Classificação Quimica dos Minerais (Aula 7)

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DISCIPLINA: CIÊNCIA DO 
SOLO 
Professores: Ermelinda Maria Mota Oliveira 
 Gualter Guenther Costa da Silva 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
UNIDADE ACADENICA ESPECIALIZADA EM CIÊNCIAS AGRÁRIAS 
AULA 8: MINERAIS: Classificação 
Química dos minerais 
 Os oito elementos químicos mais abundantes na crosta terrestre 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(Texeira et al., 2009). 
Quais são os elementos mais 
comuns nos minerais? 
  Primeiro oxigênio, e depois o 
silício, se juntam para formar os 
minerais mais abundantes na 
litosfera: os silicatos 
MINERAIS MAIS ABUNTANTES NA LITOSFERA 
Classificação Química dos 
minerais 
 O conjunto das espécies minerais é subdividido de acordo 
com a sua composição química em classes químicas 
caracterizadas pela presença de um determinado 
elemento ou grupo iônico em particular. 
 Classes químicas de minerais 
Minerais Não silicatados (não apresentam o 
átomo de silício) 
Minerais Silicatados (apresenta átomo de 
silício e oxigênio). 
Silicatos: Compostos químicos mais presentes na 
constituição das rochas. 
Classificação Química dos 
minerais 
Minerais Não silicatados 
 Elementos nativos 
 Sulfetos 
 Óxidos e Hidróxidos 
 Haletos, Sulfatos e Carbonatos 
 Fosfatos 
 Minerais Silicatados 
Olivinas 
Grupo dos Piroxênios e Anfibólios: 
Grupo das Micas 
Grupo dos Feldspatos e Grupo do Quartzo 
 
 
MINERAIS NÃO SILICATADOS 
 Elementos nativos: minerais onde os 
elementos ocorrem sob forma não combinada. 
Ex.: ouro (Au), diamante (C), grafite (C) e 
enxofre (S). 
 
 Sulfetos: minerais que resultam da combinação 
de elementos metálicos com o enxofre (S). Ex.: 
galena (PbS), pirita (FeS2). 
A pirita causa problemas de acidificação do 
solo quando oxidada, devido a formação de 
ácido sulfúrico (H2SO4). 
 
 
 
 
 
MINERAIS NÃO SILICATADOS 
 Fosfatos: minerais cujas fórmulas contém o grupo 
iônico PO4 (fosfato). Ex.: apatita Ca5(PO4)3(OH,F,Cl). 
A apatita Ca5(PO4)3(OH,F,Cl) é o mineral fosfatado 
mais freqüentemente identificado em solos. É 
utilizado na fabricação de fertilizantes fosfatados 
solúveis 
 
 Haletos, Sulfatos e Carbonatos: minerais com 
estruturas relativamente simples (ligações iônicas). Ex.: 
a halita (NaCl), o gesso (CaSO4.2H2O), calcita (CaCO3) 
e dolomita (Ca,Mg)CO3. 
Esses minerais são muito solúveis e facilmente 
intemperizados. 
 
 
 
 
MINERAIS NÃO SILICATADOS 
 Óxidos: minerais que contém um ou mais 
elementos metálicos em combinação com o 
oxigênio. Hidróxidos são aqueles óxidos que 
contém água ou hidroxila (OH) em sua 
composição.). 
 Ex.: hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), 
goethita (FeO(OH)), gibbsita (Al(OH)3). 
São minerais secundários, tendem a se 
concentrar na fração argila dos solos 
altamente intemperizados. 
 
 
MINERAIS SILICATADOS 
 São minerais cuja composição química inclui 
obrigatoriamente silício e oxigênio (Si e O), em 
combinação com outros elementos químicos. 
 
 Esta classe contém cerca de 95% dos minerais 
petrográficos (formadores de rochas – composição da 
crosta terrestre) 
 
 A estrutura dos silicatos consiste de uma unidade 
fundamental constituída de quatro átomos de oxigênio 
coordenados por um átomo de silício: Tetraedro de 
silício. 
 
