AULAS 7 E 8_MINERAIS

01/07/2013
MINERAIS
Conceitos, importância, origem
e sistemas cristalinos
-Aulas 7 e 8Prof. Alexandre Paiva da Silva
CCTA/UAATA/UFCG
Fonte: Adaptado a partir de Machado (2008)
INTRODUÇÃO
TERRA → CROSTA → ROCHA → MINERAL →
INTEMPERISMO → SOLO
 COMPOSIÇÃO DA LITOSFERA
•Rochas Magmáticas
•Rochas Metamórficas
•Rochas Sedimentares
• Minerais
CONCEITOS
 MINERALOGIA – Ciência que estuda os minerais e que serve
de base para Petrologia, Geologia, Solos, Engenharia Ambiental
 IMPORTÂNCIA
• utilização econômica: matéria-prima
• compreensão da origem e evolução das rochas
• estudo das rochas
• natureza e manejo dos solos: erosão, fertilidade,
poluição
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CONCEITOS
MINERAL – Substância ou composto químico resultante de
processos inorgânicos, de composição química definida (fixa ou
variável entre limites), estrutura interna ordenada e de ocorrência
natural na crosta terrestre
MINERALÓIDE – qualquer sólido ou líquido que
ocorre naturalmente e que não possui arranjo
sistemático dos átomos que o constitui.
Ex: carvão, água, petróleo, mercúrio
MINÉRIO – mineral ou associação de minerais que
podem ser explorados comercialmente
Ex: calcopirita, hematita, cuprita
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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.
Diamante
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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
ORIGEM
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.
Turmalina
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ORIGEM
Minerais formados a partir de soluções originam-se pela
deposição devido a evaporação, variações de temperatura,
pressão, porosidade, pH e/ou eH.
Gipsita
Evaporação do solvente: neste processo a
precipitação
ocorre
quando
a
concentração ultrapassar o coeficiente de
solubilidade pelo processo de evaporação,
fato que ocorre principalmente em regiões
quentes e secas, formando sulfatos
(anidrita, gipsita etc.), halogenetos (halita,
silvita etc.) etc.
ORIGEM
Perda de gás agindo como solvente:
processo que ocorre quando uma
solução contendo gases entra em
contados com rochas provocando
reação, a exemplo do que ocorre
quando solução aquosa contendo
dióxido de carbono entra em contato
com rochas calcárias, caso em que o
carbonato de cálcio é parcialmente
dissolvido formando o bicarbonato de
cálcio
(CaH2(CO3)2),
composto
solúvel na solução.
Caverna calcária
ORIGEM
Diminuição da temperatura e/ou pressão: as soluções de origem
profunda resultantes de transformações metamórficas (desidratação,
descarbonatação, etc.) ou de cristalizações magmáticas normalmente
contêm significativas quantidade de material dissolvido. Quando essas
soluções esfriam ou a pressão diminui, formam-se minerais
hidrotermais, depositados na forma de veios ou filões.
Quartzo
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ORIGEM
Interação de soluções: O encontro de
soluções aquosas com solutos
diferentes,
ao
interagirem,
pode formar composto insolúvel ou
com coeficiente de solubilidade bem
mais baixo, que se precipita. Como
exemplo pode ser citado o encontro de
uma solução com sulfato de cálcio
(CaSO4)
com
outra
contendo
carbonato
de
bário
(BaCO3),
resultando na formação de um
precipitado de barita (BaSO4).
Barita
ORIGEM
Interação de gases com soluções: A
passagem de gás por uma solução
contendo íons pode gerar precipitados,
a exemplo do que ocorre com a
passagem de H2S (gás sulfídrico) por
uma solução contendo cátions de Fe,
Cu, Zn etc.,
formando sulfetos de
ferro como pirita (FeS2), calcopirita
(CuFeS2), esfalerita (ZnS), etc..
