricos, hipidiomórficos ou hipautomórficos: forma externa imperfeita, com 
ausência de alguns elementos geométricos, nem sempre sendo possível a 
identificação de seu sistema cristalino. 
Anédricos, xenomórficos ou alotriomórficos: não apresentam forma externa 
definida, sendo impossível a identificação de seu sistema cristalino, pela simples 
observação macroscópica. 
 
3.4 Hábitos cristalinos 
São as formas geométricas externas desenvolvidas pelo crescimento dos cristais, 
individualmente ou em agregados cristalinos, sendo melhores observadas quando os 
minerais crescem em condições geológicas ideais. Em diferentes condições de 
crescimento, um mineral pode gerar mais de um hábito cristalino. 
Abaixo são listados alguns dos principais hábitos cristalinos. 
Prismático: cristais alongados, em forma de prismas, como os minerais do grupo da 
turmalina, topázio. 
Lamelar: cristais separados em agrupamentos placóides ou foliáceos, como os 
minerais do grupo das micas. 
 
Figuras 4 e 5 – Hábito prismático em turmalina e lamelar em micas (Muscovita). 
 
Fibroso: agregados de cristais em fibras, lembrando agulhas em um pente fino, como 
a crocidolita. 
Acicular: cristais delgados (pouco espessos) em forma de agulhas convergentes, 
como o rutilo. 
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Figuras 6 e 7 – Hábito fibroso em crocidolita e acicular em rutilo. 
 
Colomorfo ou coloidal: termo genérico empregado para designar todos os minerais 
compactos que parecem ser formados a partir da deposição de colóides. Essas 
massas geralmente de aspecto esférico, podem ser globulares, quando compostas por 
formas quase esféricas (goethita); botroidais, quando as esferas estão agrupadas em 
racimos (cachos) lembrando cachos de uvas (romanechita); reniformes, quando têm 
forma de rins e mamelares quando têm forma de mamas (hematita). 
Colunar: quando têm forma de colunas cilíndricas alargadas, cujas seções são mais 
poligonais que circulares, como a estibinita. 
 
Figuras 8 e 9 – Hábitos globular em goethita e colunar em estibinita. 
 
Dendrítico: formado por um grupo de cristais, de aspecto arborescente, como o ouro, 
a prata, o cobre e as formas de óxido de manganês (pirolusita). 
Drúsico (druseiformae): termo aplicado a uma superfície plana ou convexa recoberta 
por uma capa delgada de cristais, que crescem sobre as paredes das cavidades, 
como o quartzo incolor ou a ametista. 
Geódico: conjunto de cristais revestindo uma concavidade como a ametista. 
Filiforme: minerais capilares que lembram filamentos de lâmpadas incandescentes ou 
cabelos como o rutilo. 
Maciço: agregados minerais compactos e sem forma particular, como a bornita, 
magnetita e a rodonita. 
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Figuras 10 e 11 – Hábitos geódico em ametista e maciço em bornita. 
 
3.5 Dureza 
Expressa a resistência de um mineral à abrasão ou ao risco. Ela reflete a força de 
ligação dos átomos, íons ou moléculas que formam a estrutura. A escala de dureza 
mais frequentemente utilizada, apesar da variação da dureza nela não ser gradativa 
ou proporcional, é a escala de Mohs, que consta dos seguintes minerais de referência 
(ordenados por dureza crescente): 
 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
 
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Figura 12 – Escala de dureza Mohs 
 
A Tabela 2 mostra a escala de dureza relativa de risco definida por Mohs. 
 
Tabela 2 – Escala de dureza relativa de risco. 
 
 
3.6 Clivagem 
Quando minerais são submetidos a uma força externa destrutiva, como a de um forte 
impacto por um martelo, estes se rompem. Existem várias maneiras de rompimento 
físico, ou seja, desintegração mecânica, no qual, clivagem, partição e fratura são 
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típicos. Certos minerais se rompem sempre ao longo de determinadas superfícies 
planas paralelas. Tal tipo é denominado de clivagem. As micas e a grafita possuem 
um plano de clivagem desenvolvida em uma direção, rompendo-se na forma de 
placas. Piroxênios e anfibólios possuem clivagem desenvolvida em duas direções, 
rompendo-se na forma colunar. A halita (NaCl; sal comum) possui clivagem muito 
destacada em três direções, rompendo-se na forma cúbica. O berilo e apatita também 
têm clivagens, porém, são menos desenvolvidas. A clivagem é originada da estrutura 
cristalina do mineral, ou seja, a configuração ou coordenação de átomos ou íons. 
Portanto, o mineral se rompe sempre segundo direções paralelas aos planos de 
configuração atômica, sendo obviamente paralelas aos planos de cristalização.Existe 
minerais, tal como quartzo, que possuem planos de cristalização bem desenvolvidos, 
porém não acompanhados por clivagem. 
 
