Livro: Para entender a Terra (Cap. 3: Minerais) - Press, Siever, Grotzinger e Jordan

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Cristais de ametista,umavariedadede quartzo. As superfíciesplanaressão facescristalinas,
cujasgeometriassão determinadaspelo arranjo interno dos átomos que constituemos cristais.
[Breck P. Kent]
ALBERT EINSTEIN
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No Capítulo2, vimosco~o a tectônicadeplacaspodeexplicaradinâmicae asestruturasdegran-desproporçõesdaTerra,maspoucofoi vistoso-
bre a imensavariedadede materiaisqueaparecemnos
ambientesgeotectônicos.Nestecapítuloe no próxjmo,
vamosdirigir nossaatençãoàsrochas,queformamos
registrosdosprocessosgeológicos,e aosminerais,que
sãoosseusconstituintesbásicos.
As rochase osmineraissãoúteisparaidentificaras
váriaspartesdo sistemaTerra,damesmaformacomoo
concreto,o açoe o plásticoidentificamaestrutura,o de-
sign eaarquiteturadosgrandesedifícios.Paracontarcom
precisãoahistóriadaTerra,osgeólogosfreqüentemente
adotamuma"estratégiadeSherlockHolmes",utilizando
asevidênciasexistentesparadeduzirosprocessoseeven-
tosqueocorreramemumdeterminadolocal,emtempospassados.Porexemplo,osti-
posdemineraispresentesemumarochavulcânicapodemfornecerevidênciasdeque
aserupçõestrouxeramà superfícieterrestrerochasfundidas,comtemperaturasche-
gandotalveza l.OOO°C. Os mineraisdeumgranitorevelamqueestecristalizouna
crostaprofunda,nasaltastemperaturase pressõesqueocorremquandoduasplacas
continentaiscolidemeformammontanhascomoasdoHimalaia.IO conhecimentoda
geologiadeumaregiãopermite-nosfazerprevisõesconsistentessobreoslocaisonde
hápossibilidadededescobrirrecursosmineraisdeimportânciaeconômica.
O assuntodestecapítuloéamineralogia- ramodaGeologiaqueestudaacompo-
sição,aestrutura,a aparência,aestabilidade,os tiposdeocorrênciae asassociações
deminerais.
Minerais formadores de rochas
oque é um mineral?
A estrutura atômica da matéria
Reaçôes químicas
Ligaçôes químicas
A estrutura atômica dos minerais
Propriedades físicas dos minerais
Os minerais e o mundo biológico
"Tudo deveriaserfeito daforma maissimples
possível,nãomaisqueisso."
Os mineraissãoosconstituintesbásicosdasrochas:namaioriadoscasos,comfer-
ramentasapropriadas,pode-sesepararcadaum dosmineraisqueas constituem.
cc~tender a Terra
Figura3.1 O mineralcalcitaéencontradonasconchasde muitosorganismos,comoos foraminíferos.
[Esquerda:LesterV.Bergman/Corbis;direita:CushmanFoundationfor ForaminiferalResearch,1987]
Poucos tipos de rochas,comoos calcários,contêmapenas
ummineral(nessecaso,a calcita).Outrostipos,comoo gra-
nito, são constituídosde vários mineraisdiferentes.Para
identificare classificarosdiversostiposderochasquecom-
põemaTerraeentendercomoseformaram,devemosconhe-
cerosmmeralS.
Osgeólogosdefinemummineralcomoumasubstânciade
ocorrêncianatural,sólida,cristalina,geralmenteinorgânica,
comumacomposiçãoquímicaespecífica.Os mineraissãoho-
mogêneos:nãopodemserdivididos,pormeiosmecânicos,em
componentesmenores.Vamosexaminardetalhadamentea se-
guircadapartedanossadefiniçãodemineral.
De ocorrêncianatural... Paraserqualificadacomoummine-
ral, umasubstânciadeveserencontradananatureza.Os dia-
mantesquesãoretiradosdasminasdaÁfrica doSul sãomine-
rais.Os exemplaressintéticos,produzidosemlaboratóriosin-
dustriais,nãosãoconsideradosminerais,nemosmilharesde
produtosinventadospelosquímicos.
Substânciasólida cristalina... Os mineraissãosubstâncias
ólidas- nãosãolíquidosnemgases.Quandodizemosqueum
mineralécristalino,queremosnosreferiraofatodequeasmi-
nús ulaspmtículasdematéria,ouátomos,queo compõemes-
tãodispostasemumarranjotridimensionalordenadoerepetiti-
\'0. O materiaissólidosquenãotêmumarranjoordenadodes-
e tipo ãoconsideradosvítreosouamorfos(semforma)e por
con\'ençãonãosãoconsideradosminerais.O vidrodejanelaé
amorro.comotambémalgunsvidrosnaturaisformadosduran-
teaserupções\lllcânicas.Mais adiante,nestecapítulo,discuti-
remoscommaisdetalheosprocessosqueformamosmateriais
cristalinos.
Geralmenteinorgânico... Os mineraissãodefinidoscomo
substânciasinorgânicas,excluindoassimosmateriaisorgâni-
cosqueformamoscorposdasplantasedosanimais.A matéria
orgânicaécompostadecarbonoorgânico,queéaformadecar-
bonoencontradaemtodososorganismosvivosou mortos.A
vegetaçãoemdecomposiçãoemumpântanopodesertransfor-
mada,porprocessosgeológicos,emcarvão,quetambéméfei-
todecarbonoorgânico,mas,emboraformedepósitosnaturais,
o carvãonãoétradicionalmenteconsideradoummineral.Mui-
tosmineraissão,entretanto,secretadospororganismos.2Um
dessesminerais,acalcita(Figura3.1),formaasconchasdeos-
trasedemuitosoutrosorganismosecontémcarbonoinorgâni-
co.A calcitadessasconchas,queconstituiaparteprincipalde
muitoscalcários,satisfazadefiniçãodemineral,porserinorgâ-
nicaecristalina.
...Com umacomposiçãoquímicaespecíficaA chaveparaen-
tendermosacomposiçãodosmateriaisqueformamaTerrare-
sideemconhecercomooselementosquímicosestãoorganiza-
dosnosminerais.O quetomacadamineralúnicoéasuacom-
posiçãoquímicaeaformacomoestãodispostososátomosna
suaestruturainterna.A composiçãoquímicadeummineral,
dentrodelimitesdefinidos,tantopodeserfixacomovariável.
O quartzo,porexemplo,temumaproporçãofixa dedoisáto-
mosdeoxigênioparaumdesilício.Essaproporçãonuncamu-
da,emborao quartzopossaserencontradoemmuitostiposde
rochas.Os componentesdaolivina- fen'o,magnésioesilício-
sempreocorrememumaproporçãofixa.Emboraarazãoentre
onúmerodeátomosdeferroemagnésiopossavariar,apropor-
çãoentrea somadosmesmose o totalde átomosde silício
semprepermanececonstante.
:~truturaatômica da matéria
Os dicionáriosmodernoslistammuitossignificadosparaapa-
lavraátomoe seusderivativos.Umadasprimeirasdefinições
encontradasé "...algoconsideradocomoa menorpartepossí-
veldequalquermaterial".Paraosgregosantigos,átomosigni-
ficava"indivisível".John Dalton(1766-1844),umquímicoin-
CAPíTULO 3 • Minerais:ConstituintesBásicosdasRochas~
...circundandoumnúcleo
comseisprótonscarregados
positivamente
~.
f::)\\• •
) semcarga.. .'"""-
~......---/ Elétron (-)
Próton (+)
Nêutron
Figura 3.2 Estruturaeletrônicadoátomodecarbono
(carbono-12).Oselétrons,cadaumcomcarga-1, são
representadoscomoumanuvemcarregadanegativamente,que
circundao núcleo;estecontémseisprótons,cadaqualcom
carga+1, eseisnêutrons,cadaqualcomcargazero.No
desenho,o tamanhodonúcleoestárepresentadonumaescala
muitoexageradaemrelaçãoaodanuvemeletrônica,sendo,na
realidade,muitomenor.
o carbono tem seis elétrons
carregados negativamente
em uma nuvem...
__ ---Nuvem eletrônica
Átomo de carbono
muitopequena,nãosãoincluídosnessasoma.)Emborao nú-
merodeprótonssejaconstante,os átomosdeummesmoele-
mentoquímicopodemterdiferentesnúmerosdenêutronse,
portanto,diferentesmassasatômicas.Essesváriostiposdeáto-
mossãochamadosdeisótopos.Todososisótoposdoelemento
carbono,por exemplo,têmseisprótons,podendoter6, 7 e 8
nêutrons,cujasmassasatômicasserão,portanto,12,13e 14,
respectivamente.
Na natureza,oselementosquímicosexistemornomisturas
deisótopose,assim,suasmassasatômicasnunca ãonúmeros
inteiros.A massaatômicadocarbono,porexemplo,é 12,011.
É próximaa 12,porqueo isótopocarbono-12é.delonge,mui-
to maisabundante.A abundânciarelatin entreos diferentes
isótoposdeumelementonaTerraédeterminadaporprocessos
específicosquecausamo aumentodaquantidadedealgunsisó-
toposemrelaçãoaosoutros.A maiorabundânciadocarbono-
12,porexemplo,éfavorecidaporalgumasreações,taiscomoa
fotossíntese,nasquaisoscompostosdecarbonoorgânicosão
produzidosapartirdecompostosdecarbonoinorgânico.
úmeroatômicoe massaatômica
onúmerodeprótonsdo núcleodeumátomoé chamadonú-
meroatômico.Comotodososátomosdeummesmoelemento
remigualnúmerodeprótons,então,elestambémtêmomesmo
:1úmeroatômico.Todososátomoscomseisprótons,porexem-
?lo, sãoátomosdecarbono(númeroatômico6).De fato,o nú-
:neroatômicodeumelementopodenosdizertantascoisasso-
. reo seucomportamento,queatabelaperiódicafoi organizada
..:e acordocomessenúmero(Figura 3.3).Por exemplo,osele-
:nentosdeumamesmacoluna,taiscomocarbonoesilício,ten-
·bmareagirdeformasimilar.Paramaisdetalhesacercadata-~la periódica,vejaoApêndice4.
A massaatômicadeumelementoé asomadasmassasde
seusprótonse nêutrons.(Os elétrons,por teremumamassa
Elétrons Circundandoo núcleoháumanuvemdepartículas
õõmmovimento,oselétrons,cadaqualcomumamassatãope-
~uenaque,porconvenção,é consideradadevalorzero.Cada
õõlétrontemumacargaelétrica-1. O númerode prótonsde
qualquerátomoébalanceadopelomesmonúmerodeelétrons
danuvemquecircundao núcleo;portanto,umátomoéeletri-
::amenteneutro.Assim,onúcleodeumátomodecarbonoécir-
zundadoporseiselétrons(verFigura3.2).
estruturadosátomos
O conhecimentodaestruturadosátomospermite-nospredizer
::ornooselementosquímicosirãoreagirunscomosoutros,for-
:nandonovasestruturascristalinas.Parainformaçõesmaisdeta-
adasarespeitodaestruturadosátomos,consulteoApêndice4.
O núcleo:prótonsenêutronsNo centrodecadaátomoháum
núcleodenso,noqualestácontidavirtualmentetodaamassado
iromo,e queécompostodedoistiposdepartículas:prótonse
êutrons(Figura 3.2).O prótontemumacargaelétricapositi-
-a+1.O nêutronéeletricamenteneutro- istoé,semcarga.Os
, ornasdeummesmoelementoquímicopodemterdiferentes
úmerosdenêutrons,maso númerodeprótonsnãovaria.Por
~.xempl0,todososátomosdecarbonotêmseisprótons.
_ ês,consideradoo paidateoriaatômicamoderna,propôsque
- átomosfossempartículasdematériadeváriostipos,tãope-
quenasquenãopoderiamservistascomqualquermicroscópio
;:mouniversaisquecomporiamtodasassubstâncias.Em 1805,
~altonformulouahipótesedequecadaelementoquímicocon-
_- teemdiferentestiposdeátomos,todososátomosdeumda-
~oelementoquímicosãoidênticose os compostosquímicos
--o formadosporváriascombinaçõesdeátomosdediferentes
~lementosemproporçõesdefinidas.
o iníciodoséculoXX, osfísicos,químicosemineralogis-
- . trabalhandoapartirdasidéiasdeDalton,conseguiramen-
-~ndera estruturada matériade umaformamuitopróxima
jaquelaaceitaatualmente.Sabemoshojequeumátomoé a
:nenorpartedeumelementoqueconservaaspropriedadesfísi-
:as e químicasdeste.Tambémsabemosqueosátomossãoas
:nenoresunidadesde matériaquese combinamnasreações
:juímicase queosprópriosátomossãodivisíveisemunidades
aindamenores.
