aula-03_mineralogia

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PROPRIEDADES

AULA 03

FÍSICAS DOS MINERAIS

Prof. Welitom Borges

Universidade Federal do Espírito Santo – UFES/ALEGRECurso de Graduação em Geologia

o e to o ges

Alegre/ES – 1° Semestre/2009

http://www.mii.org/Minerals/images/QTZ2.gif

PROPRIEDADES DOS MINERAISPROPRIEDADES DOS MINERAIS

Minerais são sólidos formados por processos

inorgânicos. Cada mineral tem um arranjo

ordenado de átomos (estrutura cristalina) e

uma composição química definida, que fornece

um conjunto único de propriedades físicas.

Devido a estrutura interna e composição

química de um mineral sua identificação tornaquímica de um mineral, sua identificação torna‐

se difícil sem um aparato próprio e testes

sofisticados de laboratório.

BUSH, R.M.; TASA , D. 2006. LABORATORY MANUAL IN PHYSICAL GEOLOGY. Seventh Edition. American Geological Institute/National Association of Geoscience Teachers. Prentice Hall, 276p.LUTGENS, F.K.; TARBUCK, E.J.; TASA, D. 2006. Essentials of Geology, 9th Edition. Prentice Hall, 486p.PELLANT, C. 2002. Rocks and Minerals. Smithsonian Handbooks. Dorling Kindersley, Inc. 256p.

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Propriedades Diagnósticas Primárias – são aquelas que podem ser

d t i d i l b õ t tdeterminadas por simples observações ou testes.

Para amostras se de mão as principais propriedades de identificação são:

Sistema cristalino

Forma do cristal

Brilho

Dureza

Clivagem

Fratura

Cor

Traço

Densidade específica

Tenacidade



SISTEMA

CRISTALINO


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SISTEMAS CRISTALINOS – são as formas

geométricas em que a cristalização dosgeométricas em que a cristalização dos

minerais são organizadas, de acordo com

sua simetria. Em cada um destes sistemas

(6 principais), muitas diferentes formas

de cristalização são possíveis, mas todas

as formas no sistema cristalino podem ser

relacionadas a simetria do sistema.


http://crystal‐cure.com/pics/geometry‐set3.jpg


SISTEMAS CRISTALINOS

Cúbico ou Isométrico – possui três eixos com comprimentos iguais que se

intersectam com 90°.

Cubo Octaedro Dodecaedro


http://www.crystalage.com/crystal_information/seven_crystal_systems/index.cfm

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Fluorita

Cúbico ou Isométrico

http://www.palagems.com/Images/mineral_news/featured_fluorite.jpg

Pirita Granada


http://www.epsilones.com/imagenes/laboratorio/min-pirita-cubo.jpghttp://crystal-cure.com/pics/garnet-facet-crystal.jpg



Tetragonal – possui dois eixos com comprimentos iguais e um diferente

(maior ou menor) que se intersectam com 90°.

Prisma Pirâmides duplas Pirâmides com prisma



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ZircãoTetragonal

Rutilo

Zircão


http://tasaclips.com/photos/minerals/zircon.jpghttp://tasaclips.com/photos/minerals/rutile.jpg



Ortorrômbico – possui três eixos com comprimentos diferentes que se

intersectam com 90°.

Prisma Pirâmides duplas Prisma



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SISTEMAS CRISTALINOSEpidoto

Ortorrômbico

http://tasaclips.com/photos/minerals/epidote.jpg

Topázio

Forsterita


http://tasaclips.com/photos/minerals/forsterite.jpg

http://tasaclips.com/photos/minerals/topaz.jpg



Monoclínico – possui três eixos com comprimentos diferentes onde dois

deles se intersectam a 90° e o terceiro é inclinado.


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Monoclínico

OrtoclásioEstaurolita


http://tasaclips.com/photos/minerals/staurolite.jpghttp://tasaclips.com/photos/minerals/orthoclase.jpg



Triclínico – possui três eixos com comprimentos diferentes e que estão

inclinados entre si (nenhum se cruza perpendicularmente).


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Triclínico

http://www.museums.udel.edu/mineral/mineral_site/displaycollection/Silicates/Tectosilicates/9999-0800-7098.htmlTalco

Microclíneo


http://tasaclips.com/photos/minerals/kyanite.jpg

http://tasaclips.com/photos/minerals/talc.jpg

Cianita

PROPRIEDADES DOS MINERAISPROPRIEDADES DOS MINERAISSISTEMAS CRISTALINOS

Hexagonal – possui quatro eixos, sendo que 3 deles tem o mesmo comprimento,

estão no mesmo plano e se intersectam a 60°. O quarto eixo tem o

comprimento maior e os cruza perpendicularmente.


