12 -aula-Propriedades físicasII

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
Cristalografia e Gemologia
12a Aula
Propriedades Físicas II
*
Cristalografia
Propriedades físicas dos minerais
*
21) Fusibilidade É a propriedade que os minerais têm de se fundirem ou não existindo minerais fusíveis e não-fusíveis. 
Para determinar o grau de fusibilidade de um mineral é utilizado o teste de calor (vela, queimador de Bunsen ou maçarico). Minerais fusíveis serão enquadrados na escala de fusibilidade: 
(1) Estibnita (525°C)- funde-se na chama da vela; (2) Calcopirita (800°C)- Funde-se na chama do queimador de Bunsen; (3) Granada (1050°C)- não funde no queimador de Bunsen, mas funde fácil no 
 								maçarico;
(4) Actinolita (1200°C); (5) Ortoclásio (1300°C)- Arestas arredondam-se no maçarico; (6) Bronzita (1400°C)- Não se funde no maçarico, extremidades se arredondam; (7) Quartzo (1710°C)- Não se funde no maçarico. 
*
22) Hábito É um termo usado na descrição de minerais que envolve uma série de conceitos, desde a forma cristalográfica até o agregado cristalino que o mineral apresenta. 
Ex.: cobre, ouro e prata nativa ocorrem muito frequentemente com hábito dendrítico. 
Cianita com hábito
prismático longo, característico para este mineral
*
23) Inclusões São bolhas de gás, bolhas de líquidos ou pequenos sólidos que ocorrem dentro do mineral, normalmente formados durante o crescimento do minerais. 
Podem ser orientados ou não e fornecem importantes dados sobre temperatura de formação do mineral, entre outros. Podem ser BIFÁSICAS (um líquido com uma bolha de gás) ou POLIFÁSICAS (líquido com bolha de gás e cristais de sal).
Para deduções de temperaturas de formação, lâminas delgadas com estas inclusões são usadas no microscópio térmico. A temperatura de homogeneização das inclusões dá uma idéia da temperatura de formação dos minerais.
Importa descrever tipos, formas, cores e outras propriedades das inclusões que ocorrem nos mineral. Na gemologia, as inclusões normalmente diminuem grandemente o valor da gema. Em alguns casos, podem ser muito interessantes, produzindo efeitos diferentes no material. Como exemplo, um quartzo absolutamente livre de inclusões é usado para a confecção de esferas ("bolas") cujo valor chega a 20.000 dólares uma esfera com 12 cm de diâmetro. 
*
Inclusão fluida primária em forma de cristal negativo, contendo:
uma fase líquida (solução salina), uma fase gasosa (bolha de gás)
e uma fase sólida (cubo de halita), em quartzo.
Largura da imagem 0,87 mm.
Foto: Peter Vollenweider
Revista Lapis, Setembro de 1986.
Inclusão com bolha de gás, 
cubo de halita e cristal de calcita em solução salina.
Quartzo de Bitsch, Brig, Suiça.
Largura da foto 0,25 mm
Foto: Peter Vollenweider
Revista Lapis, Setembro de 1986.
*
Inclusões de goethita em quartzo mexicano.
Aumento de 25x
Revista Lapis, setembro de 1986
Inclusões singenéticas de cloritas em quartzo brasileiro.
Aumento de 20x
Revista Lapis, setembro de 1986
*
Inclusões de goethita em quartzo.
Aumento de 65x
Revista Lapis, setembro de 1986
Associação de agulhas de rutilo em quartzo.
Aumento de 30x
Revista Lapis, setembro de 1986
*
24) Iridescência 
 É quando surgem dentro ou na superfície do mineral uma série de cores espectrais. 
Quando interna, é produzida usualmente por um conjunto de fraturas ou clivagens. 
Quando externa, normalmente devido a uma película ou revestimento superficial delgado. 
*
25) Jogo de Cores Quando você gira um mineral e surgem várias cores espectrais em rápida sucessão, ele possui jogo de cores. 
