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1 Global academy Curso de Processamento mineral Modulo I Mineralogia 1 1 Boa parte do matéria vem do material do geólogo Goba Por Reginaldo Hermenegildo Feijão NB: caso descorde com qualquer coisa organizadamente procure fontes confiável e apresente para possibilitar uma discussão academicamente saudável. Não tenha receio de apontar erros autográficos, gramaticais. Lembre-se só assim que podemos melhorar ou acertar. Qualquer opinião é bem-vinda. Quando diz-se qualquer por que refere-se qualquer 2 MINERALOGIA Mineralogia: deriva da palavra latina MINERA (mina, jazigo de minério). Deu origem ao adjetivo e substantivo português MINERAL, acrescido do sufixo Grego LOGIA (ciência, estudo). A Mineralogia é a ciência que trata do estudo dos minerais, que são recursos naturais utilizados desde os primórdios da história da humanidade, sendo importantes no desenvolvimento tecnológico dos dias actuais e para o futuro. A Mineralogia define-se como o ramo das Ciências Geológicas que se dedica ao estudo dos minerais, através das suas propriedades, composição, estrutura, gênese e modos de ocorrência. Dedica-se ao estudo não somente dos minerais úteis, ou com importância econômica (minérios), Também faz o estudo das formas cristalinas e das propriedades físicas, químicas e estruturais dos minerais. Centra-se também na relação entre as formas cristalinas e as propriedades, lugares de origem e associações mais características , a partir de todos estes elementos procurar reconstituir a sua gênese. DIVISÕES DA MINERALOGIA A Mineralogia divide-se em duas partes principais que são: Mineralogia geral e Mineralogia Descritiva. Mineralogia Geral: a parte da Mineralogia que se ocupa do estudo das propriedades dos minerais, em geral e da sua génese. Na Mineralogia Geral, podem ainda considerar-se vários ramos: Mineralogia Física, Mineralogia Química, Mineralogia Morfológica, Mineralogia óptica e Minerogenia. Mineralogia Física: que se dedica ao estuda das propriedades físicas dos minerais. Mineralogia Química: que se ocupa da composição química e das propriedades químicas dos minerais. Mineralogia Morfológica: que visa o estudo dos carácteres morfológicos dos minerais. Mineralogia óptica: que se ocupa do estudo e interpretação das propriedades ópticas dos minerais. Minerogenia: que investiga a génese e modos de ocorrência dos minerais. Mineralogia Descritiva: parte da mineralogia que faz o estudo descritivo e sistemático das diferentes espécies de minerais, tendo em consideração as suas características cristalográficas, composição química e estrutura cristalina, associações mais frequentes, aplicações e principais ocorrências. 3 O físico e engenheiro de minas George Bauer (conhecido pelo seu nome latinizado Georgious Agricola): em 1556, publica um trabalho com uma descrição detalhada das práticas mineiras da altura e uma definição das propriedades físicas dos minerais. MINERAL Mineral é um termo que compreende elementos ou compostos químicos, sólidos e homogéneos, com uma composição química bem definida ou variando dentro de certos limites, e arranjo atômico interno ordenado, formados naturalmente como resultado de processos geológicos inorgânicos, na Terra ou em corpos extraterrestres. Os minerais podem ser constituídos por um único elemento químico, tais como o ouro nativo (Au), o cobre nativo (Cu), o enxofre (S). Entretanto devido à tendência que os elementos químicos mais abundantes do Universo têm de se combinarem entre si, a maioria dos minerais são compostos formados por dois ou mais elementos, alguns com composições químicas mais simples, como pirite (FeS2) e quartzo (SiO2) e outros com mais complexas, tais como Vesuvianite [Ca10(Mg,Fe)2Al4Si9O34(OH)4] e Vinogradovite: (Na,Ca,K)4Ti4AlSi6O23(OH).2H2O. Exemplo de minerais: Para a uma melhor clareza do significado da palavra mineral vamos fazer uma análise sobre os seguintes termos: O termo sólido excluiu, obviamente, líquidos e gases. Nos sólidos, há uma posição fixa para os átomos. Assim, o gelo (H2O) dos glaciares é um mineral, mas já não é a água líquida (H2O). Do mesmo modo, o mercúrio que ocorre na forma de gotas líquidas em jazigos de mercúrio, deve ser excluído da noção de mineral, pela definição. Contudo, na classificação de substâncias naturais, são consideradas como mineralóides. O termo homogéneo, significa que um mineral mantém a mesma composição por todo seu volume independentemente do local amostrado. O termo ocorrência natural, indica que um mineral deve ter sido formado por processos naturais. Essa especificação serve para diferenciá-los 4 daqueles minerais feitos em laboratório (Sintéticos). Os laboratórios industriais e de pesquisa produzem equivalentes de substâncias de ocorrência natural, incluindo gemas como a esmeralda, o rubi e o diamante. Se os minerais sintetizados em laboratório em grandes quantidades para fins comerciais, também têm similares de ocorrência natural, eles são referidos pelos seus nomes mineralógicos e qualificados pelo termo sintético. Por ex: esmeralda sintética. Muitos dos estudos sobre minerais fazem-se em minerais sintéticos. Ex: a substância química CaSO4 ocorre na natureza sob a forma do mineral anidrite, mas se a mesma for preparada em laboratório e não em quantidade industriais, é denominada apenas por sulfato de cálcio. O termo composição química bem definida ou variando dentro de certos limites, isto significa que embora haja minerais, como por ex: o quartzo (SiO2), pelo facto de não conter outros elementos que não seja o silicio e o oxigênio na sua fórmula química, então diz-se que possui uma composição química bem definida. A maior parte dos minerais, contudo, não possui essa composição química bem definida, e a quantidade de elementos químicos pode variar amplamente, mas dentro de certos limites, por ex: o mineral dolomite CaMg(CO3)2 nem sempre contém apenas Ca e Mg. Pode conter Fe e Mn em substituição parcial do Mg, então diz-se que a composição da dolomite varia dentro de certos limites. Assim, a fórmula da dolomite poderia escrever-se como Ca (Mg, Fe, Mn)(CO3)2. O termo arranjo atômico interno ordenado indica uma estrutura interna de átomos (ou iões) arranjados em um padrão geométrico regular e repetitivo. Como esse critério é atribuído aos sólidos cristalinos, os minerais são cristalinos. Quando os sólidos são desprovidos de arranjo interno ordenado dos átomos constituintes são designados por não cristalinos ou amorfos tais como, por ex: obsidiana, opala, etc. Em alguns casos, a forma cristalina de um mineral pode ser destruída por elementos radioativos nele contidos. O zircão (ZrSiO4), um sólido bem ordenado, pode tornar-se amorfo depois que elementos radioativos (por ex: U ou Th) hospedados dentro de sua estrutura desintegram-se. A liberação de energia radioativos pode danificar a estrutura cristalina e levar à perda da sua ordem atômica interna. O termo processos inorgânicos, não permite incluir no domínio da Mineralogia, minerais biogénicos (formados por organismos), tais como a aragonite da concha dos moluscos, e outros que podem ser precipitados por organismos, como a opala (SiO2.nH2O). Substâncias de natureza orgânica não podem ser incluídas como minerais. Exemplo: o petróleo, o carvão e o asfalto, referidos como combustíveis minerais. 5 FORMAÇÃO DE MINERAIS Actualmente existem cerca de 4.714 espécies de minerais catalogadas pela Associação International de Mineralogica. Destes, talvez 150 possam ser chamados "comuns“, outros 50 são "ocasionais," e os restantes são "raros" ou "extremamente raros“. Os minerais podem se formar como produtos de: cristalização, a partir de líquidos magmáticos ou soluções termais, pela recristalização em estadosólido e ainda, como produto de reacções químicas entre sólidos e líquido. ORIGEM DOS NOMES DE MINERAIS Tipicamente dá-se o nome de um mineral de acordo com: o nome da pessoa que primeiro o descobriu e descreveu as suas propriedades; a região ou localidade onde foi descoberto; a sua composição química; e as suas propriedades. a) De acordo com o nome da pessoa que primeiro o descobriu: Sillimanite, Al2SiO5, em alusão ao professor Benjamin Silliman [1779-1864], da Universidade de Yale (EUA). Vinogradovite: (Na,Ca,K)4Ti4AlSi6O23(OH).2H2O em homenagem ao Russo Aleksander Pavlovich Vinogradov [1895-1975]. Goethite: α-Fe3+O(OH) - em homenagem ao Alemão Johann W. Von Goethe [1749-1832]; b) De acordo com a região ou localidade onde foi descoberto: Vesuvianite: Ca10(Mg,Fe)2Al4Si9O34(OH)4 provém do Monte Vesúvio na Itália. Topázio: Al2SiO4(F,OH)2 provém da Ilha de Topasos no Mar Vermelho d) De acordo com as suas propriedades • Azurite: Cu3(CO3)2(OH)2 – Em alusão à cor (azul). • Magnetite: Fe3O4 – Em alusão as suas propriedades magnéticas. • Estaurolite: (Fe,Mg)2Al9O6[SiO4]4(O,OH)2 do grego stauros ("cruz"), pois apresenta cristais tipicamente cruzados (maclas). • Albite: NaAlSi3O8 do latim albus ("branco"), em alusão a sua cor branca. MINERALÓIDES Substâncias sólidas, naturais, formadas por processos inorgânicos, que não possuem arranjo atômico interno ordenado, isto é, partículas sem distribuição regular no espaço. Possuem todas as características dos minerais, porém não têm estrutura interna ordenada (amorfo). Exemplos: temos a opala (SiO2·nH2O) sílica amorfa, vidro vulcânico (obsidiana), minerais de U e Th, o zircão (ZrSiO4), onde a cristalinidade original é destruída pela radiação de elementos radioactivos presentes na estrutura original. 