Figura 13 - Clivagem em 1 plano - Muscovita 
 
Figura 14 - Clivagem em 2 planos - Feldspato 
 
 
Figura 15 - Clivagem em 3 planos - Halita 
 
 
Figura 16 - Clivagem em 3 planos - Calcita 
 
 
3.7 Fratura 
Existem minerais que se rompem em uma direção que não é paralela aos planos do 
cristal. O plano de rompimento deste tipo não é reto. Tal modo é denominado de 
fratura. São conhecidas descritivamente algumas formas de fratura. 
Está relacionada com a maneira ou a forma como ele se rompe quando isto não 
ocorre ao longo das superfícies de clivagem ou de partição. Superfície de fraqueza 
irregular ou curva resultante da quebra de um mineral. 
Fratura conchoidal: fratura mais comum, com superfícies lisas e curvadas de modo 
semelhante à superfície interna de uma concha. Este tipo é observado comumente em 
quartzo e vidro. 
Fratura acicular: rompimento na forma de agulhas ou fibras finas. 
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Fratura serrilhada: rompimento segundo uma superfície de forma dentada, irregular, 
com bordas angulosas. 
Fratura irregular: rompimento formado por superfícies rugosas e irregulares. 
 
Figura 17 – Fratura conchoidal em obsidiana. 
 
3.8 Tenacidade 
Diz respeito à forma ou facilidade com que um corpo se quebra ou se dobra. Na 
identificação dos minerais, é usada como uma propriedade distintiva. 
A tenacidade de um mineral pode ser: 
Friável (frágil, quebradiço): Que pode ser quebrado ou reduzido a pó com facilidade. 
Ex: calcita, fluorita 
Maleável: Pode ser transformado facilmente em lâminas, Ex. ouro. 
Séctil: Pode ser facilmente cortado com um canivete. Ex. talco, gipso e serpentina. 
Dúctil: Pode ser transformado facilmente em fios. Ex. ouro. 
Flexível: Pode ser dobrado, mas não recupera a forma anterior. Ex: talco 
Elástico: Pode ser dobrado e recupera a forma anterior. Ex. micas 
 
 
3.9 Densidade relativa (Peso específico) 
É a relação entre o peso e o volume ocupado por um mineral em comparação com a 
água destilada a 4oC. O peso específico (, g/cm3), ou seja, densidade relativa de cada 
mineral depende da sua composição química e estrutura cristalina. Minerais metálicos 
de elementos nativos, tais como ouro nativo (Au;  =19,3 g/cm3) e prata nativa (Ag;  
=11,1), possuem peso específico muito alto. Minerais metálicos de óxidos, como 
hematita (Fe2O3;  =5,26), e sulfetos, como calcopirita (FeCuS2;  =4,3), pirita (FeS2;  
=5,10) e galena (PbS;  =7,6), também são de alta densidade, porém, inferiores ao dos 
metais nativos. Por outro lado, minerais não metálicos, tais como quartzo (SiO2; 2,65), 
possuem peso específico pequeno. O alto peso específico dos minerais metálicos se 
deve à presença dos elementos de metais pesados na estrutura cristalina. Minerais 
compostos de silicatos são não metálicos, sendo comumente encontrados na crosta 
terrestre. São subdivididos quimicamente em duas categorias: os minerais máficos, 
com relativamente alto teor de ferro e magnésio além da sílica, e os minerais félsicos, 
com baixo teor desses elementos. Minerais máficos são compostos principalmente de 
SiO2, MgO, FeO e Fe2O3, e são encontrados comumente em rochas basálticas que 
constituem a crosta oceânica. Esses são relativamente densos, com peso específico 
na faixa de 2,9 a 3,4, porém, são menos densos do que os minerais metálicos. 
Minerais félsicos, compostos principalmente por SiO2, Al2O3, Na2O e K2O, encontrados 
frequentemente em rochas constituintes da crosta continental. Estes são menos 
densos, na faixa de 2,65 a 2,75 (Tabelas 3 e 4). 
 
