Minerais: Composição, Estrutura e Propriedades

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MINERAIS
SOLOS I
MARCELO ANDREOTTI
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1) Conceito
Elementos ou compostos encontrados naturalmente na crosta terrestre.
São inorgânicos, em contraste com químicos orgânicos (constituídos de C, H, O, típicos de material orgânico).
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1) Conceito 
Tem composição química e estrutura cristalina definidas: com elemento metálico que pode ser total ou parcialmente substituído por outro (substituição isomórfica): minerais similares química e fisicamente, entretanto, na maioria das vezes, muito diferentes na cor e em outras propriedades físicas.
Identificação de minerais raros: laboratório, análises químicas e estudos de ótica ao microscópio petrográfico.
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2) Elementos e Cristais 
Elementos químicos são os tijolos do edifício de todos os materiais, incluindo minerais e rochas.
Átomos que constituem os elementos juntam-se constituindo moléculas: menores partículas produzidas em reações químicas.
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2) Elementos e cristais
Alta TºC : Moléculas quebram-se em grupos de átomos: com aquecimento lento: estes podem juntar-se numa maneira ordenada para formar cristais.
Muitos minerais cristalinos são formados por misturas líquidas ou gasosas no interior da crosta terrestre: principalmente junto de lavas vulcânicas ou próximo de zonas que sofreram dobramentos e falhamentos.
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3) Forma Cristalina
Muito importante na identificação do mineral: estrutura das muitas moléculas dos minerais.
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4) Sistemas Cristalinos
Minerais: podem desenvolver-se segundo formas geométricas definidas (sistema Cristalino)
6 Sistemas Cristalinos conhecidos: dentro de determinadas leis que caracterizam os eixos e os ângulos formadores da figura geométrica. 
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Sistemas Cristalinos:
Sistema Cúbico (Isométrico):
 Inclui cristais em que os 3 eixos têm o mesmo comprimento com ângulos retos (90º) entre estes, como um cubo.
EXEMPLOS: galena, pirita, halita (sal de cozinha).
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Sistema Cúbico:
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GALENA
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PIRITA
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HALITA
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Sistemas Cristalinos:
B) Sistema Tetragonal
 Tem dois eixos de igual comprimento e um desigual: o ângulo formado entre os três eixos é de 90º.
EXEMPLOS: zircônio, rutílo e cassiterita.
 
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Sistema Tetragonal:
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RUTILO
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CASSITERITA
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Sistemas Cristalinos:
C) Sistema Hexagonal
 Tem três eixos com ângulos de 120º arranjados num plano e um quarto eixo formando um ângulo reto (90º) com os anteriores.
EXEMPLOS: quartzo, berílo, calcita, turmalina. 
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Sistema Hexagonal:
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QUARTZO
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QUARTZO
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QUARTZO FUME
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QUARTZO ROSA
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CALCITA
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TURMALINA
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Sistemas Cristalinos:
D) Sistema Ortorrômbico
 São cristais com três eixos, todos com ângulo de 90º, porém todos de diferentes comprimentos.
EXEMPLO: enxofre, topázio, barita, olivina.
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Sistema Ortorrômbico:
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ENXOFRE
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TOPÁZIO
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BARITA
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Sistemas Cristalinos:
E) Sistema Monoclínico
 Tem 3 eixos diferentes, dois dos quais formam ângulos de 90º entre si, e o terceiro tem um ângulo diferente de 90º com o plano dos outros dois.
EXEMPLOS: ortoclásio, gipsita, micas. 
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Sistema Monoclínico:
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ORTOCLASE
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GIPSITA
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Sistemas Cristalinos:
F) Sistema Triclínico
 3 eixos de comprimento diferentes e nenhum forma ângulo de 90º com os outros.
EXEMPLOS: plagioclásio, feldspato, rodomita.
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Sistema Triclínico:
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Outros minerais:
Outros Principais Minerais Primários
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ÁGATA
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ÁGUA MARINHA
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ALEXANDRITA
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ALMANDINITA
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AMAZONITA
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AMETISTA
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AMETISTA COM QUARTZO BRANCO
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ANALCIMA
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ANATASIO
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ANGLESITA
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ANORTITA
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ANTIMONITA
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APATITA
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APOFILITO
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ARAGONITA
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ARSÊNICO
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ATACAMITA
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AUGITA
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AUTUNITA
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AZURITA
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BIOTITA
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BISMUTO
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BÓRAX
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BRASILITA
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CALCANITA
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CITRINO
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COBRE
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CORINDON
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DIAMANTE
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DOLOMITA
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EPIDOTO
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ESMERALDA
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ESPESSARITA
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EUCLASIO
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FLUORITA
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GIBBSITA
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GHOETITA
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GRAFITA
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HEMATITA
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METEORITO
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MICROCLINA
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HORNBLENDA
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ILMENITA
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JASPE
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LEUCITA
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MAGNESITA
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MAGNETITA
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MALAQUITA
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MOLIBDENITA
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MONAZITA
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MONTMORILLONITA
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MUSCOVITA
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NATROLITA
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NEFELINA
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OPALA
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OURO
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 PLATINA
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PRATA
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RODOCRASITA
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SERPENTINA
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TALCO
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TURMELINA
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
Peso (Massa) Específico (A):
Relação entre a massa de um mineral comparada com a massa de igual volume de água: para tanto o mineral deve ser pesado imerso e fora da água 
 
