4ª Prova de Mineralogia (2011)

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4o Provas de Mineralogia 2011
Nome:……………………………………………………………………..
1) A fórmula geral AB2O4 corresponde a composição química de um importante grupo de minerais. (1,0).
a) que grupo de minerais e esse?
b) este grupo pode ser subdividido em três séries com base na coordenação octaédrica. Quais são elas?
c) qual é a estrutura deste grupo de minerais?
d) quais são os principais minerais que compõem este grupo de minerais. De as características físicas, químicas e ópticas que permitem diferenciá-los entre si?
2) De os elementos de simetria, classe cristalográfica, sistema cristalino, execute a projeção ortogonal e estereográfica de um cristal que possui as formas: prisma {111} e pinacóides {100}, {010} e {001}.
1) A fórmula geral X2Y4-6Z8O20(OH,F) corresponde a composição química de um importante grupo de minerais. Este grupo de minerais pode ser dividido em duas classes. (1,0).
a) que grupo de minerais e esse?
b) quais são as duas classes e que este grupo pode ser subdividido? Explique.
c) qual a estrutura deste grupo de minerais?
d) quais são os principais minerais que compõem este grupo de minerais. De as características físicas, químicas e ópticas que permitem diferenciá-los entre si?
2) Os sulfetos formam uma importante classe de minerais que incluem muitos minerais de minério importantes. De modo geral, pode-se dizer que os sulfetos são minerais de brilho metálico e são minerais opacos, possuem traço cinza, preto ou colorido, são minerais pesados a muito pesados e possuem dureza em geral menor que 4. Entretanto existem exceções, alguns minerais não são opacos. (1,0).
a) quais são estes minerais?
b) como diferenciá-los entre si?
c) qual a utilidade destes minerais?
3) Reações metamórficas são importantes e comuns durante processo metamórficos, para a formação de muitos minerais. As reações abaixo representam uma reação comum na natureza e envolvem a transformação de minerais primários em minerais metamórficos: (1,0).
3Mg2SiO4 + H2O + SiO2 = 2Mg2Si2O5(OH)4
2Mg2Si2O5(OH)4 + 3CO3 = Mg3Si4O10(OH)2 + 3MgCO3 + 3H2O
a) quais são as fases minerais envolvidas nas reações?
b) como distinguir os minerais (características físicas, químicas, ópticas, etc) entre si?
4) O grupo dos silicatos ~25% dos minerais conhecidos e cerca de 40% dos minerais comuns. Em volume correspondem a a cerca de 95% do volume da crosta terrestre. Este classe e/ou grupo de minerais em vários grupos. (1,0).
a) quais são estes grupos e qual as características estruturais que os diferencia entre si?
b) de pelo menos três exemplos de minerais pertencentes a cada classe destes minerais.
1) Quais os principais fatores responsáveis pela cor dos minerais? (1,0)
2) Cite algumas propriedades que ajudam a identificar minerais opacos de minerais translúcidos e/ou transparentes? (1,0)
3) Como calcular a densidade de um mineral utilizando o picnômetro? (1,0)
4) O que é densidade relativa? Ela depende de quais fatores? (1,0)
5) O que é mineral? De sua definição (1,0)
6) O que são compostos polimórficos?
7) Defina asbesto. Quais são os principais minerais que possuem este hábito?
8) Defina tenacidade e diafaneidade.
9) Qual a origem dos minerais? Segundo a sua origem como podem ser classificados os minerais? Justifique a resposta.
1) Existe um grupo de aluminossilicatos, cuja formula geral pode ser escrita como X4-8[Y6Z6O24].W1-2, onde X é principalmente Na e Ca, Y é principalmente Al, Z é principalmente Si e, W pode ser Cl, SO4, CO3 ou OH. Este grupo de minerais é quimicamente semelhante aos feldspatos e ocorrem em rochas pobres em sílica (rochas saturadas).
a) que grupo de minerais é esse?
b) qual a estrutura geral desse grupo de minerais?
c) cite pelo menos três minerais deste grupo dando as propriedades químicas, físicas e ópticas que permitem diferenciá-los entre si.
2) Explique (dando exemplos) o que são substâncias (e/ou minerais) isoestruturais ou isotípicos? De exemplos (citando os minerais) de pelo menos dois grupos de minerais isotípicos.
3) Explique (dando exemplos) o que são substituições por acoplamento.
4) Explique (dando exemplos) o que é solução sólida ou isomorfismo.
5) os pseudomorfos são relativamente comuns na natureza. Explique o que são pseudomorfos e como eles podem formar-se.
6) Durante uma etapa de pesquisa de prospecção mineral uma empresa descobriu uma jazida de cobre. Você foi contratado para dar uma consultoria para essa empresa. Com o objetivo de caracterizar os minerais de minério de cobre que existem nesta jazida.
a) Quais são os minerais de minério de cobre (primários e secundários) que podem ocorrer nesta jazida mineral?
b) Cite as características químicas e físicas que permitem a identificação destes minerais.
7) Uma amiga sua ganhou uma jóia constituída por uma “pedra lapidada”, transparente, de brilho vítreo e de cor verde. Segundo o vendedor a dureza desta pedra é maior que seis. Cite pelo menos três minerais que podem corresponder a esta gema e como você os identificaria. Cite também as características químicas, físicas e ópticas que permitem identificá-los.
1) Os ânios SiO4, PO4, SO4 são comuns na natureza. Nestes ânios a geometria da molécula é tetraédrica (número de coordenação 4), entretanto apenas o ânion SiO4 pode formar polímeros. Explique porque? (1,0)
3) A densidade relativa de um mineral é uma propriedade escalar e tem enorme importância na determinação de minerais. Explique, exemplificando, quais são os fatores principais que influenciam na densidade dos minerais. (1,0)
4) Você esta no laboratório e um colega seu lhe envia uma série de análises químicas. As análises são mostradas a seguir:
	