6 CRISTAL É um sólido homogéneo na qual as partículas constituintes estão agregadas regularmente, criando uma estrutura cristalina que, sob condições favoráveis de formação, pode manifestar-se externamente por superfícies limitantes planas e lisas (faces). As faces do cristal representam expressão do arranjo interno regular dos iões ou átomos constituintes. Sempre que a cristalização se der em condições geológicas ideais, a estrutura atómica de um mineral se apresenta com uma forma geométrica externa, com o aparecimento de faces arestas e vértices naturais. Nessa situação a amostra do mineral será chamada também de cristal. • O desenvolvimento e aparecimento de faces nos cristais, pode ser tal que dê origem a cristais totalmente limitados por faces nítidas e bem desenvolvidas (cristais euédricos) (fig. a). Ou esse desenvolvimento pode não ser tão bom e as faces serem imperfeitas (cristais subédricos) (fig. b), ou ainda aparecerem faces sem uma geometria nítida (cristais anédricos) (fig. c) As substâncias cristalinas podem ocorrer em agregados de grãos tão finos que a sua natureza cristalina só pode ser observada ao microscópio [substâncias microcristalinas (Fig. a)]. Ou pode acontecer que os agregados sejam tão finos onde 7 os grãos só podem ser identificados por raios-X, utiliza-se a designação de substâncias criptocristalinas (Fig. b). FACTORES QUE CONDICIONAM A CRISTALIZAÇÃO Os factores externos que condicionam a cristalização são: Temperatura. Tempo geológico. Ambiente favorável (lento arrefecimento e meio calmo) e espaço disponível, leva à formação de cristais grandes e perfeitos. Os factores internos que condicionam a cristalização são: Organização espacial da suas partículas. As proporções em que partículas se encontram na rede. As forças de ligação que mantêm uma partícula em torno das posições de equilíbrio. FORÇAS DE LIGAÇÃO NOS CRISTAIS Os átomos que constituem os minerais se mantêm unidos na estrutura cristalina por meio de ligações químicas, que são forças de atração que mantém as partículas unidas em torno das suas posições de equilíbrio dentro da mesma. Os tipos de ligação são: Ligação iônica; Ligação covalente; Ligação metálica e Ligação de Van Der Waals. Ligação Iónica Uma ligação iónica pode ser definida como a atracção entre iões de cargas opostas. Estas ligações são o resultado da troca de electrões entre um átomo de um metal (formando um catião) e um átomo de um não-metal (formando um anião). Os cris 8 tais com ligações iónicas têm dureza e peso específico moderados, pontos de fusão relativamente elevados e são maus condutores de electricidade e de calor. • São maus condutores eléctricos devido à estabilidade dos iões que não ganham nem perdem electrões com facilidade. Ligação Covalente As ligações covalentes são ligações químicas que resultam da partilha de electrões entre átomos. Resulta da ligação, compartilhamento, de electrões entre núcleos positivos. As ligações covalentes constituem o tipo de ligação química mais forte. Os minerais com ligações covalentes são caracterizados por pontos de fusão elevados, grande estabilidade, insolubilidade e não são condutores de electricidade, tanto no estado sólido em solução. Ligação Metálica Os electrões não estão ligados a qualquer núcleo atómico, podendo transitar livremente. A ligação metálica é caracterizada pela mobilização de eletrões na massa de iões positivos. Exemplo os metais nativos: Au, Ag, Pt e Cu. Os minerais com ligação metálica são de dureza, pontos de fusão e ebulição relativamente baixos; Condutibilidades elétrica e térmica elevadas; Apresentam propriedades como plasticidade, tenacidade, ductibilidade; • Conduz eletricidade isto significa que os electrões podem mover-se livremente, com grande rapidez, através da estrutura. Ligação Van Der Waals Ligação fraca que une moléculas e unidades planares de um cristal devido a presença de pequenas cargas residuais. Exemplo: grafite. Os minerais com ligação van der waals são de dureza baixa; Desenvolvem planos de clivagem; Baixíssima resistência mecânica entre os planos de ligação. 9 Rocha Rocha é um agregado sólido que ocorre naturalmente e é constituído por um ou mais espécies minerais, resultante de processos geológicos. As rochas formadas por apenas um tipo de mineral, denominam-se monominerálicas (fig.1), como o mármore, composto unicamente por calcite. Já as formadas por espécies diferentes de minerais, são denominadas por pluriminerálicas (fig.2), como o granito, constituído por vários minerais tais como o quartzo, feldspatos, micas, entre outros. As rochas constituem parte essencial da crusta terrestre, por isso, ocorrem em extensões consideráveis podendo, na maioria das vezes, serem representadas em mapas geológicos e são nitidamente individualizadas, porque nelas os minerais se agregam obedecendo as leis físicas, químicas ou físico químicas, dependendo das condições de formação. As rochas podem ser identificadas pelo tipo de mineral que as integra: Minerais Essenciais (Principais): são aqueles minerais que definem, classificam e caracterizam uma rocha. Exemplo o granito que é constituído pelo quartzo, micas e feldspatos. Minerais Acessórios: são os minerais que definem características tecnológicas e económicas de uma rocha. Revelam condições especiais de cristalização e são grupos de minerais que participam nas rochas como elementos menores ou traços. Minerais secundários: aparecem na rocha depois de sua formação, ou seja, são formados da alteração de outros minerais. ESTRUTURAS CRISTALINAS Estrutura Cristalina é o padrão geométrico segundo o qual os átomos, iões ou moléculas dos elementos químicos assumem num sólido cristalino (mineral). Resulta da forma como estão espacialmente ordenados os átomos, iões ou moléculas que o constituem. Estrutura cristalina = Rede + Base. Rede: é a estrutura geométrica e Base: é a distribuição dos átomos em cada ponto da rede. 10 Exemplo: estrutura cristalinado mineral halite (NaCl). As superfícies planas de um cristal são manifestações externas da estrutura cristalina ou dos arranjos estruturais internos. Exemplos: mineral fluorite, halite e calcite. Os materiais sólidos podem ser classificados em cristalinos e amorfos de acordo com a regularidade com que os átomos ou moléculas se dispõem em relação à seus vizinhos no espaço. Materiais sólidos cristalinos (a): são caracterizados por possuírem uma estrutura ordenada como consequência de arranjos regulares de átomos que estão dispostos em posições fixas no espaço. Neles, os átomos, as moléculas ou iões que os constituem estão arranjados de uma forma periódica em três dimensões. Um material sólido cristalino (mineral) é composto por um arranjo ordenado de atomos quimicamente ligados entre si para formar uma estrutura cristalina particular, onde esferas sólidas com diâmetros definidos representam os átomos em que os vizinhos mais próximos se tocam entre si. 11 Um material sólido cristalino (mineral) é composto por um arranjo ordenado de atomos quimicamente ligados entre si para formar uma estrutura cristalina particular, onde esferas sólidas com diâmetros definidos representam os átomos em que os vizinhos mais próximos se tocam entre si. Materiais sólidos amorfos ou não-cristalinos (b) são aqueles no qual os átomos ou moléculas que que a constituem não possuem estrutura atômica ordenada e regular, embora possam apresentar alguma ordenação de curto alcance. No entanto, sua estrutura não é de facto organizada. Por apresentarem o arranjo atômico ordenado que implica na existência de uma estrutura interna, onde os átomos ou iões estão dispostos em um padrão geométrico regular. E devido a estreita relação existente entre composição química e estrutura cristalina, muitos minerais apresentam propriedades importantes tais como: polimorfismo, isomorfismo, pseudomorfismo, solução sólida e diadoquia. Polimorfismo: verifica-se quando os minerais têm a mesma composição química, mas estruturas cristalinas diferentes. 12 Isomorfismo: verifica-se quando os minerais têm a mesma estrutura cristalina, mas composições químicas diferentes. É o que se passa com o mineral halite (NaCl) e galena (PbS), por exemplo, são isomorfas porque o arranjo de Pb e S na galena é idêntico ao do Na e Cl na halite. Os minerais são diferentes em muitas propriedades físicas e químicas, mas a sua estrutura reflecte-se numa simetria idêntica. O mesmo que acontece com uraninite (UO2) e a fluorite (CaF2) ambas têm uma rede cúbica, em que os átomos de U e Ca ocupam os mesmos lugares. Pseudomorfismo: é o processo pelo qual um mineral se transforma em outro mineral, preservando porém a forma externa do mineral original porque os átomos do mineral original vão sendo progressivamente substituídos por átomos doutro mineral. Nesse processo o mineral original altera não só a estrutura cristalina, como também, normalmente, a sua composição química. O mineral neoformado, com a forma do mineral original, é denominado de pseudomorfo. Desta forma, um pseudomorfo é um mineral que por substituição ou incrustação ou alteração, mostra forma externa de outra espécie mineral. 