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MINERAIS – Trata-se de todo elemento ou composto químico que possui uma composição química definida e é formado naturalmente por processos geológicos sem nenhuma influência orgânica. DEFINIÇÕES 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. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Elementos Nativos Ouro (Au) Sulfetos Galena (PbS) CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Óxidos Hematita (Fe2O3) Halóides Fluorita (CaF2) CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Nitratos Salitre (KNO3) Boratos Bórax Na2B4O5(OH)4.8(H2O) CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Carbonatos Malaquita (CuCO3) Sulfatos Barita (BaSO4) CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Volframatos e Molibdatos Scheelita (CaWO4) Fosfatos Apatita (Ca5(PO4)3(F,OH,Cl)) CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Silicatos Quartzo (SiO2) Feldspato – Microclínio(KAlSi3O8) IDENTIFICAÇÃO PROPRIEDADES FISICAS E MORFOLÓGICAS 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, geminação e propriedades elétricas e magnéticas. IDENTIFICAÇÃO Hábito – Forma geométrica externa, habitual, exibida pelos cristais dos minerais, que reflete a sua estrutura cristalina. Limonita – hábito cúbico Quartzo – hábito prismático 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, bem característico Acicular, cristais em agulhas Fibroso ou filiforme, cristais em forma de fios de cabelos Laminar, cristais alongados em forma de lâminas de canivete Dendrítico, arborescente, como as formas de uma folha Radial Ex: Wladimirite Drusa, uma superfície coberta por uma camada de pequenos cristais Siderita Botrioidal Mamelar Globular •Colunar Agregados de minerais compostos de grãos similares Concêntrico Concreção Geodo Pisolítico Oolítico Bandado Estalactite Estalagmite Forma Na mineralogia, forma refere-se à aparência externa do mineral, a conjuntos de faces classificadas de acordo com os seus elementos de simetria, como: Ex: prismas, pirâmides, pinacóides, domos, romboedros, trapezoedros, escalenoedros, pédions e as formas do sistema cúbico como o cubo, octaedro, rombododecaedro e outros. Tem-se uma forma simples (um cubo) ou uma forma combinada (um prisma bipiramidado) Formas - Grau de Cristalização EUÉDRICAS – de minerais bem cristalizados, se identifica o sistema cristalino, a forma ou combinação de formas presentes; SUBÉDRICAS - de minerais não muito bem cristalizados, com poucas faces formadas, ainda se identifica o sistema cristalino; ANÉDRICAS – de minerais imperfeitos, mal cristalizados, não se identificam formas ou sistema cristalino IDENTIFICAÇÃO 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. Hematita – Traço vermelho Magnetita – Traço amarelo Traço É a cor do pó do mineral, que só pode ser observado através da margem do mesmo.. 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. Hematita preta: traço castanho Pirita dourada : traço preto IDENTIFICAÇÃO 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. Madureira et al.(2000) Dureza Depende de sua estrutura, refletindo a força da ligação mais fraca na sua face, variando com a direção em que é sulcado (na Cianita, sua dureza é 5 se riscado paralelamente ao comprimento, e 7 a 90° do comprimento). A dureza deve ser testada em uma face "fresca" do mineral (sem ter sofrido alteração). Podemos classificar a dureza dos minerais pela escala de Friedrich Mohs (alemão, 1773-1839) em 1812, que elaborou, com base na dureza de minerais relativamente comuns utilizados como padrões, e que varia de 1 a 10, em ordem crescente de dureza. Mas o aumento de dureza não é linear ! Diamante: dureza 10 na Escala de Mohs IDENTIFICAÇÃO 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. Quartzo