	(1)
	(2)
	(3)
	(4)
	(5)
	SiO2
	58,48
	50,91
	32,86
	36,52
	36,68
	TiO2
	tr.
	0,08
	-
	0,17
	0,00
	ZrO2
	-
	-
	66,72
	-
	-
	HfO2
	-
	-
	-
	-
	-
	Al2O3
	0,88
	8,68
	1,15
	33,41
	63,28
	B2O3
	-
	-
	-
	10,32
	-
	Cr2O3
	0,25
	-
	-
	-
	0,06
	Fe2O3
	0,72
	1,61
	-
	-
	-
	FeO
	3,93
	3,61
	-
	0,3
	0,37
	MnO
	0,02
	0,12
	-
	0,57
	0,00
	MgO
	34,71
	19,38
	-
	11,25
	0,02
	CaO
	0,50
	10,25
	-
	0,42
	0,01
	Na2O
	0,23
	3,40
	-
	2,34
	0,00
	K2O
	0,08
	0,11
	-
	0,57
	0,01
	H2O+
	0,21
	
	-
	-
	-
	P2O5
	-
	0,05
	-
	-
	-
	F
	-
	-
	-
	0,12
	
	H2O+
	-
	1,74
	-
	3,76
	-
	H2O-
	-
	0,17
	-
	-
	-
	Total
	100,01
	100,11
	100,76
	99,75
	100,43
Quais são os minerais analisados? Além da análise química de as características (físicas, ópticas, etc) que permitam identificar os minerais. (1,0)
5) Nos trabalhos de campo, durante o mapeamento de um corpo granítico, foi observado que este está em contato com uma rocha calcária, que sofreu metamorfismo de contato. Utilizando seus conhecimentos em mineralogia, descreva pelo menos três silicatos (nesossilicato, sorossilicato, ciclossilicato ou inossilicato) que podem formar-se neste contexto geológico. De também as características que permitem diferenciá-los entre si (1,0).
6) A série de cristalização de Bowen foi inicialmente estabelecida para magmas basálticos em 1928. O lado esquerdo desta seqüência é composta pela Série Descontínua que inicia-se com a cristalização de olivina, substituída posteriormente por piroxênios (orto e depois clinopiroxênio) e finalmente anfibólio e biotita. De as características físicas e ópticas que permitem diferenciar e identificar os minerais olivina – piroxênio – anfibólios. (1,0)
7) O que são substâncias alotrópicas e/ou polimórficas? De pelo menos um exemplo de minerais alotrópicos e as características (físicas, cristalográficas, ópticas, etc) que permitem identificá-los e diferenciá-los entre si. (1,0)
8) Construa a projeção estereográfica e ortogonal, de os nomes e índices das formas presentes, sitema cristalográfico, classe de simetria e simbolo desta classe, do modelo........ (1,0)
9)Determine as propriedades diagnósticas presentes no mineral no ......., destacando a(s) mais importante(s) para sua determinação. (1,0)
1) As análises químicas de minerais são dadas em óxidos em porcentagem em peso. O oxigênio constitui o elemento predominante na estrutura de muitos minerais (eg. silicatos, óxidos, boratos, carbonatos, nitratos, fosfatos, etc), e por isso a fórmula estrutural é determinado em função do número de átomos de oxigênio. A tabela a seguir mostra o resultado da análise química de um feldspato de uma amostra de granada-muscovita-quartzo xisto do Grupo Araxá (Goiás).
	SiO2
	TiO2
	Al2O3
	Fe2O3
	MnO
	MgO
	CaO
	Na2O
	K2O
	59,389
	25,853
	0,000
	0,049
	0,002
	0,001
	6,735
	7,632
	0,038
Sabendo que o número de oxigênios para o cálculo da fórmula dos feldspatos é 32, e que o peso molecular do óxidos corresponde a SiO2 (60,09), TiO2 (79,9), Al2O3 (101,94), Fe2O3 (159,7), MnO (70,94), MgO (40,32), CaO (56,08), Na2O (61,982) e K2O (94,2) calcule a fórmula estrutural do mineral. (1,0)
2) Você é o novo contratado para catalogar materiais de um museu de mineralogia municipal. É comum para os moradores entrar em contato, trazendo rochas e minerais para você identificar. Um dia, um jovem entra com uma rocha, que contém um mineral verde, de brilho vítreo, prismático e de base hexagonal. Existem vários bons cristais inteiros e fragmentos. Diversos minerais vêm à mente imediatamente. O que você faria para identificar o mineral (explique os procedimentos que você utilizaria)? Que mineral poderia ser? (1,0)