13 SISTEMAS CRISTALINOS Sistema Cristalino é a denominação dada ao conjunto de propriedades (formas geométricas definidas) que resultam da forma como estão espacialmente ordenados os átomos ou as moléculas que constituem cada mineral. Existem somente sete arranjos que estas formas geométricas definidas podem representar as estruturas de todas as substâncias cristalinas conhecidas, denominados sistemas cristalinos. Estes sistemas cristalinos, incluem todas as possíveis geometrias de divisão do espaço por superfícies planas contínuas, e são sete, nomeadamente: cúbico ou isométrico, tetragonal, ortorrômbico, trigonal ou romboédrico, hexagonal, monoclínico e triclínico. Na determinação de um mineral é importante identificar o seu sistema cristalino pois, uma espécie mineralógica, com raras excepções, cristaliza em um único sistema. Cada mineral se desenvolve sempre segundo um dos sete sistemas cristalinos. PROPRIEDADES DOS MINERAIS Os minerais podem ser identificados de forma relativamente simples, com base nas suas propriedades (físicas, ópticas, morfológicas, magnéticas e eléctricas). Essas propriedades dos minerais são o resultado directo da sua estrutura cristalina (o arranjo estrutural) e da composição química. A composição química e o arranjo estrutural das partículas constituintes dos minerais são próprias de cada mineral, em função disso, vai apresentar suas propriedades específicas. As propriedades dos minerais podem ser examinadas com auxílio de instrumentos simples, tais como lupa, canivete, agulha, imã, porcelana, placa de vidro, HCl, etc, que são importantes instrumentos para a identificação rápida de minerais. É possível fazer a observação de algumas dessas propriedades no campo, enquanto que outras devem ser realizadas em laboratório, como mostra a figura , a seguir. 14 PROPRIEDADES FÍSICAS Clivagem É um rompimento regular de um mineral por aplicação de uma força mecânica segundo determinados planos relacionados com a sua estrutura cristalina, com direcções bem definidas e constantes. Os planos, segundo os quais a clivagem ocorre, designam-se de planos de clivagem. Estes correspondem a zonas de fraqueza (forças de ligação são fracas) na estrutura cristalina do mineral. Todo plano de clivagem é paralelo a uma face do cristal ou a uma face possível do cristal. 15 Tipos de Clivagem a) Proeminente (excelente): a ruptura dá-se facilmente segundo superfícies completamente planas que se separam com leves pressões. Raramente os minerais clivam de outro modo. Exemplo: Micas. b) Perfeita (boa): a ruptura ocorre segundo superfícies de clivagem bem definidas, podendo também ocorrer segundo outros tipos de superfícies formando degraus. Ex: Calcite. Mica Calcite c) Distinta (regular): a ruptura ocorre segundo superfícies planas escalonadas iguais e desiguais. Exemplo: Horneblenda. d) Indistinta ou Imperfeita (má): a ruptura não ocorre preferencialmente segundo superfícies de clivagem; embora estas estejam presentes, são de difícil identificação (as superfícies de clivagem são irregulares). Exemplo: Berílio. e) Clivagem ausente: não apresenta plano de clivagem. Exemplo: quartzo. Berílio quartzo Fractura É o rompimento irregular dum mineral, sem se traduzir ao longo dos planos de clivagem ou outras orientações de fragilidade determinadas pela estrutura cristalina. Os minerais apresentam estilos de fracturas característicos ex: Fractura Conchoidal: quando o mineral se rompe segundo superfícies curvas, lisas e brilhantes, semelhantes a superfície interna de uma concha. Ex: Quartzo; 16 Fractura Esquirolosa: quando o mineral apresenta esquírolas pontiagudas, à semelhança da madeira quando se parte. Exemplo: anfíbolas; Anfibola Fractura Fibrosa: quando o mineral se rompe formando estilhaços ou fibras. Ex: Crocidolite. Fractura Irregular: quando o mineral se rompe formando superfícies rugosas e irregulares. Ex: Magnetite e Pirite. Fractura serrilhada: quando o mineral se rompe segundo uma superfície irregulares semelhantes aos dentes de uma serra (bordas cortantes). Ex: cobre. Crocidolite Magnetite PiriteCobre Dureza Corresponde à resistência que um mineral apresenta ao ser riscado por outro mineral ou por determinado objecto. O grau de dureza é determinado comparando a facilidade ou dificuldade com que um mineral é riscado por outro ou por um objecto de dureza conhecida. O mineralogista Alemão Friedrich Mohs (1812) seleccionou um conjunto de 10 minerais, numerados de 1 a 10, por ordem crescente de dureza, e estabeleceu uma escala de dureza, conhecida por escala de Mohs que permite medir as durezas dos diferentes minerais existentes na crusta terrestre. 17 Ha 4 situações a ter em conta quando comparamos a dureza de dois minerais: Se um mineral A riscar o mineral B, então significa que o mineral A é mais duro que o mineral B ou seja um mineral de dureza superior risca o de dureza inferior. Se o mineral A não riscar o mineral B, então significa que o mineral B é mais duro que o mineral A ou seja um mineral de dureza inferior não risca o de dureza superior. Se dois minerais (A e B) se tiverem a mesma dureza, então significa que riscam-se mutuamente e de maneira fraca. Se um mineral A for riscado por um outro mineral B, e o mesmo mineral (A) não for riscado por um outro mineral C, então significa que a dureza do mineral A está entre o mineral C e o mineral B. Alguns objectos de dureza conhecida podem ser utilizados em testes realizados, no campo ou laboratório tais como: unha, agulha ou moeda de cobre, prego, aço de canivete, vidro e porcelana. Ou seja a unha humana consegue riscar minerais de dureza até 2.5; Moeda de cobre risca até 3.5; Canivete risca até 5.5; Vidro risca até 6.5; Porcelana risca até 7 e minerais de dureza superior se não for possível riscar por nenhuma das formas referidas anteriormente (8, 9 e 10) que cortam o vidro. 18 Tenacidade É a resistência que um mineral oferece à quebra, esmagamento, dobramento ou rompimento. Trata-se de uma propriedade diretamente relacionada com a coesão interna do mineral. De acordo com o seu comportamento os minerais podem ser classificados de: Quebradiço: mineral que se quebra e reduz-se facilmente a pó quando submetido ao impacto. Ex: Calcite, Quartzo. Maleável: é uma propriedade que confere ao mineral a característica de ser amassado e transformado em lâminas sem que este se rompa. Ex: Ouro, Prata e Cobre. Séctil: é uma propriedade que confere ao mineral a característica ser cortado em lâminas. Ex: Ouro, Gesso. Dúctil: é uma propriedade que confere ao mineral a característica ser modelado em arame sem se romper. Ex: Ouro, Prata e Cobre. Flexível: mineral que pode ser dobrado, mas que não retoma a sua forma original quando a tensão é retirada. Ex: Talco. Elástico: mineral que pode ser dobrado, e que retoma a sua forma original quando a tensão é retirada. Ex: Micas. Densidade Absoluta: é a massa por unidade de volume (g/cm3). Depende: da massa atómica dos principais elementos químicos do mineral; da distância interiônica: quanto menor a distância entre os iões, maior a densidade do mineral; e do ambiente de formação do mineral. Ex: CaCO3: d = 2,95g/cm3; Cerussite (PbCO3): d = 6,55g/cm3. ouro cobre Calcite Quartzo 19 Relativa: é a relação entre a densidade absoluta de um material e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. O padrão usualmente escolhido é a densidade absoluta da água (1g/cm³) a 4ºC. Assim, um mineral de densidade 2 g/cm³ é duas vezes mais pesado que a água. Depende: da natureza dos átomo ou iões que o constituem; da forma como os átomos ou iões estão empacotados na estrutura atómica. PROPRIEDADES ÓPTICAS Brilho É a capacidade de reflexão da luz incidente sobre a superfície do mineral. É uma propriedade “superficial” do mineral, por isso deve ser determinada numa superfície fresca, não oxidada. O brilho é independente da cor. Distinguem-se duas categorias de brilho quanto à qualidade da luz reflectida: METÁLICO E NÃO- METÁLICO. Brilho metálico: ocorrendo apenas nos minerais não-transparentes, característico dos minerais opacos, ou quase opacos, e que têm a aparência brilhante de um metal. As superfícies destes minerais são bastante reflectoras. Ex: Galena, Pirite e Calcopirite. Brilho não-metálico: característico de substâncias transparentes ou translúcidas e sem a aparência brilhante de um metal. No brilho não-metálico incluem-se, entre outros, os seguintes tipos de brilho: Vítreo, Resinoso, Nacarado, Gorduroso, Sedoso e adamantino. Vítreo: aparência do brilho de vidro. Ex: Quartzo. Resinoso: aparência do brilho de resina. Ex: Esfalarite (ZnS). Nacarado: aparência similar ao de uma pérola. Ex: Talco. Quartzo Esfalarite Talco 20 Gorduroso: aparenta uma superfície coberta por uma camada de óleo, geralmente originada por rugosidades microscópicas na superfície do mineral. Ex: quartzo róseo. Sedoso: semelhante ao da seda, resultado de um agregado paralelo de fibras finas (minerais fibrosos). Ex: Gesso. Adamantino: brilho semelhante ao do diamante. Ex: Diamante. Cor É a capacidade de absorção selectiva da luz que é refletida ou transmitida pelo mineral. A cor de um mineral deve ser observada numa superfície de fractura recente e não exposta ao ar senão transforma-se formando películas de alteração. Para alguns minerais a cor é diagnóstica na sua identificação. Exemplo: o verde da malaquite Cu2CO3(OH)2, o azul da azurite Cu3(CO3)2(OH)2, o vermelho do cinábrio (HgS), o amarelo do enxofre (S). Porém, para a grande maioria dos minerais a cor é a propriedade que mais pode variar e, não pode ser considerada por si só como diagnóstica. A cor depende de vários factores: da composição química; da estrutura cristalina; do tipo de ligações químicas; e da presença de impurezas. Quanto a cor os minerais se dividem em idiocromáticos e Alocromáticos. Idiocromáticos: são aqueles que apresentam sempre a mesma cor dentro da mesma espécie mineral. Nestes minerais a cor é fruto de elementos químicos presentes na sua composição