05_MINERAIs

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ROCHAS E MINERAIS (Parte 4)
Programa de Pós-Graduação GECON/UFG
Prof. Dr. Renato Angelim
Abril/2018
Apresentação adaptada de Romão, P. A. e Diniz, N. C.
RESUMO CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS: Ígneas
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS: Ígneas
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS: Metamórficas
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS: Sedimentares
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS: Sedimentares
MINERAIS
”Distinção entre Rocha e Mineral”
MINERAIS
MINERAIS
MINERAL:
É um corpo homogêneo com composição 
química aproximadamente definida e 
propriedades físicas fixas ou varíaveis dentro de 
uma faixa.
É toda substância química cristalina, quase 
sempre inorgânica e sólida, que pode ser 
encontrado na natureza. Aquela que não for 
cristalina é chamada mineraloide (carvão, 
âmbar, betume e vidro vulcânico).
MINERAIS
• Os minerais em geral são sólidos. Somente a
água e o mercúrio se apresentam no estado
líquido, em condições normais de pressão e
temperatura.
• São formados a partir de determinados arranjos
entre átomos de diferentes elementos químicos
em proporções adequadas.
• Petróleo e Âmbar: são considerados minerais,
apesar de não terem composição química
definida e consistirem em matéria orgânica.
MINERAIS
CRISTAL:
É o termo usado para designar um mineral que 
apresente formas geométricas regulares. A rigor, 
o termo se aplica a todo sólido homogêneo que 
apresente arranjo interno tridimensionalmente 
ordenado, apresentando ou não forma externa 
regular.
A forma geométrica ou hábito cristalino reflete 
em faces, arestas e vértices, um arranjo regular 
de átomos e íons, relacionado com a orientação 
da estrutura atômica do retículo cristalino.
MINERAIS
MINERAIS
Cristal: Formados quando há um ambiente favorável (lento 
aquecimento). Os grupos de átomos (moléculas) se juntam de 
forma ordenada. É definido numa geometria c/ faces planas.
MINERAIS
MINERAIS
MINERAIS
MINERAIS MAIS COMUNS QUE FORMAM AS 
ROCHAS:
• QUARTZO 
• FELDSPATOS 
• MICAS
• PIROXÊNIOS
• ANFIBÓLIOS
MINERAIS
Exemplo: GRANITO
Minerais essenciais (maior
porcentagem):
• Quartzo (+Branco/Incolor)
• Feldspato (+Bege)
• Mica (+Preto/Escuro)
Minerais acessórios (não predominantes, não 
considerados na classificação da rocha):
Anfibólio, Piroxênio, Zircão, Apatita
MINERAIS
MINERAIS MAIS COMUNS QUE FORMAM OS 
SOLOS TROPICAIS:
• Fração Pedregulho: Laterita
• Fração Areia: Lateritas, Quartzo, Micas e 
Feldspatos Alterados
• Fração Silte: Caulinita, Quartzo, Sericita
• Fração Argila: Caulinita, Haloisita, Montmorilonita,
Vermiculita, Óxidos de Ferro e
Alumínio Hidratados
COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA DAS LATERITAS: 
• Quartzo, Caulinita e Óxidos de Ferro e Manganês 
Hidratados
MINERAIS – Disponibilidade
Grupo do Quartzo: 
SiO2 (sílica) 
- Cristalizado macroscopicamente: 
- Quartzo (branco) 
- Ametista (roxa) 
- Amorfa (não apresenta estrutura cristalina) 
- Opala 
- Microcristalina - Calcedônia 
Amostra de Quartzo em Cristais
Clivagem: Ausente 
Cor: Branco (incolor-cinza-roxa) 
Brilho: Vítreo 
Ocorrência: Diversos tipos de rocha. Amostra de Calcedônia
MINERAIS
Grupo dos Feldspatos
KAlSi3O8 - Ortoclásio
NaAlSi3O8 - Albita
CaAl2Si2O8 – Anortita
Clivagem: 2 direções
Cor:
Ortoclásios: Creme, tijolo, róseo ou vermelho (impurezas da
hematita).
Plagioclásios: Cinza, branco, pardo, esverdeado.
Brilho: Vítreo em fratura recente
Ocorrência: Rochas Magmáticas e Rochas Metamórficas.
Mais raros nas Rochas Sedimentares porque se decompõe facilmente.
MINERAIS
Grupo das Micas
Minerais caracterizados por uma ótima clivagem laminar e boa
elasticidade.