Quem mostra isso muito bem é o diamante
e a opala nobre. 
Mudança de cor é quando as cores mudam
 vagarosamente, como na labradorita,
 na chamada “labradorescência”.
			 Opala negra
*
26) Luminescência É a emissão de luz por parte de um mineral quando isso não se dá pela incandescência. 
A luminescência quase sempre é muito sutil e só pode ser observada no escuro. 
A triboluminescência surge em alguns minerais quando estes são esmagados, 
riscados ou esfregados, como a fluorita e a calcita. 
A termoluminescência surge em alguns minerais quando aquecidos a temperaturas inferiores ao vermelho, normalmente entre 50 e 100 graus. Novamente temos como exemplo a fluorita, a calcita, a apatita e o feldspato. 
*
27) Maclas Maclas são cristais complexos, formados a partir de um agrupamento de dois cristais gêmeos ou dois semi-cristais, segundo uma lei definida. 
Phillipsita KCa[Al3Si5O16].6H2O, 
uma zeolita, em
uma macla em cruz 
com 12 indivíduos
Provém do Morro Schellkopf,
 Brenk, Eifel, Alemanha.
Coleção e Foto Volker Betz 
Revista Lapis, 02/1980
*
Magnetismo 
É o fenômeno em que certas substâncias têm a propriedade de atrair o ferro e outros metais.
*Imãs: são os corpos que possuem essa propriedade. *Substâncias magnéticas: substâncias que são atraídas pelos imãs. *Minerais magnéticos: minerais que em seu estado natural são atraídos por um imã, normalmente em rochas ígneas e metamórficas. A Magnetita (Fe3O4) - óxido de ferro e a Pirrotita (Fe(1-x)S) são os dois minerais magnéticos comuns. Obs.: existe uma variedade de Magnetita que tem por si própria o poder de atração e a polaridade de um imã verdadeiro. Muitos outros minerais, principalmente os que têm ferro, são atraídos pelo imã no campo magnético de um eletroimã poderoso. O eletroimã é usado para separar misturas de grãos minerais através das 
diferentes suscetibilidades magnéticas.
*
 Magnetitas octaédricas de uma fenda tectônica do Binntal, Suiça.
					 O maior cristal possui 1 cm. 
Coleção Gruson, Foto: Rupert Hochleitner Revista Lapis, Novembro de 1987
*
29) Opalescência 
Trata-se de uma reflexão leitosa ou nacarada no interior do cristal. Como o nome já sugere, observa-se isso em opalas. 
“ O coração 
vermelho da
Austrália ”
maravilhosa
opala preta
de Lightning 
Ridge, Austrália.
*
Mina de opala manual na 
Austrália com elevador 
autocambante, em
Lightning Ridge.
Opala com aumento de 15.000 vezes:
esferas de sílica com 0,0005mm de diâmetro. As cores
das opalas surgem quando a luz reflete, difrata, interfere
e dispersa nas superfícies dos interstícios entre as
esferas.
Revista Lapis, Fevereiro de 1988
*
30) Paragênese As rochas são constituídas por um certo número de minerais diferentes. 
A paragênese mineral é a associação em equilíbrio desses minerais. 
Para que uma associação de minerais ser considerada em equilíbrio (Paragênese), os componentes da rocha devem estar em contato mútuo. 
Nas rochas ígneas os minerais geralmente pertencem a uma mesma paragênese. 
Isso acontece porque a massa fundida magmática é uma solução homogênea dos componentes que formam essa rocha. 
Entretanto, nas rochas metamórficas provenientes dos sedimentos, a composição pode não ser idêntica. 
Portanto, é bem possível que todos os minerais observados ao microscópio não pertençam a uma mesma paragênese. Um protólito pode gerar paragêneses distintas, de acordo com os fatores atuantes no metamorfismo. 
