minerais argilosos

Argilas – Introdução
As argilas têm significados diferentes para diferentes grupos de pessoas.
Para o agricultor as argilas são o ambiente mecânico e químico onde a
maioria das plantas cresce. Para o ceramista são a matéria prima das suas
obras, há mais de 4 mil anos. Para o editor, conferem a suavidade à
superfície do papel em impressões de alta qualidade. Como fim médico,
podem ser um alívio para a diarreia, e para o sondador, são um componente
das lamas de perfuração. Para a maioria das pessoas representam apenas a
incómoda lama nos sapatos. Na área da geologia, o termo argila pode ter
vários sentidos:



Designa um dimensão granulométrica, inferior a 0.002 – 0.004 mm
Designa o nome de um grupo de minerais conhecidos como minerais
argilosos
Designa uma rocha composta essencialmente por minerais argilosos
Argila como mineral
Os minerais argilosos são materiais extremamente finos ( granulometria
considerada inferior a 2 m ) que só podem estudados pormenorizadamente
com recurso a equipamento de raios-X , microssonda elctrónica ou outros
aparelhos sofisticados. São essencialmente aluminossilicatos hidratados,
nos quais o magnésio ou o ferro podem substituir total ou parcialmente o
alumínio, com elementos alcalinos ou alcalino-terrosos. Deste modo a sua
composição química é variável, tal como a natureza dos catiões intercamadas e o teor em água. Os diferentes minerais argilosos têm diferentes
propriedades de desidratação, limites de rotura estrutural, produtos de
decomposição, capacidades de troca catiónica (CTC), e outras propriedades
úteis e com interesse económico.
Os minerais argilosos baseiam-se em duas estruturas atómicas – o octaedro
alumina- magnésia e o tetraedro de sílica. Quando a alumina está presente,
apenas dois terços das posições estão preenchidas, formando-se a estrutura
da gibbsite com fórmula química Al2(OH)6. Com o Mg todas as posições
estão preenchidas formando a estrutura da brucite com fórmula química
Mg3(OH)6. Os tetraedros agrupam-se segundo uma malha hexagonal, que se
repete indefinidamente, formando um folha tetraédrica com composição
Si4O6(OH)4. As cadeias são ligadas entre si por átomos de Al e/ou Mg, cada
um rodeado por seis oxigénios “activos”.
Estas duas estruturas podem formar camadas compósitas, produzindo uma
grande variedade de aluminossilicatos hidratados em camada (folha) ou em
cadeia (fitas).
Na sistemática dos minerais argilosos cristalinos consideram-se 7 grupos; a
cada grupo pertencem várias espécies, o que perfaz na totalidade cerca de
50 minerais argilosos. Seis destes grupos estão organizados estruturalmente
em folhas e camadas, onde se incluem minerais como a caulinite e minerais
associados, a montmorilonite e outros minerais do grupo da esmectite, a ilite
e as hidromicas; o sétimo, com estrutura em fita, engloba a paligorsquite
(atapulgite) e a sepiolite.
Os grupos assim divididos são:
1. Grupo da caulinite ou das candites
a.
b.
Subgrupo da caulinite (ex. caulinite e haloisite)
Subgrupo da serpentina (ex. antigorite e crisótilo)
2. Grupo da ilite
3. Grupo da montmorilonite ou das esmectites
a.
b.
Subgrupo trioctaédrico (ex. montmorilonite)
Subgrupo dioctaédrico (ex. saponite, hectorite)
4. Grupo da clorite
5. Grupo da vermiculite
6. Grupo dos interestratificados
7. Grupo da paligorsquite e sepiolite ou das hormites
Grupo das Candites
A estrutura da caulinite resulta da combinação, indefinida, da folha
tetraédrica e da folha octaédrica da gibbsite. Pode haver uma ligeira
substituição isomórfica, e a estrutura não expande em contacto com a água.
Tem baixa CTC ( metade relativamente à ilite e um quinto em relação à
montmorilonite). Tem capacidade de troca aniónica (CTA) relativamente
elevada. O empilhamento das camadas pode ser desordenado, com
pequenos desvios segundo a direcção b, formando-se assim as “caulinites
desordenadas”, constituintes comuns das argilas refractárias.
Grupo da Ilite (nota breve)
Esta argila tem estrutura semelhante à das micas, mas como tem menos
catiões inter-camadas as suas ligações são mais fracas e existe maior
irregularidade no empilhamento. A ilite é o mineral argiloso mais abundante
nos xistos argilosos e nos argilitos, e ocorre noutras rochas sedimentares,
incluindo o calcário. Pode formar-se pela alteração dos silicatos,
