Mineralogia aplicada CMTM

Reviso MINERAL Unidade bsica da Geologia (do grego geo = terra + logos = estudo); Definido como uma substncia slida natural, formada por processos inorgnicos, de composio qumica definida e estrutura atmica ordenada

Reviso Exemplos:MINERAL COMPOSIO QUMICA SISTEMA CRISTALINO

QUARTZO APATITACALCOPIRITA GIBBSITA GOETHITA

SiO2 Ca5(F,Cl,OH)(PO4)3CuFeS CaSO4.2H2O Fe2O3.H2O

Trigonal HexagonalTetragonal Monoclnico Ortorrmbico

So conhecidas mais de 3600 espcies minerais em todo mundo!

Reviso Caso do mineral: C => Diamante ou Grafita ?

Ilustrao esquemtica de estrutura cristalina de Diamante (A, B, C) e Grafita (D, E, F). As distncias entre os tomos de carbono expressas em C e F so exageradas em relao ao raio atmico

Reviso CRISTAL: Qualquer espcie mineral que possui faces planas, lisas, assumindo formas geomtricas regulares;

DRUSAS: Conjunto de cristais agregados

Reviso ROCHA: Agrupamento de vrios minerais consolidados;

SEDIMENTO: Agrupamento de vrios minerais de forma inconsolidada

Reviso Propores de elementos qumicos na crosta terrestre:ELEMENTO QUMICO SMBOLO Oxignio Silcio Alumnio Ferro Clcio Sdio Potssio Magnsio Titnio Hidrognio Fsforo Mangans Enxofre Cloro Cromo Carbono Nquel Todos os demais O Si Al Fe Ca Na K Mg Ti H P Mn S Cl Cr C Ni MACIOS CONTINENTAIS (%) 46,59 27,72 8,13 5,01 3,63 2,85 2,60 2,09 0,63 0,13 0,13 0,10 0,052 0,048 0,037 0,032 0,020 0,20

PARTE PROFUNDA DA CROSTA (%) 44,67 22,81 7,40 10,11 6,70 1,92 0,57 4,04 1,31 0,20 0,14 0,13

Reviso Minerais predominantes na crosta terrestreEspcies predominantes no Planeta Terra:

Quartzo: (SiO2), Hematita: (Fe2O3); Minerais portadores de alumina: (Al2O3); Calcrio: (CaCO3).

Noes de Cristalografia Todo mineral possui uma ordenao e disposio particular dos elementos qumicos; Um mineral deve ser constitudo por um nmero muito grande de unidades excessivamente diminutas, dispostas segundo uma ordem tridimensional que se repete de modo contnuo

Noes de CristalografiaRETCULO TRIDIMENSIONAL definido pelas trs direes espaciais e pelas distncias, ao longo delas, nas quais a mesma figura aparece repetida.

Noes de CristalografiaRETCULO TRIDIMENSIONAL Existem 14 tipos de retculos espaciais, isto , somente so possveis 14 combinaes de unidades de retculos espaciais, de modo que a vizinhana em torno de cada ponto seja idntica quelas em torno de todos os outros pontos. =>14 retculos de Bravais

Noes de Cristalografia 14 Retculos de Bravais A unidade mais simples de um retculo um poliedro virtual conhecido como cela unitria.

Noes de Cristalografia 14 Retculos de Bravais Cada poliedro (cela unitria) possui subdivises (14 tipos) em funo das disposies dos pontos nos vrtices, no centro ou nas faces, dos comprimentos das vrias arestas e dos ngulos (, , ) entre as arestas.

Noes de Cristalografia Sistemas Cristalinos A partir destas 14 subdivises todos os minerais podem mostrar, para cada arranjo de suas faces, uma simetria definida, que permite agrup-los em 7 classes distintas, de acordo com a tabela ao lado.SistemaIsomtrico a=b=c

Simetria = = = 90

Forma exemplarCbica

ExemplosPirita, diamante, granada Zirco, rutilo Olivina, ortopiroxnio Clinopiroxnio, ortoclsio Plagioclsio

= = = 90Tetragonal a=bc = = = 90 Ortorrmbico abc = = 90 Monoclnico abc Triclnico abc = = 90 = 120 ac Trigonal ou Rombodrico = = 90 a=b=c