8 O êR - tender a Terra
D
Elementos
com maior
abundância na
crosta terrestre D
Elementosde menor
abundância,masde
grande importância
geológica
i~êfjo
,..--
Hélio1
2
H ~~ Nome do elemento
He
1,0079
C"bono Número atômico 4,0026
lilk>
Berl1io 6,
Bom
CarbonoNitrogênioOxigênioflüorNeônio
3
4
C,Símbolo5
678910
Li
Be
~-----""Massa atômica
BCNOFNe
6.941
9,0122 10,81112,01114,006715,999418,998420,1797
Sódio
Magnêsio Alumínio$iUdofósforoEnxofreCloroArgõnio
11
12 131415161718
Na
Mg AISiPSCIAr
22,9898
24,3050 26,981528,085530,973832,06635,452739.948
Potássio
CálcioEscãndioTitânioVanádioCromoManganêsFerroCabaltaNíquelCobreZincoGãlioCermânioArsênioSelênioBramoCriptônio
19
2021222324252627282930313233343536
K
CaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
39,0983
40,07844,955947,86750,941551,996154,938055,84558,933258,693463,54665,3969,72372,6174,921678,9679,90483,80
Rubídio
EstrâncioítrioZircônioNióbioMolibdênioTecnécioRutênioRádioPaládioPrataCádmio(ndiaEstanhoAntimônioTelúriolodoXenônio
37
3839404142434445464748495051525354
Rb
SrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
85,4678
87,6288,905991,22492,906495,94197,907\101,07102,9055106,42107,8682112,411114,818118,710121,760127,60126,9045131,29
Césio
BárioLantãnioHâfnioTântaloTungstênioRênioÓsmioIrídioPlatinaOuroMercúrioTálioChumboBismutoPolônioAstatínioRadõnio
55
5657727374757677787980818283848586
Cs
BalaHfTaWReOsIrPtAuHgTIPbBiPoAtRn
132,9054
, 37,32], 38,9055178,49180,9479183,84, 86,207190,2, 92,22, 95,08196,9665ZOO,59204,3833207,2208,98041208,98\1209,99\1222,02\
Frâncio
RádioActfnioRulherfórdioDúbnioSeabórgioBóhrioHássioMeitnério Unumbio
87
8889104105106107108109 112
Fr
RaAcRfDbSgBhHsMt Uub
1223,02\
226,0254227,027811261,11\1262,11\1263,12\1262,12\1265\1266\ 1277\
Cério
Pras@OdímioNeodimioPromécio5amárioEurópioGadolínioTérbioOysprosiumHolmiumÉrbioTüliolterbioLutécio
58
59606162636465666768697071
Ce
PrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
140,11 5
140,9076144,241144,91\150,3615',965157,25158,9253162,50164,9303167,26168,9342173,04174,967
Tório
ProtactínioUrânioNetúnioPlutônioAmericio(unoBerquélioCalifômioEinsténioFérmioMendelévioNobéliolaurêndo
90
919293949596979899100101102103
Th
PaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNolr
232,0381
231,0388238,0289237,048211244,664\11243,061\1247,07\1247,07\1251,08\1252,08\1257,10\(258,10\(259,10\(262,11\
Figura3.3 A tabela periódica organiza os elementos em ordem crescente de número
atômico (nas linhas, da esquerda para a direita), Os elementos de particular importância
geológica estão realçados.
A estruturadeumátomodeterminasuasreaçõesquímicascom
o demais.As reaçõesquímicassãointeraçõesentreátomosde
doi ou maiselementosquímicosemcertasproporçõesfixas,
produzindonovassubstânciasquímicas- oscompostosquími-
cos,Por exemplo,quandodoisátomosdehidrogêniocombi-
nam-e comumdeoxigênio,formamumnovocompostoquí-
micoquechamamosde água(H20).As propriedadesdeum
compotoquímicoformadonodecorrerdeumareaçãopodem
serinteiramentediferentesdaquelasdosseuselementosconsti-
tuintes,Por exemplo,quandoumátomodesódio,ummetal,
combina-secomumátomodecloro,umgásnocivo,forma-seo
compostoquímicocloretodesódio,maisconhecidocomosal
decozinha.Representa-seessecompostopelafórmulaquímica
NaCl, naqualo símboloNa refere-seaoelementosódioeo Cl,
ções químicas ao cloro (a cadaelementoquímicofoi atribuídoumsímbolo
próprio,queseusaàmaneiradeumanotaçãotaquigráfica,pa-
raescreverfórmulaseequaçõesquímicas),
Os compostosquímicos,taiscomoosminerais,sãoforma-
dospor transferênciasdeelétronsentreosátomosreagentes
ou por compartilhamentode elétronsentreeles,Na reação
entreosátomosdesódio(Na)edecloro(CI), paraformarclo-
retodesódio(NaCI),o átomodesódioperdeumelétron,queé
transferidoparao cloro(Figura 3.4), Comoo átomodecloro
recebeuumelétroncomcarganegativa,ficouagoracan"egado
negativamente(Cl-), Da mesmaforma,aperdadeumelétron
dáaosódioumacargapositiva(Na+),°compostoNaCIperma-
neceeletricamenteneutro,poisacargapositivadoNa+éexata-
mentebalanceadapelacarganegativadoCl-, Um íon carrega-
dopositivamenteé denominadodecátion,e umíoncarregado
negativamenteéchamadodeânion,
CAPíTULO 3 • Minerais:Constituintes Básicosdas Rochas ~
...eo átomodecloro
adquireaqueleelétron.
Nessareação,forma-seum
arranjoordenadodeíons.
oQuandoo sódio(Na)e
o cloro(CI) reagem,o
átomodesódioperde
umelétron...
Átomodesódio Átomodecloro
(1 elétronnacamadaexterna) (7 elétronsnacamadaexterna)
~e~.----e____. e ,.....---e~e
/.~e\ \ (e~e\\®'\!!vj ~~ {i.f2Jjj)e\. @ I \ '--../ e'---- •.-/ Atração e '----e.-//eelétrica "---_...........--
19ura3.4 O salde cozinha,NaCI,é formadopelareaçãoentreátomosde cloro e de
:' dio. [C. D. Winter/Photo Researchers]
Os átomosquenãoreagempormeiodeperdasou ganhos
~ elétronscombinam-sequimicamenteporcompartilhamento
::=. elétrons.O carbonoeosilício,doisdosmaisabundantesele-
- ...ntosda crostaterrestre,tendema formarcompostospor
-~io decompartilhamentodeelétrons.O diamanteé umcom-
7 toformadointeiramenteporátomosdecarbonoquecom-
~lham elétronsentresi (Figura3.5).
IJ _ ,.
çoes qUlmlcas
Osíonsouátomosdeelementosqueformamoscompostossão
mantidosjuntosporforçasdeatraçãoentreelétronseprótons,
quechamamosdeligaçõesquímicas.As atraçõesquímicasen-
treelétronscompartilhadosouelétronscedidosouganhospo-
s átomosdecarbono,no
amante,sãodispostos
~gundotetraedrosregulares...
•.\2.~•
-. ~ .-
~.~( ..Y·~'-J·~-.~~.~.~~.-
j L;;·~Elétrons ~ (; ~ ~
/
Núcleo
Figura 3.5 O compartilhamentode
elétronsno diamante.O mineral
diamanteé compostopor umúnico
elemento,o carbono.Cadaátomode
carbonocompartilhaseusquatro
elétronscomquatroátomosde
carbonoadjacentes.
2 era:. õ:endera Terra
-~:-fon soufracaseasligaçõescriadasporessasatrações
• em-er onseqüentementefortesoufracas.Asligaçõesfor-
- - impedemquea substânciadecomponha-sequimicamente
o eu elementosconstituintesouemoutroscompostos.Elas
Iaillbémtomamosmineraisdurose impedemqueelesseque-
bremousedividamempartes.Existemdoisprincipaistiposde
ligaçõesnosmineraisqueformamasrochas:asligaçõesiôni-
aseascovalentes.
to de elétronslivresresultaemum tipo de ligaçãocovalente
chamadadeligaçãometálica,queocorreempoucosminerais,
entreeles,o cobremetálicoealgunssulfetos.
As ligaçõesquímicasdealgunsmineraistêmcaráterinter-
mediárioentreligaçõespuramenteiônicasepuramentecova-
lentes,poisalgunselétronssãotrocados,enquantooutrossão
compartilhados.
Ligações iônicas
A formamaissimplesdeligaçãoquímicaéaligaçãoiônica.As
ligaçõesdessetipoformam-sepelaatraçãoelétricaentreíons
decargasopostas,comoo Na+e o Cl-no doretodesódio(ver
Figura3.4).Essaatraçãoéexatamentedomesmotipodaeletri-
cidadeestáticaquefaz comqueasroupasdenáilonoudeseda
fiquemgrudadasaonossocorpo.3A forçadeumaligaçãoiôni-
cadiminuimuitoàmedidaqueadistânciaentreosíonsaumen-
taeémaisforteseascargaselétricasdestesforemmaiores.As
ligaçõesiôllÍcassãopredominantesnasestruturascristalinas:
cercade90%detodosos mineraissãocompostosessencial-
menteiônicos.
trutura atômica dos minerais
Os mineraispodemserestudadossegundodoispontosdevista
complementares:comocristais(ougrãos)quepodemservistos
aolhonu,oucomoagrupamentosdeátomossubmicroscópicos
organizadossegundoumarranjotridimensionalordenado.De
agoraemdiante,vamosestudaremdetalheasformasordenadas
quecaracterizamaestruturadosmineraiseascondiçõesemque
sãoformados.Maisadiante,nestecapítulo,veremosdequema-
neiraa estruturacristalinadosmineraissemanifestanassuas
propriedadesfísicas.Entretanto,primeiramente,vamosvoltarà
discussãodosprocessosquelevamàformaçãodosminerais.
Ligações covalentes
Os elementosquenãoganhamnemperdemelétronsfacilmen-
teparaformaríonse que,ao invésdisso,formamcompostos
porcompartilhamentoeletrônicoligam-seunsaosoutrospor
meiodeligaçõescovalentes,quesão,emgeral,maisfortesque
asligaçõesiônicas.Um exemplodemineralcomestruturacris-
talinaligadapormeiodecovalênciaéo diamante,quesecom-
põeunicamentedoelementocarbono.Os átomosdecarbono
têmquatroelétronsna camadade valênciae adquiremmais
quatroporcompartilhamento.No diamante,cadaátomodecar-
bono(nessecaso,nãosetratadeíon) é circundadoporquatro
outrosátomos,dispostossegundoumtetraedroregular,ouseja,
umaformapiramidaldequatrofacestriangulares(verFigura
3.5).Nessaconfiguração,cadaátomodecarbonocompartilha
umelétroncomcadaumdeseusátomosvizinhos,o queresul-
taemumaconfiguraçãomuitoestável.A Figura3.5mostraum
retículoformadoportetraedrosdecarbonoligadosentresi.
Osátomosdeelementosmetálicos,quetêmfortetendência
deperderelétrons,sãoempacotadoscomosefossemcátionse
oselétrons,quepermanecemlivresparamover-se,sãocompar-
tilhadoseficamdispersosentreosíons.Essecompartilhamen-
Como se formam os minerais?
Osmineraisformam-sepeloprocessodecristalização,queéo
crescimentodeumsólidoa partirdeumgásou líquidocujos
átomosconstituintesagrupam-sesegundoproporçõesquímicas
e ananjoscristalinosadequados(lembre-sedequeosátomos
dosmineraissãoorganizadossegundoumarranjotridimensio-
nalordenado).Um exemplodecristalizaçãoeestruturacrista-
lina sãoasligaçõesdeátomosdecarbonododiamante,queé
ummineralconstituídoporligaçõescovalentes.Os átomosde
carbonojuntam-seemtetraedros,cadaqual ligadoa outros,
constituindoumaestruturatridimensionalregulara partirde
umgrandenúmerodeátomos(verFigura3.5).À medidaqueo
cristaldediamantecresce,estendesuaestruturatetraédricaem
todasasdireções,sempreadicionandonovosátomose seguin-
do um ananjogeométricopróprio.Os diamantespodemser
sintetizadosemaltastemperaturasepressões,quereproduzem
ascondiçõesdomantoterrestre.
Os íonssódioedoreto,queconstituemo doretodesódio.
ummineralcujasligaçõessãoiônicas,tambémcristalizamse-
gundoum arranjotridimensionalordenado.Na Figura 3.6a.
Figura 3.6 Estruturado c1oretode
sõdio. (a) As linhastracejadasentreos
íons mostrama geometriacúbicadesse
mineral;elasnão estãorepresentando
ligações.Note quecadaíon sõdio é
circundadopor seisíonsc1oreto.(Os íons
nãoforamdesenhadosemescala).(b) Os
tamanhosrelativosentreos íons sõdio e
c1oretopermitemqueelesseempacote
conjuntamente,emumaestruturacúbica.
A ilustraçãomantéma proporcionalidade
entreos tamanhosdos íons.
íon
cioreto/
íon
sódio\
(a) (b)
IOs íons sódio e c1oretoempacotam-sejuntos segundoumaestruturacúbica.
1,00
1,38
Potássio
(K+) t
turacristalina,mascomcomposiçõesquímicasdiferentes.A
substituiçãocatiônicaécomumemmineraiscontendoo íonsi-
licato(SiO44-)e esseprocessopodeserilustradopelaolivina,
ummineraldo tiposilicatoqueé abundanteemmuitasrochas
vulcânicas.
Os íonsferro(Fe2+)e magnésio(Mg2+)têmtamanhosse-
melhantese duascargaspositivas,podendoentãosubstituir-se
mutuamentecommuitafacilidadenaestruturada olivina.A
composiçãodaolivinapuramentemagnesianaéMg2Si04,e a
daolivinapuramenteferríferaéFe2Si04.A composiçãodaoli-
vina contendo ferro e magnésio é dada pela fórmula
(Mg,Fe)2Si04'o quesignificasimplesmentequeo númerode
cátionsdeferroe demagnésiopodevariar,masseutotalcom-
binado(expressopelonúmero2nafÓlmuladaolivina)nãomu-
daemrelaçãoacadaÍonSiO44-. A proporçãoentreferroemag-
nésioédeterminadapelaabundânciarelativa4dosdoiselemen-
tosnomaterialfundidoapartirdoqualaolivinacristalizou-se.
Em muitosmineraissilicáticos,o alumínio(Al) substituio silí-
cio (Si). Os íonsalumínioe silício sãotãosimilaresemtama-
nhoqueo primeiropodetomaro lugardo segundoemmuitas
estruturascristalinas.A diferençade cargaentreo alumínio
(3+)e o silício (4+)éentãocompensadapeloaumentodonú-
merodeoutroscátions,comoo sódio(l +).
A cristalizaçãocomeçacomaformaçãodecristaismicros-
cópicosindividuais,quesãoarranjostridimensionaisordena-
dosdeátomos,nosquaiso arranjobásicorepete-seemtodasas
direções.Os limitesdoscristaissãosuperfíciesplanaschama-
dasdefacescristalinas.As facescristalinasdeummineralsão
aexpressãoexternadaestruturaatômicainterior.NaFigura 3.8
sãomostradosdesenhosde cristaisperfeitos(queraramente
ocorremnanatureza)junto comfotografiasdedoisminerais.
