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MINERALOGIA Dr Armando José Massucatto FaEng - UEMG armando_massucatto@hotmail.com MINERAIS – Trata-se de todo elemento ou composto químico que possui uma composição química definida, sólido, e é formado naturalmente por processos geológicos sem nenhuma influência orgânica. DEFINIÇÕESDEFINIÇÕES CRISTAL – Todo mineral que possui uma forma geométrica definida pode ser caracterizado como cristal. A forma geométrica adquirida está totalmente relacionada com a organização atômica dos elementos que formam o mineral. DEFINIÇÕESDEFINIÇÕES Quanto ao termo “cristalizado”, refere-se ao arranjo interno tridimensional para os minerais. Os átomos constituintes de um mineral encontram-se distribuídos ordenadamente, formando uma rede tridimensional, denominada de retículo cristalino. A unidade que se repete é denominada de cela unitária, que serve de base para a construção do retículo cristalino. Madureira et al.(2000) DEFINIÇÕESDEFINIÇÕES Na natureza, os cristais perfeitos são raros, mais comumente são encontrados na forma de massas irregulares. Neste último caso a cristalinidade do mineral pode ser reconhecida através de suas propriedades ópticas. Para estudarmos a cristalografia dos minerais, fazemos uso da simetria cristalográfica, através do uso de elementos abstratos (planos, eixos e centro) e suas respectivas operações de simetria (reflexão, rotação e inversão). DEFINIÇÕESDEFINIÇÕES É denominado eixo de simetria uma reta imaginária que passa pelo centro geométrico do cristal e ao redor da qual, num giro total de 360º, uma feição geométrica do cristal se repete certo número de vezes. Madureira et al.(2000) DEFINIÇÕESDEFINIÇÕES O conjunto de possíveis elementos de simetria encontrados em um cristal é chamado de grau ou classe de simetria . Na natureza existem 32 graus de simetria, de simetria . Na natureza existem 32 graus de simetria, agrupados de acordo com a similaridade de seus elementos de simetria em sete sistemas cristalinos, sendo: DEFINIÇÕESDEFINIÇÕES Madureira et al.(2000) ORIGEMORIGEM Os minerais podem ser classificados de acordo com sua origem, sendo: Minerais magmáticos são aqueles que resultam da cristalização do magma e constituem as rochas ígneas ou magmáticas. Diamante ORIGEMORIGEM Minerais metamórficos originam-se principalmente pela ação da temperatura, pressão litostática e pressão das fases voláteis sobre rochas magmáticas, sedimentares erochas magmáticas, sedimentares e também sobre outras rochas metamórficas. Granada ORIGEMORIGEM Minerais sublimados são aqueles formados diretamente da cristalização de um vapor, como também da interação entre vapores e destes com as rochas vapores e destes com as rochas dos condutos por onde passam. Enxofre Minerais pneumatolíticos são formados pela reação dos constituintes voláteis oriundos da cristalização magmática, desgaseificação do interior ORIGEMORIGEM desgaseificação do interior terrestre ou de reações metamórficas sobre as rochas adjacentes. Turmalina ORIGEMORIGEM Minerais formados a partir de soluções originam-se pela deposição devido a evaporação, variações de temperatura, pressão, porosidade, pH e/ou eH. Evaporação do solvente: neste processo aEvaporação do solvente: neste processo a precipitação ocorre quando a concentração ultrapassar o coeficiente de solubilidade pelo processo de evaporação, fato que ocorre principalmente em regiões quentes e secas, formando sulfatos (anidrita, gipsita etc.), halogenetos (halita, silvita etc.) etc.Gipsita ORIGEMORIGEM Perda de gás agindo como solvente: processo que ocorre quando uma solução contendo gases entra em contados com rochas provocando reação, a exemplo do que ocorre quando solução aquosa contendoquando solução aquosa contendo dióxido de carbono entra em contato com rochas calcárias, caso em que o carbonato de cálcio é parcialmente dissolvido formando o bicarbonato de cálcio (CaH2(CO3)2), composto solúvel na solução. Caverna calcária ORIGEMORIGEM Diminuição da temperatura e/ou pressão: as soluções de origem profunda resultantes de transformações metamórficas (desidratação, descarbonatação, etc.) ou de cristalizações magmáticas normalmente contêm significativas quantidade de material dissolvido. Quando essas soluções esfriam ou a pressão diminui, formam-se minerais hidrotermais, depositados na forma de veios ou filões. Quartzo ORIGEMORIGEM Interação de soluções: O encontro de soluções aquosas com solutos diferentes, ao interagirem, pode formar composto insolúvel ou com coeficiente de solubilidade bem mais baixo, que se precipita. Como exemplo pode ser citado o encontro deexemplo pode ser citado o encontro de uma solução com sulfato de cálcio (CaSO4) com outra contendo carbonato de bário (BaCO3), resultando na formação de um precipitado de barita (BaSO4). Barita ORIGEMORIGEM Interação de gases com soluções: A passagem de gás por uma solução contendo íons pode gerar precipitados, a exemplo do que ocorre com a passagem de H2S (gás sulfídrico) por uma solução contendo cátions de Fe, Cu, Zn etc., formando sulfetos deCu, Zn etc., formando sulfetos de ferro como pirita (FeS2), calcopirita (CuFeS2), esfalerita (ZnS), etc.. Pirita ORIGEMORIGEM Ação de organismos sobre soluções: Esse processo resulta da ação dos organismos vivos, animais ou vegetais, sobre as soluções. Dessa forma um grande número de seres marinhos (corais, crinóides, moluscos etc.) extraem o carbonato de cálcio das águas salgadas para formar suascálcio das águas salgadas para formar suas conchas e partes duras de seus corpos, resultando na formação de calcita (CaCO3) e, em menor quantidade, aragonita (CaCO3) e dolomita [MgCa(CO3)2]. Calcita PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Para a identificação dos minerais através de suas propriedades físicas e morfológicas, que são decorrentes de suas composições químicas e de suas estruturas cristalinas, utilizamos características como: hábito, transparência, brilho, cor, traço, dureza, fratura, clivagem, densidade relativa, cor, traço, dureza, fratura, clivagem, densidade relativa, geminação e propriedades elétricas e magnéticas. Hábito – Forma geométrica externa, habitual, exibida pelos cristais dos minerais, que reflete a sua estrutura cristalina. PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Limonita – hábito cúbico Quartzo – hábito prismático Transparência ou diafaneidade – é a capacidade de absorção da luz. Pode ser dividido em transparência, translucidez e opacidade. Transparentes são os minerais que não absorvem ou absorvem pouco a luz. Os que absorvem a luz são considerados translúcidos e dificultam que as imagens sejam reconhecidas através deles. Opacos são os minerais que PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS reconhecidas através deles. Opacos são os minerais que absorve toda a luz Diamante transparente Brilho – Trata-se da quantidade de luz refletida pela superfície de um mineral. O brilho pode ser divido em duas categorias: metálico e não metálico. O brilho metálico é dividido em metálico e sub-metálico. O brilho não metálico pode ser dividido em: vítreo, gorduroso, ceroso, resinoso, perláceo, sedoso, terroso, adamantino. PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Galena com brilho metálico Topázio com brilho vítreo IDENTIFICAÇÃOIDENTIFICAÇÃO Cor –A cor exibida por um mineral é o resultado da absorção seletiva da luz. O fato de o mineral absorver mais um determinado comprimento de onda do que os outros faz com que os comprimentos de onda restantes se com que os comprimentos de onda restantes se componham numa cor diferente da luz branca que chegou ao mineral. Osprincipais fatores que colaboram para a absorção seletiva são a presença de elementos químicos de transição como Fe, Cu, Ni, V e Cr. Vanadinita Pb5(VO4)3Cl Granada - Fe3Al2(Si3O12) PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Azurita Cu3(CO3)2(OH)2 Traço – Trata-se da cor do pó do mineral, sendo obtida riscando o mineral contra uma placa ou uma fragmento de porcelana de cor branca. PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Hematita – Traço vermelho Magnetita – Traço amarelo Dureza – É a resistência que o mineral apresenta ao ser riscado. Para a classificação utiliza-se a escala de Mohs, que utiliza como parâmetros a dureza de minerais comuns, variando de 1 até 10. PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Madureira et al.(2000) Fratura – Refere-se a superfície irregular e curva resultante da quebra do mineral. Obviamente é controlada pela estrutura atômica interna do mineral, podendo ser irregulares ou conchoidais. PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Quartzo com fratura conchoidal Clivagem – São muito freqüentes, trata-se de superfícies de quebra que constituem planos de notável regularidade. Os tipos mais comuns são: pinacoidal ou basal, prismática, romboédrica, dodecáedrica, octaédrica e cúbica. PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Partição – planos irregulares gerados durante a quebra. São mas irregulares que a clivagem. Principais tipos: basal e romboédrica. Densidade relativa – É o número que indica quantas vezes certo volume de mineral é mais pesado que o mesmo volume de água a 4º C a 1 ATM. Na maioria dos minerais, a densidade relativa varia entre 2,5 e 3,3. Alguns minerais que contém elementos de alto peso atômico (Ba, Sn, Pb, Sr, etc. ) apresentam uma densidade superior a 4. PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Cassiteria (SnO2) – densidade relativa: 6,8 – 7,1 Geminação – É a propriedade de certos cristais de se desenvolverem de maneira regular. A geminação pode ser classificada como simples (dois cristais intercrescidos) ou múltipla (polissintética). PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Estaurolita – geminação simples em cruz. Labradorita – geminação polissintética. Propriedades elétricas –Muitos minerais são bons condutores de eletricidade, como é o caso dos elementos nativos (Cu, Au, Ag, etc.) e outros, são classificados como semicondutores (sulfetos). Alguns minerais são classificados como magnéticos, como é o caso da magnetita e a pirrotita, pois geram um campo magnético em sua volta com intensidade variável. PROPRIEDADES FÍSICASPROPRIEDADES FÍSICAS Magnetita (Fe3O4) DANA - HURLBURT JR, C.S. - 1969 - Manual de Mineralogia, Vol. I e II - Ao livro Técnico USP, Rio de Janeiro (Trad. Rui Ribeiro Franco). ERNST, W.G. - 1971 - Minerais e Rochas - Ed. Blucher S.A., São Paulo FORD, W.E. - Dana‘s Textbook of Mineralogy - Ed. Hohn Willey and Song, New York KLOCKMANN, F. e RANDAKR, P. 1961. Tratado de Mineralogia, Ed. Gustavo Gili S.A., Barcelona LEINZ, V. e SOUZA CAMPOS, J.E. de - 1968 - Guia para Determinação de Minerais Companhia Editora Nacional, São Paulo. MADUREIRA Fº, J.B.; ATENCIO, D.; McREATH, I. Minerais e Rochas: Constituintes da Terra sólida. In: TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M.C.M. de; FAIRCHILD, T.R.; TAIOLI, F. (Coordenadores), Decifrando a Terra. São Paulo: Editora Oficina, 2000, p. 27 – 37. PHILIPS, F.C. - 1978 - Introduccion a la Cristalografia. Ed. Paraninfo S.A. Madrid
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