com fratura conchoidal Fraturas É a maneira como o mineral de rompe quando isso não se dá ao longo das superfícies de clivagem ou de partição. É conchoidal, quando se assemelha à superfície interna de uma concha (veja próximo slide); É fibrosa ou estilhaçada, quando aparecem estilhaços ou fibras; É serrilhada, quando a superfície de fratura é irregular, denteada; E, finalmente, é irregular, quando o mineral quebrado forma superfícies rugosas e irregulares. Fragmento de vidro vulcânico (obsidiana) preta, opaca, com indícios de fratura conchoidal. IDENTIFICAÇÃO Romboédrica - Calcita Clivagem – São muito freqüentes, trata-se de superfícies de quebra que constituem planos de notável regularidade. Os tipos mais comuns são: Octaédrica - Fluorita Cúbica - Galena IDENTIFICAÇÃO Clivagem Propriedade que certos minerais apresentam de fraturar ao longo de superfícies lisas, planas, paralelas entre si através do corpo do cristal. É uma evidência muito boa da ordem interna que existe no cristal. Os pioneiros da cristalografia, como Haüy, usaram a clivagem perfeita dacalcita, que ocorre em três direções formando um romboedro, como inspiração para teorias sobre o ordenamento da matéria. A clivagem pode ocorrer em uma, duas, três, quatro ou seis direções, e pode ser de obtenção fácil, regular ou difícil. Clivagens excelentes são: a muscovita (as micas em geral!), a calcita (formando romboedros) e a galena (formando cubos). Galena do Mechernicher Bleiberg, Eifel, Alemanha, Largura da Foto 3 cm Foto Werner Lieber, Revista Lapis, Julho/Agosto 1988 Clivagem romboédrica proeminente em calcita de carbonatito. Imagem de microscópio petrográfico a Luz Polarizada Clivagem em hornblenda (anfibólio) em hornblenda- granito Imagem de microscópio petrográfico a Luz Natural IDENTIFICAÇÃO 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). Estaurolita – geminação simples em cruz. Labradorita – geminação polissintética. Maclas ou Geminações 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, com uma macla em cruz de 12 indivíduos Maclas • Agrupamento simétrico de dois ou mais cristais da mesma espécie, unidos por reflexão por um plano de simetria, ou pela rotação em torno de um eixo de simetria, com igual posição. • Lei de Macla: contem os elementos de simetria e sua orientação cristalográfica • Plano de Macla; plano da reflexão; • Eixo de Macla: eixo no qual se dá a rotação (180º) • Centro de Macla: em torno de um ponto; • Plano de Composição: superfície da união dos cristais; pode ser o plano de composição ou plano de macla; • Classificação: maclas de contato; maclas de penetração; maclas simples; maclas múltiplas ou repetidas; maclas cíclicas Maclas Diafaneidade: É a propriedade de alguns minerais de permitirem a passagem de luz: Transparente: um mineral é transparente se o contorno de um objeto visto através dele é perfeitamente visível. Gipsita totalmente transparente com 33 cm de largura ! Procedência: Iraí, Rio Grande do Sul, Brasil Propriedades Dependentes da Luz Diamante transparente Estilbitas com até 6 cm De altura. Falésias no Capo Pula Santa Margherita di Pula, Sardenha. Foto G. Besana Revista Lapis, Fev.2003 Translúcido: um mineral é translúcido se a luz chega a atravessá-lo, não podendo, porém, os objetos serem vistos através dele. Opaco: um mineral é opaco se a luz não o atravessa, mesmo em suas bordas mais delgadas. Piritas de Huanzalá, Huanaco, Peru. Largura 16,8 cm Francis Benjamin Collection Foto Jeff Scovil Revista Lapis, 03/03 IDENTIFICAÇÃO Brilho – Trata-se da quantidade de luz refletida pela superfície de um mineral. Os minerais que refletem mais de 75% da luz exibem brilho metálico. Galena com brilho metálico Topázio com brilho vítreo Brilho é a