TETRAEDRO DE SILÍCIO 
Composição SiO4
4- : a carga negativa desse arranjo é compensada por 
ligações com íons positivos (Fe2+ , Mg2+ , etc). 
TETRAEDRO DE SILÍCIO 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
 Nesta configuração cada átomo de oxigênio pode ligar-se a outro 
átomo de silício, fazendo parte de outro tetraedro simultaneamente. 
 Isso resulta no compartilhamento de oxigênios entre tetraedros 
adjacentes. 
 Podem ser compartilhados 1, 2, 3 ou 4 oxigênios do mesmo 
tetraedro, originando configurações estruturais diversificadas e 
cada vez mais complexas. 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
 De acordo com o número de átomos de oxigênio 
compartilhados entre os tetraedros adjacentes, os 
silicatos são então subdividos em 6 grupos: 
 
 NESOSSILICATOS 
 SOROSSILICATOS 
 CICLOSSILICATOS 
 INOSSILICATOS 
 FILOSSILICATOS 
 TECTOSSILICATOS 
CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS SILICATADOS 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
Representação esquemática das estruturas das classes de silicatos. (Klein, C. and 
Hurlbut, C. S., 1993, Manual of Mineralogy, pág. 442-443). 
CLASSIFICAÇÃO DOS SILICATOS 
Representação esquemática das estruturas das classes de silicatos. (Klein, C. and 
Hurlbut, C. S., 1993, Manual of Mineralogy, pág. 442-443). 
NESOSSILICATOS 
 Os tetraedros ocorrem isolados, sem nenhum 
contato direto com os outros tetraedros. 
 As ligações tetraedro-tetraedro se fazem através de 
metais: Mg, Fe, Ca e Al 
NESOSSILICATOS 
 Olivina (Mg,Fe)2SiO4 
 É um dos representantes típicos dos minerais máficos 
ou ferromagnesianos e componente de algumas 
rochas ígneas básicas e ultrabásicas de importância 
na formação dos solos. 
 É um mineral de fácil decomposição pelo 
intemperismo, liberando nutrientes para o solo (Mg2+) 
SOROSSILICATOS (Soro =par) 
 Esses minerais têm unidades tetraédricas ligadas aos 
pares por um oxigênio em comum. 
 Exemplos 
 EPÍDOTO: 
Ca5(Al,Fe)Al2O(SiO4)(SiO7)(OH) 
 É encontrado em rochas 
metamórficas. 
 Associa-se com clorita e hematita. 
SOROSSILICATOS (Soro =par) 
CICLOSSILICATOS (CICLO =CÍRCULO) 
 As unidades tetraédricas formam anéis ou cadeias 
fechadas (compartilham 2 átomos de oxigênio). 
 Tetraedros ligados por oxigênios em comuns, formando 
estruturas circulares. 
CICLOSSILICATOS (CICLO =CÍRCULO) 
 Exemplos 
 TURMALINA:Na(Mg,Fe)3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4 
 É encontrada em rochas graníticas e em rochas 
metamórficas. 
 Associa-se ao quartzo, feldspatos, micas e apatitas. 
 
 
INOSSILICATOS (INO = corrente) 
INOSSILICATOS (INO = corrente) 
INOSSILICATOS : Grupo Anfibólios e Piroxênios 
 São minerais de aparência muito similar. São 
prismáticos, de cor escura (quantidade de Fe e Mg), 
com clivagem em 2 planos. 
INOSSILICATOS (INO = corrente) 
INOSSILICATOS : Exemplo: Anfibólios e Piroxênios 
 De modo geral são classificados como minerais máficos 
e estão presentes nas rochas ígneas básicas (basalto). 
 
 Os minerais do grupo dos anfibólios e dos piroxênios 
são de fácil intemperização. 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. 
 