Distiguem 2 variedades principais:
Mica Clara (Aluminossilicato) → Muscovita
Mica Preta (Ferromagnesiana) → Biotita
Clivagem: Perfeita em 1 direção
Brilho: Acetinado
Ocorrência: Magmática e Metamórfica
∗ A Biotita se decompõe facilmente, enquanto a muscovita não tão
facilmente.
MINERAIS
PIROXÊNIOS ANFIBÓLIOS 
Clivagem Quase perpendicular Oblíqua 
Cor Verde escuro a preto, claro,
branco
verde claro,cinza, azulado
Brilho Vítreo Vítreo sedoso
Ocorrência Principalmente Rochas
Magmáticas e também
Metamórficas
Principalmente Metamórficas e
também em Magmáticas
Grupo dos Piroxênios e Anfibólios
Minerais de aparência muito similar.
Prismáticos, de cor escura (quantidade de Fe e Mg), com clivagem em 2 planos.
* São muito susceptíveis à alteração em clima úmido, com formação de minerais
argilosos e liberação de hidróxidos de Ferro e Manganês, conferindo uma coloração
avermelhada ao mineral da rocha em alteração ou aos solos deles derivados.
Amostra de Anfibólio - “Amianto” 
MINERAIS
Os minerais primários forma-se com a rocha (ígneas e metamórficas)
Os minerais secundários são resultantes do intemperismo ou de processos 
de cimentação e sedimentação (solos e rochas sedimentares)
Propriedades físicas:
• Dureza 
• Traço
• Clivagem
• Fratura
• Tenacidade e Flexibilidade
• Magnetismo
• Peso específico
Propriedades óticas:
• Brilho
• Cor
• Microscopia (transmissão de luz)
Propriedades morfológicas:
• Hábito, polimorfo, amorfo
Propriedades químicas:
• Grupos minerais (ensaios via por seca e via por úmida)
Minerais – Propriedades Morfológicas
HÁBITO:
Hábito é a aparência externa geral de um 
determinado mineral (forma de ocorrência do 
cristal).
FORMA:
Forma em cristalografia significa um conjunto de 
faces do cristal,
com relações de simetria bem estabelecidas.
Minerais – Propriedades Morfológicas
Minerais – Propriedades Morfológicas
Minerais – Propriedades Morfológicas
Minerais
Clivagens e fraturas
Minerais
Minerais
MINERAIS
Minerais
MINERAIS
Tenacidade – resistência que os minerais 
oferecem à flexão, ao esmagamento, ao corte, 
etc.
Ex: micas são flexíveis e elásticas
quartizo, feldspato e calcita são quebradiços
talco, gipso e serpentina são sécteis
(cortados)
Flexibilidade – deformação elástica (mica) ou
plástica (Talco)
Minerais – Capacidade de transmitir luz
Minerais – Brilho e Cor
Minerais
MINERAIS
Elementos nativos: C, S, Au, etc. 
Diamante (C) Grafite (C)
MINERAIS
Quartzo (SiO2)
Turmalina (XY3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)),
X=Ca, Na Y=Al, Fe, Li, Mg
Forma Estrutural
Formas alotrópicas
Em torno de 58 000 atm a 1600o C, a partir do
grafite é possível fabricar uma gema sintética
(equivalente ao diamante).
Minerais
Minerais
Quartzo
Feldspato
Calcita
Apatita
A reação de hidrólise, é demonstrada pulverizando, fragmento de
mineral em água destilada, e medindo-se pH da suspensão. O quartzo
quando pulverizado em água hidrolisa-se para um pH 6 a 7, mas os
feldspatos se hidrolisam para dar um pH 8 a 10, os piroxênios 8 a 1 os
anfibólios e feldspatoides 10 a 1. Estes valores de pH são de tal forma
estáveis, que STEVENS e CARRON propuseram a identificação de
minerais pelo método por eles denominado de "pH de abrasão".