química. Possuem na sua composição química elemento cromóforo como constituinte principal. Exemplo: enxofre (amarelo), malaquite (verde), azurite (azul), etc. Alocromáticos: são aqueles que apresentam cor variável dentro da mesma espécie mineral em função da presença de impurezas na estrutura cristalina ou por 21 causas de natureza física (ex: temperatura). Tais impurezas são responsáveis pela absorção da luz e pela alteração nas cores refletidas. A maioria dos minerais alocromáticos são incolores quando puros, como é o caso do berílio, a entrada do Fe como impureza pode dar origem à cor amarela ou azul, a entrada do Mn à cor rosa ou vermelha e a entrada do Cr e do V à cor verde. Quartzo verde devido a inclusões de mica verde. Ex: de minerais alocromáticos: Quartzo, Calcite, Berílio, etc. Diafaneidade É a capacidade ou a propriedade dos minerais de permitirem a passagem de luz (se deixar atravessar pela luz). A diafaneidade depende da espessura e da cor do objecto, bem como da intensidade da luz que o penetra. Quanto à diafaneidade os minerais podem ser: Transparentes, Translúcidos e Opacos. Opaco Transparente Translucido Transparentes: são aqueles minerais que transmitem a luz muito bem, isto é, quando um objecto é perfeitamente vistoatravés de um mineral a olho nu. Incolores os objectos são visíveis através deles não perdendo os seus contornos nem a cor (ex: gesso). Coloridos os objectos são visíveis nos seus contornos, mas modificados na cor (ex: Esmeralda). Berílio 22 Translúcidos: quando os minerais se deixam atravessar parcialmente pela luz e os objectos não são claramente visíveis através deles, como os feldspatos ou esfalarite. Opacos: quando os minerais não se deixam atravessar pela luz, mesmo em lâminas muito finas, como a galena e a pirite. Risca ou traço Corresponde à cor que o mineral apresenta quando é reduzido a pó. Enquanto as cores dos minerais da mesma especie podem ser muito variáveis, as cores dos traços das mesmas são sempre constantes. 23 Para se determinar essa cor, risca-se com o mineral a superfície despolida de uma placa de porcelana (aplicável para minerais com dureza inferior à da porcelana (=7), como mostra a figura a seguir. Para minerais com dureza superior a da porcelana (7), reduz-se a pó uma pequena amostra do mineral em estudo, com um martelo ou outro objecto que possa ser usado com os mesmos fins. Depois, passando o dedo no pó da amostra e, de seguida, na porcelana, pode determinar-se a cor da risca. Luminescência Luminescência: refere-se à emissão temporária da luz e com determinada coloração apresentado por certos minerais quando estimulados por uma fonte de calor, electricidade, radioactividade, electromagnética ou outras formas de energia abaixo do ponto de incandescência. Tipos de luminescência Fluorescência, Fosforescência, Termoluminescência e Triboluminescência. Fluorescência é a luminosidade emitida por um mineral quando está sob a acção de uma radiação invisível, como raios X ou luz ultravioleta. A emissão luminosa ou luminescência, ocorre apenas durante o período de incidência da fonte de luz sobre o mineral. Esta denominação provém da Fluorite (fig. Abaixo) onde se verificou inicialmente esta propriedade. 24 Exemplo de fluorescência de laranja a rosa para o mineral calcite (CaCO3) (a) e verde para o mineral Willemite (Zn2SiO4) (b) figuras ao lado. A fluorescência é útil, na geologia, de duas maneiras. A primeira é mais usual na identificação de minerais, utiliza-se principalmente a luz ultravioleta de comprimento de onda longo, fornecida por lanternas como a figura abaixo A outra aplicação da fluorescência é na prospecção mineral. Uma área onde se suspeita haver minerais de valor econômico que se sabe serem fluorescentes é percorrida à noite com uma lâmpada (mineralight) de luz ultravioleta. Quando ela incide sobre os minerais procurados, eles ficam iluminados. Em alguns casos depois de removida a fonte de radiação invisível (fonte da luz sobre o mineral), a luminescência persiste ainda por algum tempo, que pode ser de apenas alguns segundos, neste caso diz-se que o mineral é Fosforescente. Ex: Calcite costuma ter fosforescência em cor de laranja a rosa. Termoluminescência é a emissão da luz através do aquecimento do mineral abaixo do ponto de incandescência. A calcite, apatite, escapolite, fluorite e certos feldspatos são termoluminescentes. A termoluminescência é, geralmente, mais forte entre os 50 e os 100ºC e cessa acima dos 475ºC. 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, assim sendo eficiente para datação (medir a idade da rocha ou mineral). Triboluminescência é a emissão da luz de alguns minerais quando estes são sujeitos a pressão ou quando são esmagados, riscados ou esfregados. Exemplos de minerais: fluorite, calcite, esfalarite e lepidolite. 25 PROPRIEDADES MORFOLÓGICAS Hábito Hábito é a forma geométrica externa desenvolvida pelo crescimento de cristais, individualmente ou em agregados cristalinos, mais fácil de ser observada quando os minerais crescem em condições geológicas ideais. Por exemplo: como prismas alongados; como cristais tabulares (achatados); como agregados cristalinos com arranjos geométricos característicos; ou mesmo como grãos sem uma forma definida. O hábito depende da forma e velocidade de crescimento do mineral que por sua vez são influenciadas pela temperatura, pressão, presença de impurezas, do ambiente em que o mineral se forma. O hábito de um mineral pode ser: a) Prismático: os cristais são frequentemente constituídos por prismas (ou combinações de mais de um prisma). Exemplo: apatite (a) e quartzo (b). (a) (b) b) Laminares: cristais alongados e achatados, formados por placas finas. Exemplo: Micas. c) Fibrosos: agregados cristalinos em fibras como alguns silicatos. Exemplo: crocidolite. d) Aciculares: estruturas cristalinas pouco espessas na forma de agulhas. Exemplo: camerolaite. e) Coloidais: estruturas compactas que parecem ser formadas a partir da deposição de colóides. Exemplo: malaquite. 26 f) Dendrítico: grupo de cristais com aspectos arborescentes. Exemplo: ouro. g) Druseiforme: superfícies planas ou convexas cobertas uma capa delgada de pequenos cristais que crescem sobres as paredes das cavidades. Exemplo: quartzo amestita. h) Geódico: conjunto de cristais revestidos por uma cavidade. Exemplo: quartzo amestita. i)Maciços: agregados de minerais compactos, sem formas particulares ou feições especiais. Exemplo: rodonite. k) Globular: agregados de cristais, formando pequenas superfícies esféricas ou semi-esféricas. Ex: rodocrosite. l) Botrioidal: formas globulares assemelhando-se a um cacho de uvas. Exemplos: malaquite e pirolusite. m) Granular: agregado simplesmente composto por grãos sem nenhuma forma ou tamanho específico. Ex: almandina. n) Estalactite: agregados em cilindros ou cones pendentes (como por exemplo em cavernas). Ex: malaquite. PROPRIEDADES ELÉCTRICAS Condutividade Eléctrica é a grandeza que exprime a capacidade que os minerais têm de conduzirem a corrente eléctrica. A condução de corrente eléctrica em minerais é controlada pelo tipo de ligação existente em sua estrutura cristalina. Minerais com ligações metálicas, como os metais nativos (ex: o cobre dos cabos), são excelentes condutores porque os electrões podem migrar livremente através da estrutura cristalina. Minerais com ligações covalentes/iónicas são maus condutores (isoladores) exemplo de moscovite. As substâncias cristalinas com condutividade intermédia entre os condutores e os isoladores são designadas por semicondutores. Ex: alguns sulfuretos. 27 Piezoelectricidade é a capacidade que alguns minerais têm em desenvolverem um campo eléctrico na sua superfície quando são sujeitos à tensão ao longo de determinadas direcções. Minerais comuns piezoeléctricos são: o quartzo (SiO2), a turmalina [NaFe3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4] e o topázio [Al2SiO4(F,OH)]. A Turmalina possui essa propriedade, sendo usada em aferidores de pressão. A placa de quartzo é usada para controlar a frequência e o comprimento da onda em aparelhos eletrônicos e rádios. Piroelectricidade é a capacidade que alguns minerais têm de gerarem temporariamente um campo eléctrico quando são submetidos ao calor. Exemplo de mineral piroeléctrico: a turmalina [NaFe3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4]. PROPRIEDADES MAGNÉTICAS Quando colocados num campo magnético, os minerais podem ou não adquirir propriedades magnéticas. Em outras palavras, eles concentram ou não, no seu interior, as linhas de força do campo magnético em que se situam. O magnetismo corresponde à capacidade que alguns minerais têm de apresentar propriedades magnéticas, isto é, exercendo atracção sobre pequenos fragmentos metálicos. Minerais magnéticos: são aqueles minerais que em no seu estado natural são atraídospor um imã, normalmente ocorrem em rochas ígneas e metamórficas. • Quanto ao seu comportamento num campo magnético, os minerais são classificados como: Diamagnéticos, Paramagnéticos e Ferromagnéticos. Minerais Ferromagnéticos: são aqueles minerais que apresentam a propriedade de serem atraídos por um imã. Dentre os minerais comuns na natureza, apenas magnetite (Fe3O4) e pirrotite (FeS) apresentam esta propriedade. Minerais Paramagnéticos: são minerais que são fracamente atraídos pelo campo magnético (ímã comum). Exemplo: hematite (Fe2O3). Minerais Diamagnéticos: são minerais que não são atraídos pelo campo magnético (ímã comum). Exemplo: calcite, plagioclase, quartzo. 