CAPíTULO 3 •Minerais:ConstituintesBásicosdasRochas~
1,84
1,40
1,81
ÂNIONS
Oxigênio
(02-)
CÁTlONS
Silício
(Si4+)0,27Alumínio (AI3+)0,53Ferro
(Fe3+) 0,65
Magnésio
'",
(Mg2+)
e
0,72Ferro (Fe2+)
'~;r
0,73
Sódio
(Na+)
", ..
0,99
gura3.7 Ostamanhosdosíons,naformaemquesão
mumenteencontradosemmineraisformadoresderocha.Os
-:'05 iônicossãodadosem108+cm.[Fonte:L.G.Berry,B.Mason
R.V.Dietrich,Míneralogy.SanFrancisco:W.H.Freeman,1983) (a) (b)
Figura 3.8 Cristaisperfeitos.Oscristaisperfeitossãoraros,
mas,independentementedograudeirregularidadedasfaces,os
ãngulossãoexatamenteosmesmos.[(a)EdDeggingerandBruce
Coleman,(b)BreckP.Kent)
O quartzo,umcristalhexagonalA halita,umcristalcúbico
~ Facescristalinas/
?Qdemosvercomoéageometriadesseagrupamento,ondeca-
"" íondeumelementoécircundadoporseisíonsdooutro,for-
:aa.ndoumasériedeestruturascúbicasqueseestendememtrês
5.reções.Podemosassimconsideraros íonscomosefossem
_sferasrígidas,empacotadasemconjuntoeformandounidades
illllturaisqueseajustamprecisamente.A Figura3.6bmostra
- dimensõesrelativasdosíonsnoNaCl, cujaunidadeestrutu-
~ básicacontémseisíonsvizinhosunsdosoutros,sendoque
...tamanhosrelativosdos íonssódioe cloretopermitemque
= ~sseencaixememumarranjoprecisamenteajustado.
osmineraismaiscomuns,amaioriadoscátionsépeque-
eadosânionségrande(Figura3.7),comoéocasodoânion
:mllS comumnaTerra,o oxigênio.Comoos ânionstendema
.::a- maioresqueoscátions,éevidentequeamaiorpartedoes-
.:- ,o deumcristalé ocupadaporânionsequeoscátionsocu-
?8.Ill osespaçosentreestes.Comoconseqüência,asestruturas
:ristalinassãoemgrandepartedeterminadaspelaformacomo
- ânionsestãodispostosepelamaneiracomooscátionsseco-
... amentreeles.
Os cátionscomtamanhose cargassemelhantestendema
~ tituir-semutuamenteeformarcompostosdemesmaestru-Figura 3.10 Umdepósitode halitado Sultanatode Omã.Esse
depósito,que temmaisde 500 milhõesde anos,foi amostrado
por umasondagemprofunda.A bandanegraé matériaorgânica
concentrada,derivadade microrganismosqueviveramem
ambientesextremamentehipersalinos,formadosquandoum
antigooceanosecou. [JohnGrotzinger)
Quandoseformamos minerais?
Umamaneiradesecomeçarumprocessodecristalizaçãoédi-
minuir a temperaturadeum líquido abaixode seupontode
congelamento.Paraa água,porexemplo,O°Céatemperatura
abaixodaqualoscristaisdegelo,queéummineral,começam
aseformar.Damesmaforma,ummagma- queéumarochalí-
quidaderretidaquente- cristalizamineraissólidosà medida
",""2 ~i1 ender a Terra
- do ri taisdehalita,comsuasformasgeométricas
. orrepondemaoarranjocúbicodeseusíons.A forma
yada(hexagonal)docristaldequartzocorrespondea sua
;>s urraatômicainternahexagonal.
O grandescristaiscom facesbemdefinidasformam-se
.uandoocrescimentoé lentoeestávelequandoháespaçoade-
quadoparapermitiro crescimentoseminterferênciadeoutros
ristai próximos.Poressarazão,amaioriadosgrandescristais
forma-seemespaçosabertosnasrochas,taiscomofraturase
a\'idades(Figura3.9).
Entretanto,comumenteouosespaçosentreoscristaisem
rescimentoencontram-sepreenchidosou,então,acristaliza-
,ãoocorrecommuitarapidez.Dessaforma,oscristaisacabam
rescendounssobreosoutrosecoalescemparasetornaruma
massasólidadepartículascristalinas,chamadasdegrãos.Nes-
secaso,poucosgrãosounenhumterãofacescristalinas(verFi-
gura3.9).Cristaissuficientementegrandesparaseremvistosa
olhonusãoraros,masmuitosdosmineraismicroscópicosnas
rochastêmfacescristalinas.
Diferentementedosmineraiscristalinos,os materiaisví-
treos- que,porsesolidificaremtãorapidamenteapartirdelí-
quidos,nãotêmqualquerordematômicainterna- nãoformam
cristaiscomfacesplanas.Ao invésdisso,elessãoencontrados
comomassascomsuperfíciescurvas,irregulares.O maisco-
mumdosvidroséo vidrovulcânico.
Figura 3.9 Amostrade ametista,comcristaisgrandese bem
formados[JoséManuelSanchisCalvete/Corbis)
queseresfria.Quandoatemperaturadeummagmacaiabaixo
doseupontodefusão,quepodesermaisaltoqueI.OOO°C,os
cristaisdesilicatoscomoaolivinaouofeldspatocomeçamase
formar.(Osgeólogosnormalmenteutilizampontodefusãode
magmasemvezdepontodecongelamento,poisestapalavra,
emgeral,implicatemperaturasbaixas.)
Outroconjuntodecondiçõescapazdeproduzircristaliza-
çãoé aquelequeocorrequandoos líquidosdeumasolução
evaporam.Umasoluçãoforma-sequandournasubstânciaquí-
micaédissolvidaemoutra,cornoo salnaágua.À medidaque
a águaevaporadeurnasoluçãosalina,a concentraçãode sal
torna-setãoaltaqueasoluçãoéditasaturada- nãopodemais
contersal.Seaevaporaçãocontinuar,o salcomeçaaprecipi-
tar, istoé,abandonaasoluçãosobaformadecristais.Depósi-
tos dehalita,queé o sal de cozinha,formam-seexatamente
nessascondições,ouseja,quandoaáguadomarevaporaatéo
pontode saturação,embaíasou braçosde maresde climas
quenteseáridos(Figura3.10).
O diamantee agrafita(queéusadanafabricaçãodelápis)
exemplificamos efeitosdramáticosque a temperaturae a
pressãopodemexercerna cristalizaçãode minerais.Esses
doismineraissãopolimorfos,ou seja,estruturasalternativas
deumúnicocompostoquímico(Figura panorâmica3.11).
Ambos sãoformadospor carbonotêmdiferentesestruturas
CAPíTULO 3 • Minerais:Constituintes Básicos das Rochas ~
o CARBONO E O SILíCIO EXISTEM COMO MINERAIS POLlMÓRFICOS
MINERAISPOLlMORFOSDOCARBONO (a) Grafita
OPolimorfossãoestruturas
alternativasdeumúnico
compostoquímico,nesse
caso,decarbono.
DA grafitaforma-seem
pressõesetemperaturas
maisbaixasqueo diamante.
DSeusátomosdecarbono
formamfolhascujosátomos
têmumempacotamentomais
abertoqueaqueledodiamante.
(b) Diamante O diamantenaturaléformado
nasaltaspressõesetemperaturas
domantoterrestre.
Seusátomosdecarbono
têmumempacotamento
fechado.
Grafita Diamante
Arranjos
tridimensionais
O quartzoé composto
por tetraedrosdesilicato
dispostosdamesma
formaqueostetraedros
nodiamante.
(g)(f) Cadeiasduplas
O íonsilicatoforma
tetraedroscomumíoncentral
desilíciocircundadopor
quatroíons.
Tetraedroscomdiferentestipos
dearranjossãocaracterísticos
deoutrosmineraissilicáticos.
íonsilício
(Si4+)~
_:1
. L--
lonsoxigênio
(02-)
(d) Tetraedrosisolados (e) Cadeiassimples
O íON SILlCATOEOS MINERAISPOLlMORFOSDESILlCATOSs
(c) íonsilicato(Si044-)
Olivina Piroxênio Anfibólio Moscovita Feldspato
Figurapanorâmica3.11 Os polimorfosde carbonoe asestruturasdos silicatos.[Grafita:
john A. jaszczak,MichiganTechnologicalUniversity.Diamante:CharlesO'Rear/Corbis. Olivina:
Chip C1ark.Piroxênio:Chip Clark.Anfibólio (homblenda):GeorgeWhiteley/PhotoResearchers.
Moscovita (mica):Chip Clark.Feldspato:Chip Clark]
6 i'araEntenderaTerra
"-ralina e uaaparênciaé, também,bastantediversa(Figu-
.11a e -..11b).A partirdeexperimentose daobservação
ceológica,sabemosqueo diamanteforma-seemantém-sees-
m\"elna altaspressõese temperaturasdomantoterrestre.A
altapressãodomantoforçaosátomosdo diamanteaficarem
fortementeempacotadose, portanto,o diamantetem uma
den idade(massaporunidadedevolume)de3,5g/cm3,maior
quea dagrafita,quetemumempacotamentomenosfechado
e umadensidadede apenas2,lg/cm3. A grafitaforma-see
permaneceestávelem pressõese temperaturasmoderadas,
taiscomoasdacrostaterrestre.
As baixastemperaturastambémpodemproduzirempacota-
mentosdensos.°quartzoeacristobalitasãopolimorfosdesí-
lica (Si02).°quartzoforma-seembaixastemperaturaseére-
lativamentedenso(2,7g/cm3). A cristobalita,queseformaem
temperaturasmaisaltas,temumaestruturamaisabertae,por-
tanto,émenosdensa.
/\Jeraisformadores de rochas
Os mineraissãoclassificadosemoito gruposdeacordocom
suacomposiçãoquímica,sendoseisdelesIistadosnoQuadro
3.1.6Algunsminerais,comoocobre,ocorremnaturalmenteco-
mo elementospurosnão-ionizadose sãoclassificadoscomo
elementosnativos.A maioriadosdemaismineraiséclassifica-
dadeacordocomseusânions.A olivina,porexemplo,éclassi-
ficadacomosilicatoporcausadeseuânion,quetemafórmula
Si044-. A halita(NaCl)esuaparentepróxima,asilvita,queéo
cloretodepotássio(KCl), sãoambasclassificadascomohale-
tosporcausadeseuânion,o Cl-.
Emboraseconheçammilharesdeminerais,osgeólogosco-
mumentesedeparamcompoucomaisde30mineraisdiferen-
tes,sendoessesosprincipaisconstituintesdamaioriadasro-
chascrustaise,poressemotivo,denominadosdemineraisfor-
madoresderochas.°pequenonúmerodemineraisformadores
de rochasexistentesé conseqüênciado reduzidonúmerode
elementosencontradosdentreosmaisabundantesdacrostater-
restre.Como aprendemosno Capítulo 1, 99% da crostasão
constituídosporsomentenoveelementos.
Naspáginasseguintes,vamosestudarosmineraisformado-
resderochasmaiscomuns,quaissejam:
• Silicatos,osmineraismaisabundantesdacrostaterrestre,são
formadospelacombinaçãodeoxigênio(O) e silício (Si) - os
doiselementosdemaiorocorrêncianacrosta- comcátionsde
outroselementos.
• Carbonatossãomineraisconstituídosdecarbonoeoxigênio,
naformadeânioncarbonato(C032-) combinadocomcálcioe
magnésio.A calcita(CaC03) éumdessesminerais.
• Óxidossãocompostosdeânionoxigênio(02-)ecátionsmetá-
licos;umexemploéo mineralhematita(Fe203).
• Sulfetossãocompostosdeânionsulfeto(S2-)ecátionsmetáli-
cos.Nessegrupoestáinclusoomineralpirita(FeS2).
• Sulfatossãocompostosdeânionsulfato(SO42-)ecátionsme-
tálicos;o grupoincluiomineralanidrita(CaS04).
As outrasclassesquímicasdeminerais,incluindoos ele-
mentosnativosehaletos,nãosãotãocomunsquantoosmine-
raisformadoresderochas.
Silicatos
°constituintebásicodetodasasestruturasdosmineraissilicá-
ticosé o íonsilicato.É umtetraedro- umaestruturaempirâ-
midecomquatrofaces- compostodeumíon centraldesilício
(Si4+)circundadoporquatroíonsoxigênio(02-), queconfigu-
ramafórmulaSi044- (Figurapanorâmica3.11c).Comoo íon
silicatotemumacarganegativa,freqüentementeseliga a cá-
tionsparaformarmineraiseletricamenteneutros.°íon silica-
to liga-setipicamentea cátionscomosódio (Na+),potássio
(K+),cálcio(Ca2+),magnésio(Mg2+),eferro(Fe2+).Alternati-Quadro 3.1
Classe
Elementosnativos
Óxidosehidróxidos
Haletos
Carbonatos
Sulfatos
Silicatos
Ânions definidores
Nenhum:semíonscarregados
Íonoxigênio(02-)
Íonhidroxila(OH-)
Cloreto(Cl-),fluoreto~),
brometo(Br), iodeto0-)
Íoncarbonato(C032-)
Íonsulfato(5°42-)
Íonsilicato(Si044-)
Exemplo
Cobremetálico(Cu)
Hematita(pe203)
Brucita(Mg[OHh)
Halita(NaCl)
Calcita(CaC03)
Anidrita(CaS04)
Olivina(Mg2Si04)
CAPíTULO 3 •Minerais:Constituintes Básicosdas Rochas ~
mnente,elepodecompartilharíonsoxigêniocomoutroste-
:medrosdesilício-oxigênio.Ostetraedrospodemestarisolados
.:igadossomentea cátions),comotambémpodemligar-sea
0Utrostetraedrosdesílica,formandoanéis,cadeiassimples,ca-
.:.eiasduplas,folhasouredes,algunsdosquaismostradosnaFi-
.5illapanorâmica3.11.