*
31) Partição
É a tendência de certos minerais, quando submetidos a tensão e pressão, de se romperem ao longo de superfícies lisas que não são necessariamente paralelas a planos ou faces do cristal. Desenvolvem-se planos de menor resistência estrutural, o que acontece facilmente nos cristais geminados (maclados), principalmente nos geminados polissindéticos, que então se separam ao longo dos planos de composição.A partição também pode ser controlada por inclusões orientadas que faz com que se formem planos de menor resistência.
*
31) Partição
Diferenças entre partição e clivagem:
  	a) os planos de clivagem aparecem sempre segundo as mesmas direções para minerais de mesma espécie; a partição, por outro lado, só para os que estiverem maclados.
 
 	b) a clivagem sempre se repete paralelamente;
a partição não, salvo em se tratando de macla polissindética.
 
	c) os planos de clivagem são,. em geral, mais lisos e mais brilhantes que as superfícies de partição.
*
		 32) Piezoeletricidade (2 slides) 
Propriedade elétrica de alguns minerais de produzir cargas elétricas de diferentes 
sinais na sua superfície, quando se desenvolve uma pressão nas extremidades
de um dos seus eixos. Só podem desenvolver essa propriedade aqueles cristais 
sem centro na sua simetria, que formam eixos polares. 
A piezoeletricidade pode ser aplicada na comunicação submarina. 
A turmalina possui essa propriedade, sendo usada em aferidores de pressão. 
Turmalina negra,
variedade conhecida
como Schorlita.
*
 
O Quartzo é um dos mais importantes minerais piezoelétricos com uma pressão leve paralela a um eixo elétrico. 
O corte da lâmina de quartzo é feito paralelo ao eixo Z, de forma que o comprimento da placa seja paralelo a X ou Y. 
A orientação de suas placas é usada para controlar a freqüência e o comprimento de onda em aparelhos eletrônicos e rádios. Já na Segunda Guerra Mundial houve uma grande demanda pela quantidade de lâminas de 
quartzo sendo aplicadas em equipamentos de guerra e assim foram estão sendo criadas substâncias cristalinas sintéticas que desenvolvem muito esta propriedade. 
*
Piroeletricidade
Assim como a Piezoeletricidade, a Piroeletricidade é uma propriedade elétrica especial. 
Ela aparece em minerais que cristalizam em classes de simetria sem centro 
de simetria.
Consiste na eletricidade originada pelo aumento de calor. Isso ocorre porque minerais que não têm centro de simetria, quando aquecidos, emitem uma corrente elétrica, que se dá pelo desenvolvimento simultâneo de cargas elétricas positivas e negativas nas extremidades de um eixo do cristal. Resumindo, Piroeletricidade é a capacidade de alguns cristais de adquirir carga elétrica ao serem aquecidos. Um exemplo de mineral que possui essa propriedade é a Turmalina. Existem dois tipos de Piroeletricidade:
 Primária	: com um polo. (ex.: Turmalina) 
 Secundária	: com mais de um polo. (ex.: Quartzo) 
*
Foi no ano de 1703 que cristais de turmalina vieram, pela primeira vez, à Europa, trazidas por navios holandeses, provavelmente do Ceilão. Com o mineral veio o nome: “turamali” , como os singaleses chamam as pedras preciosas marrons da área. Os holandeses notaram, além da cor e da forma, que cristais de turmalina aquecidos atraem as cinzas.
Foi assim que as turmalinas evoluiram para um instrumento usado pelos ricos comerciantes holandeses para tirar as cinzas de seus cachimbos ....
Teste para turmalinas:
uma caixa com cinzas
no fundo. Pendurar o
cristal quente no teto e
assoprar o canudo. As
cinzas grudam numa 
extremidade do cristal.
Revista Lapis, Janeiro 1979
*
34) Pleocroísmo Fenômeno que certos minerais anisotrópicos, transparentes e coloridos, apresentam, de absorverem a luz de maneira seletiva, segundo suas diferentes direções de vibração. Desta forma, quando um mineral é pleocróico, girando-se a platina do microscópio, ele muda de cor.