28 CLASSIFICAÇAO DOS MINERAIS A composição química é base da classificação dos minerais desde o século XIX. Com base nesta classificação os minerais são divididos em classes dependendo do anião ou grupo aniónico dominante, por exemplo: classe dos óxidos, hidróxidos, halogenetos, carbonatos, boratos, nitratos, silicatos, etc.). Há várias razões para que este critério seja uma base válida para a classificação dos minerais. Primeiro, os minerais que contêm o mesmo anião ou grupo aniónico dominante na sua composição química têm muito mais semelhanças entre si do que aqueles compartilhados por minerais que tenham o mesmo catião dominante. Assim, os carbonatos (grupo aniónico CO32-) se assemelham uns aos outros mais estreitamente do que minerais de cobre. Segundo, os minerais com o mesmo anião ou grupo aniónico têm tendência a ocorrerem, no mesmo ambiente geológico ou em ambientes geológicos semelhantes. Assim, os sulfetos ocorrem em associações mútuas em depósitos de veio, enquanto os silicatos compõem a grande maioria das rochas da crusta terrestre. Terceiro, o esquema usado nesta classificação mineral está de acordo com a prática da química actual de numeração e classificação de compostos inorgânicos. Porém, já nos primórdios do estudo de minerais reconheceu-se que a composição química por si só não podia caracterizar um mineral adequadamente. É importante também considerar a estrutura cristalina porque estes juntos representam a essência de um mineral e determinam as suas propriedades. Tendo em conta a composição química os minerais são divididos em seguintes classes: ♦Elementos nativos; ♦ Sulfuretos; ♦ Sulfossais; ♦ Óxidos e Hidróxidos; ♦ Halogêneos ou Halogenetos; ♦ Carbonatos; ♦ Nitratos; ♦ Boratos; ♦ Fosfatos; ♦ Tungstatos ou Valframatos; ♦ Silicatos. 29 Metais Os elementos nativos são minerais compostos puros e incluem nesta classe todos os elementos químicos que ocorrem na natureza em formas não combinadas e com características que permitem considera-los como espécies minerais. • Com a excepção dos gases livres da atmosfera, são encontrados aproximadamente 20 elementos no estado nativo. • Estes elementos podem ser divididos em: (1) metais; (2) semimetais; e (3) não metais. Metais: Os metais nativos mais comuns, os quais exibem estruturas muito simples, constituem três grupos: Grupo de Ouro: ouro (Au); prata (Ag) e cobre (Cu); Grupo da Platina: platina (Pt); irídio (Ir) e ósmio (Os); e Grupo de Ferro: Fe (puro) e ligas naturais de Níquel-Ferro (Ni,Fe). Semi-metais: Os semimetais nativos formam dois grupos iso-estruturais: Grupo de Arsênio: arsênio (As), Antomônio (Sb) e bismuto (Bi) e Grupo de Se (selênio) e Te (telúrio) são menos comuns. Não-metais: Os não metais mais importantes são o enxofre (S) e o carbono (C), sob a forma de diamante e grafite. Metais Nativos Grupo de Ouro: é composto por ouro (Au); prata (Ag) e cobre (Cu), que pertencem à mesma família na tabela periódica e, portanto, têm propriedades químicas semelhante tais como: são suficientemente inertes para ocorrerem livres na natureza; quando não combinados com outros elementos, os átomos são unidos em estruturas cristalinas por uma ligação metálica. As propriedades semelhantes dos membros deste grupo surgem da estrutura comum deles: todos têm baixa dureza, são maleáveis, dúcteis e sécteis; todos são excelentes condutores de calor e electricidade, exibem brilho metálico e têm pontos de fusão bastante baixos. Estas propriedades são devido a ligação metálica. Diferentes propriedades exibidas pelos minerais deste grupo provêm das propriedades atómicas dos elementos que os constituem individualmente, tais como, o amarelo do ouro, o vermelho do cobre e o branco da prata. 30 Descrição do Mineral Ouro Sistema Cristalino: Cúbico ou Isométrico. Composição química: Au; normalmente ocorrem outros metais misturados, como Ag, Cu e Fe, entre outros. Propriedades Hábito: normalmente maciço; aparece na forma granular, dendrítica e raramente mostra forma de cristal (fig.c) e frequente na forma de pepitas (fig.b); Clivagem: Indistinta ou Imperfeita (má); Fractura: é do tipo esquírolas; Tenacidade: metal maleável e dúctil; Dureza: 2.5 - 3.0; Densidade: 19.3; Cor: amarela quando puro e mais claro quando misturado com prata; Risca: amarela; Brilho: metálico; e Diafaneidade: opaco. Utilização: a maior utilização é na joalharia; é usado para medalhas e moedas. Ocorrência: Origem primária em filões hidrotermais e em contato com depósitos metamórficos e pegmatíticos. Ocorre tembém em depósitos de placer, de origem secundária. Em Moçambique, o ouro ocorre nas Províncias de Manica, Tete e Niassa. A nível internacional ocorre na África do Sul, Rússia, China, Canadá, EUA e Brasil. Origem do nome: provém do Latim Aurum = ouro. Grupo da Platina: é composto por platina (Pt); irídio (Ir) e ósmio (Os). Apenas a platina é mais comum. Em termos de características são refratários (alta resistência térmica, química e mecânica), quimicamente inertes a elevadas 31 temperaturas, de dureza mais alta e ponto de fusão mais elevado do que os do grupo do ouro. Descrição do Mineral Platina Sistema Cristalino: Cúbico ou Isométrico. Composição química: Pt (fig.a); normalmente ocorre misturado com algumas % de ferro. Também apresenta-se ligado com cobre, ouro e níquel. Propriedades Hábito: granular; Clivagem: ausente; Fractura: irregular; rugosa; Tenacidade: maleável e dúctil; Dureza: 4.0 - 4.5; Densidade: 21.45 (quando puro); Cor: Cinzento esbranquiçado de aço, cinzento-escuro; Risca: branco acinzentada; Brilho: metálico; e Diafaneidade: opaco. Utilização: como catalisador na produção de ácido nítrico, na proteção de cascos de navios, fabricação de fibras sintéticas. Ocorrência: aparece como mineral primário em rochas básicas a ultrabásicas (dunitos, piroxenitos, gabros). A nível internacional ocorre na Colômbia, Canadá, África do Sul, Estados Unidos, etc. Grupo do Ferro: os minerais significativos no grupo do ferro são o Fe puro que raramente ocorre na superfície da terra e as ligas naturais de Níquel-Ferro (Ni,Fe), que são Kamacite com < 5.5% de Ni e Taenite com 27% a 65% de Ni, encontrados somente em meteoritos e, provavelmente no núcleo da terra. Exemplo de Minerais do Grupo do Ferro 32 Exemplo de minerais do grupo de Ferro - (b) Meteorito de Edmonton (Kentucky, EUA); (c) Grânulos negros de ferro dispersos em rocha. Descrição do Mineral Ferro-Níquel Sistema Cristalino: Cúbico ou Isométrico Composição química: Fe, com % variáveis de Ni. Na (fig.b), as lamelas claras têm pequenas % de Ni (<5.5%), ao passo que nas escuras há uma % de Ni que varia de 27-65, como ilustra a (fig.c). Propriedades: Hábito: maciço; raramente em cristais; Clivagem: perfeita; Fractura: irregular; Tenacidade: maleável; Dureza: 4.5; Densidade: 7.3-7.9; Cor: cinzento de aço a preto; Risca: preto; Brilho: metálico; e Diafaneidade:opaco. Utilização: não tem utilização prática, a não ser para estudos científicos sobre a Terra e o Universo. Ocorrência: Ocorre na Gronelândia e no Oregon (EUA). Contudo, é muito comum em meteoritos que caíram em vários pontos do planeta. Semi-Metais Nativos Os semi-metais nativos compreendem o arsênio (As), Antimônio (Sb) e bismuto (Bi) que normalmente são agrupados sob a designação de grupo do arsênio e o selênio (Se) e telúrio (Te) que são os menos comuns. • Os semi-metais nativos não são comuns na crusta terrestre. Os membros deste grupo têm propriedades físicas similares, tais como desenvolvem uma clivagem basal e possuem baixa tenacidade e simetria. • Também são bastante frágeis e piores condutores de calor e de electricidade do que os metais nativos. Estas propriedades reflectem um tipo de ligação intermediária entre metálica e covalente. 33 Descrição do Mineral Arsénio Sistema Cristalino: Trigonal. Composição química: As; muitas vezes encontra-se associado com antimônio e traços de ferro, prata e bismuto. Propriedades: Hábito: normalmente maciço; granular; Clivagem: perfeita; Fractura: irregular; Tenacidade: quebradiço; Dureza: 3.5; Densidade: 5.7; Cor: branca; cinzento escuro; Risca: cinzenta; Brilho: sub-metálico a metálico; e Diafaneidade: transparente, translúcido e opaco. Utilização: na medicina, como insecticidas, na pigmentação. Ocorrência: Chile, Filipinas, Roménia e Brazil. Não Metais Nativos Os não metais nativos compreendem o enxofre (S) e o carbono (C), sob a forma de diamante e grafite. Em termos de características apresentam: brilho não metálico; condutividade eléctrica e térmica muito baixa; baixa densidade; e não são maleáveis. Cristalizam-se em seguintes sistemas: o S é ortorrômbico, com ligação van der Walls; o diamante é cúbico, com ligações covalentes e a grafite é hexagonal, com ligação van der Walls. 