Tetraedrosisolados Os tetraedrosisolados7 sãoconectados
:" r meio de uma ligaçãoa um cátion (Figurapanorâmica
:.lld). Os cátions,por suavez,ligam-seaosíonsoxigêniode
utrostetraedros.Ostetraedrossão,assim,isoladosunsdosou-
::ospormeiodecátions,queosseparamportodososlados.A
liYÍnaéumdosmineraisformadoresderochasqueapresenta
_- aestrutura.
Arranjos emcadeiassimples As cadeiassimples8formam-se
~bém porcompartilhamentodeíonsoxigênio.Dois íonsde
~xigêniodecadatetraedroligam-seatetraedrosadjacentesem
:nnacadeiadeextremidadeaberta(Figurapanorâmica3.11e).
cadeiasindividuaisligam-sea outrascadeiaspormeiode
_ 'nons.Os mineraisdo grupodospiroxêniossãosilicatosde
_ deiassimples.A enstatita,umpiroxênio,écompostadeíons
.:eferroou magnésio,ou ambos,e suaestruturaé limitadaa
~a cadeiaúnicadetetraedros,naqualosdoiscátionspodem
_ bstituir-se mutuamente,como na olivina. A fórmula
_lg,Fe)Si03 representaessaestrutura.
Arranjos em cadeiasduplas Duascadeiassimplespodem
:ombinar-separaformarcadeiasduplasligadasumasàsoutras
-; r íonsoxigêniocompartilhados(Figurapanorâmica3.11f).
- mineraisdo grupodosanfibóliostêmestruturasformadas
~ r cadeiasduplasadjacentes,ligadasporcátions.A hornblen-
~ membrodessegrupo,éummineralextremamentecomum
rochasígneasemetamórficas.Suacomposiçãoécomplexa,
luindocálcio (Ca2+),sódio(Na+),magnésio(Mg2+),ferro
Fe2+)ealumínio(AP+).
Estruturas em folha Em estruturasdo tipo folha,9cadate-
~ edrocompartilhatrêsdosseusíonsoxigêniocomoutroste-
:L<l.edrosparaformarempilhamentosde folhasde tetraedros
~gurapanorâmica3.11g),sendoque,entreas folhasdete-
~ edros,podemestarinteracamadosos cátions.Os silicatos
aisabundantescomestruturaemfolhasãoasmicaseosmi-
nerais de argila. A moscovita,uma mica cuja fórmula é
KAI3Si30IO(OH)2' éumdossilicatoscomestruturaemfolha
maiscomuns,podendoserencontradaemmuitostiposdero-
chas.A moscovitapodeserseparadaemfolhastransparentes
extremamentefinas.A caulinita(AI2Si20s(OH)4)'quetema
mesmaestruturaemfolhas,é um argilomineralcomum,en-
contradoemsedimentos,econstituiamatéria-primaessencial
paraafabricaçãodecerâmica.
Estruturas tridimensionais As redestridimensionais1ofor-
mam-seàmedidaquecadatetraedrocompartilhatodososseus
íonsoxigêniocomoutrostetraedros.Osfeldspatos,quesãoos
mineraismais abundantesda crostaterrestre,bem como o
quartzo(Si02),outromineraltambémmuitocomum,sãosili-
catoscomredestridimensionaisdetetraedros(Figurapanorâ-
mica3.11h).
Composiçãodossilicatos O silicatodecomposiçãoquímica
maissimplesé o dióxidode silício, tambémchamadosílica
(Si02),queéencontradomaisfreqüentementenaformadomi-
neralquartzo.Quandoostetraedrosdesilicatodoquartzoseli-
gam,compartilhandodoisíonsoxigênioparacadaíonsilício,a
fórmulatomaaconfiguraçãoSi02.
Em outrossilicatos,asunidadesbásicas- anéis,cadeias,folhas
e estruturastridimensionais- sãoligadasa cátionstaiscomo
sódio(Na+),cálcio (Ca2+),potássio(K+),magnésio(Mg2+)e
ferro(Fe2+).Comojá foi mencionadonadiscussãosobresubs-
tituiçãodecátions,o alumínio(AI3+)substituio silícioemmui-
tossilicatos.
Carbonatos
A caleita(carbonatode cálcio, CaC03) é um dos minerais
não-silicáticosmais abundantesda crostaterrestre,sendoo
constituinteprincipaldeumgrupoderochas,oscalcários(Fi-
gura 3.12).°constituintebásicodacalcita,o íon carbonato
(C032-),consisteemumíon carbonocircundadopor trêsíons
deoxigênio,emumtriângulo,comovistonaFigura3.12b.°
átomodecarbonocompartilhaelétronscomosátomosdeoxi-
gênio.Os gruposde íonscarbonatosãodispostosemfolhas,
sendo,deceltaforma,similaresàestruturadossilicatoscomes-
truturafoliácea,e sãoligadosporcamadasdecátions(Figura
2) Calcário (b) íon carbonato
(C032-)
Carbonato e cálcio
dispõem-sesegundo
folhas alternadas.
(c) Estruturado carbonato
de cálcio
íon cálcio\
Figura3.12 Os carbonatos.
comoa caleita(carbonatode
cálcio,CaC03), têmumaestrutura
emcamadas.(a) Calcário. (Leonard
Lessin/PeterArnold Inc.] (b) Vista
de topo do constituintebásicodo
carbonato,queéconstituídopor
umíon carbonocircundado,emum
triângulo,por três íons oxigênio,
comumacargatotal de -2. (c)
Vistadascamadasalternadasde
íons cálcioe carbonato.
~ra =. ender a Terra
Figura 3.13 Mineraisquenãofazempartedo grupodos
silicatos:hematita(esquerda);espinélio(direita). [Chip Clark]
3.12c).As folhasdeíonscarbonatonacalcitasãoseparadaspor
camadasde íons cálcio.°mineraldolomita,cuja fórmulaé
CaMg(COJ)2'queétambémumdosprincipaismineraisdasro-
chascrustais,éconstituídopelasmesmasfolhasdecarbonato,
separadasporcamadasalternadasdeíonscálcioemagnésio.
Óxidos
Os mineraisdo grupodosóxidossãocompostosnosquaiso
oxigênioéligadoaátomosoucátionsdeoutroselementos,nor-
malmenteíonsmetálicoscomooferro(Fe2+ouFe3+).A maio-
riadosóxidostemligaçõesiônicase suasestruturassãovariá-
veisdeacordocomo tamanhodoscátionsmetálicos.Essegru-
podemineraistemgrandeimportânciaeconômica,poisinclui
osminériosdamaioriadosmetais,taiscomocromoe titânio,
usadosnaindústriaenasaplicaçõestecnológicasdemateriaise
aparelhosmetálicos.A hematita(Fe203), mostradanaFigura
3.13,éo principalminériodeferro.
Outro abundantemineraldessegrupo,o espinélio,é um
óxidodedoismetais,magnésioealumínio(MgAI204). °espi-
nélio(Figura3.13)temumaestruturacúbicafortementeempa-
Figura 3.14 Umaamostrade pirita,tambémconhecidacomo
"ourode tolo". [LesterV.Bergman/Corbis]
cotadae altadensidade(3,6g/cm3),refletindoascondiçõesde
altapressãoetemperaturaemqueseforma.°espinéliotrans-
parente,comqualidadedegema,lembrao rubiea safiraepo-
deserencontradonasjóiasdacoroadaInglaterraedaRússia.
Sulfetos
Osprincipaisminériosdemuitassubstânciasimportantes- tais
comocobre,zincoeníquel- sãomembrosdogrupodossulfe-
tos.EssegrupoéformadopeloscompostosdoÍon sulfeto(S2-)
comcátionsmetálicos.No Íonsulfeto,umátomodeenxofrere-
cebeudoiselétronsemsuacamadamaisexterna.Muitos dos
sulfetosparecemmetaise quasetodossãoopacos.°sulfeto
maiscomuméapirita(FeS2),tambémchamadade"oUIOdeto-
lo", devidoà suasemelhançacomo ouro(Figura 3.14).
Sulfatos
A unidadebásicadetodosossulfatosé o íon sulfato(SOl-).
Trata-sedeumtetraedrocompostoporumátomocentraldeen-
xofrecircundadoporquatroíonsdeoxigênio(02-). Um dos
mineraismaisabundantesdessegrupoéagipsita,o componen-
teprimáriodogesso(Figura 3.15).A gipsitaforma-sequando
aáguadomarevapora.Duranteaevaporação,o Ca2+eo SO42-,
doisÍonsabundantesnaáguado mar,combinam-seeprecipi-
tamcomocamadasdesedimento,formandosulfatodecálcio
(CaS04• 2H20) (o ponto,nessafórmula,representaa ligação
deduasmoléculasdeáguaaosÍonscálcioesulfato).
Outrosulfatodecálcio,aanidrita(CaS04), diferedagipsi-
tapornãoconterágua.Seunomeéderivadodapalavraanidro,
quesignifica"semágua".A gipsitaéestávelnasbaixastempe-
raturasepressõesnasuperfícieterrestre,enquantoa anidritaé
estávelemtemperaturase pressõesmaiselevadas,típicasdas
rochassedimentaresquesofreramsoterramento.
Figura 3.15 A gipsitaé umsulfatoformadopelaevaporaçãoda
águado mar.[JoséManuelSanchisCalvete/Corbis]
CAPíTULO 3 • Minerais:Constituintes Básicos das Rochas ~
Figura 3.16 Testecomácidoclorídrico.Um
métodofácil e eficazparaidentificarcertos
mineraisé pingarácidoclorídricodiluído(HCI) na
substância.Se elaefervescer,indicandoescapede
dióxidode carbono,o mineralprovavelmenteé a
calcita.[Chip Clark]
Mineral Númerona escalaObjetoscomuns
Talco Gipsita
2---Unha
Calcita
3--- Moeda11 decobre
Fluorita
4
Apatita
5--- Lâminadeumafaca
Ortoclásio
6--- Vidrodejanela
Quartzo
7--- EstiletedeaçolZ
Topázio
8
Coríndon
9
Diamante
10
E~' ~
Quadro3.2 EscaladedurezadeMohs
Lembre-sede queas ligaçõescovalentessãogeralmente
maisfortesqueasiônicas.A durezadeummineraldependeda
forçadesuasligaçõesquímicas:quantomaisfortesasligações,
maisduroeleserá.Tambémaestruturacristalinavariaentreos
mineraisdogrupodossilicatos,o quesetraduzemvariações
dedureza.Porexemplo,adurezavariadesde1,notalco(umsi-
licatocomestruturaemfolhas),até8,notopázio(umsilicato
formadopor tetraedrosisolados).A durezadamaioriadossili-
catosvariaentre5 e 7, naescaladeMohs, e somenteaqueles
comestruturaemfolhassãorelativamentemoles,comdureza
variávelde1a3.
Dentrodegruposespecíficosdemineraiscomestruturas
cristalinassimilares,o aumentodadurezaestárelacionadoa
Dureza
A durezaéafacilidadecomqueasuperfíciedeummineralpo-
ie serriscada.Da mesmaformaqueo diamante,o mineral
;:naisdurodanatureza,riscao vidro,tambémo quartzo,queé
;:naisduroqueo feldspato,poderiscaresteúltimomineral.Em
1 22,FriedrichMohs, um mineralogistaaustríaco,construiu
:mIaescala(conhecidacomoescaladedurezadeMohs), ba-
.::~adanafacilidadecomqueummineralriscaooutro.Numex-
::;emodaescala,estáomineralmaismole(talco),e,nooutro,o
aisduro(diamante)(Quadro3.2).A escaladeMohs éainda
'llIladasmelhoresferramentasparaidentificarummineraldes-
;:onhecido,e,comumafacadeaçoe amostrasdealgunsdos
:nineraisquefazempartedaescaladedureza,umgeólogopo-
2<:.nocampo,determinaraposiçãoqueummineraldesconhe-
.:idoocupanaescala.Por exemplo,seo mineraldesconhecido
.;:-uderserriscadoporumpedaçodequartzo,masnãopelafaca,
_ adureza,naescala,estaráentre5 e7.
Os geólogosusamseusconhecimentossobrea composiçãoe a
estruturadosmineraisparaentenderas·origensdasrochas.Para
ranto,emprimeirolugar,énecessárioidentificarosmineraisque
compõemarocha,oqueéfeitopormeiodepropriedadesfísicas
i: químicas,asquaispodemserobservadasdemodorelativamen-
:efácil.No séculoXIX einíciodoXX, osgeólogosandavamcom
_ tojosdecampoparafazertestesquímicospreliminaresqueaju-
davamnaidentificaçãodosminerais.Um dessestestesdeuori-
gemàexpressão"testedaefervescência",queconsisteempingar
umagotadeácidoclorídricodiluído(HCI)nomineralparaverse
de efervesce(Figura3.16).A efervescênciaindicaqueodióxido
decarbono(COz)estáescapando,o quesignificaqueo mineral
emquestãoéprovavelmenteacalcita,umcarbonato.
A parteseguintedestecapítuloserádedicadaareveraspro-
priedadesfísicasdosminerais,muitasdasquaislhesconferem
"alordeusopráticooudecorativo.
