Propriedades fisicas dos minerais- Geologia geral

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GEOLOGIA GERAL 
MINERALOGIA – PROPRIEDADES FÍSICAS 
 
Referências: 
 
Frank Press, Raymond Siever, John Grotzinger, Jordan H. Thomas. (2006) Para Entender a Terra. Porto Alegre, Bookman. 
Teixeira, Toledo, Fairchild & Taioli. (2001). Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos. 
Wicander, Reed & Monroe, James S. (2009). Fundamentos de Geologia. São Paulo, Cengage Learning. 
 
Essa apostila é apenas um guia do que vimos em sala, favor estudar pelas referências citadas acima. 
 
Propriedades Físicas dos Minerais para Identificação 
 
 
DUREZA: A dureza é a facilidade com que a superfície de um mineral pode ser riscada. 
 
 
ESCALA DE MOHS CONSTRUÍDA PELO AUSTRÍACO MINERALOGISTA FRIEDRICH MOHS EM 1822. 
 
 
 Dentro de um grupo específico de minerais com estruturas cristalinas similares o aumento da dureza também 
está relacionado a outros fatores que aumentam a força das ligações, tais como: 
 
 
Tamanho: Quanto menores os átomos e os íons menor as distâncias entre eles, mais forte é a atração elétrica e, portanto, 
mais forte a ligação. 
 
Carga: Quanto maior a carga dos íons, maior a atração entre eles e, portanto, mais forte a ligação. 
 
Empacotamento dos átomos ou íons: Quanto mais fechado o empacotamento de átomos ou íons, menor a distância 
entre eles e, portanto, mais forte a ligação. 
 
CLIVAGEM: É a tendência que um cristal apresenta de se partir segundo superfícies planares, a sua perfeição varia 
inversamente com a força das ligações. 
 
Ex: minerais com ligações covalentes produzem clivagens imperfeitas ou mesmo nenhuma clivagem enquanto minerais 
com ligações iônicas produzem excelentes clivagens 
 
As clivagens são classificadas em dois grupos: 
 
1) Número de planos e padrão de clivagem 
 
1.1) Ex: Micas – apenas 1 plano de clivagem ao longo das folhas que se agrupam como sanduíche. 
1.2) Calcita e dolomita – 3 excelentes direções de clivagem o que lhes dá a forma romboédrica. 
1.3) Distinção entre piroxênios e anfibólios – o primeiro apresenta clivagem em 900, enquanto o segundo 
apresenta planos de clivagem em 600 e 1200. 
1.4) Galena e halita – 3 planos de clivagem dentro do sistema cúbico. 
 
2) Qualidade dos planos de clivagem e facilidade com que o cristal se separa ao longo desses planos. 
 
 2.1) Clivagem Perfeita – A muscovita produz superfícies lisas de extrema qualidade e com grande facilidade. 
2.2) Clivagem Boa – Silicatos de cadeias simples e duplas como os piroxênios e anfibólios, além do seu plano 
de clivagem mais comum também quebram-se em outros, porem com superfícies mais rugosas. 
2.3) Clivagem Regular – O berilo se quebra facilmente ao longo de direções diferentes daquelas do plano de 
clivagem. 
 Silicatos formados por estruturas tridimensionais (tectossilicatos) ou tetraedros isolados (nesossilicatos) 
geralmente possuem ligações muito fortes, este fato faz com que esses minerais não apresentem planos de 
clivagem e sim fraturas, com a quebra em planos irregulares. 
Ex: Quartzo e Granada. 
 
FRATURA: É a tendência que os minerais tem de se quebrar ao longo de superfícies irregulares, ao invés de utilizarem 
planos de clivagem. Todos os minerais apresentam fraturas, estas podem cortar os planos de clivagem ou se desenvolver 
em qualquer direção nos minerais que não apresentam clivagem. 
1) Fratura Conchoidal: Formam superfícies lisas, encurvadas. 
2) Fratura Fibrosa: Quando apresentam aparência de madeira rachada. 
 