34 Descrição do Mineral Diamante Sistema Cristalino: Cúbico ou Isométrico. Composição química: carbono (C) puro. Propriedades: Hábito: granular; Clivagem: perfeita; Fractura: conchoidal; Tenacidade: quebradiço; Dureza: 10; Densidade: 3.52; Cor: branca, cinzenta e preta; Risca: branca; Brilho: adamantino; e Diafaneidade: transparente a translúcido. Utilização: as variedades transparentes são usadas em joalharia; as variedades pretas e cinzentas são utilizadas como diamantes industriais como abrasivos e instrumentos de corte. Ocorrência: em Moçambique, é muitíssimo raro, tendo sido encontrados em alguns aluviões do Rio dos Elefantes (Gaza) e no Niassa. E agora ha indícios de ocorrência em Manica. A nível internacional, na RSA, nos EUA, na Namíbia, Botswana, Angola, Gana, Serra Leoa, RD Congo, China, Venezuela, Brasil. Origem do nome: do Grego adams = invencível. Classe dos Sulfuretos São os minerais que originam-se pela combinação na estrutura do enxofre (S) com os elementos metálicos (exemplo: Covelite: CuS) ou elementos semi-metálicos (exemplo: Bismitinite : Bi2S3). Se estão presentes, tanto o metal assim como o semi-metal, este (semi-metal) desempenha um papel mais ou menos igual a do enxofre na rede cristalina, como por exemplo o mineral arsenopirite (FeAsS). Os sulfuretos originam-se através de cristalização dos magmas com H2S na fase fluida; originam-se também da desgaseificação dos magmas em profundidades e no fundo oceânico; também podem formar-se na superfície terrestre desde que o ambiente seja redutor (anóxico), através da putrefacção da matéria orgânica. Muitos sulfuretos têm ligação iónica, ao passo que outros, exibindo as propriedades dos metais têm ligação metálica. Em geral, os sulfuretos metálicos são condutores de electricidade. Exemplos de minerais Sulfuretos: Argentite: Ag2S; Bornite: Cu5FeS4; Realgar: As4S4; Galena: PbS; Calcopirite: CuFeS2; Bismutinite: Bi2S3; Esfalarite: ZnS; Pirite: FeS2; Molibdenite: MoS2; Asenopirite: FeAsS; Covelite: CuS; Calcocite: Cu2S; Antiminite: Sb2S3 e Cobaltite: (Co,Fe)AsS. 35 Descrição do Mineral Pirite Sistema Cristalino: Cúbico ou Isométrico. Composição química: Sulfureto de Ferro – FeS2. Propriedades: Hábito: frequentemente em cristais cúbicos (fig.d); comum na forma maciça; Propriedades: Clivagem: imperfeita; Fractura: conchoidal; Tenacidade: quebradiço; Dureza: 6.0 - 6.5; Densidade: 4.9 - 5.02; Cor: amarelo pálido; Risca: preta esverdeada a acastanhada; Brilho: metálico; e Diafaneidade: opaco. Utilização: a pirite é muitas vezes minerada para a extracção de ouro e cobre com ela associados; é uma fonte de enxofre; para o fabrico de ácido sulfúrico. Ocorrência: em Moçambique, a pirite não ocorre como jazigo, mas está presente na maioria das rochas nas regiões centro (Tete e Manica) e norte (Nampula) do país. Os grandes jazigos mundiais de pirite encontram-se em Portugal, Espanha. Origem do nome: do Grego pyros = fogo, por causa das faíscas que lança quando percutido por ferro. Classe dos Sulfossais • Originam-se pela combinação na rede cristalina do enxofre (S) com os elementos metálicos e elementos semi-metálicos (exemplo: Cu3AsS4: Enargite). • O mineral enargite Cu3AsS4 pode ser escrito da seguinte maneira 3Cu2S.As2S5 e nestas condições, podem ser considerados sulfuretos duplos. • Nos sulfossais, os semi-metais desempenham um papel mais ou menos igual ao dos metais, na estrutura. • Exemplo de minerais da classe dos Sulfossais: Tetraedrite: (Cu,Fe,Zn,Ag)12Sb4S13; Enargite: Cu3AsS4; Bournonite: PbCuSbS3; Jamesonite: Pb4FeSb6S14; Polibasite: Ag16Sb2S11; Estefanite: Ag5SbS4; Pirargirite: Ag3SbS3 e Proustite: Ag3AsS3. 36 Descrição do Mineral Jamesonite Sistema Cristalino: Monoclínico. Composição química: é um sulfureto de chumbo, ferro e antimónio – Pb4FeSb6S14. Propriedades: Hábito: Acicular (cristais finos com aparência de uma pena). Também pode ser fibroso e maciço compacto; Clivagem: Distinta (regular); Fractura: irregular; Tenacidade: quebradiço; Dureza: 2.5; Densidade: 5.5 - 6.0; Cor: cinzento – preto; Risca: cinzeto – preto; Brilho: metálico; e Diafaneidade: opaco. Utilização: Um minério de chumbo de importância reduzida. Ocorrência: A jamesonite ocorre associada com outros sulfossais de chumbo, com galena e esfalarite. A nível mundial pode ser encontrado na Inglaterra, Checoslováquia, Bolívia e Estados Unidos. Origem do nome: Em honra ao mineralogista, Robert Jameson (1774-1854). Classe dos Óxidos • Nesta classe o anião dominante é o oxigênio( O)que combina com um ou mais metais. Apresentam predominância de ligações iónicas; dureza elevada (6 – 9); estrutura muito estável; pouco solúveis; • Maior parte possui cores escuras; elevado ponto de fusão; maior densidade relativa, e geralmente ocorrem como minerais acessório nas rochas ígneas e metamórficas. Os óxidos podem simples e múltiplos: • Óxidos simples: surgem pela combinação de um metal X e um oxigénio e apresentam as seguintes estruturas: X2O: Cuprite (Cu2O); XO2: Grupo do Rutílo: Rutilo: TiO2; Uraninite: UO2; Pirolusite: MnO2 e Cassiterite: SnO2; XO: Zincite: ZnO; e X2O3: Grupo de Hematite: Corindo: Al2O3; Hematite: Fe2O3 e Ilmenite: FeTiO3; • Óxidos múltiplos: surgem pela combinação de metais X, Y e um oxigénio e apresentam a seguinte estrutura: XY2O4: Grupo do Espinélio: Espinélio (MgAl2O4); Gahnite (ZnAl2O4); Magnetite (Fe3O4); Cromite (FeCr2O4); Crisoberilio (BeAl2O4). 37 • Salientar que o gelo dos calotes polares ou icebergs, forma sólida de água é um óxido, onde o arranjo ordenado das moléculas de água persiste, em parte, até 40C acima do ponto de fusão e a partir daí, a estrutura relativamente aberta do gelo torna-se instável e contrai-se em um arranjo mais compacto e desordenado. • O quartzo que constitui o óxido mais abundante na natureza com a fórmula SiO2, será tratado na classe dos silicatos, por ter uma estrutura maispróxima destes. O Quartzo (Sio2) e Gelo (H2O) são óxidos minerais deste grupo? Classe dos Hidróxidos • Caracterizam-se pela presença do grupo hidroxilo (OH-), como anião dominante ou moléculas de água. Apresentam ligações van der waals; dureza fraca; estrutura instável; cores claras; baixa densidade relativa e ocorrem como minerais secundários resultantes da alteração ou meteorização das rochas. • Exemplo de hidróxidos mais importantes: Brucite: Mg(OH)2; Gibbsite: Al(OH)3; Manganite: MnO(OH); Boemite: AlO(OH); Goethite: FeO(OH); Limonite: FeO(OH).nH2O. Classe dos Halogenetos • Os Halogenetos caracterizam-se pela predominância dos aniões Cl-, Br-, F- e I- na sua estrutura. • Estes aniões são grandes e facilmente polarizáveis e quando se combinam com catiões maiores e pouco polarizáveis como os metais alcalinos (Na, K e Ca), ambos se comportam como se fossem corpos perfeitamente esféricos, o que conduz a uma estrutura com alta simetria e uma ligação iónica pura, o que confere os minerais resultantes as seguintes propriedades: 38 • Uma dureza relativamente baixa; pontos de fusão moderados a altos; Maus condutores de calor e electricidade no estado sólido. Exemplo de minerais: halite, silvite e fluorite. • Quando os aniões halogênicos se combinam com catiões menores e facilmente polarizáveis, resulta em uma estrutura com uma simetria mais baixa e a ligação tem propriedades algo mais covalentes. Em tais estruturas, a água e a hidroxila entram normalmente como constituintes essenciais. Exemplo de minerais: atacamite e carnalite. Exemplo de minerais pertencentes a classe dos Halogenetos: Halite: NaCl; Silvite: KCl; Fluorite: CaF2; Cerargirite: AgCl; Criolite: Na3AlF6; Atacamite: Cu2(OH)3Cl; Carnalite: KMgCl3.6H2O. Classe dos Carbonatos Os carbonatos constituem uma classe de minerais que apresentam na sua estrutura o grupo aniónico CO32-. Neste grupo aniónico (CO32-), a ligação C-O é forte e de natureza covalente. Os minerais carbonatos apresentam dureza baixa (facilmente são riscados pelo aço de canivete) e densidade também baixa. Soluções sólidas nos grupos isoestruturais desta classe de minerais são comuns, daí que são freqüentes composições envolvendo os catiõe bivalentes Ca, Mg, Fe, Mn, Sr, Ba, Zn e Pb. O radical carbonato (CO32-) na presença do ião hidrogénio (H+), torna-se instável e decompõe-se, gerando água (H2O) e a unidade química estável (CO2), pela seguinte reacção química: • Esta instabilidade manifestada pela efervescência quando são atacados por ácidos (HCl) é causa de ensaios amplamente usados para os minerais da classe carbonatos. 39 • Os minerais da classe dos carbonatos podem ser anidros e hidratados. Os carbonatos anidros formam os grupos da calcite, aragonite e dolomite enquanto que os hidratados são pelos minerais malaquite e azurite. • Grupo dos carbonatos anidros Grupo da Calcite: Calcite: CaCO3; Magnesite: MgCO3; Rodocrosite: MnCO3; Siderite: FeCO3 e Smithsonite: ZnCO3; Grupo da Aragonite: Aragonite: CaCO3; Witherite: BaCO3; Estroncianite: SrCO3 e Cerussite: PbCO3; Grupo da Dolomite: Dolomite: (Ca,Mg)(CO3)2 e Ankerite: (Ca,Fe)(CO3)2; • Os carbonatos Hidratados são representados pelos seguintes minerais: Malaquite: Cu2CO3(OH)2 e Azurite: Cu2(CO3)2(OH)2. • Os carbonatos anidros importantes pertencem aos dois grupos isoestruturais, o da calcite e o da aragonite. Fora dos minerais destes grupos, os únicos carbonatos de importância são os carbonatos básicos de cobre, a azurite e a malaquite. Classe dos Nitratos • Os Nitratos são minerais que têm o grupo aniónico NO3-. • São estruturalmente similares aos carbonatos, com grupo o aniónico NO3- semelhante ao grupo CO32-, onde a força de ligação entre N-O, nos nitratos é maior do que qualquer outra força de ligação possível na estrutura que se compara com a força de ligação entre C-O, nos carbonatos. • Os minerais desta classe são muito raros, com a excepção da Nitratina (NaNO3) e do Nitro (KNO3). Classe dos Boratos • Os boratos constituem uma classe de minerais que possuem propriedades cristaloquímicas similares às da classe dos silicatos, pois da mesma forma como os 40 silicatos são capazes de polimerizar-se, formando cadeias, camadas ou grupos múltiplos isolados, por isso são de grande interesse para os mineralogistas. • Isto deve-se ao facto do ião (boro) B3+, muito pequeno, coordenar três (oxigénios) O= em sua configuração estável, formando o grupo aniónico [BO3]-3. • A maior parte dos boratos comuns são constituídos na sua estrutura por cadeias de triângulos BO3, onde todos os três oxigénios são compartilhados e essas cadeias são separadas por camadas de moléculas de água e unidas pelos catiões Na+ ou Ca+2, resultando em minerais de baixa simetria, moles e bastante solúveis. • Dentro do grupo aniônico, apresentam ligações covalentes e entre estes grupos aniônicos e os metais (Catões), apresentam ligações iônicas. • Os minerais da classe dos boratos podem ser anidro, tal como a Boracite: (Mg3B7O13Cl) e hidratados, tais como o Bórax: (Na2B4O7.10H2O), Colemanite: (Ca2B6O11.5H2O); Ulexite: (NaCaB3O.H2O) e Kernite: (Na2B4O7.4H2O). Classe dos Fosfatos • Os fosfatos constituem classe de minerais que na sua estrutura contém o grupo aniónico (PO4)3-, como unidade fundamental. • Os minerais que constituem esta classe são: Monazite: (Ce,La,Y,Th)PO4; Apatite: Ca5(F,Cl,OH)(PO4)3; Ambligonite: LiAlFPO4; Lazulite: MgAl2(OH)2(PO4)2; Vivianite: Fe3(PO4)2.8H2O; Trifilite: LiFePO4; Piromorfite: Pb3Cl(PO4)3; Lazulite: MgAl2(OH)2(PO4)2; Wavellite: Al3(OH)3(PO4)2.5H2O; Turquesa: CuAl6(PO4)4(OH)8.12H2O; Autunite: Ca2(UO2)2(PO4)2.10-12(H2O). Classe dos Sulfatos • Os minerais desta classe apresentam o grupo aniónico SO42- na sua estrutura, que constitui a unidade fundamental. • Este grupo de minerais pode conter água ou não, ou o grupo (OH) na sua estrutura, sendo assim são classificados em sulfatos hidratados, básicos e anidros. 