 são ricos em elementos essenciais às plantas, 
principalmente Ca e Mg, que aparecem na sua composição. 
INOSSILICATOS (INO = corrente) 
 Exemplos 
 Grupo dos piroxênios:cadeias 
simples 
 AUGITA: Ca(Mg,Fe,Al)(Al,Si)2O6 
 É o principal mineral deste grupo. 
 É um silicato ferromagnesiano 
muito comum em rochas ígneas 
básicas. 
 Importante na formação dos 
óxido de ferro “goethita” 
(intemperismo químico) 
INOSSILICATOS (INO = corrente) 
 Exemplos 
 grupo dos anfibólios: cadeias 
duplas 
 HORNBLENDA 
NaCa2(Mg,Fe,Al)5((Si,Al)8)22(OH)2 
 É um mineral muito comum, 
encontrado em rochas ígneas e 
metamórficas. 
 Associa-se ao quartzo, feldspatos, 
biotita, piroxênios, clorita, epídoto 
e calcita. 
 É o mineral mais comum do grupo 
dos anfibólios 
FILOSSILICATOS (FILO = lâmina) 
 Tetraedros: arranjados em lâminas, formando 
camadas. 
 Ex: Micas : importantes na formação dos 
minerais secundários (argilominerais: 
vermiculita, esmectitas e caulinita) 
FILOSSILICATOS (FILO = lâmina) 
 Grupo das Micas: 
 Minerais caracterizados por uma ótima 
clivagem laminar. 
 2 variedades principais: 
 Mica branca: Muscovita 
 Mica Preta: Biotita 
 Clivagem: Perfeita em 1 direção 
 Brilho:Acetinado 
 Ocorrência: Magmática e Metamórfica 
 A Biotita se altera facilmente por hidratação, 
enquanto a muscovita não tão facilmente. 
FILOSSILICATOS (FILO = lâmina) 
 FILOSSILICATOS: EXEMPLO 
 1. GRUPO DAS MICAS 
 BIOTITA: K(Al,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 
 Associa-se com o ortoclásio, 
quartzo, anfibólios e feldspatos 
 Pouco resistente ao 
intemperismo 
 A biotita é importante fonte de K às 
plantas. 
 Rochas ricas em biotita, em geral, 
originam solos que raramente são 
deficientes em K. 
a biotita, que é 
uma mica preta 
ferromagnesiana 
FILOSSILICATOS (FILO = lâmina) 
GRUPO DAS MICAS 
 MUSCOVITA: 
KAl3(AlSi3O10)(OH)2 
 é uma mica branca que não 
apresenta nem ferro e nem 
magnésio em sua composição 
 Associa-se aos feldspatos, 
biotita, quartzo. 
 É mais resistente ao 
intemperismo, que a biotita 
 
TECTOSSILICATOS 
 Estrutura dos minerais dessa classe apresenta 
empilhamento de tetraedros de silício em arranjo 
tridimensional, os tetraedros compartilham 4 
átomos de oxigênio com os tetraedros adjacentes. 
 
 1. GRUPO DOS FELDSPATOS 
2. GRUPO DO QUARTZO: SiO2 
TECTOSSILICATOS 
 Grupo dos Feldspatos: 
 São minerais de cores claras, comuns nas 
frações areia e silte dos solos. 
 
Feldspatos Potássicos: Ortoclásio (KAlSi3O8) 
Feldspatos Cálcico-Sódicos: Plagioclásios: 
Albita (NaAlSi3O8) e Amortita (CaAl2Si2O8). 
 
 
 
 
 
TECTOSSILICATOS 
TECTOSSILICATOS 
 Grupo dos Feldspatos: 
 São importantes devido à facilidade de 
desagregação e decomposição. Quando 
alterados liberam nutrientes essenciais para as 
plantas, como o K+ e o Ca+2 e outros elementos 
(Al+3 , Si+4 , O2-). 
 
 Também são importantes para formação de 
minerais secundários, exemplo a caulinita e 
esmectita (argilomineral secundário) e óxidos 
de Al (gibbsita). 
 
 
 
 
 
TECTOSSILICATOS 
Quartzo: SiO2 
 É um dos minerais mais abundantes da crosta 
terrestre, presente na maioria das rochas. 
 Clivagem: Ausente 
 Cor: Branco (incolor-cinza-roxa- róseo) 
 Brilho: Vítreo 
 Composição química mais simples (SiO2) 
 Não se decompõe, apenas se fragmenta, 
sofrendo desgaste físico sem se alterar 
quimicamente. 
 
 
 
 
 
TECTOSSILICATOS 
Quartzo: SiO2 
 Devido a sua resistência, o quartzo é muito 
abundante na fração areia e silte dos solos. 
 
 Não contém nutrientes essenciais às plantas; 
 
 Tem maior influência nas características físicas 
do solo, textura (quanto mais quartzo mais 
arenoso é o solo). 
 
 
 
 
QUAIS OS GRUPOS IMPORTANTES PARA 
SOLO? 
 Minerais silicatados: 
 Tectossilicatos: quartzo e feldspatos: presentes na fração areia 
e silte dos solos. 
 
 Filossilicatos: importantes minerais primários existentes nos 
solos (micas: biotita e muscovita). Esses minerais são 
formadores importantes dos minerais secundários presentes na 
fração argila do solo. 
 
 Minerais Não silicatados: 
 Carbonatos (fontes de Ca e Mg, neutralizantes da acidez do 
solo – calagem) 
 Fosfatos (fonte de fósforo para as plantas) 
 Óxidos e hidróxidos de ferro (fixadores de P, fonte potencial de 
micronutriente, influencia na agregação e morfologia do solo - 
cores). 
Série de Goldich – Método de relacionar 
estabilidades relativas e/ou prever taxas de 
intemperismo de vários minerais 
Obrigado.