9 :lzra ::n-enderaTerra
3.1 Porqueasgemassãotãoespeciais?
Não sesabequandoo serhumanocoletoupelaprimeiravezumbelocristalminerale o guardouparaSi,13massa-
be-sequenaantigacivilizaçãoegípcia,há4 milanos,utiliza-
vam-segemasemcolarese emoutrosadornos.14Semdúvida,
essesantigosegípciossentiam-seatraídospelascorese pelos
jogosdeluznassuperfíciespolidasdeminerais,comoacorna-
lina,o lápis-Iazúlie aturquesa.A core o brilho(queéacapa-
cidadederefletira luz)sãoatéhojequalidadesqueajudama
definirseummineraléounãoumagema.Emborao valoratri-
buídoaumagemasejavariávelemcadaculturae períodohis-
tórico,outrosatributosnecessáriosparecemser:beleza,trans-
parência,durabilidadee raridade.A maioriadosmineraistem
essasnotáveisqualidades,masasgemasconsideradasmais
preciosassãoo rubi,asafirae,éclaro,o diamante.
Umdiamante,aocontráriodoqueaspropagandasalegam,
podenãoserparasempre- pelomenosemtermosgeológi-
cos-, maséalgoespecial.Seubrilho,osjogosdecoresnasua
superfícieeascintilaçõesqueeleemitesãoúnicos.A origem
dessaqualidaderepousanamaneiracomodiamanterefrataou
encurvaa luz.Essascaracterísticassãorealçadaspelanotável
capacidadequeo diamantetemdepartir-seperfeitamenteao
longodedeterminadasdireçõesdo cristale queos lapidado-
resutilizamparafacilitaro corteprecisodaspedrascomqua-
lidadedegema.As múltiplasfacetasdosdiamanteslapidados
sãopolidasparaaumentara aparênciacintilantedagema.15
Suasfacetassomentepodemserpolidascomautilizaçãode
outrosdiamantes,poiseleéo maisduromineralconhecido-
étãoduroquepodearranharqualqueroutromineralenãoso-
frerdanos.A estruturadensamenteempacotadaeasfortesli-
gaçõescovalentesentreos átomosdecarbonoconferemao
diamanteessascaracterísticas,quepermitemqueelesejaiden-
tificadosemerropelosmineralogistasejoalheiros.
Os rubiseassafirassãovariedadesgemológicasdocorín-
don,ummineralcomum(óxidodealumínio),queéabundante
etemamplaocorrênciaemváriostiposderochas.Emborame-
nosqueo diamante,o coríndontambémé extremamentedu-
ro.Pequenasquantidadesdeimpurezasproduzemasintensas
outrosfatores,quetambémaumentama forçadasligações,
taiscomo:
• Tamanho:Quantomenoresosátomosouíons,menoradistân-
iaentreeles,maisforteaatraçãoelétricae,portanto,maisforte
a ligação.
• Caroa:Quantomaioracargadosíons,maiora atraçãoentre
=lese.portanto,maisfortea ligação.
• Empacoramenfodosátomosou íons:Quantomaisfechadoo
-oramentodeátomosouíons,menoradistânciaentreeles
'íülDtO.mai fortealigação.
coresquelheconferemvalor.O rubi,porexemplo,évermelho
devidoa pequenasquantidadesdecromo,a mesmasubstân-
ciaqueconfereàesmeraldasuacorverde.
Gemascomoo topázio,a granada,a turmalina,ajade,a
turquesaeo zircãosãomenosvaliosase,porvezes,denomi-
nadassemipreciosas.16Muitasdelas,a exemplodagranada,
sâoconstituintescomunsdasrochas,ondeocorremprincipal-
mentecomopequenoscristaisimperfeitoscommuitasimpu-
rezase baixatransparência.Entretanto,sobcondiçõesespe-
ciais,podemformar-segranadascomqualidadedegema.De
temposemtempos,algunsmineraisquenãosâoordinaria-
menteconsideradosgemaspodemgozardesúbita(etalvez
temporária)popularidade.A hematita(óxidodeferro)hojeem
diatemessacondição,aparecendoemcolaresepulseiras.
Umbrochedesafira(azul)ediamante(incolor)deFortunato
PioCasteliani,séculoXIX,do InstitutoSmithsonian,século
XIX. [AldoTutino/ArtResource]
O tamanhoéumfatordeespecialimportânciaparaadure-
za damaioriadosóxidosmetálicose sulfetosdemetaiscom
grandenúmeroatômico- taiscomoouro,prata,cobreechum-
bo. Os mineraisdessesgrupossãomoles,comdurezamenor
que3,porqueoscátionsmetálicosqueoscompõemsãomuito
grandes.Oscarbonatose sulfatos,gruposemqueasestruturas
têmempacotamentomenosdenso,tambémsãomoles,comdu-
rezamenorqueS. Em todosessesgrupos,adurezarefleteafor-
çadasligaçõesquímicas.
Camada...........•de silicato ~
Camada de
hidróxido de ~alumínio
Átomo de
alumínio
"Sanduíche"
A c1ivagemdas
micasocorre
entreas
camadasdo
"sanduíche".
"Sanduíche"
CAPíTULO 3 • Minerais:Constituintes Básicosdas Rochas ~
Figura3.17 A c1ivagemda mica.O diagramamostraos planos
dec1ivagemnaestruturado mineral,orientados
perpendicularmenteao planoda página.As linhashorizontais
marcamasinterfacesentreasfolhasde tetraedrosde sílica-
oxigênioe asfolhasde hidróxidode alumínio.Estasúltimasligam
Clivagem
Clivagemé a tendênciaqueumcristalapresentadepartir-se
segundosuperfíciesplanares.17 A perfeiçãodessassuperfícies
variainversamentecoma força dasligações:fortesligações
produziriamclivagensimperfeitas;ligaçõesfracasproduziriam
livagensperfeitasouboas.Comoconseqüênciadesuaforça,
asligaçõescovalentesgeralmenteproduzemclivagensimper-
feitasou mesmonenhumaclivagem.As ligaçõesiônicassão
geralmentefracase,assim,produzemexcelentesclivagens.
Se as ligaçõesentrealgunsdosplanosde átomosde um
ristalforemfracas,pode-seforçaro minerala separar-seao
longodessesmesmosplanos.A moscovita,queéumsilicatoda
famíliadasmicascomestruturaemfolhas,quebra-seaolongo
desuperfíciesplanares,paralelase lustrosas,formandofolhas
transparentescommenosde lmm deespessura.A excelente
clivagemdasmicaséresultantedafraquezadasligaçõesentre
ascamadasdecátionsalternadascomfolhasdetetraedrosdesílica,formando"sanduíches"(Figura 3.17).
As clivagenssãoclassificadasdeacordocomdoisgrupos
decaracterísticas:(1) númerodeplanosepadrãodeclivagem;
(2) qualidadedosplanosdeclivageme facilidadecomqueo
cristalseseparaaolongodessesplanos.
Númerodeplanos;padrãodeclivagemO númerodeplanos
eospadrõesdeclivagemsãocaracterísticasdiagnósticasparaa
identificaçãodemuitosmineraisformadoresderochas.A mos-
covita,porexemplo,temsomenteumplanodeclivagem,en-
quantoacalcitaeadolomitatêmtrêsexcelentesdireçõesdecli-
vagem,o quedáaelasumaaparênciaromboidal(Figura3.18).
A estruturadecadacristaldeterminaanaturezadosseuspla-
nosdeclivageme desuasfacescristalinas.Emumdadocristal,
o númerodeplanosdeclivagemserásempremenorqueo de
possíveisfacescristalinas,poisfacespodemformar-seaolongo
dequalquerumdosmuitosplanosformadosporalinhamentosde
átomosou íons,enquantoa clivagemocorreráentreosplanos
as duascamadastetraédricascomosefossemum"sanduíche".Os
planosde clivagemlocalizam-seentreesses"sanduíches"
compostosde tetraedrosde sílicae de hidróxidode alumínio.A
fotografiamostraasfinasfolhasquese separamao longo de
planosde c1ivagem.[Chip C1ark]
Figura3.18 Exemplode c1ivagemromboidalnacalcita.A calcita
pode serc1ivadapor umalevemarteladadadaemumformão .
orientadoemdireçãoparalelaa umde seusplanosde c1ivagem.
[Chip Clark]
92 :>c ::ntendera Terra
-: ~-ãnliga>õe fracasentresi.Enquantotodososcristaisdeum
esmomineralexibema suaclivagemcaracterística,somente
clgunsmostramsuasfacesdistintivas.
--\.galena(sulfetodechumbo,PbS)eahalita(cloretodeSó-
dio.~aCl) clivam-seaolongodetrêsplanos,formandocubos
perfeitos.A existênciadeclivagensemângulosdistintivosaju-
daa identificaroutroimportantegrupodesilicatos,ospiroxê-
moseanfibólios,que,senãofossepelasclivagens,seriammui-
[O parecidosentresi (Figura 3.19).Ospiroxêniossãosilicatos
decadeiassimples,ligadasumasàsoutrascomumadisposição
queprovocao surgimentodeplanosdeclivagemqueformam
ângulosquaseretos(cercade90°)entresi.Em secçõesbasais,
o padrãode clivagemdo piroxênioaparecequasecomoum
quadrado.Em contraste,os anfibólios,formadospor cadeias
duplas,sãoligadosdemaneiraa mostrardoisplanosdecliva-
gem,formandoângulospróximosa60e 120°entresi eprodu-
zindoumasecçãoemformadelosango.
Qualidadedac1ivagemefacilidadedeseparaçãodosplanos
A clivagemdeummineralpodeseravaliadacomoperfeita,boa
ouregular,dependendodaqualidadedasuperfícieproduzidae
dafacilidadecomqueo mineralseseparanosplanosdecliva-
gemoA moscovitapodeserfacilmenteclivada,produzindosu-
perfíciesmuitolisas,deextremaqualidade;diz-sequesuacliva-
geméperfeita.Ossilicatosdecadeiassimpleseduplas(piroxê-
nioseanfibólios,respectivamente)têmclivagensboas.Embora
essesmineraisquebrem-sefacilmenteaolongodosseusplanos
de clivagem,podemquebrar-setambémem outrasdireções,
produzindosuperfíciesdeclivagemnãotãolisasquantoasdas
micas.A clivagemregularocorrenoberilo,umsilicatocomes-
truturaemanéis.A clivagemdoberiloémenosregularqueadas
micas,e O mineralquebra-sedeformarelativamentefácil ao
longodedireçõesdiferentesdaquelasdosplanosdeclivagem.
Muitosmineraisformam-seporligaçõestãofortesquenão
apresentamnemmesmoclivagensregulares.O quartzo,queé
umsilicatocomestruturaemredestridimensionais,temliga-
çõestãofortesemtodasasdireçõesquesequebraaolongode
superfíciesirregulares.A granada,um silicatocomestrutura
formadapor tetraedrosisolados,tambémtemligaçõesmuito
fortesemtodasasdireçõese,assim,nãotemclivagem.A falta
deumatendênciaaclivaréencontradaemmuitossilicatosfor-
madospor redestridimensionaisde tetraedrose emsilicatos
formadosportetraedrosisolados.
Fratura
Fratura éatendênciaqueoscristaistêmdequebrar-seaolongo
desuperfíciesirregularesaoinvésdeutilizaremplanosdecliva-
gem.18Todososmineraismostramfraturas;elaspodemcortaros
planosdeclivagemou desenvolver-seemqualquerdireçãoem
mineraisquenãotêmclivagem,comooquartzo.As fraturasestão
relacionadasaomodocomoasforçasde ligaçãodistribuem-se
emdireçõestransversaisaosplanoscristalinos.A quebradessas
ligaçõesresultaemfraturasirregulares.As fraturasconchoidais19
têmsupeJfícieslisas,encurvadas,comoasqueseformampela
quebradepeçasespessasdevidro.As fraturascomumentetêma
aparênciademadeirarachadae,nessecaso,sãochamadasdefra-
turasfibrosas.A fonuaeaaparênciadosmuitostiposdefraturas
irregularesdependemdaestruturaparticulardecadamineral.
IOs piroxêniossâo mineraisde
silicatos.Quandoas ligaçõesfra-
casentreascadeiasse rompem,o
ânguloformadoéde cercade 90'.
Os anfibóliossâo silicatosdeca-
deiasduplas.Quandoasligações
fracasentreascadeiasse rompem,o
ânguloformadoé de cercade 120'.
Brilho
O modocomoasuperfíciedecadamineralrefletealuzconfere-
lheumapropriedadecaracterística,queéO brilho. O brilhodos
mineraispodeserdescritopelostermoslistadosnoQuadro3.3.
O brilhoé controladopelostiposdeátomospresentese pelas
suasligações,sendoqueessesdoisfatoresafetamamaneiraco-
moaluzpassaatravésdomineralouérefletidaporele.Oscris-
taiscomligaçõesiônicastendema servítreos,masoscristais
comligaçõescovalentessãomaisvariáveis,sendomuitosdeles
caracterizadospelobrilhoadamantino,comoo dodiamante.O
brilho metálicoocorrenosmetaispuros,comoo ouro,e em
muitossulfetos,comoagalena(sulfetodechumbo,PbS).O bri-
lho nacaradoresultadasmúltiplasreflexõesdaluz formadasa
partirdeplanoslocalizadosabaixoda supertkiede minerais
translúcidos.Essetipodebrilhoaparecenaparteinterna,com
aspectodemadrepérola,dasconchasdemuitosmariscos,que
sãoconstituídasdomineralaragonita.Emborao brilhosejaum
importantecritérioparaaclassificaçãodemineraisemcampo,
eledependemuitodapercepçãovisualdaluz queérefletidae,
portanto,asdescriçõesdoslivros-textopodemestarmuitodis-
tantesdascondiçõesexistentesparaavaliaro mineralquepor
venturachegaràssuasmãos.
Figura3.19 Comparaçãoentreasdireçõesde c1ivageme as
T2Ces ípicasde piroxêniose anfibólios.Essesdois mineraissão
- ito arecidosentresi, masseusângulosde c1ivagemsão
~;.;o~'<:n-es.Essesângulosfreqüentementesão usadosparasua
e- ',cação e classificação.