Quando a direção de vibração para a qual se verifica a máxima absorção ficar paralela à direção de vibração do polarizador inferior, a cor do mineral será escura. Ao contrário, a cor exibida pelo mineral será clara.
Biotita em Granodiorito
Orientadas diferentemente,
mostram suas diferentes
cores de pleocroísmo, do
extremo escuro ao extremo
mais claro.
*
			35) Pseudomorfoses Surge quando uma determinada substância ocorre com a forma de outra, por substituição, alteração, incrustação ou outros tipos de processos. 
Um exemplo pode ser a pirita, que é cúbica, ocorrendo como romboedros do sistema trigonal porque substituiu cristais romboédricos de calcita que, esta sim, é trigonal. 
Calcedônia pseudomórfica sobre
fluorita (cubos !!).
Largura 10 cm
Procedência: Tresztya,
Siebenbürgen, Romênia.
Foto: Stefan Weiss.
Denver Gem and Mineral Show,
1991
Revista Lapis, Março de 1992
*
Transformação de enxofre-alfa em enxofre-beta
*
Transformação de Piromorfita em Galena
*
Transformação de Calcita em Quartzo
*
Pseudomorfose por preenchimento de Quartzo após Fluorita
*
			36) Radioatividade (2 slides) Os minerais que contém, por exemplo, Urânio, Tório, Potássio (K40) e Rubídio, 
ou seja, elementos instáveis ou variedades raras instáveis de elementos que 
ocorrem normalmente como estáveis, tanto na composição original quanto 
como impurezas, são radioativos. Esses minerais decompõem-se
naturalmente, e quando isso ocorre liberam enormes energias em forma
de radiação. 
A radioatividade pode ser descrita como uma desintegração espontânea de
 certos núcleos atômicos instáveis, formando um isótopo de núcleo estável. 
Exemplos são U-Pb (Zircão), R-Sr (Granito), K-Ar (Hornblenda) 
Fatores de importância mineralógica: - a velocidade do decaimento; - quantidade de calor no processo de decaimento; - produtos do decaimento; - a radiação envolvida (alfa, beta, gama) 
*
Radioatividade em Autunita
Mineral fortemente radioativo com 
raios alfa, beta e gamma, além do gás
radônio que surge durante o 
decaimento.
Possui excelente clivagem, por isso é 
Um mineral radioativo extremamente 
perigoso, pior do que pechblenda
maciça. 
Mesmo partículas finíssimas inaladas
podem provocar câncer de pulmão.
Cristais de autunita de até 8 mm sobre
quartzo.
Bergen, Vogtland, Alemanha
Coleção: Schüler, Foto Stefan Weiss
Revista Lapis, Fevereiro de 1991
*
 37) Sabor			 (2 slides)
Sabor não é, definitivamente, uma propriedade associada com minerais. Mas às vezes é importante para reconhecer um mineral. 
Halita (NaCl), sal mineral, pode ser experimentado, e há vários outros minerais com gosto.
Halita de lagos evaporíticos
A cor rosa deve-se ao
organismo Halobacterium
que vive nestas salmouras.
Searles Lake, Trona,
San Bernardino County
Califórnia, USA
Foto John Veevaert
www.webmineral.com
*
Mas não lambe os minerais! 
Há vários minerais que são venenosos e lamber pode resultar em uma ingestão de uma quantidade desnecessária da substância. 
Além disso, você sabe quem manuseou o mineral antes de
você e se esta pessoa estava de mãos limpas ?
Lambe seu dedo primeiro e coloque-o sobre o mineral. Outra técnica 
é de tocar o mineral com a ponta da língua. Alguns minerais tem um 
gosto único que não pode ser descrito em termos gerais, mas a
prática ajuda a identificar rapidamente o mineral.
Minerais solúveis em água são aqueles que irão apresentar gosto, porque uma certa solubilidade é necessária para que se sinta gosto. 