capacidade do mineral refletir uma luz que incide perpendicularmentea uma superfície de fratura “fresca“ (não necessariamente em face de clivagem, superfície não alterada), pois nessas condições sempre dará um brilho nacarado. É uma das propriedades físicas imediatamente observável em amostras de mão, ajudando muito na identificação do mesmo. Diamante, reflete 17% da luz nele incidente; o vidro somente 1 a 4%. Tipos de brilho: -Baços: não há brilho; -Metálicos: derivado do nome do próprio mineral. Ex.: cobreado, bronzeado, ferruginoso; -Sub-metálico: intermediário entre metálico e não metálico. -Não metálicos: adamantino - diamante (cassiterita); -Vítreo - quartzo e a maioria dos silicatos; -Sedoso - amianto (anfibólio, malaquita, gesso); -Resinoso - âmbar (esfalerita); Brilho Vítreo Em Linarita, em uma das melhores peças conhecidas deste mineral, com cristais de até 2,5 cm Procedência: Red Gill Mine, Cumberland, Inglaterra Adquirido em 1852 por R.P. Greg Coleção British Museum (NH) Allan-Greg Collection Ref. BM 95513 Cristais de Hematita de até 3,5 cm, com alto brilho sobre matriz Black Rock Mine, Hotazel, Cape Province, África do Sul Miner K / Patrick de Koenigswarter Foto: Mick Cooper Revista Lapis, Maio 1997 Rosa de Hematita (8mm) sobre Adulária. Fibia, Tessin, Suiça. Coleção Bruno Schaub, Foto: Thomas Schüpbach Brilho Metálico em hematita (Fe2O3). IDENTIFICAÇÃO 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 componham numa cor diferente da luz branca que chegou ao mineral. Os principais fatores que colaboram para a absorção seletiva são a presença de elementos químicos de transição como Fe, Cu, Ni, V e Cr. Cor A cor dos minerais é uma de suas propriedades mais importantes. Quando uma substância é submetida à luz solar, ela absorve determinados comprimentos de onda, surgindo uma impressão de cor que corresponde à cor complementar dos comprimentos de onda absorvidos. Em muitos minerais a cor que exibem é uma propriedade definida e serve para identificação, especialmente em minerais metálicos, como a pirita, que sempre será dourada, a malaquita, sempre verde, e a azurita, sempre azul. Como as alterações podem mudar a cor superficial de um mineral, a cor deveria ser sempre observada em fratura fresca, como ocorre com a calcopirita e na bornita. Em muitos minerais, entretanto, as cores variam de acordo com a composição química, normalmente impurezas em quantidades muito pequenas. O quartzo, por exemplo, é incolor, mas pode ser lilás, rosa, verde, amarelo, preto, dourado, etc... Idem com a Fluorita. Nestes casos a cor é ditada por inclusões de átomos estranhos, influência de radioatividade, inclusões de outros minerais e outros fatores. Temos a diferenciar ainda nos minerais : a cor em amostra de mão, a cor em lâmina delgada a luz natural (duas cores se houver pleocroísmo), a cor em lâmina delgada em luz polarizada (ou duplamente polarizada) e a cor em seção polida, quando metálico. Fluoritas com cores diversas IDENTIFICAÇÃO Vanadinita Pb5(VO4)3Cl Azurita Cu3(CO3)2(OH)2 Granada - Fe3Al2(Si3O12) EFEITOS ÓPTICOS ESPECIAIS Acatassolamento Aparência sedosa que há em alguns minerais quando a luz se reflete sobre eles, devido à presença de uma grande quantidade de inclusões dispostas paralelamente a uma direção cristalográfica. Esta propriedade é conhecida por acatassolamento, em inglês chatoyance. Tanto o asterismo como o acatassolamento são produzidos por inclusões aciculares em minerais hospedeiros. As inclusões precisam ocorrer em grande quantidade e se desenvolver em uma, duas ou três direções paralelas, normalmente em um plano só. Quando ocorre um único sistema de inclusões paralelas surge um chamado “olho de gato” , que é o acatassolamento. Quando a gema é lapidada, na