Cor
A cor deummineralé conferidapelaluz refletidaoutransmi-
tidasejaatravésdoscristaisedasmassasirregulares,sejaatra-
vésdotraço.O traçodeummineralrefere-seàcordofinode-
pósitodepóqueédeixadoquandoeleéraspadosobreumasu-
uadro3.3 Brilhod~s'~ine~ai~
Brilho Características
CAPíTULO 3 • Minerais:Constituintes Básicos das Rochas ~
A cor dosmineraisé umapropriedadecomplexae ainda
nãototalmentecompreendida.E determinadatantopelostipos
deátomosencontradosnomineralpuroquantopelostraçosde
impurezaspresentes.
gura3.20 A hematitapodeser preta,vermelhaou marrom,
-25sempredeixaumtraço castanho-avermelhadoquando
.=- adanumaplacade porcelana.[BreckP. Kent]
- edoso °lustrodosmateriaisfibrosos,comoaseda
.-'1damantino°brilhointensododiamanteedeminerais
parecidos
Gravidadeespecíficae densidade
Pode-sefacilmentesentiradiferençadepesoentreumpedaço
deminériodeferrohematíticoeumpedaçodeemofredomes-
motamanhoaoerguermososdois.Entretanto.a densidade-
massaporunidadedevolume(geralmenteexpresacomogra-
masporcentímetrocúbico.:: m3) - damaioriadosminerais
derochacomunsé muitopare ida.não endoper eptívelpor
meiodeumte te imple ornoe e.As imoo cientistaspre-
cisamde outrométodo imple paramedire sapropriedade
dosminerai. -mamedida-padrãodadensidadeé agravidade
específica.queéopesodomineralnoar.divididopelopesode
umyolumeigualdeáguapuraa.f0c.
A densidadedependedamassaatômicadosíonsquecom-
põemummineraledaproximidadecomaqualelesestãoem-
pacotadosemsuaestruturacristalina.Considereamagnetita,
umóxidodeferro,cujadensidadeé5,2g/cm3.Essaaltaden-
Os Íonseascoresdosminerais A cordassubstânciaspuras
dependedapresençadecertosíons,comoferrooucromo,que
absorvemfortementedeterminadasporçõesdoespectrolumi-
noso.A olivinaquecontémferro,porexemplo,absorvetodas
ascores,excetoo verde,enquantoaolivinapuramentemagne-
sianaserápercebidapelanossavisãocomoummaterialbranco
(transparentee incolor).
Os traçosdeimpurezaseacor dosminerais Todososmine-raiscontêmimpurezas,e hojeemdiaháinstrumentoscapazes
demedirquantidadesmuitopequenasde algunselementos-
atémesmoalgunsbilionésimosdegrama,emalgunscasos.Os
elementosqueperfazemmenosde 0,1% deumdeterminado
mineralsãochamadosde"traços",e muitosdelessãochama-
dosdeelementos-traço.
Algunselementos-traçopodemserutilizadosparainterpre-
tarasorigensdosmineraisondeforamencontrados.Outros,
comoostraçosdeurânioemalgunsgranitos,contribuempara
aumentararadioatividadelocal.Outros,ainda,comoospeque-
nos flocos dehematitaquecoloremos cristaisdefeldspatos
comcoresacastanhadasouavermelhadas,sãonotáveisporcon-
ferircoresaummineralque,deoutraforma,seriaincolor.Mui-
tasdasvariedadesgemológicasdeminerais,comoaesmeralda
(beriloverde)e asafira(coríndonazul),devemsuascoresaos
traçosdeimpurezasdissolvidasnocristalsólido(verReporta-
gem3.1).A esmeraldadevesuacorverdeaocromo;asfontes
dacorazuldasafirasãoo ferroeo titânio.
A cordeummineralpodeserdistintiva,masnãoéo critério
maisconfiávelparasuaidentificação.Algunsmineraissempre
mostramamesmacor,enquantooutrospodemapresentar-sesob
váriascores.Existemmineraisquemostramumacorcaracterís-
ticasomenteemsuperfíciesrecém-quebradas,enquantooutros
sómostramcorescaracterísticasemsuperfíciesalteradas.Hámi-
nerais(aopalapreciosa,porexemplo)quemostramumdeslum-
brantearranjodecoresnassuperfíciesondea luz é refletida.
Existem,ainda,mineraiscujacorvarialevementesehouveruma
mudançanoângulodaluz quebrilhaemsuasuperfície.
Reflexõesfortesproduzidasporsubstâncias
opacas
Brilhantecomoodovidro
Graxa
~~inoso Característicodasresinas,comooâmbar
Comoseestivesserecobertoporuma
substânciaoleosa
_-a arado Éa iridescênciaesbranquiçadadealguns
materiaiscomoapérola
_Ietálico
~erfícieabrasiva,talcomoumaplacadeporcelananão-vitrifi-
. Tais materiaissãochamadosdeplacasdeporcelana2o
~IgUra3.20).Essasplacassãoboasferramentasparadiagnós-
_:o. poisospequenosgrãosuniformesdo mineralqueestão
~-entes nopó retidopelaplacadecerâmicapermitemanali-
melhora cor do mineraldo queumamassade grãosdo
-~-mo. Umamassaformadaporhematita(Fe203), porexem-
:: . podeser preta,vermelhaou marrom,masessemineral
=rnpredeixaráumtraçodepócastanho-avermelhadoquando
-- adonumaplacadeporcelana.
94 Para Entendera Terra
idaderesulta,emparte,daaltamassaatômicadoferroe,em
parte.da estruturafortementeempacotadaquea magnetita
reme queécomumaosoutrosmineraisdogrupodosespiné-
lio (verpágina88).A densidadeda olivina,um silicatode
ferro,é4,4g/cm3,menor,portanto,quea densidadedamag-
netita,porduasrazões.Primeiramente,amassaatômicadosi-
lício, umdoselementosqueformaaolivina,émaisbaixaque
adoferro.Em segundolugar,aolivinatemumaestruturacom
umempacotamentomaisabertoqueaqueledosmineraisdo
grupodosespinélios.A densidadeda olivina magnesianaé
aindamais baixa, 3,32 g/cm3, porquea massaatômicado
magnésioé muitomaisbaixaquea do ferro.Aumentosde
densidadedecorrentesdo aumentodapressãoafetama ma-
neiracomoos mineraistransmitema luz, o calore asondas
dos terremotos.Experimentosfeitos em pressõesextrema-
mentealtasmostraramqueaestruturadaolivinaconverte-se
naestruturamaisdensado espinélioempressõescorrespon-
dentesaumaprofundidadede400km.Emprofundidademais
alta,a670km,osmateriaisdo mantotransformam-seemsi-
licatoscomaestruturadeumempacotamentoaindamaisden-
sodomineralperovskita(titanatodecálcio,CaTi03). Devido
aoenormevolumedomantoinferior,aperovskitaé,provavel-
mente,o maisabundantemineraldaTerracomoum todO.21
Alguns mineraisdo tipo perovskitaforamsintetizadospara
serviremcomosemicondutoresdealtatemperatura,quecon-
duzemeletricidadesemperdasde correntee podemteralto
potencialeconômico.Os mineralogistasquetêmexperiência
comperovskitasnaturaisajudaramarevelaraestruturadesses
materiaisrecentementecriados.A temperaturatambémafeta
adensidade:quantomaisaltaatemperatura,maisabertaeex-
pandidaa estruturado minerale, portanto,maisbaixaa sua
densidade.
Quadro 3.4 Propri~dadesfíS~Cé!Sdos minerais·
Hábito cristalino
O hábitocristalinodeummineraléaformacomoseuscristais
individuaisouagregadosdecristaiscrescem.Oshábitoscrista-
linostêmnomesfreqüentementerelacionadosaformasgeomé-
tricas,taiscomolâminas,placase agulhas.Alguns minerais
têmhábitoscristalinostãodistintivosquesãofacilmentereco-
nhecíveis.Um exemploéo quartzo,queéformadoporumaco-
lunadeseisladosqueculminanumconjuntodefacesemfor-
madepirâmide.
Essasformasindicamnãosóosplanosdeátomosouíons,
comotambémavelocidadee adireçãodecrescimentotípicas
do cristal.Assim, umcristalacicularcrescemuitorápidoem
umadireçãoe muitolentamenteemtodasasoutras.Em con-
traste,umcristalemformadeplaca(muitasvezesdenominado
deplacóide)crescemuitorápidoemtodasasdireçõesquefo-
remperpendicularesàúnicadireçãoondeo crescimentoé len-
to.Os cristaisfibrosostomamaformademúltiplasfibras,lon-
gase estreitas,queconstituemessencialmenteagregadosde
longasagulhas.O nomegenéricoasbestoaplica-seaumgrupo
desilicatoscomhábitomaisoumenosfibroso,o qualfazcom
queoscristaispermaneçamentranhadosnospulmõesapóste-
remsidoinalados(verReportagem3.2).
Algumasvariedadesdeasbesto(verReportagem3.2)são
exemplosdemineraiscompropriedadesperigosasàsaúde.Ou-
trosminerais,comoaspiritascontendoarsênico,sãovenenosos
quandoingeridos,eoutros,ainda,liberamgasestóxicosquan-
do aquecidos.Doençascausadasporpoeiramineralestãopre-
sentesemmuitosmineiros,quepodemenfrentarexposições
ocupacionaisprolongadas.Um exemploéasilicose,umadoen-
çadospulmõescausadapelainalaçãodepoeiraquartzosa.
O Quadro3.4resumeaspropriedadesfísicasdosminerais,
discutidasnestaseção.
Propriedade Relaçãocomacomposiçãoecomaestruturacristalina
Dureza Fortesligaçõesquímicasresultamemaltadureza.Mineraiscomligaçõescovalentessãogeralmentemaisduros
quemineraiscomligaçõesiônicas
Clivagem A clivagemépobreseasligaçõesnaestruturacristalinaforemfortes,eboaseasligaçõesforemfracas.Liga-
çõescovalentesgeralmenteresultamemclivagenspobresouemausênciadeclivagem.Ligaçõesiônicassão
fracase,portanto,originamexcelentesclivagens
Frarura O tipodefraturaéprodutodadistribuiçãodasforçasdeligaçãoaolongodesuperfíciesirregularesnão-corres-
pondentesaplanosdeclivagem
Brilho Tendeaservítreonoscristaiscomligaçõesiônicasemaisvariávelnoscristaiscomligaçõescovalentes
Cor Determinadapelostiposdeátomoseportraçosdeimpurezas.Muitoscristaiscomligaçõesiônicassãoincolo-
res.A presençadeferrotendeaproduzirfortecoloração
Tra,o A cordopóémaiscaracterísticaqueadomineralmaciço,poisopóéformadoporgrãosdepequenotamanho
Densidade DependedopesoatômicodosátomosouÍonsedaproximidadedoseuempacotamentonaestruturacristalina.
Mineraisdeferroedemetaistêmaltadensidade;mineraiscomligaçõescovalentestêmempacotamentomais
abertoe,portanto,densidademaisbaixa
Hábitocristalino DependedosplanosdeátomosouÍonspresentesnaestruturacristalinadomineraledavelocidadeedireçãode
crescimentoespecíficasdecadacristal
CAPíTULO 3 • Minerais:Constituintes Básicosdas Rochas ~
Asbesto (crisotilo).As fibrassão retiradasdo mineralcom
muitafacilidade.[Runk/Schoenberger/GrantHeilman
Photography]
do queos não-fumantes.A exposiçãoprolongada,no trabalho,
a algumasoutrasformasde asbestoque não a crocidolita,co-
mo a dos trabalhadoresem indústriasde asbesto,pode tam-
bémser perigosa.
Existemmuitasevidências,entretanto, indicando que as
pessoasexpostaspor longos períodos de tempo a quantida-
des moderadasde crisotilo, que é o asbestomaiscomumente
utilizadonos EstadosUnidos, não mostramenfermidadespul-
monaresrelacionadasa asbesto.A inexistênciade umacorre-
lação,verificadapor análisesde laboratório,entrea exposição
a mineraisde asbesto específicose a ocorrência de doenças
pulmonaresespecíficastambémcontribui paracriarconfusão
acercado perigo de exposiçãoao asbesto.A situaçãoé bas-
tantepolêmicano quese refereaos perigosdecorrentesde ex-
por a população comumao asbesto,emgrandesprédios pú-
blicos.
Muitos cientistasda áreamédicae mineralogistasduvidam
ser necessáriogastarquantiasentre50 e 150 bilhõesde dó-
larespararetirardos edifícioso crisotilo, que é relativamente
inofensivo,e asoutrasquatroformasde anfibólioque nãofor-
mamfibrastão finas.Paratomarumadecisãoacertada,são ne-
cessáriasmaisavaliaçõesmineralógicase maisestudos médi-
cos, paradeterminara naturezado problemaque hoje enfren-
tamos.
3.2 Asbesto:riscoà saúde,exagero
sensacionalistaou ambos?
as duasúltimasdécadas,a simplesmençãoda palavraas-
besto (materialantigamentemuitousadocomo isolanteà
vadefogo e retardadorde chamasemplacasde gesso,te-
- dos e pisos,bemcomo emisolamentotérmicode automó-
='s) passoua provocarmedo.O asbestofoi correlacionadoa
irias doençasfataisde pulmão,taiscomo a asbestose(carac-
:=rizadapor umlento enrijecimentodos pulmõese dificuldade
::e respiração)e o mesotelioma,câncer que ataca o revesti-
ento do pulmão.A correlação mencionadaparece derivar
-::.Jandode umaexposiçãoprolongadaa certos mineraisdeno-
-;Jinadoscomercialmentecomo asbesto.A maneiraexatapela
~ ai essassubstânciascausamas doenças ainda não é bem
:::onhecida,maso hábitocristalinofinamentefibroso de alguns
:::essesmineraisfoi imputadocomo causa.
