Minerais e Rochas

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Mineralogia
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Dr. Francisco de Assis Cavallaro
Revisão Textual:
Prof.ª M.ª Alessandra Fabiana Cavalcanti
Os Minerais e as Rochas
Os Minerais e as Rochas
 
 
• Conhecer os fundamentos de Petrologia e compreender os processos de formação e de com-
posição mineralógica das rochas e a formação dos minerais.
OBJETIVO DE APRENDIZADO 
• Introdução;
• Formação dos Minerais;
• Classificação de Minerais;
• Rochas: Assembleias Minerais;
• Ciclo Genético das Rochas.
UNIDADE Os Minerais e as Rochas
Introdução
A Petrologia é a ciência que estuda as rochas em termos da sua mineralogia, tex-
tura, composição química, classificação e de suas estruturas (TEIXEIRA et al., 2009).
Os minerais são compostos químicos que podem também ser simples elementos 
químicos. Eles têm composição química definida dentro de limites predefinidos, 
e sua formação e cristalização ocorrem, em nosso planeta, por intermédio de 
processos inorgânicos de forma natural, mas também ocorrem fora da Terra, em 
outros planetas e asteroides (TEIXEIRA et al., 2009). Estes compostos químicos 
são formados por reações de substâncias químicas, ora perdendo, ora ganhando 
elétrons, tornando-se compostos iônicos ou mediante o compartilhamento de elé-
trons. Os íons formam um composto iônico pela ação da atração eletrostática cou-
lombiana entre os íons negativos (ânions) e íons positivos (cátions), conhecida por 
ligação iônica. De maneira semelhante, o compartilhamento de elétrons ocorre 
por intermediação das ligações covalentes. A cristalização de um mineral ocorre 
quando íons (ou átomos) associam-se para formar uma estrutura, agrupados em 
uma proporção adequada. Esta estrutura é construída a partir de uma ordenação 
tridimensional homogênea, isto é, é replicada nas três direções. Consequentemen-
te, um mineral pode ser definido pela sua composição química e por propriedades 
cristalográficas, identificando-o como único, recebendo um nome e constituindo 
uma espécie mineral.
Uma assembleia de minerais, agregados por diferentes processos geológicos, que 
permanecem unidos de forma coerente é chamada rocha. Quando uma rocha ou 
mineral possuir valor econômico é chamada minério.
Um mineral pode ser definido pela sua composição química e por propriedades cristalo-
gráficas, que dão a ele um caráter único.
Formação dos Minerais
A formação dos minerais está intimamente relacionada aos componentes quí-
micos e às condições de pressão e de temperatura predominantes no local de sua 
gênese. Utilizam-se do processo de cristalização, que consiste no crescimento de um 
mineral num meio líquido ou gasoso por meio da aglutinação de átomos em propor-
ções químicas adequadas, seguindo arranjos cristalinos ordenados tridimensionais. 
Como exemplo desse tipo de ordenamento, por ligação covalente, os átomos de 
carbono ligam-se entre si para formar a estrutura cristalina do diamante. Sua forma 
básica é a tetraédrica, multiplicando e realizando ligações a outros tetraedros; além 
de compor uma estrutura tridimensional regular (Figura 1).
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Figura 1 – Cela unitária do diamante, mostrando sua estrutura cristalina tetraédrica
Fonte: Wikimedia Commons
Entretanto, esse processo de crescimento do cristal ocorre num ambiente com 
características específicas. Neste caso, em altas temperaturas e pressões, que estão 
presentes em grandes profundidades no interior da Terra (em câmaras vulcânicas).
Como se formam os cristais de quartzo? Disponível em: https://bit.ly/2FOVpj5
Outro exemplo de cristalização com arranjo tridimensional ordenado, agora em um 
mineral com ligações iônicas, é o cloreto de sódio (NaCl). Seu arranjo geométrico é oc-
taédrico, em que o íon de um elemento é circundado por seis íons do outro elemento.
Figura 2 – Representação da estrutura cristalina cúbica do cloreto
de sódio (NaCl) e da geometria octaédrica de ordenação dos átomos
Fonte: Wikimedia Commons
Uma característica interessante são os tamanhos relativos dos íons do sódio e do 
cloro (Figura 2), que permitem uma boa precisão no ajuste do arranjo tridimensional. 