forma de cabochão, ele é cruzado por um feixe de luz que forma ângulos retos com a direção das inclusões. Crisoberilo (BeAl2O4 ) com acatassolamento Sri Lanka, 15 mm, 16 ct Coleção E. Gübelin, Foto Weibel Revista Lapis, 10/1982 Crisoberilos com acatassolamento (Brasil) À esquerda, uma alexandrita com 15 quilates. À direita, um crisoberilo olho de gato com 12 quilates. Asterismo Alguns minerais, especialmente os do sistema hexagonal, quando vistos na direção do eixo vertical, mostram raios de luz como uma estrela. Este fenômeno origina-se de peculiaridades de estrutura ao longo das direções axiais ou de inclusões dispostas em ângulos retos quanto a estas direções. Safira estrela refletindo o sol Sri Lanka, 14 mm, 16 ct Coleção P. Loosli Foto Weibel Revista Lapis 10/1982 Granada com estrela Foto Bürger. Revista Lapis, 10/1982 Safira estrela (zonada) com estrela de 12 raios de Bang-kha-cha, Tailândia. Safira preta como pedra bruta. O cristal, de 3 cm, de Chantaburi, Tailândia, pesa 91 quilates. Coleção Marcel Vanek Revista Lapis, 11/2001 À direita: Falso asterismo produzido em peças com parte superior em vidro e uma base metálica de titânio-cromo, riscada detal maneira que produz o asterismo. Tamanho do cabochão de cima: 13x12 mm . Revista Lapis, Janeiro de 2003 Abaixo: Asterismo artificial obtido por gravação da superfície do cabochão, em turmalina de 15,04 ct. À esquerda, foco na estrela do cabochão. À direita, foco na superfície do cabochão, destacando as ranhuras responsáveis pelo asterismo. Embaçamento É quando a cor dentro do mineral é diferente daquela na superfície do mineral. É fruto da oxidação do mineral quando exposto ao ar e pode ser muito bem observado em minerais de cobre como a bornita e a calcocita. Calcopirita (CuFeS2) embaçada em dourado, Com esfalerita (ZnS) escura quase preta, um Pouco de galena (PbS) cinza, dolomita (MgCO3) e quartzo. Altura da peça 20,5 cm. 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. 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 ” opala preta de Lightning Ridge, Austrália 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 Fluorescência É quando um mineral emite luz de determinada cor quando submetido a ação de raios ultravioleta, X ou catódicos. Esta denominação provém da Fluorita, onde se verificou inicialmente esta propriedade, sendo também o mineral que a apresenta em maior escala. Outros minerais fluorescentes são a Autunita, Willemita, a Scheelita, a Calcita, o Diamante e a Halita, como abaixo: Cristais de Halita de Neuhof Ellers. Calcitas de pedreiras diferentes de basalto ao norte de Porto Alegre – RS, com cores de fluorescência diferentes. 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. 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. Inclusões de goethita em quartzo mexicano. Aumento de 25x Inclusões singenéticas de cloritas em quartzo brasileiro. Aumento de 20x Revista Lapis, setembro de 1986 Inclusões de goethita em quartzo. Aumento de 65x Associação de agulhas de rutilo em quartzo. Aumento de 30x IDENTIFICAÇÃO Densidade relativa – É o número que indica quantas vezes certo volume de mineral é mais pesado que o mesmo volume de água a 4 ºC. 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. Cassiteria (SnO2) – densidade relativa: 6,8 – 7,1 Zonação 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. Exemplo: a zonação e a troca de cor do plagioclásio só são visíveis ao microscópio. A Zonação pode ser encontrada em Plagioclásios eTurmalinas. Turmalina “Cabeça preta” da Ilha de Elba. Seção de cristal de turmalina zonada de Anjanabonoina, Madagascar. Diâmetro da peça: 16 cm. 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. IDENTIFICAÇÃO 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