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PROPRIEDADES DOS MINERAISPROPRIEDADES DOS MINERAISSISTEMAS CRISTALINOS

Hexagonal

Ilmenita


http://tasaclips.com/photos/minerals/quartz.jpghttp://tasaclips.com/photos/minerals/ilmenite.jpg

Quartzo



Trigonal – um sub‐sistema do sistema

hexagonal, mas os cristais apresentam

somente 3 faces.


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TurmalinaTrigonal

Turmalina

Hematita


http://www.museums.udel.edu/mineral/mineral_site/displaycollection/Silicates/Cyclosilicates/9999-0800-5416.htmlhttp://tasaclips.com/photos/minerals/hematite.jpg


HÁBITO


http://assopreafita.files.wordpress.com/2007/12/homer_simpson.jpg

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FORMA DO CRISTAL (HÁBITO) – é

a expressão externa do arranjoa expressão externa do arranjo

atômico do mineral. Geralmente

quando o mineral se forma sem

restrições de espaço, ele

desenvolve cristais individuais com

faces bem formadas. O hábito

também reflete a ocorrência

agregada do mineral (conjunto).

CHAVES, A. O. 2008. Mineralogia I – Aula 02. Arquivo PPT (fornecido pelo autor)KLEIN, C. ; HURLBUT, Jr. C.S. 1985. Manual of Mineralogy. 21st Edition. Jonh Wiley & Sons, INC.,681p.PELLANT, C. 2002. Rocks and Minerals. Smithsonian Handbooks. Dorling Kindersley, Inc. 256p.TURBAY, C. 2008. Aula 4 – Propriedades Físicas dos Minerais. Arquivo PPT (fornecido pelo autor).

http://www.greekshares.com/uploaded/files/investing_habit.jpg


FORMA DO CRISTAL (HÁBITO)

Minerais ocorrendo isolados ou distintos podem ser descritos como:

1. Prismático – colunas alongadas

2. Acicular – colunas bem alongadas e finas

3. Fibroso – colunas muito alongadas e finas

4 Tabular – cristais alongados e achatados


4. Tabular – cristais alongados e achatados

5. Laminar – cristais alongados e muito achatados (aparência de folhas)

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Acicular Tabular


Connellite : Cu19[(OH)32|SO4|Cl4] ∙ 3H2Ohttp://www.mindat.org/photo‐7841.html

Azurite : Cu3[OH|CO3]2http://www.mindat.org/photo‐178251.html



Prismático FibrosoPrismático


CLINOZOISITA‐http://webmineral.com/specimens/Clinozoisite1.jpg

CRISOTILA ASBESTO ‐ http://www.uralasbest.ru/eng/minfrm.jpg

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Laminar


http://tasaclips.com/photos/minerals/muscovite.jpg



Para grupos de distintos minerais os seguintes termos podem ser usados:

1. Dendrítico – arborescente, como os ramos de uma planta

2. Reticulado – grupo conectado de cristais delgados.

3. Divergente ou Radiado – cristais prolongando‐se de um ponto comum

4 Drusa – uma superfície coberta por pequenos cristais


4. Drusa – uma superfície coberta por pequenos cristais

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Dendrítico Reticulado


http://i1.treklens.com/photos/12866/klklm.jpg http://image05.webshots.com/5/3/79/76/102537976fYTSeX_fs.jpg



Divergente ou Radiado Drusa


http://www.mindat.org/photo‐154308.html http://www.betterpaths.com/IMAGES/101_2070.geod.mold.2.enlarge.JPG

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Para termos mistos:

1. Estalactítico – cilindros pendentes ou cones

2. Concêntrico – camadas mais ou menos esféricas superpostas entre

elas e com um centro comum

3. Pisolítico – massas arredondadas com o tamanho de ervilhas

4. Oolítico – um agregado de minerais formados de pequenas esferas


g g p q

lembrando ovos de peixe

5. Bandado – mineral com diferentes cores ou texturas



O lí iPisolítico

Oolítico


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EstalactíticoEstalactítico

Bandado


http://geology.com/minerals/photos/banded‐fluorite.jpg

http://liftingshadows.files.wordpress.com/2008/10/stalactites-quartz.jpg



Concêntrico


http://www.nationalgeographic.com/designedbynature/gallery/large/image4.jpg

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Para termos mistos:

6. Maciço – material compacto sem forma ou estruturas distintas

7. Amigloidal – uma rocha contendo nódulos preenchidos

8. Concreção – massas formadas pela deposição de material sobre um

núcleo

9. Granular – agregado de minerais


g g



G lM i GranularMaciço


http://z.about.com/d/geology/1/0/S/3/1/massive.jpg

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ConcreçãoAmigloidal


http://home.earthlink.net/~gesuchan/Fossil/Baculite_Mesa_040522/DSCN0215%20Concretion%20‐%20Steve%20Wagner.JPGhttp://z.about.com/d/geology/1/0/F/3/1/amygdaloidal.jpg



Reniforme BotroidalReniforme


http://z.about.com/d/geology/1/0/I/3/1/botryoidal.jpg

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GeminadoRoseta


http://z.about.com/d/geology/1/0/Y/3/1/rosette.jpg http://www.gc.maricopa.edu/earthsci/imagearchive/Rutile600.jpg


Clivagem

Partição

Fratura


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CLIVAGEM, PARTIÇÃO e FRATURA

Propriedades relacionadas aPropriedades relacionadas a

tendência do mineral se romper,

seguindo ou não planos

preferenciais, em resposta a um

esforço físico externo.



CLIVAGEM – tendência de alguns

minerais fragmentarem‐ se emminerais fragmentarem se em

resposta à aplicação de uma força

mecânica, segundo superfícies

planas e brilhantes, de direções

bem definidas e constantes, onde

as ligações químicas são mais

frágeis.


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CLIVAGEM


http://academic.brooklyn.cuny.edu/geology/grocha/mineral/cleavage.html


CLIVAGEM


http://academic.brooklyn.cuny.edu/geology/grocha/mineral/cleavage.html

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CLIVAGEM



CLIVAGEM

Cúbica: Galena (PbS) Octaédrica: Fluorita (CaF2)

CHAVES, A. O. 2008. Mineralogia I – Aula 02. Arquivo PPT (fornecido pelo autor)TURBAY, C. 2008. Aula 4 – Propriedades Físicas dos Minerais. Arquivo PPT (fornecido pelo autor).

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CLIVAGEM

Pinacoidal: micaRomboédrica: Calcita (CaCO3)


Uma direção de clivagem

Aragonita: CaCO3


CLIVAGEM

Aragonita: CaCO3

[010] boa

excelente

boa

pobre

Descrição em termos de orientação

e qualidade

ruim


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CLIVAGEM

Duas direções de clivagem

Albita

[001] boa e [010] boa

Três direções de clivagem

titanita CaTiSiO5

[110] boa, [100] pobre e [112] pobre



PARTIÇÃO – Quando minerais quebram ao longo de planos de fraqueza

estrutural Associada a geminação defeitos estruturais inclusões mineraisestrutural. Associada a geminação, defeitos estruturais, inclusões minerais

paralelas, sendo desta forma menos desenvolvida


http://www.turnstone.ca/corund02.jpg

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FRATURA – superfície em que o mineral quebra fora do plano de clivagem ou

da fraturada fratura.

1. Conchoidal – superfícies lisas e curvadas (como o vidro ou o interior de

conchas)

2. Fibrosa – formando fibras (como galhos quebrados)

3. Serrilhada – superfícies dentadas

4. Irregular – superfícies irregulares sem nenhuma orientação preferencial



FRATURA

FibrosaConchoidal FibrosaConchoidal


http://farm3.static.flickr.com/2021/2099870064_34e8330565.jpg http://www.sciencehelpdesk.com/img/bg3_6/GypsumFibrous.jpg

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FRATURA

IrregularIrregular

Serrilhada


http://www.carigold.com/portal/forums/showthread.php?t=47527&page=5


DUREZA


http://www.94fm.com.br/files/images/NoMoney_fs%5B1%5D.jpg

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DUREZA (D)

Resistência da superfície lisa a ser arranhada (sulcada) por outro materialResistência da superfície lisa a ser arranhada (sulcada) por outro material

1) A dureza aumenta com a densidade do

empacotamento dos átomos;

2) A dureza aumenta à medida que diminui o tamanho

dos íons ;

3) A dureza aumenta com a valência ou carga dos íons

NaNO3

CaCO3

Na+→ D=2


3) A dureza aumenta com a valência ou carga dos íons,

em minerais cristalizados na mesma classe de

simetria. Ca+→ D=3


DUREZA (D)

