MINERALOGIA

Prof: Marcel Sena Campos

Na Idade da Pedra as pinturas rupestres em grutas eram feitas com

pigmentos de hematita vermelha e óxido de manganês negro.

• As duas últimas Guerras Mundiais aceleraram a necessidade

de emprego de minerais como fontes de extracção de

matérias primas essenciais para as indústria bélicas.

• Calcula-se que, a partir de 1900, se teriam extraído da Terra

mais minerais do que em todo o período anterior da História

da Humanidade.

• Além da necessidade de emprego de substâncias já

conhecidas têm vindo a ser descobertas novas aplicações

industriais para muitos minerais, antigamente supostos de

menor interesse.

História

MINERAIS – Trata-se de todo elemento ou composto químico

que possui uma composição química definida e é formado

naturalmente por processos geológicos sem nenhuma influência

orgânica.

DEFINIÇÕES

CRISTAL – Todo mineral que possui uma forma geométrica

definida pode ser caracterizado como cristal. A forma

geométrica adquirida está totalmente relacionada com a

organização atômica dos elementos que formam o

mineral.

Minério: Material rochoso ou mineral que tem valor

comercial, passa a ser um minério. É um conceito

comercial.

Mineralóide: Mineral que não tem

arranjo cristalino.

Faces planas refletem o arranjo

atômico ordenado da estrutura

interna;

Conceito de estrutura cristalina

surgiu em bases experimentais

com a difração de raios X;

Vidros, líquidos e gases não são

minerais;

Petróleo e carvão não são

minerais;

Cristal de quartzo

CONCEITO DE MINERAL

ORIGEM

Os minerais podem ser classificados de acordo com sua origem, sendo:

Minerais magmáticos são aqueles que

resultam da cristalização do magma e

constituem as rochas ígneas ou

magmáticas.

Os magmas podem ser considerados

soluções químicas em temperaturas muito

elevadas, que originam fases cristalinas

de acordo com as leis das soluções, sendo

extremamente rara a cristalização de um

magma gerar apenas uma fase cristalina;

o normal é a presença de vários minerais

com composições e propriedades

diferentes.

Diamante

DEFINIÇÕES

Quanto ao termo “cristalizado”, refere-se ao arranjo interno

tridimensional para os minerais. Os átomos constituintes de um

mineral encontram-se distribuídos ordenadamente, formando uma

rede tridimensional, denominada de retículo cristalino.

A unidade que se repete é

denominada de cela unitária,

que serve de base para a

construção do retículo

cristalino.

Madureira et al.(2000)

ORIGEM

De um modo geral, a formação dos minerais nos magmas

com o resfriamento e mudanças no ambiente de pressão

litostática ou de fluídos, entre outros fatores, é controlada

especialmente pela concentração dos elementos e

solubilidade dos constituintes na solução magmática.

Quanto mais rápido for o processo de cristalização,

menores serão as fases cristalinas e maior o volume de

material não cristalino (obsidianas ou vidros vulcânicos),

podendo chegar a resultar apenas vidro; por outro lado

quanto mais lenta a cristalização maiores serão os

constituintes, gerando os pegmatitos.

ORIGEM

Minerais metamórficos originam-

se principalmente pela ação da

temperatura, pressão litostática

e pressão das fases voláteis sobre

rochas magmáticas,

sedimentares e também sobre

outras rochas metamórficas.

Granada

ORIGEM

Minerais sublimados são

aqueles formados

diretamente da cristalização

de um vapor, como também

da interação entre vapores e

destes com as rochas dos

condutos por onde passam.

Enxofre

Minerais Pneumatolíticos

são formados pela reação dos

constituintes voláteis

oriundos da cristalização

magmática, desgaseificação

do interior terrestre ou de

reações metamórficas sobre

as rochas adjacentes.

ORIGEM

Turmalina

CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA

Elementos Nativos

Ouro (Au)

Sulfetos

Galena (PbS)

CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA

Óxidos

Hematita (Fe2O3)

Halóides

Fluorita (CaF2)

CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA

Nitratos

Salitre (KNO3)

Boratos

Bórax

Na2B4O5(OH)4.8(H2O)

CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA

Carbonatos

Malaquita (CuCO3)

Sulfatos

Barita (BaSO4)

CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA

Volframatos e Molibdatos

Scheelita (CaWO4)

Fosfatos

Apatita

(Ca5(PO4)3(F,OH,Cl))

CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA

Silicatos

Quartzo (SiO2)Feldspato –

Microclínio(KAlSi3O8)

PROPRIEDADES

Para a identificação dos minerais através de suas

propriedades físicas e morfológicas, que são decorrentes

de suas composições químicas e de suas estruturas

cristalinas, utilizamos características como: hábito,

transparência, brilho, cor, traço, dureza, fratura,

clivagem, densidade relativa, geminação e propriedades

elétricas e magnéticas.