BRILHO: Modo como a superfície de cada mineral reflete a luz, este é controlado pelos tipos de átomos presentes e pelas 
suas ligações, sendo que estes dois fatores afetam a maneira como a luz passa através do mineral ou é refletida por ele. 
 
BRILHO DOS MINERAIS 
 BRILHO CARACTERÍSTICA 
 
 
 METÁLICO Reflexões fortes produzidas por 
 substâncias opacas 
 
 VÍTREO Brilhante como o vidro 
 
 RESINOSO Característico das Resinas, 
 como o âmbar 
 
 GRAXO Como se estivesse recoberto 
 por uma substância oleosa 
 
 NACARADO Iridescência esbranquiçada de 
 alguns materiais como a pérola 
 
 SEDOSO O lustro dos materiais fibrosos, 
 como a seda 
 
 ADAMANTINO É o brilho intenso do diamante e de 
 materiais parecidos 
 
 
COR: É conferida pela luz refletida ou transmitida, seja através dos cristais ou das massas irregulares. É uma propriedade 
muito complexa e ainda não totalmente compreendida. É determinada tanto pelos tipos de átomos encontrados no mineral 
puro quanto pelos traços de impureza presentes. 
 
 Os íons e as cores: 
 
 
 
Cromo 
Verde: esmeralda, grossulária, hiddenita, jade cromífero e 
turmalina cromífera 
Vermelho: rubi, espinélio e topázio 
Verde-vermelho: alexandrita 
Azul-verde: água-marinha, turmalina 
Amarelo: quartzo citrino 
Ferro Verde: prasiolita 
Amarelo, verde, marrom: jade 
Manganês Rosa: morganita, espodumênio 
Níquel Verde: crisoprásio, opala niquelífera 
 
Vanádio 
Verde: esmeralda 
Verde-vermelho: safira natural e artificial 
 
 Nitrogênio em diamante (amarelo) 
 Boro em diamante (azul) 
 
 
 
 
 
A variação na coloração tem como principais fatores: 
 
1) Composição Química: 
1.1) Quartzo que é um mineral incolor e pode se tornar violeta (ametista) devido a átomos de manganês. 
1.2) A cor da blenda (sulfeto de zinco) progressivamente varia de branco a amarelo e de castanho a preto 
pela substituição de átomos de zinco por átomos de ferro 
2) Desordem no Retículo Cristalino: 
2.1) Minerais submetidos a alguns tipos de irradiação podem mudar de cor: O topázio incolor pode se tornar 
azul, sem se tornar radioativo. 
3) Temperatura de Cristalização: 
3.1) Apesar de não estar bem estabelecida, é provável que as várias cores da fluorita sejam devido a 
variações na temperatura de cristalização. 
4) Impurezas: 
4.1) Diminutas inclusões de bolhas de ar deixam o quartzo com aspecto branco leitoso. 
4.2) O jaspe, variedade criptocristalina vermelha de quartzo, deve sua cor a pequenas quantidades de hematita 
dispersa na massa do mineral. 
4.3) As variedades gemológicas de coríndon, rubi e safira, devem sua cor a impurezas de cromo para a primeira 
e ferro e titânio para a segunda. 
 
TRAÇO: é definido como a cor do pó fino de um mineral. A observação do traço de um mineral é geralmente feita atritando-
se o mineral contra uma superfície de porcelana não polida (dureza ≈ 7). Embora a cor de um mineral seja freqüentemente 
variável, o seu traço tende a ser relativamente constante sendo uma propriedade extremamente útil na identificação do 
mineral. 
 
Ex: Os óxidos de ferro magnetita (Fe3O4) e hematita (Fe2O3) apresentam traços traço preto e castanho avermelhado, 
respectivamente. 
 
 Alguns minerais possuem dureza tão baixa que são capazes de deixar traço em materiais como papel, como o 
caso do grafite e da molibdenita (MoS2). 
 