particularmente do feldspato, pela modificação diagenética de outras argilas,
pela degradação da moscovite ou ainda pela recristalização de sedimentos
coloidais.
Grupo das Esmectites
Esmectite é uma designação geral para um grupo de minerais que têm a
mesma estrutura mas que diferem no conteúdo iónico metálico. As
esmectites distinguem-se em duas espécies, dioctaédricas e trioctaédricas,
com base na ocupação das posições octaédricas ser incompleta (2) ou
totalmente preenchida (3). Os membros são:
Esmectites dioctaédricas
Esmectites trioctraédricas
Montmorilonite
Beidellite
Nontronite
Hectorite
Saponite
Montmorilonite
As montmorilonites podem decompor-se nas variedades sódicas e cálcicas.
As primeiras são designadas por bentonites expansivas, as segundas por
bentonites não expansivas. Têm grande CTC. As partículas são lamelares,
mas tendem a apresentar formas alongadas se a substituição for intensa.
Hectorite
É uma argila com lítio e magnésio, com a mesma estrutura que a saponite;
forma-se pela substituição parcial do magnésio pelo lítio, e pela substituição
do OH pelo F, em mais de dois terços. Distingue-se das outras esmectites
pelos elevados teores em Mg, Li e F e baixos em Al. O termo hectorite é
aplicado a um argila esmectítica com mais de 1% de Li2O e 4% de F. A
hectorite tem uma grande CTC. O lítio distorce a rede cristalina, limitando o
crescimento dos cristais em largura, mas permitindo o seu desenvolvimento
em comprimento (característicos cristais capilares).Tem excelentes
propriedades de gelificação que são utilizadas em produtos que vão desde a
pintura por electrodeposição até às lamas de perfuração e cosméticos.
Saponite
É uma argila expansiva com fraca CTC, parecida com a bentonite sódica,
excepto no facto de algum magnésio ter sido substituído por alumínio tal
como o sódio permutável.
Grupo das hormites
O grupo das hormites é aplicado para a atapulgite e sepiolite devido à sua
composição aluminossilicatada magnesiana, à sua estrutura em canais
abertos, formando cristais alongados, e pela sua ocorrência conjunta na
natureza.
A atapulgite é conhecida também como paligorsquite. È um
aluminossilicato hidratado com forma alongada e uma fórmula ideal com Mg
substituindo parcialmente Al e, eventualmente, Fe. A estrutura consiste em
cadeias duplas de tetraedros de sílica paralelas ao eixo do alongamento e
ligados pelos oxigénios nos seus vértices longitudinais.
A sepiolite é um silicato de magnésio em que o alumínio desempenha um
papel muito pequeno. A estrutura é semelhante à da atapulgite, excepto no
facto de ter tetraedros regularmente intercalados ao longo da cadeia,
aumentando a célula unitária em 50%.
Grupo dos interestratificados (nota breve)
Compreende modelos estruturais variados que são intermédios ou misturas
dos 5 grupos com estrutura em camada. Existem minerais argilosos cujas
estruturas são construídas com camadas próprias do grupo da ilite,
intercaladas regular ou irregularmente por estruturas do grupo da
montmorilonite. A estrutura dos interestratificados regulares tem organização
periódica própria das espécies minerais reais e portanto essas estruturas são
designadas por nomes específicos, tais como: rectorite, sudoite, corrensite,
etc.…Nos interestratificados irregulares entram as designações (iniciais)
correspondentes aos minerais intervenientes pela ordem da sua importância.
Nota: O grupo da vermiculite será tratado separadamente e o grupo da clorite
não será tratado no âmbito de Jazigos Minerais uma vez que não tem, por si
só ou em rocha, importância económica.
Argila como rocha
A designação argila em rochas (rochas argilosas) inclui os solos, os xistos
argilosos e os argilitos. Pode abranger apenas agregados monominerais,
mas geralmente o termo reporta-se a mais de um mineral argiloso, ao que se
juntam materiais não argilosos, tais como quartzo, calcite, feldspato, pirite,
compostos orgânicos e sais solúveis na água. O tipo de rocha depende da
presença e da abundância relativa e composição daqueles componentes.
Estes factores, a que se juntam a forma e a distribuição do calibre das
partículas, são determinantes nas propriedades da rocha. A maioria das
argilas são plásticas quando húmidas, embora existam excepções tais como
a haloisite e a argila compacta ou dura (“flint”).
As rochas que contêm minerais argilosos podem ser classificadas de acordo
com :