É uma caraterística dos minerais mais comuns. Neste caso, os cátions são pequenos 
e os ânions são grandes. Assim, os ânions ocupam mais espaços de uma estrutura 
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UNIDADE Os Minerais e as Rochas
cristalina em relação aos cátions. A configuração dessas estruturas, em sua maioria, 
é formada pela forma de disposição dos ânions e a posição relativa dos cátions entre 
eles. Outro fator relevante sobre os cátions é que, possuindo tamanhos e cargas se-
melhantes, podem realizar substituições mútuas, não alterando a estrutura cristalina. 
Contudo, neste caso, consegue-se modificar a composição química do cristal para 
formar os minerais isomorfos (iso = igual; morphos = formas). Este intercambio, 
denominado substituição catiônica, é frequente em minerais ricos em íons silicatos 
(SiO4
4-). Um mineral característico desse processo é a olivina, mineral abundante 
em rochas do tipo ígnea (ou vulcânicas). Nesse processo, o íon ferro (Fe2+) e o íon 
magnésio (Mg2+) podem permutar entre si, pois os dois têm tamanho e cargas iguais, 
criando a olivina, podendo ter composição ferrífera (Fe2SiO4), uma composição mag-
nesiana (Mg2SiO4) ou uma composição mista dada pela fórmula: (FeMg)2SiO4.
A estrutura cristalina inicia-se a partir de cristais individuais, que são unidades bá-
sicas do arranjo tridimensional. As superfícies planas, características de um cristal, 
são seus limites e são denominadas faces cristalinas, caracterizando a representação 
da ordenação dos átomos que constituem a estrutura (Figura 3). A forma geométrica 
cúbica simples da halita (que é um sal de rocha de origem sedimentar de fórmula NaCl) 
corresponde à forma do arranjo de seus íons, assim como a forma geométrica hexa-
gonal do quartzo está intimamente relacionada à ordenação estrutural de seus átomos.
Na+ Cl-
Figura 3 – Estrutura cristalina da halita (Cloreto de Sódio – NaCl)
Fonte: Adaptado de Getty Images
Entretanto, para que ocorra este processo de crescimento de cristais grandes com 
boa definição, tem de haver tempo suficiente, pois seu crescimento é lento. É preciso 
ter também o necessário espaço para que este crescimento possa acontecer sem 
concorrência de outros cristais vizinhos. Esta situação não é a mais comum, pois 
os espaços normalmente encontram-se preenchidos e o tempo de cristalização, em 
geral, é curto. Assim, os cristais acabam crescendo sobrepostos, aglutinando-se de 
maneira intensa, tornando-se um grão, que a olho nu parecem uma massa sem for-
ma definida (link abaixo), pois poucos grãos ou nenhum terão face cristalina. Porém, 
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a cristalinidade desse grão pode ser identificada de várias formas, como por suas 
propriedades ópticas, por exemplo.
Quartzo: Suas faces cristalinas não são, aparentemente, visíveis a olho nu nesta amostra 
cristalina, disponível em: https://bit.ly/37vZfZX
Quando o tempo de cristalização é muito pequeno, não há tempo para o de-
senvolvimento de cristais, isto é, não há tempo de formar uma estrutura ordenada 
de seus átomos, acarretando o crescimento de uma forma amorfa, chamada de 
vítrea, muito comum em rochas vulcânicas. Esse material amorfo ou vítreo sofre 
uma solidificação, a partir de um fluido, não possuindo nenhum ou pouco ordena-
mento atômico, formando uma superfície irregular. O vidro costumeiramente forma 
uma estrutura que se repete espacialmente por umas duzentas ou mais células, mas 
depois perde sua regularidade, tornando-se, claro, irregular. Quando o material é 
quebrado, forma uma superfície que lembra uma forma de uma concha (Figura 4), 
assemelhando-se a um vidro quebrado.
Figura 4 – Obsidiana, rocha vulcânica, com fratura conchoidal
Fonte: Wikimedia Commons
O estado cristalino pode ser desenvolvido a partir do estado físico amorfo ao intro-
duzi-lo em um meio com quantidade de calor e de tempo adequados. Esse processo 
é comum em magmas (rochas fundidas). A cristalização pode ocorrer diretamente a 
partirde vapores sem passar pelo estado líquido do material. Esse processo de con-
densação de minerais deve ter sido importante durante a formação de nosso sistema 
solar, a partir de uma nebulosa (P RESS et al., 2006). A cristalização pode ocorrer 
também em solução aquosa em temperatura baixa (<100ºC), sendo importante na 
gênese de rochas sedimentares. Em ambientes onde a pressão e/ou a temperatura 
promovem a instabilidade em estruturas cristalinas pré-existentes, pode ocorrer uma 
reestruturação, adequando-as às novas condições sem que haja o processo de fusão. 
