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Apostila completa sobre os minerais

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  • 1

  • 2

    UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

    CENTRO DE CINCIAS MATEMTICAS E DA NATUREZA

    INSTITUTO DE GEOCINCIAS

    DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

    Coleo Didtica de Minerais

    Guia Descritivo

    Equipe Tcnica

    Coordenadora Ccera Neysi de Almeida

    Pesquisadores Edson Farias Mello

    Ismar de Souza Carvalho

    Mestranda

    Creuza de Arajo

    Estudantes de Graduao Geologia-UFRJ

    Bruno Machado Calil Elias

    Deonel Mandu Izaque

    Eduardo Henrique Andrade Guimares

    Fernando David de Souza

    Mariana Meirelles Lima da Silva

    Bolsistas jovens talentos Faperj

    Ceciana Mesquita Xavier

  • 3

    Grazielly Rodrigues dos Santos

    Rio de Janeiro/Outubro 2008

    O que um mineral?

    Os minerais so os constituintes bsicos de uma rocha. Algumas rochas, como os calcrios

    contm apenas um mineral (nesse caso, a calcita). Outros tipos, como os granitos, so

    compostos por vrios minerais.

    Os cientistas definem Mineral como uma substncia de ocorrncia natural, slida,

    cristalina, geralmente inorgnica, com uma composio qumica especfica.

    substncia de ocorrncia natural - deve ser encontrado na natureza, no sendo

    portanto, fabricado pelo homem.

    slida, cristalina - os tomos que compem os minerais esto dispostos em locais

    fixos, com arranjo tridimensional e repetitivo, semelhantes a vrias caixinhas

    empilhadas. A forma das caixinhas e do seu empilhamento que condiciona a

    forma externa do cristal. Para os minerais existem setes tipos de caixinhas diferentes,

    ou seja, sete formas de arranjos internos dos tomos, que chamado de estrutura

    cristalogrfica ou sistema cristalino.

  • 4

    Cristal definido como a superfcie geomtrica regular limitada por faces planas.

    Os sete sistemas

    cristalinos

    O empilhamento de vrios cubos pode formar cristais na forma de cubos perfeitos

    ou cubos recortados, como a forma dos cristais do mineral pirita, e ainda na forma

    de octaedros, que uma forma comum dos cristais do mineral fluorita.

  • 5

    Composio qumica especfica - resultante do arranjo interno dos tomos.

    Quando um cristal de halita est crescendo tomos de sdio (Na) e de cloro (Cl) se

    organizam em uma estrutura cbica. Cada tomo de Na circu-dado por seis ons de

    Cl. Da a relao 1Na : 1Cl , por isso a frmula do mineral chamado halita NaCl.

    Como os Minerais so Formados?

    Os minerais podem ser formados por diversas formas:

    a) pelo resfriamento e solidificao do magma

    O magma so massas rochosas em estado de fuso muito aquecidas que se armazenam

    no interior da Terra. Quando esta massa comea a resfriar os elementos qumicos que

    se encontram dispersos no lquido magmtico comeam a se agrupar formando cristais

    de composies variadas, ou seja, minerais.

  • 6

    Fonte: modificado de www.amonline.net.au/geoscience

    quartzo

    ortoclsio

    plagioclsio

    olivina

    magnetita

    Cmara magmtica

    medida que a

    temperatura vai

    diminuindo e os minerais

    vo se formando no

    interior da cmara

    magmtica. O conjunto

    de minerais ir formar

    uma rocha.

  • 7

    Se o magma ascende at superfcie da Terra em uma erupo vulcnica, os minerais

    podem ser formados pelo resfriamento da lava e das fumarolas. As fumarolas so fumaas

    aquecidas ricas em gases que escapam do magma durante a erupo. Os gases mais

    comuns so metano, cido sulfdrico e vapor dgua.

    b) pela precipitao de elementos qumicos em solues

    Na gua do mar, lagos e lagunas encontram-se dispersos vrios elementos qumicos.

    Quando grande quantidade dessa gua evapora, os elementos qumicos vo

    afundando e se combinando formando minerais. Esses minerais so chamados de

    sais e as rochas por eles compostas de evaporitos.

    A halita, a calcita e a gipsita so formadas dessa maneira.

    Minerais de sulfeto formados a partir da cristalizao de gases ricos em cido sulfdrico

    no Vulco Kilauea Hava.

    Fonte: volcanoes.usgs.gov

  • 8

    laguna

    nvel da gua

    Na+

    Cl-

    CO3

    SO4

    Mg+

    recife

    sedimentos depositados no fundo da lagoa

    mar

    Cl-Mg+

    Na+

    CO3

    SO4

    sedimentos + evaporitosdepositados

    no fundo da lagoa

    o nvel da gua diminui pela evaporao

    Mg+

    SO4

    Mg+SO4

    recifeCl-

    Na+

    evaporitosno fundo da lagoa

    recife

    sedimentos evaporitos

    nivel da gua

    nivel da gua

    Etapas na formao de evaporitos (rochas

    compostas por gipsita, halita, silvita, entre

    outros).