Olivina (MgFe)2 SiO4 10;11
Augita Ca(Mg, Fe, AI) (AI, Si)2)6 10
Albita NaAlSi3O8 9;10
Oligoclásio Ab90-70 An10-30 8;9
Labradorita Ab50-30 An50-70 8;9
Biotita K(Mg, Fe) AlSi3O10 (OH)2 8;9
Anortita CaAI2Si2O8 8
Hyperstênio (Mg, Fe)2Si2O6 8
Muscovita KAl3Si3O10(OH)2 7;8
Ortoclásio KAlSi3O8 8
Montmorilonita (AI2Mg3) Si4O10 (OH)2 nH2O 6;7
Haloisita AI2Si2O5 (OH)4 6
Caolinita AI2Si2O5 5;7
Silicatos 
Hornblenda Ca2 Na(Mg, Fe)4 (Al, Fe, Ti)3 . Si6O22(O,OH).2 10
Bohemita AIO(OH) 6;7
Gibbsita AI(OH)3 6;7
Quartzo SiO2 6;7
Hematita Fe2O3 6
Dolomita CaMg(CO3)2 9;10
Óxidos
Carbonatos
Calcita CaCO3 8
Minerais eRochas
MINERAIS
MINERAIS
UnB/ENC/Geotecnia Diniz/2004
MINERAIS
CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA
Minerais formados por um único elemento são menos comuns e pertencem 
à classe dos elementos nativos:
• metais: ouro (Au), prata (Ag), cobre (Cu) e chumbo (Pb), platina (Pt), ferro 
(Fe).
• semi-metais: ocorrem cerca de 20 elementos
arsênico (As), Bismuto (Bi).
• não-metais: carbono (C) (diamante e grafita), enxofre (S).
• Silicatos- maior classe de minerais. 25% dos minerais e 40% dos mais 
comuns são silicatos. 90% da crosta terrestre.
• Óxidos- metais em combinação com o oxigênio, ex: hematita (Fe2O3).
• Hidróxidos- óxidos contendo água ou oxidrila (OH), ex: FeO(OH).Nh2o
• Sulfetos- maioria dos minérios metálicos, ex: galena (PbS), pirita (FeS2) 
calcopirita (CuFeS2), cinábrio (HgS)
• Sulfossais- minerais compostos, ex: enargita (Cu3AsS4).
• Halóides- cloretos, brometos, fluoretos e iodetos naturais, ex: fluorita 
(CaF2)
• Carbonatos- minerais com radical carbonato (CO3), ex: calcita (CaCO3)
• Nitratos
• boratos
• fosfatos
• sulfatos
• tungstatos
MINERAIS
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS
• Tectossilicatos
grupo do silício: quartzo SiO2 , Opala e Calcedônia
grupo dos feldspatos (ortoclásio, plagioclásio)
família das zeólitas
• Inossilicatos
piroxênios e anfibólios
• Nesossilicatos
olivina (Mg,Fe)2SiO4, , granada, titanita, zircão
• Sorossilicatos
epídoto Ca2(Al,Fe)Al2O(SiO4)(Si2O7)OH
• Ciclossilicatos
berilo Be3Al2(Si6)18
• Filossilicatos
Hidratados, unidades tetraédricas em folhas [(Si,Al)2O5] -2
§ minerais micáceos: 
muscovita, biotita. 
§ minerais argilosos. Apresentam íons O-2 e OH-, formados pela alteração intempérica de 
fedspatos, olivinas, piroxênios e anfibólios.
caulinita, ilita, clorita, montmorilonita. 
Montmorilonita - constituinte das rochas sedimentares e da argila dos solos. É o principal e por 
vezes o único constituinte dos basaltos alterados. Origina-se pela alteração dos 
aluminossolicatos e minerais ferromagnesianos. Em meio aquoso, caracteriza-se pela expansão, 
por efeito da adsorção das moléculas de água entre as cadeias tetraédricas.
MINERAIS
MINERAIS ARGILOSOS 
• Os argilo minerais são fisossilicatos secundários que apresentam íons O-2 e OH-, 
desempenhando papel importante na configuração geral da estrutura, podendo construir 
elementos estruturais, tetraedros e octaedros, dispostos em camadas alternadas.
• A classificação das espécies é baseada no arranjo dessas camadas, no espaçamento entre eles 
e nos elementos químicos envolvidos.
• No ambiente continental, oxidante, óxidos de ferros pigmentam esses minerais com cores 
avermelhadas. 
• Os argilominerais são formados pela alteração intempérica de fedspatos (caulinita), olivinas, 
piroxênios e anfibólios e de vidro vulcânico.
caulinita, ilita, clorita, montmorilonita. 
Caulinita: constituinte das rochas sedimentares detríticas e da argila dos solos. Origina-se da 
lateração de aluminossilicatos (feldspatos e micas). É refratária, não expansiva. Tem amplo 
emprego industrial.