Essa reestruturação de minerais é característica de rochas metamórficas.
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UNIDADE Os Minerais e as Rochas
Quando dois ou mais minerais possuem estruturas cristalinas diferentes, mas suas 
composições químicas são semelhantes, é dada a denominação de minerais poli-
morfos (poli = muitos; morphos = formas). O exemplo mais conhecido é o diamante 
e a grafita (polimorfos do carbono).
Importante!
Minerais isomorfos (iso = igual) possuem semelhança em sua estrutura cristalina, con-
tudo composições químicas diferentes.
Classificação de Minerais
De forma geral, em mineralogia descritiva, a maneira usual de estudar os minerais 
é agrupá-los em relação a características semelhantes. A característica aniônica do mi-
neral é usada como critério químico de classificação (Tabela 1). Assim, por exemplo, o 
mineral Olivina (Mg2SiO4), com seu radical aniônico (SiO4
2–), é classificado como silica-
to (Tabela 1). A exceção ocorre em elementos (naturais) puros não ionizados, denomi-
nados de elementos nativos. Essa forma de classificação de minerais é muito parecida 
com a utilizada pela química inorgânica. Os minerais com características aniônicas pa-
recidas tendem a se desenvolver em processos físico-químicos semelhantes. Em geral, 
ocorrem naturalmente associados entre si. Suas propriedades morfológicas e físicas 
são muito mais próximas em relação a outros minerais com cátions semelhantes.
Tabela 1 – Algumas classes químicas de minerais
Classe
Ânions 
definidores (Íons)
Exemplos
Elementos nativos Nenhum Cobre metálico (Cu)
Óxidos e Hidróxidos Oxigênio – O2-Hidroxila – OH–
Hematita (Fe₂O₃)
Brucita (Mg(OH)₂)
Haletos Cloreto – (Cl
–), fluoreto (F–),
Brometo – (Br–), iodeto (I–) Halita (NaCl)
Carbonatos Carbonato (CO32–) Calcita (CaCO3)
Sulfatos Sulfato (SO42–) Anidrita (CaSO4)
Silicatos Silicato (SiO44–) Olivina (Mg2SiO4)
Fonte: PRESS et al., 2006
Apesar de existir milhares de minerais catalogados, há um grupo de aproximada-
mente 30 minerais mais comuns que constituem a maioria das rochas que formam 
a crosta terrestre. Esse grupo é chamado, com frequência, de minerais formadores 
de rochas e é um reflexo do número limitado de elementos químicos encontrados na 
crosta terrestre, conforme é mostrado na tabela 2. Basicamente, a crosta é formada por 
nove elementos químicos, sendo os silicatos aproximadamente 97% (em volume), domi-
nante na constituição da crosta continental, cuja espessura pode alcançar algumas de-
zenas de quilômetros (70km, no Himalaia, por exemplo). As demais classes, apesar de 
se apresentarem em menor quantidade, têm importância pelo seu interesse econômico.
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Tabela 2 – Constituição mineralógica da crosta continental
Classe mineral Espécie ou grupo mineral
% em 
volume
Silicatos
Feldspatos 58
Piroxênios e anfibótios 13
Quartzo 11
Micas, clorita, argilominerais 10
Olivina 3
Epítodo, cianita, andaluzita,
Sillimanita, granadas, zeólitas etc. 2
Carbonatos, Óxidos, Sulfetos, 
Haloides etc.
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Fonte: TEIXEIRA et al., 2009
Entenda mais sobre a Classificação sistemática dos minerais.
Disponível em: https://youtu.be/PXveci_QqgA
Rochas: Assembleias Minerais
As rochas são produtos de uma assembleia de minerais consolidados natural-
mente. Suas propriedades estão relacionadas ao processo de formação, à força 
de ligação entre seus átomos constituintes. Em sua agregação mineralógica, há 
minerais essenciais e minerais acessórios. Os minerais essenciais são os mais 
abundantes numa determinada rocha e suas proporções determinam sua nomen-
clatura. Esta assembleia de minerais pode pertencer ao mesmo tipo mineralógico, 
denominado rocha monominerálica, como é o calcário, o mármore e o quartzi-
to. Ao contrário, se forem de tipos diferentes, são denominadas pluriminerálicas, 
exemplificando, há o granito e o gabro.
Uma classificação genética pode ser utilizada para agrupá-las, isto é, conforme o 
modo e sua formação na natureza, observando as características que são semelhan-
tes. Desta forma, podem ser subdivididas, segundo este aspecto, em três grupos, 
conforme é mostrado na Figura 5.