 
Tabela 3 – Relação geral entre densidade e composição química de alguns minerais. 
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Tabela 4 – Densidade relativa de alguns minerais. 
 
 
3.10 Propriedades dependentes da luz 
 
Brilho — O brilho depende da absorção, refração ou reflexão da luz pelas superfícies 
frescas de fratura do mineral (ou as faces dos seus cristais ou as superfícies de 
clivagem). O brilho é avaliado à vista desarmada e descrito a nível comparativo 
utilizando um conjunto de termos padronizados. Os brilhos são, em geral, agrupados 
em: metálico e não metálico ou vulgar. Diz-se que o brilho é não metálico, ou vulgar, 
quando não é semelhante aos dos metais, sendo característico dos minerais 
transparentes ou translúcidos. Dentro das grandes classes atrás apontadas, o brilho 
de um mineral pode ser descrito como: 
Brilhos não metálicos: 
Acetinado — brilho não metálico que faz lembrar o brilho do cetim; é característico dos 
minerais fibrosos; 
Adamantino — brilho não metálico que, pelas suas características, nomeadamente a 
intensidade, se assemelha ao do diamante; são exemplos a pirargirita e a cerussita; 
Ceroso — brilho não metálico que lembra o da cera. Exemplo: variscita; 
Nacarado — brilho não metálico semelhante ao das pérolas. Exemplo: caulinita; 
Resinoso — brilho não metálico que lembra o observado nas superfícies de fratura das 
resinas. Exemplo: monazita; 
Vítreo — brilho não metálico que lembra o do vidro. Exemplos: fluorita, halita e 
aragonita; 
Brilhos metálicos: 
Metálico — brilho que se assemelha ao dos metais, sendo característico de minerais 
como a galena, a calcopirita e a pirita; 
Submetálico — brilho que faz lembrar o dos metais, mas não tão intenso, sendo 
característico dos minerais quase opacos como a cromita. 
 
Cor – diz respeito à cor natural do mineral, devendo-se considerar condições 
particulares, tais como inclusões e aquecimento, que podem alterá-la. 
 
Traço – caracterização pela cor do pó que o mineral deixa sobre a superfície que o 
riscou. Normalmente utiliza-se uma placa de porcelana para o teste do traço dos 
minerais. 
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Figura 18 – Cor do traço de alguns minerais. 
 
Pleocroismo – propriedade que algumas espécies minerais têm de apresentar 
diferentes cores conforme a direção cristalográfica na qual são observadas. 
 
Iridescência – propriedade que certos minerais possuem de mostrar uma série de 
cores na sua superfície ou interior quando girados à luz. Uma iridescência interna é 
causada geralmente pela presença de pequenas fraturas ou planos de clivagem, ao 
passo que uma externa é causada pela presença de uma película ou revestimento 
superficial delgado. 
 
Luminescência – qualquer emissão de luz efetuada por um mineral que seja 
consequência de seu aquecimento (termoluminescência) ou esfregação 
(triboluminescência). De acordo com o seu tipo, os minerais podem ser classificados 
em fluorecentes (a luminescência cessa quando cessa a causa) e fosforencentes 
(quando ela perdura após ter cessado a causa). 
 
3.11 Propriedades elétricas e magnéticas 
 
Piroeletricidade – propriedade que certos minerais possuem de transmitir eletricidade 
quando sujeitos ao aquecimento. 
Piezoeletricidade – propriedade dos minerais que transmitem corrente elétrica 
quando sujeitos a pressões adequadas. 
Magnetismo – são denominados magnéticos os minerais que em seu estado natural 
possuem a capacidade de orientar o imã. 
 
3.12 Química dos Minerais 
Alguns poucos minerais têm uma composição química muito simples dada por átomos 
do mesmo elemento químico. Ex. diamante, ouro, enxofre, grafite. Porém, a grande 
maioria dos minerais é constituída por compostos químicos que resultam da 
combinação de diferentes elementos químicos, podendo variar sua composição dentro 
de limites definidos. Considerando que os minerais são substâncias químicas com 
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estruturas cristalinas (arranjosatômicos), é necessário conhecer a estrutura do átomo 
a fim de entender os fatores que governam as propriedades dos minerais. Um átomo é 
a menor partícula que retém todas as propriedades de um elemento químico. Átomo: 
prótons + nêutrons + elétrons Íon: átomo carregado positivamente (cátion) ou 
negativamente (ânion). Composto químico: forma-se a partir da combinação de um ou 
mais cátions com um ou mais ânions, ex. NaCl (halita), CaF2 (fluorita). 
 