Montmorilonita: Al4 Si8 O20 (OH)4 . nH2O
Estrutura: 2 camadas tetraédricas de sílica e 1 camada octaédrica de alumina. Mineral 
2:1, onde duas unidades adjascentes confrontam-se por oxigênio, resultando em ligações muito 
fracas, de fácil clivagem e de acesso por moléculas de água que se dispõem entre as camadas.
Minerais: montmorilonita, beidelita, nontronita, saponita, hectotita, etc. (conforme a substituição 
do Al por Mg ou Fe
constituinte das rochas sedimentares e da argila dos solos. É o principal e por vezes o único 
constituinte dos basaltos alterados. Origina-se pela alteração dos aluminossilicatos e minerais 
ferromagnesianos. Em meio aquoso, caracteriza-se pela expansão, por efeito da adsorção das 
moléculas de água entre as cadeias tetraédricas.
Ilita: também chamada de hidromica, é um grupo de argilominerais, de composição e estrutura 
intermediária entre a muscovita e montimorilonita. São comuns em folhelhos marinhos.
PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DAS 
ROCHAS
QUÍMICAS:
• Composição, reatividade, durabilidade
FÍSICA:
• Cor, densidade, porosidade, permeabilidae, absorção, dureza, Módulo de 
Elasticidade, Coeficiente de Poisson
GEOLÓGICAS:
• Textura, estrutura, estado de alteração, fratura, gênese
MECÂNICAS:
• Resistência à compressão simples, ao choque, ao desgaste, ao corte, à 
britagem
GEOTÉCNICAS:
• Grau de alteração, grau de consistência, grau de fraturamento
PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DAS 
ROCHAS
PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DAS 
ROCHAS
• RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES (σc)
 
 ROCHA σc (MPa) 
DOLOMITO 506.3 
291.6 
GNAISSE 253.9 
234.5 
GRANITO 214.0 343.5 
298.6 275.2 
116.2 
QUARTZITO 226.6 
327.2 
ARENITO 39.9 a 398.4 
 
 
PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DAS 
ROCHAS
• MÓDULO DE DEFORMABILIDADE E = σ/εν
• COEFICIENTE DE POISSON ν = ε1/εv
• RESISTÊNCIA AO IMPACTO TRETON 
Rc = {(peso inicial- peso final)/ peso inicial} x 100
• RESISTÊNCIA AO DESGASTE: ABRASÃO LOS ANGELES
Ra = {(peso inicial - peso final)/peso inicial}x 100
PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DAS 
ROCHAS
ENSAIO DIABÁSIO CALCÁRIO QUARTZITO 
Rc (%) 12.3 17.5 11.6 
Ra (%) 12.7 27.2 21.2 
sc (MPa) 161.4 75 262 
E (MPa) 92.945 75.830 55.866 
n 0.24 0.28 0.08 
 
ALTERABILIDADE
• PROPRIEDADE DAS ROCHAS SE DESAGREGAREM COM MAIOR OU MENOR 
VELOCIDADE AO LONGO DO TEMPO QUANDO EXPOSTAS ÀS INTEMPÉRIES.
CONDICIONADO POR MINERALOGIA E FRATURAMENTO
• ROCHAS MAIS ALTERÁVEIS: CERTOS TIPOS DE BASALTOS, ARENITOS, 
SILTITOS E ARGILITOS CONTENDO MINERAIS EXPANSIVOS
ENSAIOS DE CICLAGEM
1. AO AR LIVRE COM TESTEMUNHOS DE SONDAGEM OU BLOCOS
2. EM LABORATÓRIO: ÁGUA ESTUFA COM ETILENO-GLICOL
PROPRIEDADES TECNOLÓGICAS DAS 
ROCHAS
GRAU DE ALTERAÇÃO
GRAU DE CONSISTÊNCIA
GRAU DE FRATURAMENTO
UTILIZAÇÃO DAS ROCHAS EM OBRAS CIVIS
• Agregado para concreto, os agregados chegam a 
participar em 85% do peso do cimento
• Agregado para lastro de ferrovia, como elementos de 
superestrutura
• Agregado para pavimentos, como base, sub-base e no 
pavimento
• Enrocamento é definido tradicionalmente como um 
conjunto de partículas rochosas com diâmetro variável 
entre 2 a 200 cm, podendo apresentar pequena 
porcentagem de finos (< 4,76 mm)
• Muro de arrimo, gabião