Coluna quadrada Paraleleppedo Paraleleppedo inclinado Paraleleppedo paralelogonal Coluna hexagonal Paraleleppedo inclinado

Hexagonal

Quartzo, corndon, biotita Hematita, Siderita

Noes de Cristalografia ndice de Miller usado para descrever o conjunto de planos existentes num cristal; Ajudam a definir os planos de clivagem dos minerais, da mesma maneira que as faces externas de um cristal;

Noes de Cristalografia ndice de Miller As faces do cristal so definidas mediante a indicao de suas interceptaes nos eixos cristalogrficos. Assim, ao descrevermos uma face do cristal necessrio determinar se ela paralela a dois eixos e corta o terceiro, ou se paralela a um eixo e corta os outros dois, ou ainda se corta os trs eixos.

Noes de Cristalografia ndice de Miller Alm disto, deve-se determinar a que distncia a face corta os diferentes eixos. Para a face de um cristal que corta os eixos cristalogrficos a estas distncias relativas (tomadas como unidades de distncia) as interceptaes seriam dadas como 1/a, 1/b, 1/c ou simplificando 1a, 1b, 1c

Propriedades fsicas estruturais dos minerais CLIVAGEM : a propriedade na qual um mineral apresenta a tendncia natural de se romper em superfcies planas. Podem ser classificadas como: Perfeita; Distinta;

Ausente.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais CLIVAGEM Perfeita: micas muscovita, biotita, grupo dos feldspatos ortoclasio, microclinio, calcita, etc;

Propriedades fsicas estruturais dos minerais CLIVAGEM Distinta: fluorita, corndon e rutilo;

Propriedades fsicas estruturais dos minerais CLIVAGEM Ausente: hematita, quartzo,etc.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais FRATURA: maneira pela qual um mineral se rompe depois de sofrer uma pancada.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais As fraturas podem ser do tipo: Plana: quando ocorre pelo menos segundo um

plano perfeito de clivagem; Irregular: caractersticos em minerais ausentes de clivagem (hematita); Conchoidal: quando mostra concavidades em superfcies lisas e curvas, semelhantes superfcie interna de uma concha, o caso do quartzo.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais DUREZA: se relaciona com a resistncia que a sua superfcie oferece ao ser riscada. Pode ser medida baseando-se na escala de dureza relativa proposta por Mohs, conhecida como Escala de Mohs.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais DUREZA:

Propriedades fsicas estruturais dos minerais DENSIDADE RELATIVA: O mesmo que peso especfico. uma das propriedades mais importantes utilizadas para a determinao de um mineral. Ela expressa pela relao entre o peso do mineral e o de um volume igual de gua a 4C.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais DENSIDADE RELATIVA: Pode ser determinada por vrios mtodos, utilizando-se de lquidos como a gua ou outros lquidos orgnicos, como o bromofrmio (d=2,89) ou o iodeto de metileno (d=3,33). Depende de dois fatores: Dos tipos de tomos de que ela composta; Da maneira pela qual estes tomos esto arranjados entre si.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais Exemplo: Mudana do ction metlico, em grupos isoestruturais, podem ser bem ilustradas com o caso dos carbonatos ortorrmbicos.Mineral Composio qumica CaCO3 SrCO3 BaCO3 Peso atmico do ction 40,08 87,63 137,36 Densidade Aragonita Estroncianita Witherita 2,95 3,70 4,30

Cerussita

PbCO3

207,21

6,55

Propriedades fsicas estruturais dos minerais TRAO: a propriedade do mineral em deixar um trao colorido sobre uma superfcie no polida de porcelana dura. A cor do p fino deixada na porcelana representa o trao.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais TENACIDADE: Representa a resistncia que uma espcie mineral oferece para ser rompida, esmagada, curvada ou rasgada. Define o grau de coeso de determinado mineral.

Propriedades fsicas estruturais dos minerais TENACIDADE: Podem-se encontrar diversos tipos: Quebradios ou friveis: hematita, calcita; Dcteis: ouro nativo, chumbo nativo; Scteis: talco, cianita, gipsita; Flexveis: molibdenita; Maleveis: micas; Coesos ou macios: quartzo, diamante.