A Epsomita tem um gosto azedo e o Alúmen terá um sabor astrigente.
				Sabor
*
			 38) Solubilidade A solubilidade em diversos solventes freqüentemente é um auxílio à identificação dos minerais:
	Solúvel em água são, por exemplo, a Halita, a Silvita e outros. 
	Em HCl a calcita, a cuprita e outros. 
	Em HCl aquecido dissolvem-se a dolomita e a siderita .
	Em HF dissolve-se o quartzo. 
				 Insolúvel não existe praticamente nada.
São realizados, para tanto, os Ensaios Químicos Prévios (via úmida).
Nesses ensaios são empregados, especialmente como solventes, os ácidos 
HCl, HNO e H2SO4. 
*
*Grau de Solubilidade:
Em geral é usado o HCl, embora em muitos minerais de brilho metálico como 
sulfetos, arsenietos e compostos de Pb e Ag o HNO3 seja muitas vezes empregado. Menos freqüentemente emprega-se H2SO4, água-régia ou HF. 
O mineral deve ser antes pulverizado e solubilizado a quente em tubos de ensaio. 
Recomenda-se filtrar a solução antes de acrescentar qualquer reagente. Fenômenos que acompanham a Solubilidade:
a) Solubilidade sem efervescência: alguns óxidos (hematita, limonita); alguns 
sulfatos, muitos fosfatos. Au e Pt só são solúveis em água-régia.
b) Solubilidade com efervescência: 
c) Coloração da solução: 
d) Formação de resíduos insolúveis:
38) Solubilidade 
*
 39) Tato
Alguns minerais possuem um tato muito característico que pode ser útil em sua identificação. Geralmente são
minerais de dureza baixa.
Cobre possui uma sensação áspera, devido a pequenas
protuberâncias na superfície da amostra.
Molibdenita (MoS), grafita (C) , serpentina, talco e
argilas possuem um tato gorduroso.
Como o tato, entretanto, é uma coisa muito subjetiva, é
impossível dizer para uma pessoa que um mineral tem um
tato de uma ou de outra maneira. 
A única maneira é de aprender manuseando minerais. Assim, literalmente, mãos à obra !!
*
 40) Televisão em Mineral (Pedra-Tevê)
A ULEXITA (NaCa (B5O6) (OH)6. 5H2O) , é um mineral encontrado com outros boratos em depósitos lacustrinos evaporíticos como em Boron, Kern County, Califórnia. Ocorre em agregados esféricos ou em veios, com fibras perpendicular à direção do veio.
Integrantes da Excursão 
Appolonia do IFCH/UFRGS 
de 2003 tomando banho no 
Mar Morto.
*
A ulexita formada por fibras paralelas desenvolve uma propriedade popularmente conhecida como “pedra televisão” , relacionada à sua propriedade de fibras óticas. A propriedade é uma conseqüência da luz sendo internamente refletida de maneira múltipla entre as fibras individuais que são envoltas em um meio de índice refrativo menor.
Idealmente, um raio de luz direcionado ao longo de uma fibra deveria emergir sem qualquer desvio. Mas se o raio incide na fibra num ângulo de, digamos, 25 graus, emerge como um cone simples de luz possuindo um ângulo de 25 graus no eixo do cone, independente da cor.
*
*
			 41) Tenacidade A tenacidade é uma propriedade física dos minerais que depende da coesão e da 
elasticidade.