Sistemas cristalinos

IDENTIFICAÇÃO

Hábito – Forma geométrica externa, habitual, exibida

pelos cristais dos minerais, que reflete a sua estrutura

cristalina.

Limonita – hábito cúbico Quartzo – hábito prismático

:

• Equidimensional: as formas assumidas pelos

cristais tendem a apresentar dimensões iguais nas

3 direções espaciais. Incluem-se aqui as formas

cúbicas, piramidais, romboédricas, octaédricas,

etc..;

• Prismático: uma das dimensões predomina sobre

as outras duas, resultando formas alongadas;

• Acicular: o predomínio exagerado de uma das

dimensões confere a forma agulha (prisma muito

alongado) aos cristais

• Tabular: duas das dimensões predominam sobre

uma terceira, configurando formas achatadas;

• Placóides: o mineral se apresenta em folhas ou

placas. Distingue-se em hábito cristalino (cada

indivíduo cristalino se apresenta) e hábito dos

agregados cristalinos (formado por muitos

indivíduos da mesma espécie, e nos quais,

frequentemente, não se consegue a observação de

cada indivíduo isoladamente);

• Compacto (maciço): massas homogêneas nas

quais não se conseguem observar os indivíduos;

IDENTIFICAÇÃO

Transparência – Os minerais que não absorvem ou absorvem pouco

a luz são ditos transparentes. Os que absorvem a luz

consideravelmente são translúcidos e dificultam que imagens sejam

reconhecidas através deles. Obviamente, estas características

dependem da espessura do mineral: a maioria dos minerais

translúcidos torna-se transparente quando em lâminas muito finas.

Existem, contudo, os elementos nativos metálicos, óxidos e sulfetos

que absorvem totalmente a luz, independentemente da espessura. São

os minerais opacos.

Quartzo - Transparente Obsidiana - TranslucidaGranada - Opaca

IDENTIFICAÇÃO

Brilho – Trata-se da quantidade de luz refletida pela superfície de um

mineral. Os minerais que refletem mais de 75% da luz exibem brilho

metálico.

• Metálico: aparência brilhante de metal;

• Submetálico: um brilho metálico mais ou menos intenso;

• Não metálico: vítreo, sedoso, gorduroso, resinoso, etc...

IDENTIFICAÇÃO

Galena com brilho metálico Topázio com brilho vítreo

IDENTIFICAÇÃO

Cor – A cor exibida por um mineral é o resultado da

absorção seletiva da luz. O fato de o mineral absorver

mais um determinado comprimento de onda do que os

outros faz com que os comprimentos de onda restantes se

componham numa cor diferente da luz branca que

chegou ao mineral. Os principais fatores que colaboram

para a absorção seletiva são a presença de elementos

químicos de transição como Fe, Cu, Ni, V e Cr.

• Idiocromáticos: apresentam cor própria, constante, inerente à composição química;

• Alocromáticos: quando puros são incolores e assumem diversas cores em função da presença de impurezas, variações na composição química ou imperfeições no retículo cristalino.

IDENTIFICAÇÃO

Vanadinita

Pb5(VO4)3Cl

Azurita

Cu3(CO3)2(OH)2

Granada -

Fe3Al2(Si3O12)

IDENTIFICAÇÃO

Traço – Trata-se da cor do pó do mineral, sendo obtida riscando

o mineral contra uma placa ou uma fragmento de porcelana de

cor branca.

IDENTIFICAÇÃO

Dureza – É a resistência que o

mineral apresenta ao ser riscado.

Para a classificação utiliza-se a

escala de Mohs, que utiliza como

parâmetros a dureza de minerais

comuns, variando de 1 até 10.

IDENTIFICAÇÃO

Fratura – tendência de quebrar-se ao longo de superfícies irregulares,

sem uma direção determinada.

Quartzo com

fratura conchoidal

IDENTIFICAÇÃO

Clivagem – é a tendência dos minerais quebrarem segundo

segmentos paralelos aos planos atômicos. Podem ser perfeitas (micas)

ou menos proeminentes (berilo).

