tópico 03 minerais

UFAC/ Curso de Engenharia Civil / CCET 040 – Geologia - Tópico 03/ Minerais

Prof. Moema P. de Souza.

Tópico 03 – Minerais: Constituintes básicos das rochas e solos

Importância dos minerais A porção sólida de nosso planeta- as rochas que formam as montanhas, o solo de nosso quintal, as areias dos rios e das praias- são formadas basicamente por minerais. Os minerais estão presentes em diversos segmentos industriais modernos:

⇛ Fabricação de fertilizantes fosfatados (fosforita, apatita) e potássicos (silvita,carnalita),

⇛ Indústria da construção civil (brita, calcário, quartzito, areia, cascalho),

⇛ Materiais cerâmicos e refratários (argilas, Magnesita),

⇛ Papel (caulim),

⇛ Isolantes (amianto, mica),

⇛ Cimento (calcário, argila e gipsita)

⇛ Rochas ornamentais (granito, mármore)

⇛ São também utilizados nas indústrias de vidros, tintas, borrachas, abrasivos, eletro-eletrônicos, etc.

Conceito de mineral: Para que uma substância seja considerada um mineral, deve satisfazer a quatro critérios:

⇛ Ocorrer naturalmente na Terra A substância deve ter sua origem através de processos naturais, portanto substâncias sintéticas feitas pelo homem não são consideradas minerais. Como exemplo de material sintético pode se citar o rubi formado em laboratório.

⇛ Possuir uma origem inorgânica Por essa definição os materiais orgânicos que formam os corpos das plantas e dos animais são excluídos, uma vez que a matéria orgânica é composta de carbono orgânico, que é a forma de carbono encontrada em todos os organismos vivos ou mortos. Entretanto, caso esses materiais sejam modificados por processos geológicos podem ser incluídos na definição. Ex: Fosfatos, formados pela modificação de fezes de aves em cavernas, ou rochas carbonáticas, formadas pela modificação de conchas. Substâncias puramente biogênicas, tais como, a peróla, o âmbar e o petróleo não são considerados minerais.

⇛ Ter uma composição química definida Os minerais podem ser formados por átomos de um mesmo elemento químico como o diamante (formado por átomos de carbono), ouro (átomos de ouro) ou por compostos químicos, por exemplo, o quartzo, formado por um átomo de silício combinado com dois oxigênios (SiO2).

⇛ Possuir uma estrutura interna organizada (Estado cristalino) Os átomos que formam um mineral estão dispostos em um arranjo tridimensional ordenado e repetitivo. Os materiais sólidos que não tem um arranjo ordenado são considerados vítreos ou amorfos.



Identificação dos minerais - Estudo de suas propriedades físicas

Os minerais em razão de sua composição química e estrutura cristalina possuem propriedades físicas que permitem pelo menos para aqueles que são mais comuns, a sua identificação através de uma análise macroscópica. As principais propriedades físicas utilizadas para este tipo de identificação são: Densidade relativa, habito cristalino, clivagem, fratura, transparência, brilho, cor, traço e dureza.

Densidade relativa

É o número que indica quantas vezes certo volume do mineral é mais pesado que o mesmo volume de água a 4ºC. Quando mais denso os átomos em estrutura, maior a densidade relativa.

Hábito

É a aparência geométrica externa do mineral, sendo esta um reflexo de sua estrutura interna. O hábito de um mineral pode ser observado com mais facilidade quando os minerais crescem em condições geológicas ideais.

Os hábitos cristalinos mais comuns são: O laminar, o prismático (os minerais aparecem alongados como prismas), o fibroso, o acicular (em forma de agulha), o tabular e o equidimensional ou cúbico (quando o mineral tem aproximadamente as mesmas dimensões em qualquer direção observada).

Hábito equidimensional (cúbico). Foto: http://www.minerals-n-more. Com / Crocoite_ Spec .html

Hábito tabular. Foto:http\\:www.minerals.net/.../calcit/images/4assortd.htm

http://www.minerals-n-more/

http://www.minerals.net/.../calcit/images/4assortd.htm





Hábito prismático. Foto: http://www.calstatela.edu/faculty/acolvil/minerals.html

Hábito fibroso. Foto: Linda e Glen Adams, (2004).