3) O isomorfismo é mais freqüente entre cristais isotípicos. Explique os principais fatores que afetam a substituição isomórfica.
4) A dureza é a resistência que a superfície lisa de um mineral oferece ao ser riscada. Para fins de identificação de minerais, a dureza pode ser avaliada através da escala de Mohs. Quais os minerais constituíntes desta escala (ordenar em ordem crescente de dureza)? Cite, além da dureza, outras duas propriedades que ajudam na identificação destes minerais. (1,0)
5) Quais são as principais causas da cor dos minerais? (explique cada ítem) (1,0)
6) Explique o procedimento que você utilizaria para a determinação da dureza de minerais pulverolentos e fibrosos (1,0).
7) A extrutura de um cristal pode ser imaginariamente desmembrada em arranjos geométricos simples, planos ou espaciais, em cujos centros e vértices encontram-se átomos ou íons. Tais arranjos recebem o nome de poliedros de coordenação. Quais são os números de coordenação mais comuns e os seus respectivos poliedros?
8) Ordene segundo a quantidade, na crosta terrestre, os 10 elementos mais comuns, colocando as respectivas valências e número de coordenação mais freqüente. (1,0)
9) Defina:
	a) polimorfismo
b) triboluminescência
c) dupla refração
d) tenacidade
e) refração da luz
	f) fosforescência
g) pleocroísmo
h) hábito
i) geminado
j) clivagem
10) Determine as propriedades diagnósticas presentes nos minerais no ....... e no ........, destacando a(s) mais importante(s) para sua determinação.
Você é um geólogo recém formado e foi contratado por uma empresa que é proprietária de uma jazida de sulfeto de Cu maciço. (1,0).
a) quais são os principais minerais que podem compor os minerais de minério de cobre nesta jazida?
b) como diferenciá-los entre si?
Explique a diferença entre cristal ideal e cristal real em relação a perfeição da orientação cristalina, velocidade de crescimento, velocidade de dissolução, etc.
Diferenças entre projeção esférica, estereográfica e ortogonal
Explique as implicações da lei da constância dos ângulos diédros.
Quais as operações de simetria usadas na cristalografia morfológica e seus respectivos símbolos e operações. Exemplifique utilizando esquemas.
Represente esquematicamente os índices de Weiss (notação paramétrica) (∞a:1b:2c) (3a:3b:1c) (1a:īb:∞c) para um cristal ortorrômbico com razão paramétrica (0,7: 1:1,2). De os índeces de miller correspondentes ao índice paramétrico.
Como é possível saber se um determnado conjunto de faces pertence a uma mesma zona (se são taltozonais) e como é possivel obter os índices de zona a partir de dois índices de faces (exemplefique).
O que significa os símbolos P, C, I e F relativos aos paralelepípedos elementares ou celas de Bravais (esquematize).
Na cristalografia qual o significado de período de identidade ou distância modal, plano reticulado, rede cristalina e ao que corresponde um nó e uma fila de nó.
Demonstre que não é possível em cristalografia a presença de eixos cristalográficos de ordem 5.
1) Você recebeu um relatório onde estão descritas algumas lâminas delgadas, entre elas a lâmina 2012. Segundo a descrição desta lâmina ela é constituída por: 25% de plagioclásio, 20% de wollastonita, 15% de diopsídio, 15% de idocrásio, 10% de almandina, 7% de quartzo, 3 % de feldspato potássico. 5% de sodalita e traços de heulandita e cancrinita. Segundo a sua avaliação a associação mineral descrita na lâmina está correta? Justifique a sua resposta e de as características que permitem identificar os minerais citados acima. (1,0)
2) O diagrama abaixo mostra os campos de estabilidade dos minerais do grupo da sílica. (1,0)
	