41 • São pouco densos quando na sua constituição entra o ião hidroxilo (OH) ou a água (H2O) e caracterizam-se, em parte, pela sua solubilidade em água. • Muitos resultam da alteração dos sulfuretos ocorrida na superficíe ou próximo da superfície, outros resultam de precipitação nas águas marinhas e lagos, outros ainda são resultantes da actividade vulcânica. Os sulfatos anidros mais importantes e conhecidos formam o grupo da barite. Os minerais que constituem este grupo são: Barite: (BaSO4); Celestite: (SrSO4); Anglesite: (PbSO4) e Anidrite: (CaSO4), que possuem praticamente a mesma estrutura. Ainda nos sulfatos anidros temos o mineral Glauberite: Na2Ca(SO4)2. • Os minerais que constituem os sulfatos básicos e hidratados são: Gesso: CaSO4.2H2O; Alunite: KAl3(OH)6(SO4)2; Antlerite: Cu3(OH)4SO4; Calcantite: CuSO4.5H2O e Epsomite: MgSO4.7H2O. • Entre os sulfatos hidratados, o gesso é o mais importante e mais abundante. A sua clivagem é perfeita e a sua estrutura consiste em camadas do grupo aniónico sulfato (SO4)2- fortemente ligados ao cálcio (Ca2+), separadas por moléculas de água. • A perda de moléculas de água faz com que a estrutura entre em colapso, tomando a configuração da anidrite, com a diminuição de volume e perda da perfeição na clivagem. Classe dos Tungstatos ou Volframatos • Os tungstatos constituem a classe de minerais que apresentam a sua estrutura o grupo aniónico WO42-, que constitui a unidade básica. • Os minerais desta classe química distribuem-se em dois principais grupos isoestruturais. • O grupo da Volframite, representado pelo mineral Volframite: (Fe,Mn)WO4, abrange todos os termos de uma série de misturas isomórficas de tungstato de magnésio: Hubnerite: (MnWO4) e tungstato de ferro: Ferberite: (FeWO4). • O grupo da Scheelite, é representado pelo mineral Scheelite: (CaWO4) e Stolzite: (PbWO4), que formam uma solução sólida com substituições mútuasde Ca e Pb. 42 O ciclo das rochas As rochas estão todas envolvidas num ciclo de transformação que se pode repetir indefinidamente. ciclo das rochas é um meio de visualizar a origem dos três tipos básicos de rochas e o modo como os vários processos geológicos transformam um tipo de rocha noutro diferente. O conceito do ciclo das rochas pode ser considerado como a base da geologia física. . O primeiro tipo de rochas, designadas como ígneas (formadas pelo fogo), origina- se quando um material no estado líquido chamado magma arrefece e solidifica. Este processo chamado cristalização pode ocorrer muito abaixo da superfície da terra ou, no seguimento de uma erupção vulcânica, à superfície desta. Em profundidade o arrefecimento é normalmente lento enquanto que à superfície é rápido. As rochas ígneas resultantes têm assim características diferentes. Quando as rochas ígneas ficam expostas à superfície da terra podem sofrer processos de alteração e erosão que vão lentamente desagregando e decompondo as rochas. Os materiais resultantes podem ser transportados por vários meios (gravidade, água, glaciares, vento e ondas) constituindo os sedimentos. A partir do momento em que são depositados, normalmente em camadas horizontais (no oceano, por exemplo), irão sofrer um processo de litificação (conversão para rocha). Os sedimentos são litificados pela compactação resultante do peso das camadas superiores e pela cimentação resultante da precipitação de matéria mineral transportada pela água de percolação que preenche os poros. As rochas sedimentares resultantes encontram-se assim profundamente enterradas podendo 43 ser envolvidas em processos tectónicos de formação de montanhas ou ser submetidas a grandes pressões e temperaturas. As rochas sedimentares irão sofrer as consequências da sua alteração de ambiente e transformar-se em outros tipos de rochas (rochas metamórficas). Eventualmente as rochas metamórficas poderão ser submetidas a pressões e temperaturas ainda maiores, fundindo e constituindo outra vez magma fechando, assim, o ciclo das rochas. O percurso indicado pelo círculo não é necessariamente o percurso seguido na transformação das rochas em tipos diferentes. As rochas ígneas, antes de serem expostas a processos de erosão e alteração à superfície, podem ser submetidas a pressões e temperaturas em profundidades maiores e transformar-se em rochas metamórficas. Por outro lado, rochas metamórficas e sedimentares podem ser expostas à superfície a processos de erosão e transformar-se em sedimentos de onde podem resultar novas rochas sedimentares. Ao estudar as características dos três tipos de rochas é importante ter sempre em consideração o ciclo das rochas. Estas podem parecer que são grandes massas imutáveis quando na realidade não o são. As modificações demoram geralmente períodos de tempo que ultrapassam na maior parte dos casos a escala humana de tempo. Rochas ígneas As rochas ígneas formam-se quando o magma arrefece e cristaliza. Esta rocha fundida, com origem a profundidades até 200 km no interior da Terra, compõe-se de elementos encontrados nos minerais do tipo silicatos e de alguns gases, sobretudo vapor de água, todos confinados no magma pela pressão das rochas confinantes. Como a massa magmática é menos densa que os maciços de rochas circundantes força o seu movimento em direcção à superfície podendo escapar-se de modo violento produzindo uma erupção vulcânica (Figura abaixo). O material expelido durante uma erupção vulcânica pode ser acompanhado pela libertação de gases devido à diminuição de pressão à superfície originando explosões por vezes muito violentas. Acompanhando a projecção de blocos rochosos a erupção pode gerar o derrame de grandes quantidades de lava, cuja composição é semelhante à do magma mas sem a maior parte dos componentes gasosos. A rocha quanto solidificação da lava é classificada como extrusiva ou vulcânica, sendo o basalto o exemplo mais conhecido. Quando o magma não alcança a superfície pode eventualmente solidificar e cristalizar em profundidade, num processo bastante mais lento formando uma massa sólida de cristais imbricados entre si. As rochas ígneas produzidas deste modo são chamadas intrusivas ou plutónicas, das quais o granito é o exemplo mais abundante, e só aparecem à superfície após a actuação de movimentos tectónicos e a acção de processos de erosão das vulcão 44 camadas de rochas superiores. Quando a solidificação do magma se verifica em profundidades intermédias, formando filões, as rochas resultantes designam-se por hipoabissais (exemplo do dolerito). A velocidade do arrefecimento do magma vai originar cristais de diferentes tamanhos. Um arrefecimento lento produz cristais de grandes dimensões enquanto que um arrefecimento rápido irá originar uma massa rochosa formada por cristais de pequenas dimensões, por vezes impossíveis de observar sem meios de ampliação. Quando o arrefecimento é extremamente rápido não há formaçãode cristais formando-se uma matéria sólida sem estrutura cristalina (matéria amorfa). Textura e composição mineral Existe uma grande variedade de rochas ígneas que se diferenciam com base na sua textura e composição mineral. O termo textura, quando aplicado a rocha ígneas, é usado para descrever a aparência geral da rocha com base no tamanho e disposição dos seus cristais interligados. A textura é uma característica muito importante da rocha porque pode revelar informação qualitativa importante sobre o ambiente em que a rocha foi formada e sobre as suas propriedades, como por exemplo, a resistência e deformabilidade. Quando grandes massas de magma solidificam a grande profundidade formam-se rochas ígneas com uma textura de grãos grossos (Figura a). A sua aparência é de um agregado de cristais interligados com tamanho suficiente para serem identificados individualmente por simples observação (textura fanerítica). As rochas ígneas formadas à superfície ou em pequenas bolsas magmáticas a pouca profundidade têm um arrefecimento rápido originando uma textura de grãos finos por vezes impossíveis de diferenciar sem recorrer a observação microscópica (textura afanítica e Figura b). Para ter uma ideia das diferentes velocidades de arrefecimento do magma, uma rocha