Habito acicular. Foto: http://www.minerals-n-more.com/Crocoite_Spec.html, 2005

Hábito botrioidal. Fonte:

http://www.calstatela.edu/faculty/acolvil/minerals.html

http://www.minerals-n-more.com/Crocoite_Spec.html

http://www.minerals-n-more.com/Crocoite_Spec.html



Clivagem

É a propriedade que determinados minerais possuem de se quebrarem em superfícies planas e

lisas ao sofrerem algum impacto. Os planos de clivagem são sempre paralelos a uma face possível do

mineral e são um reflexo da sua estrutura interna. Um mineral pode apresentar um ou mais planos de clivagem.

Clivagem ao longo de um plano. Fonte: Press,Siever,Grotzinger 8 Jordan, 2007.

Clivagem ao longo de três planos. Fonte: Press,Siever,Grotzinger 8 Jordan, 2007

Hábito lamelar. Fonte: http://www.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/edafologia/guia/Galeria/MineGR/biotita3.jpg

http://www.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/edafologia/guia/Galeria/MineGR/biotita3.jpg

http://www.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/edafologia/guia/Galeria/MineGR/biotita3.jpg



Fratura A superfície irregular e curva resultante da quebra de um mineral denomina-se fratura, sendo

os tipos mais comuns as fraturas irregular e conchoidal.

Transparência Um mineral é transparente quando não absorve ou absorve pouca a luz, o que permite que se veja com nitidez através dele outros objetos. Translúcido é o mineral que só deixa passar a luz, não permitindo a observação de objetos através de sua espessura. Os minerais que absorvem totalmente a luz independente de sua espessura, como os elementos nativos metálicos, óxidos e sulfetos, são considerados opacos. Deve-se observar que a diferença entre minerais transparentes e translúcidos se refere ao mineral tal como é encontrado na natureza. Há minerais aparentemente translúcidos que quando são reduzidos a lâminas muito delgadas tornam-se transparente.

Fratura conchoidal Foto: http://www.cobweb.net/~bug2/rock4.htm#FC,,2005

Fratura irregular. Foto: http://www.minerals-n- more.com/Native_Copper_Specimens.html, 2005

Mineral Opaco Foto: : Linda e Glen Adams, (2004).

Mineral translúcido. Foto: : Linda e Glen Adams, (2004).

http://www.cobweb.net/~bug2/rock4.htm#FC

http://www.minerals-n-/



Brilho

É a quantidade de luz refletida pela superfície de um mineral. Os minerais que refletem mais de 75% da luz incidente exibem brilho metálico. É o caso da maioria dos minerais opacos. Os que não atingem esta reflexão têm brilho não metálico.

Mineral transparente.

Minerais de brilho metálico. Foto: Linda e Glen Adams, (2004).

Minerais de brilho não-metálico. Foto: Linda e Glen Adams, (2004).



Cor Esta propriedade está relacionada com a absorção seletiva da luz pelos minerais, sendo a cor

do mineral resultante dos comprimentos de onda do espectro que não foram absorvidos. Os minerais podem ser classificados quando a cor em:

Minerais idiocromáticos – minerais que apresentam sempre à mesma cor. Exemplo: enxofre.

Minerais alocromáticos – minerais que ocorrem em várias tonalidades. Exemplo: quartzo e

turmalina.

Dureza

É a resistência à abrasão ou ao risco oferecido por um mineral. A dureza de um mineral é determinada de forma relativa através de uma escala de dureza elaborada pelo mineralogista F. Mohs. Esta escala é composta de 10 minerais e é baseada na facilidade com que um mineral risca o outro. Em um extremo da escala está o mineral de menor dureza (talco) e no outro o de maior dureza (diamante). Sempre os minerais de maior dureza riscam os de menores durezas, possibilitando assim a determinação da dureza dos diversos minerais existentes. Para a identificação preliminar da dureza dos minerais pode-se utilizar uma escala de dureza simplifica formada pela unha, alfinete, vidro, canivete.