É a resistência que os minerais oferecem ao serem rompidos, esmagados, 
curvados ou rasgados. Em relação a tenacidade, os minerais podem ser 
classificados da seguinte forma: 
1) Quebradiço: um mineral que se rompe ou pulveriza facilmente. Ex.: Pirita, 
2) Maleável: um mineral que pode ser transformado em lâminas delgadas
por percussão. Exs.: Cobre, Ouro, Prata, Platina, Ferro. 3) Séctil: um mineral que pode ser cortado em aparas delgadas com 
o uso de um canivete. Exs.: Argentita (muito séctil), Calcita (imperfeitamente 
séctil). 4) Dúctil: um mineral que pode ser estirado para formar fios. Exs.: Cobre, Ouro, Platina, Prata. 5) Flexível: um mineral que se encurva mas não volta à sua forma primitiva 
quando a pressão cessa. Exs.: Grafita, Ouro-pigmento, Molibdenita. 6) Elástico: um mineral que se encurva e, ao cessar a pressão, retorna à 
sua forma original. Ex.: Mica 
*
			42) Termoluminescência (2 slides) A termoluminescência é a emissão 
de luz por meio do aquecimento dos 
minerais em baixa temperatura, entre
 50 e 475ºC, sendo inferior à 
temperatura de incandescência. 
Certos minerais não metálicos e 
anidros, sobretudo os que contêm 
elementos alcalino-terrosos, como 
o cálcio, mostram esta propriedade. 
Fluorita de 18mm da Floresta Negra. 
Cor original: azul profundo.
Acima: cor da peça durante o máximo da termoluminescência, a 300º C.
Abaixo: a peça durante o esfriamento,
mostrando a fosforescência azul-violeta da fluorita.
Cor final: verde-sujo
Foto: Max Glas Revista Lapis, Maio/1977
*
A termoluminescência é observada normalmente apenas durante o primeiro 
aquecimento, e não no reaquecimento, sendo que não é uma forma de 
transformação do calor em luz. A energia da luminescência já está presente no mineral, e é liberada através da excitação por leve aquecimento. O mineral com termoluminescência extinta pode ser recuperado quando é exposto a um raio excitante de alta energia, tais como radiação nuclear e raios-x, isto é, o mineral é recarregado. A Fluorita (CaF2) é um típico mineral termofluorescente. 
Além disso, a Calcita (CaCO3), Apatita (Ca(PO4)3(OH,F, Cl)) e o Quartzo (SiO2).
Através da comparação da intensidade de radiação nuclear (raio excitante) com a 
da termoluminescência recuperada, pode-se determinar a idade do último evento térmico 
(aquecimento) do mineral. Este método aplicado em quartzo e plagioclásio é 
eficiente para datação (medir a idade da rocha ou mineral) de amostras com idade inferior à algumas dezenas de milhares de anos, sendo útil para a Vulcanologia e Arqueologia. 
*
				43) Traço É a cor do pó do mineral, que só pode ser observado através da margem do mesmo. É obtido riscando o mineral contra uma placa branca, geralmente de porcelana. 
Esta propriedade só é útil para identificar minerais opacos ou ferrosos, pois 
freqüentemente possuem traços coloridos. Minerais translúcidos ou transparentes possuem traço branco e minerais mais duros que a porcelana (dureza ~7 na escala de Mohs) resulta no traço da porcelana e não do mineral. 
 Pirita dourada : traço preto
 Hematita preta: traço castanho
*
			 44) Zonação (última!) (3 slides) Zonação é o resultado de diferenças químicas. Se origina se a composição da solução ou da fusão muda durante o crescimento do cristal. Esse processo pode acontecer muitas vezes. A zonação não precisa acontecer com a troca da cor. 
Por exemplo: a zonação e a troca de cor 
do plagioclásio só são visíveis ao 
microscópio. 
A Zonação 
pode ser 
encontrada em 
Plagioclásios, 
Turmalinas, 
Fluoritas, etc. 
Turmalina “Cabeça preta” 
da Ilha de Elba.
Altura 8 mm.
Foto Werner Lieber
Revista Lapis, Jan/1979
*
Seção de cristal de
turmalina zonada de
Anjanabonoina,
Madagascar.
Diâmetro da peça: 16 cm.
Foto Werner Lieber
Revista Lapis, jan/1979
*
Abaixo:
Um garimpeiro de Madagascar em
Uma drusa aberta de turmalinas.
Acima:
A jazida de turmalinas de Anjanabonoina,
Madagascar.
*
FIM
*
*
*