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
Balança de JOLLY
 
Onde:
b = massa do mineral fora da água
a = referência inicial da balança ou calibragem em zero
c = massa do mineral dentro da água 
 EXEMPLO: G = 3,0 significa que ele pesa três vezes 
mais que um igual volume de água.
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
B) Clivagem:
Forma com que muitos minerais se quebram segundo planos relacionados com a estrutura molecular interna e paralelas às possíveis faces do cristal. 
5 modalidades: Pobre, Moderada, Boa, Perfeita, Proeminente (micas).
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
Tipos de clivagem: número e direção dos planos de clivagem.
Clivagem auxilia na identificação dos minerais.
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
C) Fratura: 
Forma com que um determinado mineral se quebra além daqueles planos dados pela clivagem: além disso, nem todos os minerais mostram planos de clivagem, mostrando apenas fraturas.
Fraturas frescas: mostram a verdadeira cor do mineral
Tipos de fratura: conchoidal, plana e irregular.
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
D) Cor:
Caráter muito importante do mineral: metais auxiliam na identificação
Alguns minerais: variáveis devido a impurezas: quartzo, coríndon, calcita, fluorita, turmalina.
Cuidados:em alguns casos a superfície do mineral pode estar alterada e não mostrar sua verdadeira cor.
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
E) Risco:
 cor do risco do mineral é vista quando uma louça ou porcelana é riscada: auxiliam na identificação do mineral.
EXEMPLOS: 
Ferro limonita: traço amarelo-ocre
Hematita: traço vermelho
Magnetita: traço negro
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
F) Brilho:
Depende da absorção, reflexão ou refração da luz pela superfície do mineral:pode auxiliar na identificação do mineral.
Pode ser: 
 adamantina (diamante), vítreo (quartzo), metálico (galena), outras terminologias: graxo,
sedoso, resinoso, nacarado.
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
G) Magnetismo:
Ocorre em poucos minerais que são atraídos pelo imã
EXEMPLOS: magnetita, pirrotita e outros com Mn, Ni, Ti (quando aquecidos com maçarico).
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
H) Dureza:
Expressa a resistência de um mineral à abrasão ou ao risco: reflete a força de ligação dos átomos, íons ou moléculas da estrutura entre si.
Escala de MOHS: dureza crescente (não é gradativa ou proporcional)
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5) Propriedades Físicas dos Minerais
Escala de MOHNS:
Talco 6) Ortoclásio 
Gesso 7) Quartzo
Calcita 8) Topázio
Fluorita 9) Coríndon
Apatita 10) Diamante
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6) Propriedades Elétricas dos Minerais
Finas lâminas de cristal de quartzo controlam a freqüência de rádios.
Cristais de S, topázio e outros minerais, quando friccionados, desenvolvem carga elétrica.
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7) Propriedades Químicas dos Minerais
Muitos minerais são constituídos de um único elemento químico: enxofre, grafita, ouro e diamante.
Outros: constituídos de 2 ou mais elementos químicos: expressos por sua fórmula química: Pirita (FeS2); Quartzo (SiO2); Talco (SiO20(OH)4Mg6).
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Principais Minerais:
Hoje são conhecidos mais de 1000.
Principais constituintes mineralógicos rochas que integram a crosta terrestre: Feldspato (59,5%); Quartzo (12,0%); Piroxênios e anfibólios (16,8%); Micas (3,8%) e outros (7,0%).