Rochas
Ígneas Sedimentares Metamór�cas
Figura 5 – Tipos de Rochas
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UNIDADE Os Minerais e as Rochas
Ígneas ou magmáticas
São rochas que se originam do resfriamento de rocha fundida (magmas) e são carac-
terizadas por um alto grau de dureza e de resistência. Possuem importância econômica 
na obtenção de minérios, a partir de seus minerais constituintes de sua composição e 
para a produção de materiais derivados. Sua distribuição na superfície terrestre repre-
senta 80% em volume, mostrando a importância desse tipo de rocha. Outra carac-
terística é sua textura, que está relacionada diretamente à velocidade de resfriamento 
do magma. Se o resfriamento for muito rápido, haverá menor formação de estrutura 
cristalina e sua aparência assemelhar-se-á a uma estrutura vítrea (Figura 6). Porém, se 
o resfriamento for lento o suficiente, haverá crescimento de cristais, cujo tamanho de-
penderá do tempo de resfriamento. Baseando-se nestas caraterísticas, podemos dividir 
as rochas ígneas em intrusivas e extrusivas.
Figura 6 – Obsidiana, um exemplo clássico de rocha ígnea
Fonte: Getty Images
As rochas intrusivas (cujos sinônimos são plutônicas ou faneríticas), originam-se 
em profundidade, no interior da Terra, quando o fluxo de magma se aloja entre as 
fissuras de rochas, solidificando-se. O granito (Figura 7) é um exemplo, pois é uma 
das rochas mais abundantes na crosta terrestre. As rochas extrusivas, também co-
nhecidas como afaneríticas, resfriam-se próximas à superfície terrestre ou mesmo 
na superfície, após derrames de lava em vulcões e em fissuras na crosta terrestre.
Figura 7 – Granito: exemplo rocha ígnea afanerítica
Fonte: Getty Images
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Sendo a temperatura na superfície muito inferior em relação às de subsuperfície, 
o tempo de solidificação é muito curto, gerando rochas com textura mais fina. O ba-
salto é um exemplo de rocha que apresenta esse tipo de textura, sendo típico do 
assoalho oceânico (Figura 8).
Forjada a fogo | Terra Viva #3. Disponível em: https://youtu.be/YKRya0MsZ2w
Figura 8 – Rocha de Basalto
Fonte: Getty Images
Outra forma de caracterizar uma rocha ígnea é por intermédio de sua cor. Por 
exemplo, rochas ricas em magnésio e em ferro são escuras e são denominadas má-
ficas. O gabro, semelhante ao basalto em composição, é uma rocha ígnea, intrusiva, 
plutônica e máfica. Porém, rochas claras, ricas nos elementos químicos silício e alu-
mínio e constituintes dos minerais feldspatos e quartzo são denominadas félsicas. 
O granito é um exemplo de rocha ígnea, intrusiva, plutônica, siálica e félsica.
Rochas Sedimentares
São rochas formadas por sedimentos, partículas e/ou compostos químicos dis-
solvidos, oriundos da fragmentação de outras rochas (ígneas, sedimentares e meta-
mórficas) denominadas rochas fonte. A matéria-prima fornecida pelas rochas fonte, 
normalmente, são depositadas em sequências de camadas horizontais com espessu-
ras variáveis. O meio de transporte dos sedimentos é realizado pela ação dos ventos 
(por exemplo, em desertos), das águas (rios) e do gelo (geleiras) até chegar ao ponto 
de deposição. Sua gênese ocorre por compactação e/ou por cimentação desses 
fragmentos depositados. A combinação desses processos é denominada litificação
ou diagênese. Ocorre em condições geológicas consideradas de baixa temperatura 
(aproximadamente 200ºC) e baixa pressão relativaao peso dos sedimentos sobre-
postos. As rochas sedimentares podem também ser formadas pela precipitação de 
radicais salinos, que normalmente estão dissolvidos nas águas dos rios e dos oce-
anos. São denominadas rochas sedimentares químicas ou não-clásticas. Como 
exemplo deste tipo de rocha, temos o calcário, mostrado na Figura 9. Destacam-se 
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UNIDADE Os Minerais e as Rochas
os carbonatos, os cloretos e os sulfatos como ânions. Entre os cátions com alta solu-
bilidade, destacam-se os alcalinos: Na e K e os alcalinos terrosos: Mg e Ca.