Enxofre com sua cor amarela característica. Foto: Linda e Glen Adams, (2004).

As varias tonalidades do mineral quartzo. A: Cristal de quartzo. Foto: www.users.zetnet.co.uk/ pterodactyl/minerals.htm,2005. B: Quartzo Citrino. Foto: www.mineraltown.com/ galeria/1/index.php?idioma,2005 C: Ametista. Foto: www.soes.soton.ac.uk/.../ M22-Quartz-v-A.htm, 2005.

A B C

C

http://www.users.zetnet.co.uk/pterodactyl/minerals.htm

http://www.mineraltown.com/%20galeria/1/index.php?idioma,2005

http://www.soes.soton.ac.uk/resources/collection/minerals/minerals/pages/M22-Quartz-v-A.htm

http://www.soes.soton.ac.uk/resources/collection/minerals/minerals/pages/M22-Quartz-v-A.htm



ESCALA DE DUREZA DE MOHS

Mineral

Dureza

Talco 1

Gipsita 2

Calcita 3

Fluorita 4

Apatita 5

Ortoclásio 6

Quartzo 7

Topázio 8

Coríndon 9

Diamante 10

Escala simplificada.

Traço É a cor do pó que o mineral deixa ao ser riscado em uma placa de porcelana não polida. O traço de um mineral é uma propriedade mais útil na sua identificação que a cor, principalmente na identificação de minerais opacos e ferrosos. Como a placa de porcelana tem dureza aproximadamente igual a sete, ao riscá-la com minerais que possuem dureza igual ou superior, estes não conseguirão deixar seu traço na porcelana, o que se observa é traço da porcelana. Geralmente os minerais opacos e ferrosos possuem traços coloridos (amarelo, vermelho, marrom e preto). Alguns minerais transparentes e translúcidos possuem traço branco, minerais com dureza igual ou superior a sete traços incolor.

Material alternativo Dureza

Unha 2,5

Alfinete 3,5

Vidro 5,0 –5,5

Canivete 6,0 –6,5

Porcelana (~) 7,0

A 1 talco 2 Gipsita 3 Calcita 4 Fluorita 5 Apatita

6 Ortoclásio 7 Quartzo 8 Topázio 9 Coríndon 10 Diamante

Minerais que compõe a Escala de Dureza de Mohs. Fonte:Série Atlas Visuais: A Terra, (1994).



Classificação dos minerais Geralmente usa-se o critério químico para agrupar os minerais com características similares, em conjunto. Neste critério utiliza-se a natureza do radical aniônico para inserir os diversos minerais em determinadas classes.

Classes Químicas de minerais

Classe Ânions definidores Exemplos

Elementos nativos Nenhum: sem íons carregados

Ouro (Au)

Óxidos e Hidróxidos Íons oxigênio (O2-)

Íon hidroxila (OH-)

Hematita (Fe2O3) Brucita (Mg[OH]2)

Sulfetos Íon (S2-) Pirita (FeS2)

Sais Halógenos Cloreto (Cl-), Fluoreto (F-), Brometo (Br-), Iodeto ( I-)

Halita (NaCl)

Carbonatos Íon carbonato I CO32- Calcita (CaCO3)

Sulfatos Íon sulfato (SO42-) Gipsita ( CaSO4.2H2O

Fosfatos Íon Fosfato (PO43-) Apatita ( Ca[F,Cl,OH][PO4]3-)

*Silicatos Silicatos Íon silicato (SiO4 4-) Olivina (Mg2SiO4)

Fonte: Modificado de Press,Siever,Grotzinger 8 Jordan, 2007

* A Classe dos silicatos é responsável pela constituição de aproximadamente 97% em volume da crosta continental. Esta característica propicia a classe dos silicatos uma relevância maior que as outras classes minerais.

Diferentes cores de traço. Fonte: Série Atlas Visual: A Terra, (1994).