3.13 Ligações Atômicas dos Minerais 
As forças que ligam entre si as partículas componentes dos sólidos cristalinos são de 
natureza elétrica. A espécie e a intensidade dessas forças são de grande importância 
na determinação das propriedades físicas e químicas dos minerais. A dureza, a 
clivagem, a fusibilidade, a condutibilidade elétrica e térmica e o coeficiente de 
expansão térmica estão diretamente relacionados com a natureza das forças de 
ligação. Em geral, quanto mais forte a ligação, tanto mais duro o cristal, tanto mais alto 
seu ponto de fusão e tanto menor seu coeficiente de expansão térmica. Os átomos 
que constituem os minerais se mantêm unidos em uma estrutura cristalina por meio de 
ligações atômicas. Basicamente resumidas em quatro tipos principais de ligação: 
Ligação iônica (metal com não metal): Comparando-se a atividade química dos 
elementos com a configuração de suas camadas exteriores de elétrons, chega-se à 
conclusão que todos os átomos têm forte tendência de completar uma configuração 
estável da camada exterior. O resultado da atração mútua entre cátions e ânions, é a 
formação de compostos estáveis. ex. NaCl (Na tende a perder elétrons e se tornar 
cátion enquanto o Cl tende a captar elétrons e se tornar ânion). Ligação covalente 
(não metal com não metal): resulta da ligação, compartilhamento, de elétrons entre 
núcleos positivos. Essa ligação é a mais forte das ligações químicas, os minerais 
assim ligados caracterizam-se por apresentar insolubilidade, grande estabilidade e 
pontos de fusão e de ebulição muito altos. (ex. diamante cada átomo de C tem 4 
elétrons na camada de valência que são compartilhados com 4 átomos adjacentes 
formando uma estrutura extremamente resistente em termos de atração resultando em 
material de alta dureza). Ligação metálica: Nesse tipo de ligação, que acontece com 
os metais, os átomos se mantêm unidos numa disposição por grande força de atração 
entre os metais. Nas ligações metálicas, os elétrons da última camada de um grupo de 
átomos são fracamente atraídos pelo núcleo de seus átomos, deslocando-se entre os 
diversos núcleos do grupo atômico. Dessa forma, os átomos perdem elétrons, 
tornando-se cátions. São os elétrons desse tipo de ligação, que possuem certa 
liberdade de movimento, que explicam muitas propriedades dos metais tais como 
condutividade elétrica, condutividade térmica, plasticidade, tenacidade e ductibilidade. 
Ligação de Van Der Waals: ligação mais fraca que as anteriores, resultado de atração 
eletrostática entre íons, ex. grafite (cada átomo é unido por ligação covalente a outros 
3 átomos em cada plano de “foliação” porém os planos são unidos por fracas ligações 
de Van Der Waals, por isso a baixa resistência à ruptura do grafite). Cristais, em geral, 
têm mais de um tipo de ligação. Entre as substâncias minerais que ocorrem 
naturalmente, é rara a presença de um tipo de ligação único. Quando isso acontece, o 
cristal participa das propriedades dos diferentes tipos de ligação representadas, 
resultando muitas vezes em propriedades fortemente direcionais. ex. grafita, ligação 
covalente forte dentro das camadas e ligação fraca de van der walls entre as 
camadas. Micas, compostas por camadas de tetraedros de sílica fortemente ligados 
com ligação iônica relativamente fraca unindo as camadas bem observadas pelos 
planos de clivagem bem definidos. 
 
4. IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS E MATERIAIS UTILIZADOS 
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Para a identificação das diversas substâncias minerais, em amostras macroscópicas, 
é necessária a determinação de suas propriedades geométricas e físicas. Através de 
uma série de observações e testes rápidos é possível determinar, na maioria das 
vezes a espécie observada usando tabelas de propriedades geométricas e físicas que 
acompanham os manuais de mineralogia. Para minerais de ocorrência menos comum, 
e de determinação mais difícil, são recomendados métodos analíticos em laboratórios 
especializados. Além das determinações geométricas e físicas, é usual atacar 
rapidamente os minerais com ácidos, para determinar suas funções químicas. 
Para uma determinação macroscópica, de maneira rápida e eficiente, das 
propriedades físicas dos minerais mais comuns, utiliza-se os seguintes materiais: 
1. Placa de vidro; 
2. Martelo; 
3. Placa de porcelana fosca; 
4. Estilete de aço; 
5. Imã; 
6. Lupas de mão (aumento 10x); 
7. Reagentes; 
8. Manual de determinação de minerais. 
 
Dentre os reagentes citados anteriormente, o principal é o ácido clorídrico (HCl a 
10%), para revelar se são carbonatos (CO2-3) ou sulfetos (S
2-), através das seguintes 
equações químicas: 
 
Reação com Carbonatos 
CaCO3 + 2HCl CaCl2(s) + CO2 (g) + H2O(l) 
 
Reação com Sulfetos 
PbS + 2HCl PbCl2(s) + CO2 (g) + H2S(g) 
 
 
Na reação dos sulfetos com HCl, verifica-se o odor sulforoso característico, dado pelo 
desprendimento do ácido sulfídrico (H2S). 
Alguns reagentes mais fortes, como o ácido sulfúrico (H2SO4), ácido nítrico (HNO3), 
ácido fluorídrico (HF) água régia (3HCl+HNO3), entre outros, podem ser utilizados, 
embora suas manipulações exijam cuidados especiais. 
 
5. CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS 
 
Minerais Essenciais (Principais): São grupos de minerais que compõem a maioria 
da mineralogia das rochas. São aqueles minerais que definem, classificam e 
caracterizam uma rocha. 
Minerais Acessórios: São grupos de minerais que participam das rochas como 
elementos menores ou traços. Geralmente são os minerais que definem 
características tecnológicas e econômicas específicas de uma formação rochosa. 
Ocorrem em percentagem pouco significativa e não influem na classificação da rocha. 
A classificação dos minerais é baseada comumente na composição química. 
Classes: 
Elementos nativos - 20 elementos que ocorrem não combinados; 
Sulfetos - combinação de metais com S, maioria dos minerais metálicos; 
Sulfatos - combina elementos com S e O2; 
Óxidos e/ou hidróxidos - combina metais c/ Oy ou (OH)y; 
Silicatos - combina elementos com Six . Oy; 
Halóides - inclui cloretos, fluoretos, brometos e iodetos; 
Carbonatos - inclui a presença de CO3; 
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Fosfatos - inclui a presença de PO4; 
Outros - molibdenatos, tungstatos, nitratos e boratos. 
 
5.1 Elementos nativos 
Excetuando-se os gases livres da atmosfera, encontram-se no estado nativo somente 
cerca de vinte elementos, que podem ser divididos em metais, semimetais e não-
metais. Os metais nativos mais comuns constituem três grupos isoestruturais: 
 
Grupo do ouro: ouro, prata, cobre e chumbo; 
Os elementos do grupo do ouro pertencem à mesma família na classificação periódica 
dos elementos e, portanto possuem propriedades químicas semelhantes, todos são 
suficientemente inertes para ocorrerem livres na natureza. Quando não estão 
combinados com outros elementos, os átomos desse grupo estão unidos em 
estruturas cristalinas por ligações metálicas (relativamente fracas). As propriedades 
semelhantes dos membros desse grupo originam-se da estrutura comum. Todos 
apresentam dureza relativamente baixa, são maleáveis, dúcteis e sécteis. Todos são 
excelentes condutores de calor e eletricidade, tendo pontos de fusão bem baixos. 
Possuem densidades elevadas. 
 
Grupo da platina: platina, paládio, irídio e ósmio; 
Os elementosdo grupo da platina são elementos mais duros e têm pontos de fusão 
mais elevados do que o do grupo do ouro. 
 
Grupo do ferro: ferro e ferro-níquel. 
Os cristais dos metais do grupo do ferro, embora isométricos, têm um retículo cúbico 
de corpo centrado em que cada átomo toca os outros oito átomos circundantes. 
 