Figura 9 – Calcário
Fonte: Getty Images
Rochas Metamórficas
As rochas metamórficas (metamorfose = mudança de forma ou de estrutura) são 
um produto da transformação de um protólito, isto é, uma rocha pré-existente. Essa 
transformação ocorre num ambiente, normalmente em altas profundidades da crosta 
terrestre, onde a pressão e a temperatura sobre as rochas são aumentadas considera-
velmente, a saber, em aproximadamente 700ºC, porém, ainda, abaixo de sua tempe-
ratura de fusão. Esse ambiente proporciona alterações na composição dos minerais 
e nas texturas cristalinas dos protólitos. Um bom exemplo é o gnaisse (Figura 10), 
que possui alto grau de metamorfismo, apresentando bandas de cor clara e escura 
alternadas entre si, com composições mineralógicas diferentes. O nome raiz gnaisse 
é relacionado à presença predominante de quartzos e de feldspato (20% em volume) 
(Ela vem do alemão GNEIS, “espécie de rocha metamórfica”, provavelmente de uma 
forma medieval GANEIS, “fagulha, chispa”).
Figura 10 – Gnaisse
Fonte: Wikimedia Commons
Por baixo da superfície | Terra Viva #5. Disponível em: https://youtu.be/C_lsbLZP9N4
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Ciclo Genético das Rochas
A crosta pode ser dividida em crosta oceânica e continental e é formada basicamente 
por rochas graníticas (ígneas e metamórficas) nos continentes e básicas (ígneas) no asso-
alho oceânico, sendo que grandes partes dessas duas áreas são cobertas por sedimentos 
(rochas sedimentares). Esses tipos genéticos de rochas possuem uma interação intensa 
entre si, refletindo eventos geológicos que ocorrem numa determinada área. Elas estão 
inseridas num processo geodinâmico da Terra, envolvendo dinâmica atmosférica (ventos, 
chuvas, geleiras etc.) e seus efeitos interiores (alta temperatura e pressão, entre outros), 
promovendo-lhes alterações físico-químicas frequentes. As interações podem ser resumi-
das na Figura 11, na qual é possível observar a representação do ciclo das rochas, os pro-
cessos envolvidos na formação de cada tipo de rocha e suas relações umas com as outras.
ROCHAS
MAGMÁTICAS
ROCHAS
SEDIMENTARES
ROCHAS METAMÓRFICAS
MAGMA
Pedogênese
Pedogênese
Pedogênese
Intemperismo
e Erosão
Deposição em
Bacias Sedimentais
Liti�cação
Aumento da Pressão
e da Temperatura
Aumento da Pressão
e da Temperatura
Fusão
Resfriamento
SEDIMENTOS
Figura 11 – Representação do ciclo das rochas
Pedogênese: é a denominação dada ao processo de formação dos solos, que pode aconte-
cer por meio de intemperismos químicos e físicos, moldando suas características.
Os processos podem ser inicializados em qualquer ponto desse ciclo. Desta forma, 
por exemplo, rochas ígneas levadas à superfície, num evento que poderia ser a for-
mação de uma cadeia de montanhas, sofrem erosão por ação do tempo, produzem 
sedimentos que serão transportados por agentes, tais como vento, água e geleiras, a 
uma área de deposição e, posteriormente, durante um longo tempo, acaba por ser 
soterrado. Se esse soterramento for pouco profundo, haverá litificação, formando 
rochas sedimentares. Porém, se o soterramento for profundo, então, o metamorfis-
mo ou a fusão ocorrerá, reiniciando o ciclo. Esses processos só existem e são ativos 
porque são produtos da tectônica de placas.
Vídeo sobre as placas tectônicas. Disponível em: https://youtu.be/T2WqVjeOpXo
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UNIDADE Os Minerais e as Rochas
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
Mineralogia #4 – Classe Sistemática
https://youtu.be/PXveci_QqgA
Forjada a Fogo | Terra Viva #3
https://youtu.be/YKRya0MsZ2w
Por baixo da Superfície | Terra Viva #5
https://youtu.be/C_lsbLZP9N4
Las Placas Tectónicas
https://youtu.be/T2WqVjeOpXo
 Leitura
Como se formam os cristais de Quartzo?
https://bit.ly/3okSoZ8
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Referências
CAVINATO, M. L. (trad.) Rochas e minerais: guia prático. São Paulo: Nobel, 1998.
PRESS, F.; SIEVER, R.; GROTZINGER J.; JORDAN, T. H.; Tradução Rualdo 
Menegat. Para entender a Terra. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. 656p.
TEIXEIRA, W; TOLEDO, M. C. M.; FAIRCHILD, T. R.; TAIOLI. F. Decifrando a 
Terra. 2. ed. São Paulo: Oficinas de Textos, 2009.
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