AULA_ 03 - Minerais

Prévia do material em texto

Minerais e Rochas: constituintes da terra sólida 
 
Minerais: constituintes básicos das rochas 
Mineralogia: ramo da geologia que estuda a composição, a estrutura, a 
aparência, a estabilidade, os tipos de ocorrência e as associações de minerais 
“É um elemento ou composto químico, via de regra resultante de 
processos inorgânicos, de composição química geralmente definida e 
encontrado naturalmente na crosta terrestre.” (Leinz & Amaral, 1978). Só a 
água e o mercúrio são minerais em estado líquido nas CNTP. 
Mineral 
“ É uma substância sólida natural, inorgânica e homogênea, que 
possui composição química definida e estrutura atômica 
característica” (livro Geologia de Engenharia) 
CONCEITO DE MINERAL 
 Ocorrência natural e resultado de 
processos geológicos inorgânicos 
 Fase homogênea 
 Composição química definida  
variações composicionais ocorrem 
por meio de substituições iônicas 
na estrutura cristalina 
Ouro - Au 
Calcita – CaCO3 
 Arranjo atômico organizado em três dimensões  
estrutura cristalina 
Halita - NaCl 
CONCEITO DE MINERAL 
  Cristal é qualquer substância 
mineral limitada por faces planas 
 Faces planas refletem o arranjo 
atômico ordenado da estrutura 
interna 
 Conceito de estrutura cristalina 
surgiu em bases experimentais com 
a difração de raios X 
Cristal de quartzo 
 Vidros, líquidos e gases não são 
minerais 
 Substâncias sólidas de ocorrência 
natural, porém sem estrutura 
cristalina  mineralóides 
 Petróleo e carvão não são minerais 
CONCEITO DE MINERAL 
Elementos ou compostos químicos semelhantes a minerais, 
mas que não atendem a todas as condições para serem 
considerados como tais. P.ex.: vidro vulcânico (amorfo, i.e., sem 
arranjo atômico tridimensional ordenado), carvão (orgânico) e 
outros compostos de origem orgânica. 
Obsidiana (fonte: 
http://www.mineraltown.com/galeria/volca
nic_minerals) 
 
Carvão (fonte: 
http://pt.wikipedia.org/wiki/) 
 
Mineralóide 
http://www.mineraltown.com/galeria/volcanic_minerals/Obsidiana_volcanica.jpg
http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:Coal.jpg
COMPONENTES DA CROSTA TERRESTRE 
(EM % DE PESO) 
• Apenas 4 elementos constituem cerca de 90% da Terra: ferro, 
oxigênio, silício e magnésio. 
• Oxigênio, silício e alumínio formam mais de 80% da crosta. 
CLASSIFICAÇÃO DE MINERAIS 
 Minerais são divididos 
com base na composição 
química - ânion ou grupo 
aniônico dominante – e 
estrutura cristalina 
SILICATOS 
 90% crosta terrestre 
Plagioclásios 39% 
Feldspato K 12% 
quartzo 12% 
piroxênio 
11% 
Plagioclásio – 39% Feldspato = 12% Quartzo = 12% 
Piroxênio = 11% Mica = 5% Anfibólio = 5% 
MINERAIS MAIS COMUNS DA CROSTA CONTINENTAL 
MINERAIS DE MINÉRIO 
Niobita - (Fe, Mn).(Nb,Ta)2O6 Calcopirita - CuFeS2 
Galena - PbS 
Esfalerita - ZnS 
Propriedades dos Minerais: 
PROPRIEDADES FÍSICAS 
Brilho metálico: brilho intenso, 
parecido com o dos metais 
polidos e observável em 
minerais opacos. (exemplo: 
pirita) 
Brilho sub-
metálico: semelhante ao 
brilho metálico, mas menos 
intenso. (exemplo: 
volframita) 
Brilho não-metálico: verifica-se em 
minerais translúcidos ou 
transparentes. Pode ser vítreo, 
gorduroso, sedoso, acetinado, ceroso, 
nacarado ou resinoso. (exemplo: 
quartzo) 
BRILHO 
COR 
Quanto à sua cor, os minerais podem ser: 
-Ideocromáticos: apresentam uma cor 
constante, como a pirita. 
-Alocromáticos: apresentam cor variável, 
como o quartzo 
TRAÇO 
É a cor do pó do mineral que se observa quando este risca uma 
superfície áspera de porcelana. Nos minerais opacos de brilho 
metálico (óxidos e sulfetos), esta é uma das propriedades 
diagnósticas para a identificação da espécie. 
Clivagem: tendência do mineral partir-se paralelamente a 
planos atômicos. 
Fratura: tendência de quebrar-se ao longo de 
superfícies irregulares, sem uma direção determinada. 
gipsita gipsita pirita 
crisoberilo 
► excelente, bom, ruim (ou pobre)... 
► conchoidal, fibrosa, serrilhada, irregular... 
CLIVAGEM 
Exemplo de clivagem 
romboidal da calcita. 
Alguns minerais tendem a fraturar segundo 
superfícies planas e brilhantes, com uma direção 
bem definida - clivagem. Por exemplo, as micas têm 
um plano de clivagem e a calcita tem três. 
 Clivagem x Fratura 
fratura 
crisoberilo 
clivagem 
Fratura característica, como a 
fratura concoidal (em concha) 
do quartzo 
 Dureza: é a resistência ao risco. 
Dureza Mineral Parâmetro 
1 Talco riscado pela unha 
2 Gipsita riscado pela unha 
3 Calcita riscado por moeda ou prego de cobre 
4 Fluorita riscado por canivete 
5 Apatita riscado por canivete 
6 Ortoclásio riscado pelo vidro 
7 Quartzo arranha o vidro, o aço, o cobre 
8 Topázio corta o vidro 
9 
Coríndon (rubi e 
safira, p.ex.) 
corta o vidro 
10 Diamante 
 