Os semimetais nativos formam dois grupos iso-estruturais, são comparativamente 
frágeis e piores condutores de calor e de eletricidade do que os metais nativos. Estas 
propriedades refletem um tipo de ligação intermediária entre a metálica e a covalente. 
Classe escalenoédrica hexagonal: arsênio, antimônio e o bismuto; 
Classe trapezoédrica-trigonal: selênio e telúrio. 
 
Os não-metais mais importantes são o carbono, sob forma de diamante e grafita e o 
enxofre. 
Principais elementos nativos: Ouro, Prata, Cobre, Platina, Ferro, Enxofre, 
Diamante e a Grafita. 
 
5.2 Sulfetos 
Os sulfetos formam importante classe de minerais que incluem a maioria dos minérios 
metálicos. Os sulfetos podem ser divididos em pequenos grupos estruturais, não 
sendo possível generalizar-se amplamente com relação à sua estrutura. Muitos 
sulfetos têm ligação iônica, ao passo que outros, exibindo as propriedades dos metais, 
têm ligação metálica. Reúnem-se, nesta classe, aqueles minerais cuja composição é a 
combinação não oxigenada de metais e metalóides com S, As, Sb, Bi, Se e Te; 
compreende os sulfetos simples e duplos e os sulfossais. Fisicamente, caracterizam-
se por seu aspecto metálico, pesos específicos elevados e pela sua opacidade. 
Principais minerais: Galena, Esfarelita, Calcopirita, Estanita, Pirrotita, Nicolita, 
Covelita, Estilbita, Pirita, Molibdenita e a Bornita. 
 
 
5.3 Sulfatos 
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Um grande grupo de minerais ocorre como sulfatos, porém poucos são comuns. São 
minerais que possuem em sua fórmula química o radical SO4. Os sulfatos dividem-se 
em: anidros, básicos e hidratados. Os anidros mais importantes e comuns são os do 
grupo da barita, que possuem densidade relativa diretamente proporcional ao peso 
atômico. Entre os sulfatos hidratados o gipso é o mais importante e abundante. 
Principais minerais: Barita, celestita, anglesita, gipso e epsomita. 
 
5.4 Óxidos e Hidróxidos 
Os óxidos classificam-se em óxidos simples, óxidos múltiplos, óxidos contendo 
hidroxila e hidróxidos. Dentro da estrutura da classificação, existem grupos minerais 
importantes, notadamente, os grupos da hematita, do espinélio e do rutilo. Cada um 
destes grupos contém um ou mais minerais de importância econômica. Dentro da 
classe dos óxidos estão os principais minérios de ferro (hematita e magnetita), de 
cromo (cromita), de manganês (pirolusita, manganita e psilomelana), de estanho 
(cassiterita) e de alumínio (bauxita). 
Principais minerais: Óxidos - Zincita, Hematita, Ilmenita, Rutilo, Pirolusita, 
Cassiterita, Goethita, Magnetita, Cromita, Columbita-Tantalita, Hidróxidos – 
Psilomelana, Limonita, Bauxita. 
 
5.5 Silicatos 
São minerais que contém o radical SiOY em sua estrutura. Essa é a classe mineral 
mais importante e de maior ocorrência na natureza. Cerca de 25% dos minerais 
conhecidos e 40% dos minerais comuns são silicatos. Praticamente todos os minerais 
que formam as rochas ígneas são silicatos, constituindo, então mais de 90% da crosta 
terrestre. 
Assim, principalmente a crosta terrestre continental é formada por uma estrutura 
básica de Si, O e Al, cujos interstícios são preenchidos por outros elementos como Fe, 
Ca, Mg, Na, K,... 
Minerais formados essencialmente por grupos tetraédricos SiO2, que estão unidos 
entre si diretamente ou por meio de cationtes. São os componentes mais importantes 
das rochas e constituem, com o quartzo, 95% da parte conhecida da crosta terrestre; é 
a parte mais rica em espécies, e devido à facilidade de sua investigação óptica, 
constitui uma das classes melhor conhecidas. 
Fisicamente são reconhecidos com muita facilidade pela sua falta de cor própria, 
brilhos não metálicos, risco branco, elevado índice de dureza e pelo seu aspecto geral 
bastante característico. A maioria dos silicatos é encontrada como constituintes das 
rochas eruptivas, formados a temperaturas e pressões elevadas, via de regra, em 
amplas zonas de variação de ambas, com estruturas densas e carentes de água. 
Pelo contrário, nas rochas sedimentares, devido à ação do ácido carbônico que, nas 
condições ambientais, destrói os silicatos, não existe formação destes minerais, senão 
que há fases de transformação dos mesmos, de estruturas geralmente em camadas, 
com grande quantidade de água de constituição e embebição. Exemplo disto os 
encontramos nas argilas. As propriedades cristaloquímicas dos minerais devem-se, às 
especiais características do grupo SiO4 e ao tipo de arcabouço que resulta de suas 
uniões ou junções. Sintetizando, podemos considerar todo silicato como sendo um 
esqueleto de tetraedros SiO4, cheio de cationtes, em alguns casos, com cationtes e 
água, em outros, sem nada, como acontece com o quartzo. 
Principais formadores de rochas são: quartzo, feldspatos, micas, piroxênios e 
anfibólio. 
 