HÁBITO: Por hábito de um mineral se entende a (s) forma (s)com a qual ele aparece freqüentemente na natureza, por 
exemplo: como prismas alongados; como cristais tabulares (achatados); como agregados cristalinos com arranjos 
geométricos característicos; ou mesmo como grãos sem uma forma definida. 
 
Ex: Magnetita (Fe3O4) - octaédricos 
 Pirita (FeS2) – cúbica 
 Micas - lamelas. 
 
A lista a seguir inclui os termos mais comumente usados na descrição do hábito dos minerais: 
 
1) Prismático: os cristais do mineral são freqüentemente constituídos por prismas (ou combinações de mais de um 
prisma). 
1.1) Colunares - prismas alongados, com uma direção geralmente coincidente com o eixo do cristal. 
1.2) Aciculares - muito alongados e finos, com forma que lembra agulhas. 
1.3) Fibrosos, capilares ou filiformes - ainda mais finos, lembrando fios de cabelo. 
1.4) Tabulares - achatados, com duas direções mais bem desenvolvidas do que a terceira). 
1.5) Laminares - alongados e achatados, como a lâmina de uma faca. 
2) Cúbico, octaédrico, dodecaédrico, romboédrico, etc: mineral caracterizado pela ocorrência freqüente de 
cristais com as formas citadas. 
3) Dendrítico: arborescente, em ramos divergentes, como os de uma planta. 
4) Divergente ou radiado: agregado de cristais (geralmente prismas colunares, aciculares ou tabulares) 
divergentes a partir de um ponto central. Tipos específicos de agregados radiais podem ser: 
4.1) Globular - agregados de cristais radiais, formando pequenas superfícies esféricas ou semi-esféricas. 
4.2) Botrioidal - formas globulares assemelhando-se (em tamanho dos glóbulos) a um cacho de uvas. 
4.3) Mamelonar - grandes superfícies arredondadas, semelhantes a mamas, formadas por indivíduos radiais ou 
divergentes. 
4.4) Reniforme - agregados radiados terminando em formas arredondadas com forma de rins. 
5) Granular: agregado simplesmente composto por grãos (sem nenhuma conotação específica de forma ou 
tamanho). 
6) Concêntrico: camadas mais ou menos esféricas, superpostas umas às outras. 
7) Pisolítico: massas arredondadas, mais ou menos do tamanho de ervilhas. 
8) Oolítico: massa arredondadas, pequenas concreções em rochas carbonáticas. 
9) Bandado: mineral formado por camadas de diferentes cores ou texturas. 
 10) Maciço: material compacto, sem formas ou feições especiais. 
 
Outros termos específicos, relacionados ao modo de ocorrência do agregado: 
11) Drusa: superfície coberta de pequenos cristais 
12) Geodo: cavidade (em uma rocha) cuja superfície é coberta de pequenos cristais 
13) Concreção: massas formadas por deposição de material em torno de um núcleo. 
14) Estalactite: agregados em cilindros ou cones pendentes, como em cavernas. 
 
TENACIDADE: A tenacidade é uma medida da coesão de um mineral, ou seja, a sua resistência a ser quebrado, 
esmagado, dobrado ou rasgado. A tenacidade não guarda necessariamente relação com a dureza. O exemplo clássico 
desta diferença é o diamante, que possui dureza elevada, porém tenacidade relativamente baixa, quando submetido a 
um impacto. Os seguintes termos qualitativos são usados para expressar tenacidade de um mineral: 
 
1) Quebradiço: o mineral se rompe ou é pulverizado com facilidade. 
2) Maleável: o mineral pode ser transformado em lâminas, por aplicação de impacto. 
3) Séctil: o mineral pode ser cortado por uma lâmina de aço. 
4) Dúctil: o mineral pode ser estirado para formar fios. 
5) Flexível: o mineral pode ser curvado, mas não retorna a sua forma original, depois de cessado o esforço. 
6) Elástico: o mineral pode ser curvado, mas volta à sua forma original, depois de cessado o esforço. 
 