corta o vidro 
 
Escala de Mohs (Frederich Mohs, 1812): 
DUREZA 
http://photos1.blogger.com/x/blogger/1669/792/1600/32851/Friedrich_Mohs.jpg
A Escala de Mohs quantifica 
a dureza dos minerais, isto é, a resistência que 
um determinado mineral oferece ao risco, ou 
seja, a retirada de partículas da sua superfície. O 
diamante risca o vidro, portanto, este é mais 
duro que o vidro. Esta escala foi criada 
em 1812 pelo mineralogista alemão Friedrich 
Mohs com 10 minerais de diferentes durezas 
existentes na crosta terrestre. Atribuiu valores de 
1 a 10. O valor de dureza 1 foi dado ao material 
menos duro que é o talco, e o valor 10 dado 
ao diamante que é a substância mais dura 
existente na natureza. Esta escala não 
corresponde à dureza absoluta de um material, 
por exemplo, o diamante tem dureza absoluta 
1500 vezes superior ao talco. Entre 1 e 9, a 
dureza aumenta de modo mais ou menos 
uniforme, mas de 9 para 10 há uma diferenças 
muito acentuada, pois o diamante é muito mais 
duro que o coríndon (ou seja, que o rubi e a 
safira). 
TENACIDADE 
Resistência que os minerais oferecem à flexão, ao 
esmagamento, ao corte, etc. Os minerais do grupo das micas 
são flexíveis e elásticos. O quartzo, o feldspato e a calcita são 
quebradiços. O talco, o gipso e a serpentina são sécteis. 
Mica Gipso 
 Tenacidade: é a resistência à percussão. 
Mede a coesão de um mineral, ou seja, a resistência a ser quebrado, dobrado ou 
esmagado. A tenacidade não reflete necessariamente a dureza, antes sendo dela 
geralmente independente: o diamante, por exemplo, possui dureza muito elevada 
(é o termo mais alto da escala de Mohs), mas tenacidade relativamente baixa, já 
que quebra facilmente se submetido a um impacto. A tenacidade dos minerais é 
expressa em termos qualitativos, utilizando uma linguagem padronizada: 
 
> Quebradiço ou frágil – o mineral parte-se ou é pulverizado com facilidade; 
> Maleável – o mineral, por impacto, pode ser transformado em lâminas; 
> Séctil – o mineral pode ser cortado por uma lâmina de aço; 
> Dúctil – o mineral pode ser estirado para formar fios; 
> Flexível – o mineral pode ser curvado sem, no entanto, voltar à sua forma original; 
> Elástico – o mineral pode ser curvado, voltando à sua forma original quando o 
forçamento cessa. 
 