Romboédrica - Calcita

Octaédrica - Fluorita Cúbica - Galena

IDENTIFICAÇÃO

IDENTIFICAÇÃO

Densidade relativa – A densidade depende da dureza das partículas (átomos ou

iões) que constituem o mineral e do tipo de arranjo dessas partículas.

Um dos métodos possíveis para avaliar a densidade consiste em determinar:

• O peso do mineral no ar – P;

• O peso do mineral mergulhado na água – P’.

A diferença P - P’ dá o valor da impulsão (I), ou seja, o valor do peso de um volume

de água igual ao volume do mineral mergulhado.

A densidade relativa é calculada através da seguinte fórmula:

Na maioria dos minerais, a densidade relativa varia entre 2,5 e 3,3. Alguns minerais

que contém elementos de alto peso atômico (Ba, Sn, Pb, Sr, etc. ) apresentam uma

densidade superior a 4.

IDENTIFICAÇÃO

Densidade relativa > 4 = minerais pesados (anatásio, rutilo, magnetita,

diamante, monazita, granada, etc)

Cassiteria (SnO2) –

densidade relativa: 6,8 – 7,1

Anatásio Granada Monazita

Propriedades elétricas – Muitos minerais são bons condutores de

eletricidade, como é o caso dos elementos nativos (Cu, Au, Ag,

etc.) e outros, são classificados como semicondutores (sulfetos).

Alguns minerais são classificados como magnéticos, como é o caso

da magnetita e a pirrotita, pois geram um campo magnético em sua

volta com intensidade variável.

IDENTIFICAÇÃO

Magnetita (Fe3O4)

Polimorfismo – Propriedade de minerais que possuem a mesma

composição química mas estruturas cristalinas diferentes.

IDENTIFICAÇÃO

Isomorfismo – Propriedade apresentada por minerais que possuem a

mesma, ou quase a mesma, estrutura cristalina mas composições

químicas levemente diferentes.

Ex: Plagioclásios – Ca Feldespato - Na Feldspato

Ex: Diamante e GrafiteEstes dois minerais são compostos de C(carbono elementar), no entanto, em virtudede organização cristalina diferentes,apresentam propriedades químicas e físicastotalmente diferentes. Enquanto o diamanteé o mais duro dos minerais, a grafite éextremamente macia, a ponto de deixar umtraço sobre uma folha de papel. Apesar deformas cristalinas distintas, apresentam asmesmas composições químicas, carbonopuro.

Elementos ou compostos químicos semelhantes a minerais,mas que não atendem a todas as condições para seremconsiderados como tais. P.ex.: vidro vulcânico (amorfo, i.e.,sem arranjo atômico tridimensional ordenado), carvão(orgânico) e outros compostos de origem orgânica.

Obsidiana Carvão

Mineralóide

• Minerais formadores de rocha:

– Silicatos: feldspatos; mica; quartzo; serpentina;

dorita e talco; (97% do volume da crosta)

– Óxidos: hematita; magnetita; limonita;

– Carbonatos: Calcita e dolomita;

– Sulfatos: gesso e anidrita.

MINERALOGIA

Plagioclásio Feldspato Quartzo

Piroxênio Mica Anfibólio

MINERAIS MAIS COMUNS DA CROSTA

CONTINENTAL

Minerais deletérios são aqueles que quando presentes no agregado

não ficam inertes no ambiente em que foi empregado, seja no

concreto, na argamassa, nos pavimentos betuminosos, etc mas

reagem com determinadas substâncias presentes no material ao seu

redor produzindo outras fases minerais que podem alterar as

propriedades físicas e mecânicas do material como um todo. Ex:

• Sulfetos (pirita, marcassia) – No concreto podem reagir e gerar

expenses e manchas por oxidação, ou ate mesmo atacar as

armaduras do concreto.

• Zeólitas – pode, provocar fenômenos hidroliticos acelerando a

alteração do agregado.

• Substancias vítreas que são muito sensíveis a variação térmicas

• Argilominerais expansivos – como os do grupo da esmectitas

MINERIAS DELETÉRIOS

ASBESTOS

1) Defina Mineral, Mineralóide, Cristal e Minério.

2) Quais as classes químicas minerais existentes?

3) Quais propriedades utilizadas para identificar os minerais?

4) Qual fator que influencia na dureza dos minerais?

5) Diferencie Polimorfismos e Isomorfismo

6) Quais os principais minerais formadores de rocha?

7) O que são minerais deletérios?

8) Cite minerais podem causar problemas na engenharia civil?

ATIVIDADE INTERNA 03