Os problemasde saúdeassociadosà exposiçãoao asbes-
:o chamarama atençãopúblicaquando advogadosrepresen-
:ando trabalhadorese suas famniasimpetraramações traba-
istascontra algumasdas principaiscompanhiasfabricantes
ce produtos com asbesto.As ações acusavamas companhias
de seremresponsáveispelasdoençase deficiênciasfísicasde
"áriaspessoasanteriormenteempregadasem fábricasde as-
:Jesto.Após pagaremas indenizaçõesdevidas,determinadas
::>elasdecisõesjudiciais resultantesdessasações,algumasdas
companhiasforam à falência.O público ficou intensamente
:Jreocupado com a presençade produtos contendo asbesto
em escolas,hospitaise outros prédios públicos. Muitos esta-
dos americanoshoje exigemque os proprietáriosdiscriminem
2 presençade tais materiaisemresidênciasprivadas,quando
elasforemnegociadas.
Muitos cientistas sem envolvimentonas ações acreditam
que essaforte preocupaçãocomtodas as formasde asbesto
sejaexagerada.No centro dessedebateestáa mineralogia.
Seisdiferentesmineraissão conhecidospelo nomecomer-
cialasbesto:o crisotilo,umsilicatoemfolhas membrodo gru-
po da serpentina;a crocidolita,um silicatode cadeiasduplas
pertencenteao grupo dos anfibólios;e quatro outros silicatos
de cadeiasduplas,tambémdo grupo da serpentina.Emboraa
crocidolita efetivamenteforme materiaisfinamentefibrosos,
muitosdos demaismineraisnão formamtaisfibrase não esta-
riamassociadosa doençaspulmonares.Entretanto,asnormas
do governoamericanoaplicam-sea todos essesminerais.
Os médicose os mineralogistastêm opiniões amplamente
ariadassobre a necessidadede eliminartodas as formas de
asbestodos edifíciose dasfábricas.Qualquerdecisãoa serto-
madadeveconsiderarváriosfatos. Primeiro,que a exposição
prolongadaà crocidolita é perigosa- especialmenteparafu-
mantes,que são muitomaissuscetíveisa doençaspulmonares
96 àf2 ~ntenderaTerra
~inerais e o mundo biológico
~
o hábitoe a composiçãoquímicade algunsmineraisfazem
om queelestomem-seimportantesno mundobiológico.Os
exemplosmaissimplessãoacalcitae aaragonita,mineraisde
arbonatodecálcioqueconstituemasconchasdemuitosani-
mai invertebrados,comoosmexilhõeseasostras.Bastaapal-
parnossosossosprareconhecera importânciadaapatita,um
fo fatodecálcioqueconstituiosossosdosvertebrados.
luz refletida;cor - conferidapelaluz transmitidaourefletida
peloscristaisouàsmassasirregularesouaoseutraço(queé a
cordofinopódomineral);densidade- amassaporunidadede
volume;ehábitocristalino- aformadoscristaisindividuaisou
deagregados.
I Minerais que você deveria conhecer
olivina
quartzo
granada
diamante
hematita
mica
halita
caleita
piroxênio
feldspato
pirita
gipsita
dolomita
caulinita
anfibólio
[Primeira fila: GeorgeWhiteley/PhotoResearchers;Chip C1ark;
CharlesO'Rear/Corbis. Segunda fila: CharlesD. Winters/Photo
Researchers;Chip Clark;AndrewRomeo-coolrox.com.Terceira
fila: todas de Chip Clark.Quarta fila: VincentCronin;Chip Clark;
Chip Clark.Quinta fila: todas de Chip Clark]
o quesãoosminerais? Os minerais- constituintesbásicos
dasrochas- sãosólidosinorgânicos,de ocorrêncianatural,
comestruturascristalinasespecíficase composiçõesquímicas
fixasouvariáveisdentrodecertoslimites.Um mineralécons-
tituídodeátomos,quesãopequenasunidadesdematériaquese
combinampormeiodereaçõesquímicas.Um átomoécompos-
todeumnúcleodeprótonsenêutrons,circundadoporelétrons.
O númeroatômicodeumelementoéo númerodeprótonsem
seunúcleoe suamassaatômicaé a somadasmassasdeseus
prótonsenêutrons.
Como os átomossecombinampara formar as estruturas
cristalinasdosminerais? As substânciasquímicasreagemen-
tresi paraformarcompostos,perdendoou ganhandoelétrons
parasetomaremíons,oupormeiodecompartilhamentodeelé-
trons.Os íonsemumcompostoquímicosãomantidosjuntos
por ligaçõesiônicas,queseformampelaatraçãoeletrostática
entreíonspositivos(cátions)e negativos(ânions).Os átomos
quecompartilhamelétronsparaformarumcompostomantêm-
sejuntospormeiodeligaçõescovalentes.Quandoummineral
cristaliza,osátomosou íons agrupam-seemproporçõesade-
quadasparaformarumaestruturacristalina,queé umarranjo
tridimensionalordenadonoquala configuraçãobásicarepete-
seemtodasasdireções.
Quais sãoosprincipais minerais formadoresdasrochas?
Os silicatos- osmaisabundantesmineraisdacrostaterres-
tre- sãoestruturascristalinasformadaspor tetraedrosdesi-
licatoligadosentresi deváriasformas.Os tetraedrospodem
ser isolados(olivinas) ou estruturadosem cadeiassimples
(piroxênios),duplas(anfibólios),emfolhas(micas)ou,ain-
da,emarranjostridimensionais(feldspatos).Os mineraisde
carbonatosãocompostosde íonscarbonatoligadosa cálcio
ou magnésioou ambos.Os óxidossãocompostosdeoxigê-
nio com elementosmetálicos.Os sulfetos e sulfatos são
ompostosde átomosde enxofreemcombinaçãocomele-
mentosmetálicos.
Quaissãoaspropriedadesfísicasdosminerais? As proprie-
dade físicasdosminerais,querefletemsuacomposiçãoe es-
aurura.são:dureza- facilidadecomquesuasuperfíciepode
-~rarranhada;clivagem- suaaptidãoparasedividirouquebrar
::'0longode superfíciesplanares;22fratura- o modocomose
':. e ramaolongodesuperfíciesirregulares;brilho- o tipode
I RESUMO
CAPíTULO 3 • Minerais:Constituintes Básicosdas Rochas ~
onceitos e termos-chave
Questões para pensar
1. JoaneAlex estãocomparandorubis.O deJoanénaturale o deAlex
é sintético.Osmateriaisqueelesexaminamsãominerais?Porquê?
2. O hidrogênio(H), o elementomaisleve,tem,nanatureza,número
atômicoI emassaatômica1,008.O queessainformaçãopodelhedi-
zersobreospossíveisisótoposdehidrogênio?
3. Desenheumdiagramasimplesparamostrarcomoo silícioe o oxi-
gêniodossilicatoscompartilhamelétrons.Utilize comomodeloo dia-
gramadaFigura3.5.
4. Explique o mecanismode substituiçãode cátionsutilizandoo
exemplodoferroe domagnésionossilicatos.
5. O diopsídio,umpiroxênio,tema fórmula(Ca,Mg)zSizÜ6'Quein-
dicaçõesessafórmulapodedarsobreasuaestruturacristalinaesobre
assubstituiçõesentrecátions?
6. O oxigênioexistecomotrêsisótoposcommassasatômicasinteiras
16,17e 18.A massaatômicado oxigênioencontradonanaturezaé
aproximadarnente16.O queessainformaçãopodeindicarsobrea
abundânciarelativadessestrêsisótoposnanatureza?
7. Em algunscorposdegranito,pode-seencontrarcristaismuitogran-
des,com atéum metrode comprimento,que,entretanto,tendema
apresentarpoucasfacescristalinas.O quevocêpodededuzira respei-
todascondiçõesdecrescimentodessescristais?
8. Quaispropriedadesfísicasdossilicatoscomestruturaemfolhases-
tãorelacionadascomsuaestruturacristalinae forçadeligação?
9. Comovocêpoderiaidentificare diferenciarumsilicatodecadeias
simplesdeumdecadeiasduplas?
10. Quepropriedadesfísicasindicariamquea calcitanãoé umbom
materialparausocomogema?
11. No Apêndice5, escolhadois mineraisquevocêacreditaserem
passíveisdeusocomobonsabrasivosoupedrasparaafiaraçoedes-
crevaapropriedadefísicaquejustificaasuaescolha.
12. A aragonita,cuja densidadeé de 2,9 g/cm3,temexatamentea
mesmacomposiçãoquímicada calcita,que temumadensidadede
2,7g/cm3Considerandosomenteessesfatores,qualdessesdoismine-
raistemmaiorprobabilidadedeterseformadosobaltapressão?
13. Quaispropriedadesdotalcotomam-noadequadoaousocomopó
paraafacee parao corpo?
~
14. Há,pelomenos,oitopropriedadesfísicasquepodemseruti-
lizadasparaidentificarummineraldesconhecido.Quaisdelassãomais
úteisparafazeradiscriminaçãoentremineraisquetêmamesmaaparên-
cia?Descrevaumaestratégiaquelhepossibiliteafirmarcomcenezaque
umclistalnão-identificadodecalcitatransparenteé.na\-erdade.a mes-
macoisaqueumaamostrajá identificadadequartzotransparente.
15.Há muitacontrovérsiasobrearemoçãodeasbestodo edifícios
nosEstadosUnidose noCanadá,sendoclaroquealgumasformasde
asbestorealmenteimplicamriscosdesaúde.Com baseno quevocê
aprendeusobreaestruturadosminerais.queaspectodaestrururado
asbestocausamos riscos?Con iderandoa estrururaemcadeiasdu-
plasdoasbesto.quaissãoosourro mineraisqueporencialmentepo-
demcausarriscosà aúde:
16. O car\·ão.queseformaa panirdadecomposiçãodavegetação,e
queé.portanto.umasubstâncianarural.nãoé onsideradoummine-
ral.Enrretanto,quandoaquecidoa altastemperaturase soterradoem
áreasdealtapressão,rransforma-seno mineralgrafita.Por que,en-
tão,o carvãonãoéconsideradoumminerale agrafita,sim?Explique
seupontodevista.
• hábitocristalino(p.94)
• isótopo(p.79)
• ligaçãocovalente(p.82)
• ligaçãoiônica(p.82)
• ligaçãometálica(p.82)
• massaatômica(p.79)
• mineral(p.78)
• mineralogia(p.77)
• nêutron(p.79)
• núcleo(p.79)
• númeroatômico(p.79)
• polimorfo(p.84)
• precipitar(p.84)
• próton(p.79)
• reaçãoquímica(p.80)
• traço(p.92)
• transferênciadeelétrons(p.80)
:!nion (p.80)
:!romo(p.79)
brilho(p.92)
::átion(p.80)
:Ihagem(p.91)
;:ompartilhamentodeelétrons
p.80)
;:or (p. 92)
cristal(p.83)
cristalização(p.82)
densidade(p.93)
dureza(p.89)
~Iétron(p.79)
e caladedurezadeMohs
p.89)
fratura(p.92)
gravidadeespecífica(p.93)
Exercícios
!~J Esteíconeindicaqueháumaanimaçãodisponívelnosítioele-
CONECTARWE8 trônicoquepodeajudá-Ianaresposta.
8. Citetrêsgruposdeminerais,quenãosejamsilicatos,deacor-
o coma suacomposiçãoquímica.
9. Quaissãoosdoisfatoresqueinfluenciamadensidadedosminerais
domanto?
10. Comoumgeólogodecampomediriaadureza?
11. Quetestesmineralógicosvocêfariaparadistinguirahematitada
magnetita?
12. Qualé adiferençaentreosmineraiscalcitae dolomita?
13. Qualdosmineraisdeasbestopodecausardanosà saúde?
Esteíconeindicaqueháumaanimaçãodisponívelnosítioele-
trônicoquepodeajudá-lonaresposta.
::lIKilRIY!8
Defmamineral.
• Quaissãoasdiferençasentreumátomoe umíon?
~ Desenheaestruturaatômicadoc1oretodesódio.
Quaissãoosdoistiposdeligaçõesquímicas?
5. Quaissãoosdoispolimorfosdecarbono?
Enumereasestruturasbásicasdossilicatos.
- Comoa clivagemdasmicasestárelacionadacoma suaestrutura
:rrômica?
98 ara entenderaTerra
1;. _-o fim do éculoXIX, osmineirosdeouro"bateavam"paraob-
-crouro.::3istoé,coletavamsedimentosdosriosnabateia,juntocom
,guado rio, e agitavamamesmajuntocomseuconteúdo.Fazendo
'- o.elesqueriamtercertezadequetinhamencontradoouroenãopi-
rimC-ourodetolo").Por queessemétodofunciona?Qualaproprieda-
dedosmineraisqueé utilizadanoprocessodebatear?Queoutromé-
lOdoé possívelparadistinguirentreouroe pirita?
I Investiguevocê mesmo
Por queoDiamanteHopeéazul?
No finalde 1955,RobertH. WentolfJr. realizoualgoparecidocoma
alquimia.Ele comprouumpotedemanteigadeamendoimnumamer-
cearia,levouparao laboratórioe, então,transformouumapitadada
pastaemumapequenaquantidadedepequenosdiamantesverdes.24
Afinal decontas,amendoinssãoricosemproteínas,quesãoricasem
nitrogênio.Os diamantessintéticosgeralmentesãopretosdevidoàs
inclusõesdegrafitae apresençadetraçosdenitrogêniono interiorda
estruturacristalinapodedeixá-Iascastanhos,amarelosou verdes.Os
diamantesformam-seno mantosuperior,emprofundidadesdemais
de200km,ondeastemperaturase pressõesfazemcomquea grafita,
queé o mineralirmão do diamante,tenhasuaestruturadestruída,
transformando-seem umaestruturacristalinacom empacotamento
muitomaisdenso(verFigurapanorâmica3.11).A maioriadosdia-
mantespesamenosde I quilate(0,2g) e é incolor,amarelo-pálidoou
castanho.Diamantesmaiores,especialmenteosCOlOlidos,sãoraros.O
maiordiamantefacetadoéo GoldenJubilee,descobertoem1995,que
é amareloe tem545,67quilates.O DiamanteHope,expostono Insti-
tutoSmithsoniano(SmithsonianInstitute),é provavelmentea gema
maisconhecidadomundo,umraríssimodiamanteazulde45quilates.