DENSIDADE ESPECÍFICA: É a relação entre o peso do mineral e o peso de um volume igual de água pura, é um número 
adimensional, e não tem o mesmo significado que peso específico (medido em unidades de peso por unidade de volume). 
 
 A densidade relativa é característica para cada mineral, e depende basicamente de dois fatores: os elementos 
químicos que constituem o mineral e a maneira como estes elementos estão arranjados dentro da estrutura 
cristalina. 
Ex: minerais com estrutura semelhante e composição distinta, como os carbonatos ortorrômbicos de Ca, Sr, Ba e Pb, 
onde a densidade relativa aumenta com o aumento do peso atômico do cátion, de 2,95 na aragonita (CaCO3) até 
6,55 na cerussita (PbCO3). 
 
 A diferença de densidade relativa entre o carbono puro na forma de grafite (2,2) e de diamante (3,5) ilustra o 
efeito da estrutura cristalina sobre esta propriedade. 
 
 Existem vários métodos de determinação quantitativa de densidade em minerais, com o uso de equipamentos 
adequados (balança de Jolly, balança de Berman, picnômetro), líquidos pesados (bromofórmio, iodeto de 
metileno, etc.). 
MAGNETISMO: Alguns minerais podem ser atraídos por um campo magnético, como o de um ímã comum, ou o da 
própria Terra. Há apenas dois minerais que são atraídos pelo ímã comum de mão: a magnetita e a pirrotita. 
 
PROPRIEDADES ELÉTRICAS: A condução de eletricidade em minerais é fortemente controlada pelo tipo de ligação 
existente. Assim, minerais formados exclusivamente por ligações metálicas (p.ex. os metais nativos) são condutores, 
minerais formados por ligações parcialmente metálicas (p.ex. alguns sulfetos) são semi-condutores, e minerais formados 
por ligações iônicas e/ou covalentes são maus condutores de eletricidade. 
1) Piezoeletricidade: produção de eletricidade por aplicação de pressão ao longo de um eixo polar (eixo com formas 
cristalinas distintas em cada uma das pontas). Este efeito só pode ocorrer em cristais que não possuem centro de simetria. 
 2) Piroeletricidade: produção de eletricidade por variação de temperatura. Ocorre apenas em minerais que não 
possuem centro de simetria e têm pelo menos um eixo polar (piroeletricidade verdadeira). A piroeletricidade secundária 
ocorre em minerais que sofre expansão desigual ao longo de direções distintas, ao ser aquecidos. A deformação do 
retículo resulta em pressão localizada, gerando piezoeletricidade. 
 
HÁBITOS DOS MINERAIS 
 
 
 
Tefroíte: agrupamento granular Antimonita: acicular Crisotilo: Fibroso 
 
 
Mixita: filiforme, agregados radiais Pirofilita: acicular, radial Muscovita: foliado 
 
 
Barita: agregados reticulares Quartzo: drusa Ametista: geodo 
 
 
 
 
Lepidolita: maciça e compacta okenita: globular Bauxita: pisólitos e oólitos 
 
 
 
 Hematita: botroidal Psilomelana: dendrítica 
 
 
CLIVAGEM 
 
 
 
 Flogopita (mica):perfeita em 1 direção Rodocrosita:Romboédrica em 3 planos 
 
 
 
 Blenda: em 2 direções Calcita: em 3 direções 
 
 
BRILHO 
 
 
Pirita: metálico Anglesita: adamantino Enxofre: resinoso 
 
 
 Ametista: vítreo Apofilita: nacarado Artinita: sedoso 
 
 
 
 Calcedônia:gorduroso/graxo Ilita (mineral de argila):Terroso 
 
 
TRANSPARÊNCIA OU DIAFANEIDADE 
 
 
 
TransparenteTranslúcido Opaco