    C V-se um desenho de uma laguna, que

    um lago prximo ao mar e dele separado

    por uma barreira, que nesse caso um

    recife. A laguna cheia por gua que vem

    dos rios, portanto, gua doce. Quando a

    mar sobe, a gua do mar, salgada,

    ultrapassa a altura do recife e tambm

    entra na laguna. Assim, a gua da laguna

    fica salgada, com carbonato, sulfato, clcio,

    magnsio, potssio, etc.

    B - Em climas ridos e semi-ridos onde a

    evaporao intensa, o nvel da gua baixa

    rapidamente provocando uma saturao

    dos sais dispersos na gua da laguna, e

    posterior-mente a sua precipitao no

    fundo da lagoa formando minerais. Esse

    grupo de minerais ir formar uma rocha

    chamada evaporito.

    C - partculas de rochas fragmentadas

    (sedi-mentos) podem precipitar cobrindo a

    camada dos evaporitos que ficam

    soterrados a grandes profundidades.

    Jazida de gipsita em Araripina (PE). Observa-se a intercalao de nveis de gipsita e

    de calcrio

    gipsita

    calcrio

  • 9

    As Jazidas Minerais

    A crosta da Terra composta por mais de 3.500 minerais diferentes. Alguns minerais so

    mais abundantes sendo encontrados em quase todos os tipos de rocha esses so a

    minoria (por volta de 50 minerais) e so chamados de minerais formadores de rochas. O

    mineral mais abundante na crosta terrestre o feldspato, seguido pelo quartzo.

    O Planeta Terra e suas camadas: crosta terrestre (a camada externa que possui uma

    profundidade mdia de 5 a 50 km); o manto atinge uma profundidade de 2900 km e o

    ncleo (com uma profundidade de 6400 km dividido em ncleo externo lquido e em

    ncleo interno slido, que atinge o centro do planeta).

    crosta

    manto

    ncleoexterno

    ncleo interno

    50 km

    2900 km

    5000 km

    6400 km

  • 10

    Entretanto, a maioria dos minerais ocorre dispersa nas rochas em pequenas

    quantidades, salvo quando algum processo em particular ocorre na Terra fazendo com que

    se formem grandes concentraes desses minerais raros.

    Muitos desses minerais raros so a matria prima para a fabricao de diversos

    materiais que o homem utiliza para as suas necessidades, como por exemplo, o ferro, o

    alumnio, o cobre, a areia, e o sal. Quando essas concentraes locais de minerais so

    grandes o bastante para que a sua explorao seja lucrativa, elas so chamadas de jazidas

    minerais.

    Uma jazida em explorao uma mina.

    Olivina3 %

    Argilas5 %

    Micas5 %

    Anfiblios5 %

    Piroxnios5 %

    Quartzo12 %

    Feldspato51 %

    Outros8 %

    Os minerais mais abundantes na Crosta Terrestre

  • 11

    Mina de Ouro em Ibiajara (BA). O minrio de onde extrado o ouro formado por

    um mineral chamado de goethita (cor roxa avermelhada) e ouro.

    Minrio de ouro

  • 12

    As Propriedades Identificadoras dos Minerais

    J sabemos que existem mais de 3500 tipos de minerais diferentes com uma

    determinada composio qumica e formando cristais de formas diferentes. Para

    reconhecer cada um desses minerais so observadas vrias caractersticas que permitem

    distingui-los. Essas caractersticas so as propriedades identificadoras dos minerais que

    resultam da forma como os tomos se organizam para formar os minerais e do tipo de

    tomos presentes, ou seja, dos diferentes elementos qumicos que compem cada um

    desses minerais.

    A Classificao dos Minerais

    Para facilitar o seu estudo os minerais foram divididos em 12 grupos ou famlias. A

    marca de cada famlia dada pela presena de alguns elementos qumicos em comum.

    As Classes dos Minerais

    Elementos Nativos apenas um elemento qumico compe o mineral. Ex: ouro (Au).

    Sulfetos quando o enxofre se combina com outros minerais. Ex: pirita (FeS2).

    xidos combinao do oxignio com outros elementos. Ex: cromita (FeCr2O4).

    Hidrxidos combinao de OH com outros elementos. Ex: bauxita (Al(OH)3).

    Halides combinao de cloro, flor, bromo e iodo. Ex: fluorita (CaF2)

    Carbonatos combinao do CO2 com outros elementos. Ex: calcita (CaCO3).

    Nitratos combinao do NO3 com outros elementos. Ex: Nitro KNO3.

    Boratos - combinao do BO3 com outros elementos. Ex: boracita (Mg3B7O13Cl).

    Fosfatos combinao do PO4 com outros elementos. Ex: apatita (Ca5(PO4)3).

    Sulfatos - combinao do SO4 com outros elementos. Ex: barita (BaSO4).

    Silicatos - combinao do SiO4 com outros elementos. Ex: olivina (Mg,Fe)2(SiO4).

  • 13

    As Propriedades Identificadoras dos Minerais

    Hbito a forma caracterstica e comum ou a combinao de formas em que um

    mineral se cristaliza.

    Clivagem a propriedade que determinados minerais quando submetidos a alguma

    fora quebram-se formando fragmentos planos e iguais.