Prata - maleável Cobre- ductil Clorita - flexível 
MAGNETISMO 
Os minerais que contem o elemento ferro são afetados pelo 
campo magnético. Os diamagnéticos são repelidos e os 
paramagnéticos são atraídos pelo ímã. Os que são fortemente 
atraídos pelo ímã são chamados ferromagnéticos, como é o 
caso da magnetita (Fe3O4) 
PESO ESPECÍFICO 
Corresponde ao peso do mineral em relação ao peso de igual 
volume de água, sendo assim calculado: 
peso do mineral no ar / pelo do mineral no 
ar – peso do mineral imerso n’água 
Peso específico = 
Resultado geralmente entre 2 e 4 
 
> 4 = minerais pesados (anatásio, rutilo, magnetita, diamante, monazita, granada, etc) 
Anatásio Granada Monazita 
 Polimorfismo: Propriedade de minerais que possuem a 
mesma composição química mas estruturas cristalinas 
diferentes. 
 Isomorfismo: Propriedade apresentada por mineraisque 
possuem a mesma, ou quase a mesma, estrutura cristalina 
mas composições químicas levemente diferentes. 
p.ex.: Plagioclásios (sistema triclínico) – Ca feldspato 
 – Na feldspato 
p.ex.: CaCO3 sistema hexagonal – calcita 
 sistema ortorrômbico – aragonita 
Polimorfismo: 
Ex: Diamante e Grafite 
Estes dois minerais são compostos de C (carbono elementar), no entanto, em 
virtude de organização cristalina diferentes, apresentam propriedades químicas e 
físicas totalmente diferentes. 
Enquanto o diamante é o mais duro dos minerais, a grafite é extremamente macia, 
a ponto de deixar um traço sobre uma folha de papel. Apesar de formas cristalinas 
distintas, apresentam as mesmas composições químicas, carbono puro. 
 Hábito: é a forma ou conjunto de formas que um 
mineral pode assumir. 
Hábito tabular Hábito prismático 
Hábito acicular 
Hábito granular 
Hábito Cúbico 
Pirita 
http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/557664 
Hábito Folhoso 
Mica 
Hábito Acicular 
Aragonita 
Hábito Prismático 
Berilo 
QUESTÕES: 
 
MINERAIS E ROCHAS 
 
1) O que é um mineral? 
 
2) Quais propriedades podem ser avaliadas em um 
mineral? Explique sobre cada uma dessas 
propriedades. Dê exemplos? 
 
3) Quais os principais minerais constituintes na crosta 
terrestre? 
 
4) PARA ENTREGAR NA PROXIMA AULA 
Nome 
 % NaAlSi3O8 
(% Ab) 
 % CaAl2Si2O8 
(% An) 
Albita 100-90 0-10 
Oligoclase 90-70 10-30 
Andesina 70-50 30-50 
Labradorita 50-30 50-70 
Bytownita 30-10 70-90 
Anortita 10-0 90-100 
Minerais da série da plagioclase e suas composições 
Albita 
Oligoclase 
Andesina 
Labradorita 
Bytownita 
Anortita 
Propriedades dos Minerais: 
PROPRIEDADES QUÍMICAS 
QUESTÃO PARA A PRIMEIRA AVALIAÇÃO: 
O asbesto (crisolito) traz risco à saúde, há exagero ou ambos? 
- O que é o asbesto, como é encontrado na natureza, em que 
é utilizado na indústria, de que maneira traz prejuízo à saúde 
... 
 
- RESPONDER AS QUESTÕES DA PÁGINA 97 DO LIVRO “PARA 
ENTENDER A TERRA”. 
QUESTÃO PARA A PRIMEIRA AVALIAÇÃO: 
A vermiculita (mica) e seu uso na construção civil. 
- O que é a vermiculita, como é encontrado na natureza, em que é 
utilizado na engenharia civil. (vale até 1 ponto na primeira 
avaliação) 
 
- RESPONDER AS QUESTÕES DA PÁGINA 97 DO LIVRO “PARA 
ENTENDER A TERRA” (4 perguntas para a prova).