Pirita
ORIGEM
Ação de organismos sobre soluções: Esse
processo resulta da ação dos organismos
vivos, animais ou vegetais, sobre as
soluções. Dessa forma um grande número
de seres marinhos (corais, crinóides,
moluscos etc.) extraem o carbonato de
cálcio das águas salgadas para formar suas
conchas e partes duras de seus corpos,
resultando na formação de calcita (CaCO3)
e, em menor quantidade, aragonita
(CaCO3) e dolomita [MgCa(CO3)2].
Calcita
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SISTEMAS CRISTALINOS/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)
SISTEMAS CRISTALINOS/DEFINIÇÕES
Na natureza, os cristais perfeitos são raros, mais comumente são
encontrados na forma de massas irregulares. Neste último caso a
cristalinidade do mineral pode ser reconhecida através de suas
propriedades ópticas.
Para estudarmos a cristalografia
dos minerais, fazemos uso da
simetria cristalográfica, através do
uso de elementos abstratos (planos,
eixos e centro) e suas respectivas
operações de simetria (reflexão,
rotação e inversão).
SISTEMAS CRISTALINOS/DEFINIÇÕES
É denominado eixo de simetria uma reta imaginária que passa
pelo centro geométrico do cristal e ao redor da qual, num giro
total de 360º, uma feição geométrica do cristal se repete certo
número de vezes.
Madureira et al.(2000)
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SISTEMAS CRISTALINOS/DEFINIÇÕES
O conjunto de possíveis elementos de simetria
encontrados em um cristal é chamado de grau ou classe
de simetria . Na natureza existem 32 graus de simetria,
agrupados de acordo com a similaridade de seus
elementos de simetria em sete sistemas cristalinos
SISTEMAS CRISTALINOS/DEFINIÇÕES
CRISTALOGRAFIA – Ramo da mineralogia que estuda o
estado cristalino (estrutura interna, a forma externa e os
princípios que governam o crescimento dos cristais)
ESTADO CRISTALINO – arranjo regular de átomos, íons ou
moléculas nas 3 direções do espaço; envolve as constantes
cristalográficas (distâncias, eixos e ângulos)
CELA UNITÁRIA – und. estrutural tridimensional que
define o arranjo espacial dos átomos de um cristal; a
forma e o tamanho da cela unitária são definidos pelo
comprimento das arestas e ângulos das mesmas
SISTEMAS CRISTALINOS/DEFINIÇÕES
CRISTAL – sólido mineral uniforme, com faces planas, com
estrutura ordenada e composição química definida, conforme um
dos sistemas cristalinos
SISTEMA CRISTALINO – propriedade física que define a
forma geométrica do cristal; são em número de seis e
seguem critérios que caracterizam eixos e ângulos
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TIPOS DE SISTEMAS CRISTALINOS
•Isométrico, cúbico ou regular
•Tetragonal
•Rômbico
•Hexagonal
•Monoclínico
•Triclínico
TIPOS DE SISTEMAS CRISTALINOS
• Isométrico, cúbico ou regular
a=b=c
α = β = γ = 90º
Ex: galena, pirita, halita
• Tetragonal ou quadrático
a=b≠c
α = β = γ = 90º
Ex: zircônio, rutilo, cassiterita
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TIPOS DE SISTEMAS CRISTALINOS
• Rômbico (ortorrômbico)
a≠ b≠c
α = β = γ = 90º
Ex: olivina, enxofre, topázio, anidrita
• Monoclínico
a≠b≠c
α = γ = 90º e β ≠ 90º
Ex: muscovita, gipsita, ortoclásio
TIPOS DE SISTEMAS CRISTALINOS
• Triclínico
a≠ b≠c
α ≠ β ≠ γ ≠ 90º
Ex: feldspato, plagioclásio, microclina
• Hexagonal
a1 = a2 = a3 ≠ c
a1a2 = a2a3 = a3a1 = 120º e ≠ α = 90º
Ex: quartzo, turmalina, calcita
SISTEMAS CRISTALINOS
Madureira et al.(2000)
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