Cor do traço: obtida ao se riscar o mineral em uma placa de porcelana. Fonte: Press,Siever,Grotzinger 8 Jordan, 2007



MINERAIS – AULA PRÁTICA



UNIVERSIDADE FEDRAL DO ACRE

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

DISCIPLINA: GEOLOGIA

AULA PRÁTICA - MINERAIS

1. Dos minerais abaixo determine as seguintes propriedades:

1. Quartzo Branco

1A, 1Be 1C- Quartzo (Ametista)

4. Quartzo ( Citrino)

5.Quartzo ( Rosa)

7. Pirita

8A e 8B – Quartzo (Cristal de rocha)

10. Amazonita

11. Calcita

19.Turmalina preta ( Afrisita)

23. Mica ( Muscovita)

24. Mica ( lepidolita)

26 e 27. Gipsita

33. Talco

34. Actinolita

35. Hematita.

36. Psilomelano.

N.° do mineral/Nome:

Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:

Classe mineralógica:


Hábito:

Clivagem/Fratura:



Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:

Classe mineralógica


Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:

Classe mineralógica:


Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:



Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:



Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:



Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:



Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:



Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:



Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:



Hábito:

Clivagem/Fratura:

Transparência:

Brilho:

Cor:

Cor do Traço:

Dureza Relativa:


Classificação dos principais minerais baseada na sua composição química.

ELEMENTOS NATIVOS

Ouro Au Prata Ag

Cobre Cu Ferro Fe Enxofre S Diamante C Grafita C ÓXIDOS

Hematita Fe2O3 Magnetita Fe3O4 Cassiterita SnO2 Pirolusita MnO2 Goethita FeO(OH) Limonita Fe(OH).NH2O Bauxita Hidratados de alumínio



Psilomelano Ba Mn2+ Mn84+ O16 ( OH)4

SULFETOS

Bornita Cu5FeS4 Galena PbS Blenda ZnS Calcopirita CuFeS2 Pirita FeS2 Marcasita FeS2 Arsenopirita AsFeS

SAIS HALÓGENOS

Halita NaCl Silvita KCl Fluorita CaF2

CARBONATOS

Calcita CaCO3 Dolomita CaMg(CO3)2 Aragonita CaCO3 Magnesita MgCO3 Siderita FeCO3 Rodocrosita MnCO3 Azurita Cu3(CO3)2(OH)2

SULFATOS

Barita BaSO4 Anidrita CaSO4 Gipsita CaSO4.2H2O

FOSFATOS

Monazita (Ce,La,Y,Th)PO4 Apatita Ca(F,Cl,OH)(PO4)3 Turquesa CuAl6(PO4)4(OH)8.2H2O



SILICATOS

Grupo do Quartzo

Quartzo SiO2 Tridimita SiO2 Cristobalita SiO2 Opala SiO2.NH2O Grupo dos Feldspatos Ortoclásio KAlSi3O8 Microclínico (Amazonita) KalSi3O8 Albita NaAlSi3O8 Série dos plagioclásios Oligoclásio (Na,Ca)(Al,Si)4O8 Andesina (Na,Ca)(Al,Si)4O8 Labradorita (Na,Ca)(Al,Si)4O8 Bytownita (Na,Ca)(Al,Si)4O8 Anortita CaAl2Si2O8

Grupo dos feldspatóides Leucita KalSi2O6 Nefelina (K,Na)(AlSiO4) Sodalita Na4(AlSiO4)3Cl



Grupo dos Inossilicatos

Actinolita (Ca,Na)2(Mg,Fe)5(Si,Al)8O22(OH)2

Grupo dos Filossilicatos

Caolinita Al4Si4O10(OH)8 Talco Mg3Si4O10(OH)2

Serpentina Mg6Si4O10(OH)8

Clorita Mg3Si6O10(OH)8.Mg3(OH)6

Moscovita KAl2AlSi3O10(OH)8 Biotita K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 Grupo das Micas

Lepidolita K2Li3Al3(AlSi3O10)2(OH,F)4

Grupo dos Neossilicatos

Olivina (Mg,Fe)2(SiO4) Granada (Mg,Fe,Mn,Ca)3(Al,Fe,Cr)2(SiO4)3

Grupo dos Ciclossilicatos

Berílio Be3Al2(Si6O18)

Turmalina (Na,Ca)(Al,Fe,Li,Mg)3Al6(B)3(c)(OH)4

tópico 03 minerais

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