Em 1824 com o objetivo de definirEm 1824, com o objetivo de definir

uma escala de dureza para os

minerais, o mineralogista alemão

Friedrich Mohs (1773 – 1839)

escolheu uma série de 10 minerais e

fez a escala baseado na dureza

relativa dos mesmos.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/58/Friedrich_Mohs.jpg

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DUREZA (D)


http://tiptopjewellery.com/wp‐content/uploads/2008/02/mohshardness2.jpg


TENACIDADE


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TENACIDADE – A tenacidade é uma

medida da coesão de um mineral ou sejamedida da coesão de um mineral, ou seja,

a sua resistência a ser quebrado,

esmagado, dobrado ou rasgado. A

tenacidade não guarda necessariamente

relação com a dureza. O exemplo clássico

desta diferença é o diamante, que possui

dureza muito elevada mas tenacidade

relativamente baixa, quando submetido a

um impacto.

BROD, José Afonso. 2003. AULAS I e II – Introdução, Conceito de mineral, Conceitos de cristaloquímica, variações composicionais e soluções sólidas, classificação química dos minerais. Notas de Aula. Disponível em http://www.ig.unb.br/cursos/FundMineral/index.htm (acessado em 09/03/2009).


TENACIDADE

Os seguintes termos qualitativos são usados para expressar tenacidade de umOs segu tes te os qua tat os são usados pa a e p essa te ac dade de u

mineral:

Quebradiço – o mineral se rompe ou é pulverizado com facilidade

Maleável – o mineral pode ser transformado em lâminas, por

aplicação de impacto


Séctil – o mineral pode ser cortado por uma lâmina de aço

Dúctil – o mineral pode ser estirado para formar fios

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TENACIDADE

Os seguintes termos qualitativos são usados para expressar tenacidade de umOs segu tes te os qua tat os são usados pa a e p essa te ac dade de u

mineral:

Flexível – o mineral pode ser curvado, mas não retorna a sua forma

original, depois de cessado o esforço

Elástico – o mineral pode ser curvado, mas volta à sua forma original,


depois de cessado o esforço


DENSIDADERELATIVA


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DENSIDADE RELATIVA ou PESO ESPECÍFICO – é um

número que expressa a razão entre o peso de umanúmero que expressa a razão entre o peso de uma

substância e o peso de um volume igual de água.

Fatores que influenciam na densidade:

Arranjo estrutural dos átomos

Peso atômico dos átomos que compõem o

mineral


mineral

Raio dos elementos (quanto menor o raio,

maior o empacotamento e maior a

densidade)

Elementos de pesos atômicos diferentes presentes em minerais com estrutura


DENSIDADE RELATIVA ou PESO ESPECÍFICO

e e tos de pesos atô cos d e e tes p ese tes e e a s co est utu a

semelhante provocam modificações na densidade.

Aragonita (CaCO3)d = 2,93 g/cm3

Estroncianita (SrCO3)d = 3,78 g/cm3

Witherita (BaCO3)d = 4,30 g/cm3

Cerussita (PbCO3)d = 6,58 g/cm3


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Organização estrutural dos elementos altera a densidade dos minerais.


DENSIDADE RELATIVA ou PESO ESPECÍFICO

O ga ação est utu a dos e e e tos a te a a de s dade dos e a s


d = 2,16 g/cm3 d = 3,51 g/cm3


COR


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COR – Esta é provavelmente a primeira propriedade física a chamar a atenção

quando alguém examina um mineral O que o nosso cérebro interpreta comoquando alguém examina um mineral. O que o nosso cérebro interpreta como

cor é, na verdade, o resultado da absorção seletiva de determinados

comprimentos de onda da luz que atravessa o mineral

Os comprimentos de onda que não são

absorvidos tornam‐se dominantes no

espectro que emerge do mineral e a


espectro que emerge do mineral, e a

combinação destes comprimentos de onda é

o que é percebido como cor.


COR – A origem da cor em minerais está ligada a uma variedade de razões, tais

como a presença de íons metálicos (em especial metais de transição como Ticomo a presença de íons metálicos (em especial metais de transição como Ti,

V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni e Cu), fenômenos de transferência de carga, efeitos de

radiação ionizante, entre outros.

Para muitos minerais a cor é uma característica diagnóstica

fundamental, enquanto para outros ela é tão variável que não

pode ser usada como um critério de identificação. Devido à


possibilidade de alteração de muitos minerais por contato com o

ar, água, etc., a cor deve ser sempre observada

preferencialmente em uma fratura recente do mineral.

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CONTINUA NA PRÓXIMA AULA!CONTINUA NA PRÓXIMA AULA!

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