O queproduza cordasgemase dosminerais?A interaçãodaluz
coma matéria.Vocêjá deveterobservadocomoumprismaoumesmo
umagotad'águaconvertealuz brancaemumespectroouarco-írisde
luz colorida.Quandoa luzatingeasupelfíciedeumcristaloupenetra
nele,interagecomosátomos;algunsdoscomponentesdaluz podem
serabsorvidos,enquantooutrossãotransmitidos.À medidaquea luz
passaatravésdo diamanteHope, o cristalabsorvea luz vermelhae
transmitealuz azul.
Por quea maioriadosdiamantesé incolore outrossãoazuis,ver-
melhos,amarelos,verdesou castanhos?Os traçosdeimpurezase as
imperfeiçõesdaestruturacristalinadeummineralpodemmodificaro
modocomoeleinteragecomaluz etorná-Iacolorido.Emboraosdia-
mantessejamconstituídosdecarbonopuro,é suficientequeapenas
umátomodeoutroelementoestejapresenteentreosmuitosmilhões
deátomosdecarbonoparatorná-Iosazuis.Os rubise assafirassão
amboscristaisdeóxidodealumínio;entretanto,os rubissãoverme-
lhos e as safiras são azuis. Vá até a página http://www.whfree-
man.com/understandingearthparadescobrirporqueo DiamanteHo-
peéazul,osrubissãovermelhose a safira,azul.
jlnvestigue em equipe
Asbesto
.\srianças estavamemperigo.Novosrelatóriossobreasbestonases-
colasde:'\o\'aYork desencadearamumaondadeindignaçãopúblicae
aSecretariadeEducaçãoadiouportrêssemanaso iníciodoanoletivo
de 1993,paracompletarumprogramaderemoçãodeasbesto.
Os relatóriossobrea presençade asbestoemprédiospúblicos
quasesempreenfocamosriscosdedoençaspulmonares.Raramente,
entretanto,incluementrevistascommineralogistas.Comoresultado,
o públicosabemuitopoucosobreo asbestoparaformularaspergun-
tascertase fazerumjulgamentobeminformado.
Vocêagoratemapossibilidadedeeducaro público.Trabalhando
comumaequipedequatrocolegasnaspróximasduassemanas,prepa-
reumprogramaderádiodemeiahoraparaapresentarosvariadospon-
tosdevistaa respeitodaquestãodoasbesto.O programaterádemos-
trarcomoo conhecimentobásicodemineralogiaseriaútil paratomar
decisõesemrelaçãoaimportantesquestõespolíticas.Reúnaumgrupo
deespecialistascomvisõesopostassobreo assunto.Quaisseriamas
especialidadesprofissionaisdeles?Comquaisargumentose fatoseles
defenderiamsuasposições?Escrevaumroteiroparao programaepro-
duzaumresumooraldasualistadeespecialistasedesuasopiniões.
Sugestões de leitura
Atkins,P., andJones,L. 2002.ChemicalPrinciples,2d ed.New
York:W. H. Freeman.
Berry,L. G., Mason,B, andDietrich,R. V. 1983.Mineralogy,2d.
ed.SanFrancisco:W. H. Freeman.
Dietrich,R. v.,andSkinner,B. J. 1990.Cems,granitesandgra-
vels.Cambridge:CambridgeUniversityPress.
Hazen,RobertM. 2001.Life's rockystart.ScientificAmerican284
(4):76-85.
Keller,P.C. 1990.CemstonesandTheirOrigins.NewYork:Chap-
man&Hall.
KJein, c., andHurlbutJr.,C. S. 1999.Manualofmineralogy.21"
ed.,revised.NewYork:Wiley.
Patch,SuzanneSteinem.1999.Bluemistery:thestoryoftheHope
Diamond.2ded.NewYork:HarryN. Abrams.
Perkins,D. Mineralogy.1998.EnglewoodCliffs, N. J.: Prentice-
Hall
Prinz, M., Harlow,G., andPeters,J. 1978.Simon& Schuster's
CuidetoRocksandMinerals.NewYork:Simon&Schuster.
Varon,Lymm200L Internetgems:Websitesfor rockhoundsand
lapidaries.RockandCem31(6):34-36,90.
Sugestões de leitura em português
Anderson,B. W. Identificaçãodasgemas.Rio deJaneiro:Ao Li-
vroTécnico.
Skinner,B. 1996.RecursosmineraisdaTerra.SãoPaulo:Edgar
Blucher.
Branco,P. deM. 2000.Dicionário demineralogia.PortoAlegre:
Sagra-Luzzato.
Dana,J. D, HurlbutJr, C. S. 1969.Manualdemineralogia.Rio de
Janeiro:Ao Livro Técnico.
Derr,W.A. 2000.Mineraisconstituintesdasrochas:umaintrodu-
ção.Lisboa:CalousteGuJbenkian.
Ernst,W. G. 1996.Mineraise rochas.SãoPaulo:EdgarBlucher.
Guinier,A. 1996.A estruturadamatéria.SãoPaulo:EDUSP.
Hankien,R. 2003.Gemas,cristaise minerais.Lisboa:Edições70.
CAPíTULO 3 • Minerais:Constituintes Básicos das Rochas ~
MadureiraFilho, J. B., Atencio,D. e Mcreath,L 2000.Mineraise
rochas:constituintesdaTerrasólida.In: Teixeira,W., Toledo,M. C.
~L de,Fairchild,T. R. e Taioli, F. (orgs.)2000.Decifrandoa Terra.
-ão Paulo:OficinadeTextos.p.27-42.
Millidge,1. 1998.Gemas,guiaprático.SãoPaulo:Nobel.
Neves,P. C. P.das,Schenato,F. eBachi,F.A. 2003.Introduçãoà
ineralogiaprática.Canoas:ULBRA. 256p.
Schumann,W. 2002.Gemasdo mundo.Rio deJaneiro:Ao Livro
-=-écnico.
Symes,R. F. 1995.Rochaseminerais.(Enciclopédiavisual).Lis-
:Joa:Verbo.
Notas de tradução
; Himalaiasignifica"moradadasneves",pois ali estãoas maiores
montanhasdomundo,dentreasquaisa maisalta,o monteEverest,
om 8.848m. Essa cordilheiraé resultadodo choquedasplacas
ÍndicaeEurasiana.
: A AssociaçãoInternacionaldeMineralogia(IMA - International
MineralogicalAssociation),pormeiodasuaComissãodeNovos
MineraiseNomenclaturaMineral (CNMMN - ComissiononNew
MineraisandMineralNames),sugeriu,apósdiscussõesentreseus
associados,queosmateriaisbiogênicos,istoé,aquelesproduzidos
unicamenteporprocessosbiológicos,comoasconchase os den-
tes,nãodeveriamserconsideradosminerais.Entretanto,casoes-
es tiposde materiaissejammodificadospor processosgeológi-
os,poderãoserincluídosnadefinição;é o casodosfosfatos,for-
madospelamodificaçãodefezesdeavesemcavernas,ou dasro-
chascarbonáticas,formadaspela modificaçãode conchas(ver
_ ickel,E. H. 1995.Thedefinitionof a mineral.CanadianMinera-
logist,v.33,p. 689-690).
j.Em climasmaisúmidos,comoos queocorremnamaiorpartedo
territóriobrasileiro,issonãoacontececommuitafreqüência.Con-
rudo,umfenômenomaiscomumenteobservadodeeletricidadees-
táticaseriao daatraçãodenossoscabelospelateladatelevisãoime-
diatamenteapóso aparelhoserdesligado.
- Além daabundânciarelativadoselementos,ascondiçõestermodi-
nâmicasda cristalizaçãotambémsãoessenciaisnadeterminação
dasproporçõesdeFe eMg naolivina.
5Emboramuitosutilizemcomoexemplodepolimorfismoo íon sili-
cato,elenãoé umexemplotãocaracterísticocomoo do carbono.
:\festailustração,os autoresexemplificamo polimorfismocomas
diferentesformasdeagregaçãodostetraedrosdesílica,o quenãose
ajustaexatamenteaoconceito.Issoporqueosmineraisconstituídos
por tetraedrosisoladosde silicato(Si04) têmdiferentesfórmulas
ontendocátions(Si04 +cátion).Enquantoosmineraisformados
por cadeiassimplesdetetraedrostêmfórmulasdo tipoSi03 +cá-
rions,osdecadeiasduplastêmfórmulasSi4011+cátions.Portanto,
nãosãocompostoscoma mesmafórmulae,por isso,nãosãopoli-
morfos.Os diferentestiposdeencadeamentodostetraedrosdeSi04
constiruemalgosemelhanteaoque,emquímicaorgânica,sedeno-
minapolimerização.Todavia,existemexemplosdepolimorfosde
ílica (Si02) queseajustamperfeitamenteaoconceito,comoéo ca-
sodosmineraisquartzo,cristobalitae tridimita,quetêma mesma
fórmulaquímica(Si02) masdiferentesestruturascristalinas.
6As abundânciasdecadaum dosgruposdemineraissão:silicatos,
97%(feldspatos,58%;piroxêniose anfibólios,13%;quartzo,11%;
micas,cloritase argilominerais,10%;epídoto,granada,andaluzita,
silimanita,zeólitas,etc.,2%);carbonatos,óxidos,sulfetos,sulfatos,
halóidese outros,3%.
7 Os silicatoscompostosdetetraedrosisoladossãoconhecidoscomo
nesossilicatos.
8Os silicatosformadosporestruturasemcadeias(simplesouduplas)
sãoconhecidoscomoinossilicatos.
9 Ossilicatoscomestruturasemfolhasãocomumentedesignadosco-
mojilossilicatos.
10Utiliza-seo termotectossilicatoparaossilicatosformadosporar-
ranjostridimensionaisdetetraedrosdeSi04. Já ossilicatoscomes-
truturaformadapor anéisdetetraedrosdeSi04 sãodenominados
sorossilicatos(comoaturmalina)eciclossilicatos(comoo berilo).
1I OUpregodecobre.
12A sondaexploradoraodontológica,uminstrumentoutilizadopor
dentistasparadiagnosticara durezados dentes,geralmentetem
essadureza.
13A primeiraespéciehumana,o Romohabilis,viveuhá2,8milhões
deanosnassaiasdosvulcõesafricanos,umlocalprivilegiadopa-
ra coletarmateriaisdiversos,sejapelacor, textura,durezaoube-
leza.Os artefatosmaisantigosesculpidosemrochase/ouminerais
sãoaspequenasestatuetasde mulheres,conhecidascomo"venu-
ses",de 15mil anos,feitasemcalcário.Há 10mil anos,o grande
comérciomineraldaépoca,a exemplodo petróleohoje,erao do
sílex,idealparaafeituradeexcelentesfacas,comoaquelasencon-
tradasnaSuméria.A buscadosílexcertamentefez o comérciode-
senvolve-see,comele,a trocacultural,umadasmaisimportantes
atividadeshumanas.
14A atividademineirano Egitoantigoeraa maiordaépoca,somente
suplantadapeladosromanos.Como declíniodeRoma,amineração
noOcidentereadquiriuosmesmosníveisantigossomentecomare-
voluçãoindustrialapartirdoséculoXVIII.
IS No Brasil, osdiamanteslapidadossãoconhecidoscomerciale po-
pularmentecomobrilhantes,ecostumamserencontradosemvários
locaisdaAmazôniaedoCentro-Oeste,emMinasGeraisenaBahia.
16As designaçõesdepedrasemipreciosae preciosaestãoemdesuo.
sendosubstituídasapenasporgema.
17 Outromododedefinirclivagem,muitoaceitono Brasil, é aquele
queconstanoManualdeMineralogia,deDanae Hurlbur(1969):
"Clivagenssãosuperfíciesplanaresdefinidas,produzidaspelarup-
turadeummineralapósaplicaçãodeforça".
18Definições alternativasdefratura, utilizadasno Brasil. ão: 'A
maneiracomqueum mineralserompe,quandoisso não e pro-
duz ao longo de superfíciesdeclivagem"(Dana_J. D.. Hurlbut
Jr., C. S. 1969.Manual deMineralogia.Rio deJaneiro:.-\0Lino
Técnico); ou "Toda quebrade um mineral.segundo uperfícies
nãocoincidentescomumpossívelplano ri talográfiro" (Ernst,
W. G., Minerais eRochas.SãoPaulo:EdgarB!u heI. 1996).
19Tambémchamadadefraturaconcoidal.
20Em inglês,streakplates,ouseja"plar dori- ar".
21°conceitofoi utilizadoporJeanloz(19 9)para referiraummi-
neralcomafórmuladopiroxênio_ Ig i0j.) e omae trururadape-
rovskita(cúbica),está·elempre õesequi\·alenrea umaprofundi-
dadedomantoinferiorpró:timaa 600km.Ele afirmouque"ape-
rovskitaé estávelempre õe- aindamaisaltasque70 GPa,o que
" c =: t-e der a Terra
i;TIpliO!queo silicato-perovskitapareceocorreremtodoo mantoin-
feriore.portanto,éo mineralmaisabundantedaTerra".O silicato
rom ae truturadaperovskitaé,dessemodo,umprodutodeexperi-
memosemaltapressão.Nessecaso,aqualificação"mineral"deve-
ria fi arentreaspas.VerJeanloz,R. 1989.High pressurechemistry
of theEarth'smantleandcore.ln: Peltier,W. R. (ed.).Mantlecon-
I"ecrion,plate tectonicsand global dynamics.Montreux:Gordon
andBreachSciencePublishers.
22Vernotadetraduçãonúmero17.
23Esseprocessoaindaémuitoutilizadoempaísesemdesenvolvimen-
to, como°Brasil, principalmenteporgarimpeiros,bemcomopor
geólogosquerealizaminvestigaçõesparaprospectarouro.
24Verlvan Amato, Diamond Fever. ScienceNews, 4 de Agosto,
1990,p. 2.