5.6 Halóides 
A classe química dos halóides caracteriza-se pela predominância dos íons 
halogênicos eletronegativos, Cl-, Br-, F- e I-. Esses íons são grandes, carregados 
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fracamente e de fácil polarização. Quando se combinam com cátions de baixa 
valência, relativamente grandes e fracamente polarizados, cátions e íons comportam-
se quase como se fossem corpos perfeitamente esféricos. Os halóides isométricos 
têm dureza relativamente baixa, pontos de fusão moderados a altos e são maus 
condutores de calor e eletricidade no estado sólido. 
Principais minerais. Halita, Silvita, Fluorita e Carnalita. 
 
5.7 Carbonatos 
Os principais membros dessa classe formam duas séries isomorfas, por exemplo, a 
calcita e aragonita, que possuem igual composição química, CaCO3, apresentando 
exemplo típico de dimorfismo. São os minerais que contém o íon carbonato em suas 
estruturas. Constituintes das rochas calcárias, certos carbonatos decompõem-se em 
presença de H (efervescência em ácido). Em cavernas calcárias formam, por 
precipitação, estalactites e estalagmites. 
Principais minerais: Calcita, Dolomita, Magnesita, Aragonita, Witherita, Malaquita 
e Azurita. 
 
6. APLICAÇÕES NA ENGENHARIA 
As rochas e minerais industriais (RMI) que se empregam na fabricação de materiais de 
construção são, entre outros: areias, cascalhos e toda classe de rochas britadas como 
agregados; calcário e argila, gesso e materiais pozolânicos para cimentos; argilas, 
feldspatos, quartzo, caulim e outros minerais para a fabricação de telhas, tijolos, 
louças, porcelana; granitos, mármores, ardósias, calcários, serpentinas e outras 
rochas como rocha ornamental; gessos e cal como aglomerantes; materiais asfálticos; 
areias silicosas e diversos óxidos e carbonatos na fabricação de vidro; crisotila, 
anfibólios, sepiolita, wollastonita e outros minerais na fabricação de fibrocimentos; 
pedra-pomes, perlita, vermiculita, argila, ardósia e outras rochas na fabricação de 
elementos leves ou isolantes. 
Nas obras de engenharia, os agregados podem conter determinados minerais que 
podem influir na durabilidade da rocha, a composição mineralógica pode ter influência 
na massa específica da rocha, na porosidade e na absorção de água. Conhecimento 
da reatividade dos minerais para evitar reações químicas indesejáveis com 
substâncias químicas do cimento. 
Determinados minerais hidrofílicos (quartzo) são prejudiciais à adesividade do 
concreto betuminoso, permitindo o descolamento da película de betume do agregado 
e a consequente deterioração do concreto. Inalterabilidade dos minerais constituintes, 
resistência ao intemperismo,evitando o desgaste acelerado do agregado e diminuição 
de resistência mecânica, é importante no uso como agregados de concretos asfálticos. 
Em placas de revestimento, os minerais constituintes das rochas devem possuir alta 
resistência ao intemperismo e aos agentes químicos agressivos quando usado em 
revestimento externos. Os minerais devem possuir baixa capacidade de absorção de 
líquidos, visando evitar manchamentos e também impedir a sua deterioração, os 
minerais devem apresentar baixos coeficientes de dilatação térmica para garantir a 
estabilidade do revestimento, devem, também, possuir alta resistência ao desgaste 
para serem utilizadas em pisos. 
Para não tornar interminável a descrição, pode atribuir-se às matérias-primas para 
isolantes, entre as quais se encontram os asbestos e amiantos (fibras de serpentina 
ou anfibólios), a sepiolita, a pedra-pomes, a perlita, as argilas e ardósias expandidas e 