	a) no diagrama a que correspondem os campos 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7?
b) de as características que permitem diferenciar os polimorfos entre si.
3) Linnus C. Pauling (1901-1994) formulou em 1968 regras empíricas muito importantes deduzidas para a descrição cristaloquímica da estrutura dos cristais, sobretudo dos ligados ionicamente. Das cinco regras formuladas, quais são as três mais importantes? (1,0)
4) Em trabalhos de campo, em geral não é possível uso de técnicas de análise laboratorial. São necessárias via de regra, técnicas simples de identificação. Existe via de regra, um roteiro para a identificação dos minerais. Liste, de modo coerente, as observações e/ou características usadas para a identificação dos minerais durante os trabalhos de campo. Defina cada característica usada na descrição dos minerais. (1,0)
5) Uma amiga sua ganhou uma jóia constituída por uma “pedra lapidada”, transparente, de brilho vítreo e de cor verde. Segundo o vendedor a dureza desta pedra é maior que 7,5 e menor que 9. Cite pelo menos três minerais que podem corresponder a esta gema e como você os identificaria. Cite também as características químicas, físicas e ópticas que permitem identificá-los. (1,0)
6) Você mandou analisar uma lâmina de rocha granítica alcalina em um laboratório de microssonda eletrônica. Abaixo são mostrados os resultados das análises das principais fases minerais.
	
	(1)
	(2)
	(3)
	(4)
	(5)
	SiO2
	48,99
	36,25
	51,35
	63,68
	99,99
	TiO2
	0,77
	3,39
	1,1
	0,01
	0,0001
	Al2O3
	1,66
	13,90
	2,15
	19,57
	0,0008
	Fe2O3
	7,52
	6,80
	28,66
	0,29
	0,0000
	FeO
	26,56
	14,81
	2,24
	0,24
	
	MnO
	0,94
	0,49
	
	
	0,00002
	MgO
	0,45
	11,80
	0,1
	0,05
	
	CaO
	0,93
	0,00
	1,25
	0,4
	
	BaO
	
	
	
	0,34
	
	Na2O
	6,94
	0,10
	12,66
	1,56
	0,0004
	K2O
	3,67
	9,57
	0,15
	14,21
	0,0002
	Li2O
	
	0,03
	
	
	0,0005
	F
	0,21
	
	
	
	
	Cl
	
	0,06
	
	
	
	H2O+
	
	2,80
	0,12
	0,04
	
	H2O-
	
	
	0,17
	0,07
	
	H2O
	1,64
	
	
	
	
	-O=F2
	0,09
	
	
	
	
	Total
	100,19
	100
	99,95
	100,46
	99,997
Quais são os minerais analisados? Quais as características ópticas, físicas, etc que permitem diferenciá-los entre si?
8) Quais as formas, classe e sistema de simetria e a projeção ortogonal das projeções estereográficas mostradas abaixo.
1) (1,0) Na natureza ocorrem cerca de 3000 espécies minerais. Entretanto na mineralogia existem alguns grupos importantes, pela sua abundância (são comuns), são “denominados formadores de rochas” e são utilizados para a classificação das principais rochas.
a) quaissão esses grupos?
b) quais são as características (estruturais, físicas, químicas, ópticas, etc) que permitem diferenciá-los entre si?
2) (1,0) Uma amiga sua ganhou uma jóia constituída por uma “pedra lapidada”, transparente, de brilho vítreo e de cor azul. Segundo o vendedor, sua amiga deve tomar cuidado com a jóia, pois a dureza desta jóia é menor que 6. Cite pelo menos cinco minerais que podem corresponder a esta gema e como você os identificaria. Cite também as características químicas, físicas e ópticas que permitem identificá-los.
3) (1,0) Qual a origem dos minerais? Segundo a sua origem como podem ser classificados os minerais? Justifique a resposta.
4) (1,0) Linnus C. Pauling (1901-1994) formulou em 1968 regras empíricas muito importantes deduzidas para a descrição cristaloquímica da estrutura dos cristais, sobretudo dos ligados ionicamente. Quais são essa regras (explique cada uma)?