a mineralogia ( ex. cauliníferas)

a composição química (ex. teor elevado de alumina)

as propriedades físicas (ex. plásticas)

a utilização industrial (ex. como carga de produtos – “filler”)

a localização geográfica (ex. argilas da região de Pombal)
Modos de Ocorrência dos principais minerais argilosos
Minerais argilosos – ocorrência típica
Atapulgite
Filões hidrotermais, serpentina ou rochas graníticas alteradas
Caulinite
Alteração meteórica ou hidrotermal dos feldspatos e de outros
aluminossilicatos
Hectorite
Produto de alteração da clinoptilolite em depósitos bentoníticos
Ilite
Abundante nos xistos argilosos e noutros depósitos sedimentares;
depósitos hidrotermais; zonas de alternância próximo de nascentes
termais; pegmatitos
Haloisite
Alteração meteórica
aluminossilicatos
Montmorilonite
Depósitos argilosos bentoníticos; solos, rochas sedimentares e
metamórficas; depósitos hidrotermais
Sepiolite
Produto de alteração da serpentina ou magnesite; mineral autigénico
em sedimentos lacustres; pequenos veios de calcite no calcário
ou
hidrotermal
dos
feldspatos
e
outros
MINERAIS ARGILOSOS
(SISTEMÁTICA)
1. Grupo da caulinite ou das candites
a. Subgrupo da caulinite (ex. caulinite e haloisite)
b. Subgrupo da serpentina (ex. antigorite e crisótilo)
2.
Grupo da ilite
3.
Grupo da montmorilonite ou das esmectites
a. Subgrupo trioctaédrico (ex. montmorilonite)
b. Subgrupo dioctaédrico (ex. saponite, hectorite)
4.
Grupo da clorite
5.
Grupo da vermiculite
6.
Grupo dos interestratificados
7.
Grupo da paligorsquite e sepiolite ou das hormites
Modos de Ocorrência dos principais minerais argilosos
Minerais argilosos – ocorrência típica
Atapulgite
Filões hidrotermais, serpentina ou rochas graníticas
alteradas
Caulinite
Alteração meteórica ou hidrotermal dos feldspatos e
outros aluminossilicatos
Hectorite
Produto de alteração da
bentoníticos
Ilite
clinoptilolite em depósitos
Abundante nos xistos argilosos e noutros depósitos
sedimentares; depósitos hidrotermais; zonas de
alternância próximo de nascentes termais; pegmatitos
Haloisite
Alteração meteórica ou hidrotermal dos feldspatos e
outros aluminossilicatos
Montmorilonite
Em depósitos argilosos bentoníticos; solos, rochas
sedimentares e metamórficas; depósitos hidrotermais
Sepiolite
Produto de alteração da serpentina ou magnesite;
mineral autigénico em sedimentos lacustres; pequenos
veios de calcite no calcário