outros materiais. 
Também os abrasivos, materiais usados para desgaste, entre os quais se encontram o 
diamante, o coríndon, as granadas, os feldspatos, o quartzo, a pedra-pomes e muitos 
outros minerais, dependendo da dureza do material a desgastar. 
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Os lubrificantes, que se empregam para diminuir o coeficiente de atrito entre 
superfícies sólidas; entre esses o grafite, o talco e o caulim; os pigmentos fabricados a 
partir de ocres, minerais de titânio e outros; os adensadores, como a barita, e as 
cargas ou enchimentos, como o caulim, o talco e o carbonato de cálcio. 
Denominam-se rochas e minerais industriais (RMI) os materiais naturais (e, 
ocasionalmente, resíduos da indústria ou da construção) que são empregados na 
atividade humana, não para obter metais ou energia, mas pelas suas propriedades 
físicas, químicas ou ornamentais, manifestas no mineral ou rocha tal qual são 
extraídas ou após uma transformação não metalúrgica. 
Não existem limites definidos para a classificação das rochas e minerais industriais, 
devido a que muitos minerais (berilo, cromita, rutilo, ilmenita, hematita, zircão) têm 
usos metalúrgicos e não metalúrgicos, à possível inclusão ou não dos materiais de 
construção e do significativo grupo das gemas, etc. 
Existe uma enorme polêmica sobre se o termo rochas e minerais industriais é análogo 
ao de minerais não metálicos. Uma classificação possível, atribuída a Kuzvart (1984), 
é a que considera rochas e minerais industriais: 
1) As matérias-primas que se empregam na indústria na sua forma mineral, após 
diversos tratamentos (por exemplo, talco, asbesto, diamante) ou na forma de rocha 
(diatomita, bentonita, ocre). 
2) As matérias-primas que são fonte de elementos não metálicos (pirita como fonte de 
enxofre, fluorita como fonte de flúor, apatita como fonte de fósforo, etc.) ou que servem 
para a fabricação de compostos simples (boratos para a fabricação de ácido bórico). 
3) As matérias-primas de aspecto não metálico de onde são obtidos metais ou seus 
compostos (berilo como fonte de berílio, magnesita como fonte de magnésio, 
espodumênio como fonte de lítio). 
4) Os materiais de construção (argila, areia, cascalho, granito, mármore, matéria-prima 
para a fabricação de cimentos). 
Uma classificação, necessariamente simples, das RMI e seus jazimentos mais 
comuns, é a seguinte: 
a) Jazimentos magmáticos: Diamante, olivina, apatita, feldspatos, pedra natural para 
construção. 
b) Jazimentos pegmatíticos: Feldspato, quartzo, monazita, berilo, criolita, muscovita, 
gemas. 
c) Jazimentos metassomáticos de contato (tipo skarn): Berilo, crisoberilo, fenacita, 
minerais de boro, grafite, crisotila, talco, granadas. 
d) Carbonatitos: Flogopita, apatita, vermiculita. 
e) Jazimentos hidrotermais: Apatita, flogopita, quartzo, fluorita, barita, witherita, 
caulim, serpentina. 
f) Depósitos de sublimação: Enxofre, sassolita. 
g) Jazimentos metamórficos: Grafite, esmeril, gemas, andaluzita, sillimanita, cianita, 
mármores, ardósias. 
h) Jazimentos residuais: Caulim, lateritas, bauxitas, halloysita, bentonita, ocres, 
magnesita, zeólita, vermiculita. 
i) Jazimentos aluvionares, coluvionares e eluvionares: Diamante, gemas,granada, 
cromita, andaluzita, monazita, feldspatos, quartzo, areias, cascalhos, argilas. 
j) Jazimentos sedimentares biogénicos ou bioquímicos: Adubo, diatomita, enxôfre, 
pirita, fosfatos, dolomita, calcários, nitratos. 
l) Jazimentos evaporíticos: Sal gema, sais potássicos, gesso, magnesita, boratos, 
sais de lítio, thenardita, glauberita, carbonato de cálcio.