vulcânica pode formar-se em alguns minutos enquanto que uma rocha plutónica pode resultar do arrefecimento de uma grande massa de magma durante milhares de anos. Formação característica dos maciços graníticos 45 Nem todos os minerais componentes do magma cristalizam à mesma velocidade. Alguns podem já ter um certo tamanho quando outros iniciam a sua cristalização. Por exemplo quando o magma aflora à superfície pode já conter alguns cristais levando assim a massa ainda líquida a arrefecer mais rapidamente originando uma rocha com uma textura particular de cristais grandes envolvidos por uma matriz de cristais mais pequenos (textura porfirítica). Classificação das rochas ígneas As rochas ígneas são classificadas, ou agrupadas, com base na sua textura e composição mineral. As várias texturas ígneas resultam dos diferentes padrões de arrefecimento enquanto que a composição mineral de uma rocha ígnea depende dos componentes do magma inicial e do ambiente de cristalização. As rochas do lado direito da Tabela abaixo são compostas por determinados minerais cuja cristalização se dá em primeiro lugar. O seu alto conteúdo em ferro e magnésio faz com que tenham uma corescura e uma maior densidade que outras rochas. O basalto é a rocha ígnea extrusiva mais comum. No lado esquerdo da Tabela abaixo estão as rochas ígneas com minerais que são os últimos a cristalizar. O granito é a rocha ígnea intrusiva mais comum, em parte pela sua abundância e pelo seu uso generalizado na construção e decoração. O granito está geralmente associado aos processos tectónicos ligados à formação de montanhas. Por ser mais resistente à erosão ealteração que as outras rochas forma frequentemente o núcleo principal das cadeias montanhosas. É importante notar que duas rochas podem ter a mesma composição mineral mas texturas diferentes. O granito, rocha intrusiva de grão grosso, tem o seu equivalente vulcânico no riolito, rocha de grão muito fino. Existe uma grande variedade de rochas entre as de composição granítica e basáltica, das quais se referem alguns exemplos na Tabela abaixo. Rochas sedimentares Os materiais resultantes dos processos erosivos constituem a base para a formação das rochas sedimentares. A palavra sedimentar ilustra a natureza destas rochas uma vez que significa o resultado do processo de deposição dos sedimentos em 46 suspensão ou transportados por um fluido, normalmente a água. Os geólogos estimam que as rochas sedimentares constituem apenas 5% da camada exterior de 16 km de espessura da Terra. No entanto a importância deste grupo de rochas é muito maior do que aquela que esta percentagem poderia indicar. A maioria de formações rochosas à superfície são de natureza sedimentar (cerca de 75%) o que está relacionado com o facto de os sedimentos se acumularem à superfície da terra (Figura 2.6). Como as rochas sedimentares têm a sua origem na deposição sucessiva de camadas horizontais de sedimentos apresentam-se normalmente em estratos cuja inclinação varia consoante a acção de movimentos tectónicos ao longo da vida geológica das formações. É de referir que muitas rochas sedimentares têm uma grande importância económica. O carvão, por exemplo, é classificado como uma rocha sedimentar. O petróleo e o gás natural são também encontrados em associação com outras rochas sedimentares tais como por exemplo o sal-gema. Litificação A litificação inclui os processos que transformam sedimentos não consolidados em rochas sedimentares sólidas. Um dos processos mais comuns é a compactação, ou seja a acção do peso das camadas de sedimentos suprajacentes. À medida que os sedimentos são comprimidos pelo peso das camadas superiores há uma redução considerável do volume dos poros. Com o peso de milhares de metros de outras camadas a actuar durante milhares de anos originam-se as rochas sedimentares dispostas em estratos originariamente horizontais. A compactação tem um efeito maior sobre sedimentos de partículas finas como as argilas originando, por exemplo, os xistos argilosos. Alguns maciços de rochas sedimentares podem apresentar estratificação entrecruzada resultante de períodos de sedimentação espaçados no tempo e de acidentes tectónicos (ex. falhas) (Figura abaixo). A cimentação constitui outro processo importante através do qual os sedimentos se transformam em rochas sedimentares. O material de cimentação pode ser transportado pela percolação de água através dos poros existentes entre as partículas dos sedimentos. Com o tempo, o cimento vai precipitando sobre os grãos preenchendo os vazios e criando ligações físicas entre as partículas. Calcite, sílica e óxido de ferro são alguns dos cimentos mais comuns. A identificação do tipo de cimento é relativamente fácil de fazer: a calcite reage com o ácido clorídrico, a sílica é o cimento mais duro e o óxido de ferro confere uma cor alaranjada ou vermelha à rocha. Maciço de rochas sedimentares 47 Classificação das rochas sedimentares Os materiais que se acumulam como sedimentos têm duas origens principais. Os sedimentos podem ser acumulações de materiais resultantes dos processos erosivos e transportados na forma de partículas. As rochas sedimentares são neste caso chamadas de detríticas. O segundo grande grupo de origem dos sedimentos corresponde aos materiais produzidos por precipitação química, de origem inorgânica ou orgânica. São as chamadas rochas sedimentares químicas. Rochas sedimentares detríticas Embora exista uma grande variedade de minerais e fragmentos de rochas na composição das rochas detríticas os principais componentes são minerais de argila e quartzo. Os minerais de argila são o produto mais abundante resultante da alteração dos minerais do grupo dos silicatos, especialmente os feldspatos. Por outro lado o quartzo deve a sua grande abundância ao facto de ser muito resistente, tanto do ponto de vista mecânico como químico. O tamanho das partículas é a característica principal que permite distinguir os vários tipos de rochas sedimentares detríticas (Figura e Tabela abaixo). O tamanho das partículas de uma rocha detrítica pode ser usualmente correlacionado com a energia do meio de transporte dos sedimentos. As correntes de água e vento distribuem as partículas por tamanhos: quanto maior for a força da corrente maior será o tamanho das partículas. Os cascalhos são transportados por correntes de rios, ondas, deslizamentos de terrenos e glaciares. Uma menor energia é necessária para transportar as areias, nomeadamente correntes de água com menor velocidade e ventos (formação de dunas). Os siltes e areias depositam- se de modo lento e as acumulações destes materiais estão normalmente associadas com águas paradas de lagos, lagoas, pântanos e ambientes marinhos profundos. Rochas sedimentares químicas Em contraste com as rochas detríticas, formadas a partir de (a) Conglomerado − Pudim; (b) Conglomerado − Brecha; (c). Arenito; (d). Xisto argiloso 48 grãos sólidos resultantes da erosão e alteração de rochas, os sedimentos de origem química resultam de materiais que são transportados em solução até lagos e mares. Estes materiais não permanecem em solução na água indefinidamente e acabam por sofrer uma precipitação depositando-se em sedimentos. Esta precipitação pode ter uma origem inorgânica mas também pode ser o resultado de processos orgânicos. Um exemplo de um depósito resultante de uma acção inorgânica é o sal após a evaporação da água marinha originando posteriormente o sal-gema (por exemplo). A acumulação de conchas, por vezes microscópicas, de animais é um exemplo de origem orgânica de sedimentos. O calcário é a rocha sedimentar química mais comum. É composta essencialmente pelo mineral calcite e pode ser formada por processos tanto inorgânicos como orgânicos, sendo estes últimos os mais comuns. A origem orgânica da maior parte dos calcários pode não ser tão evidente porque a maior parte das conchas sofre processos consideráveis de transformação antes de se constituírem em rochas. Rochas metamórficas Grandes áreas de rochas metamórficas estão expostas em todos os continentes em regiões relativamente planas conhecidas por escudos. Outras formações de rochas metamórficas constituem uma parte importante de muitas cadeias de montanhas. Mesmo o interior estável continental, geralmente coberto por rochas sedimentares, tem como base rochas metamórficas. Em todas estas formações as rochas metamórficas apresentam-se geralmente muito deformadas e com penetração de grandes massas ígneas (exemplo dos batólitos, principal formação dos granitos). De facto, partes significativas da crusta terrestre são compostas por rochas metamórficas associadas com rochas ígneas. O metamorfismo (mudança de forma) constitui a transformação de uma rocha preexistente, que pode ser ígnea, sedimentar ou mesmo metamórfica (Figura 2.2). Os agentes de transformação ou de metamorfismo incluem o calor, pressão e fluidos quimicamente activos, que produzem modificações de textura e composição mineral. O metamorfismo pode ocorrer com um grau de baixa intensidade fazendo com que por vezes seja difícil distinguir a rocha original da final. Noutros casos a transformação é tão intensa que não é possível identificar a rocha de origem. No metamorfismo de grau elevado, características estruturais tais como planos de estratificação, fósseis e espaços vazios vesiculares, que poderiam existir na rocha original são completamente destruídas. Quando as rochas são submetidas a acções intensas de calor e pressão direccional
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