Propriedades fsicas pticas dos minerais BRILHO : O brilho a aparncia geral na superfcie dos minerais luz refletida. Esta propriedade fcil de ser observada a olho nu ou lupa. As expresses mais utilizadas so: brilho metlico e no metlico.

Propriedades fsicas pticas dos minerais BRILHO : Quando o brilho no-metlico, podem-se fazer algumas subdivises na classificao, tais como: Adamantino: muito intenso, como o diamante; Vtreo: de vidro; Sub-vtreo: algo menos intenso que o vidro; Perlceo ou Nacarado: de prola; Galena com brilho metlico Resinoso: de resinas; Sedoso: de seda; Graxo ou gorduroso: de graxas ou leos;Topzio com brilho vtreo

Propriedades fsicas pticas dos minerais COR: A cor macroscpica est relacionada com a composio qumica do mineral e principalmente de como as ondas eletromagnticas se interagem com o retculo cristalino. Nos minerais, a cor vai depender da absoro seletiva da luz por eles transmitida ou refletida.

Propriedades fsicas pticas dos minerais DIAFANEIDADE: o grau de transparncia do mineral. Constitui a propriedade dos minerais de deixarem (ou no) que a luz os atravesse.

Propriedades fsicas pticas dos minerais DIAFANEIDADE: Podem ser classificados em: Transparente: o mineral atravessado pela luz e o contorno de um objeto pode ser perfeitamente distinto atravs dele. (Ex.: quartzo );

Diamante - Transparente

Propriedades fsicas pticas dos minerais DIAFANEIDADE: Podem ser classificados em: Translcido: O mineral atravessado pela luz, no podendo, porm, os objetos serem vistos atravs dele. (Ex.: calcita);

Calcita - Translcido

Propriedades fsicas pticas dos minerais DIAFANEIDADE: Podem ser classificados em: Opaco: O mineral ser opaco se a luz no o atravessar, mesmo os considerando em lminas muito delgadas. (Ex.: hematita).

Hematita - Opaco

Propriedades fsicas pticas dos minerais IRIDESCNCIA: Um mineral iridescente quando mostra uma srie de cores espectrais sobre sua superfcie.

Propriedades fsicas pticas dos minerais PLEOCROSMO: Alguns minerais possuem uma absoro seletiva da luz nas diferentes direes cristalogrficas, podendo assim aparecer com cores distintas quando vistos em diferentes direes na luz transmitida. Exemplos de minerais pleocricos: andaluzita (amarela, verde oliva e marrom), cordierita (azul prpura, amarela e branca).

Propriedades fsicas pticas dos minerais REFRAO DA LUZ : Quando a luz entra em contato com um mineral (no-opaco), parte dela refletida na sua superfcie e outra parte penetra no mesmo, permitindo o fenmeno da refrao da luz.

Propriedades fsicas pticas dos minerais REFRAO DA LUZ : Quando a luz passa de um meio menos denso para outro mais denso, por exemplo, do ar para um mineral, retarda-se sua velocidade.

Propriedades fsicas pticas dos minerais REFRAO DA LUZ : Esta mudana de velocidade acompanhada pela alterao da direo em que a luz caminhava.

Propriedades fsicas pticas dos minerais REFRAO DA LUZ : A relao entre as duas velocidades (no ar e no mineral) representada por n, o ndice de refrao.

Propriedades fsicas pticas dos minerais REFRAO DA LUZ : Quanto a alguns minerais particulares, como o caso da calcita, existe uma particularidade quanto s caractersticas de refrao da luz incidente.

Propriedades fsicas pticas dos minerais REFRAO DA LUZ : Quando um raio de luz penetra neste mineral desdobra-se em dois raios, cada um deles caminhando com uma velocidade caracterstica e tendo assim o seu ndice de refrao prprio.

Propriedades fsicas pticas dos minerais REFRAO DA LUZ : Como o ngulo de refrao ser diferente para os dois raios, eles divergiro, ou seja, a luz sofre dupla-refrao.

Propriedades fsicas pticas dos minerais LUMINESCNCIA: Definida como qualquer emisso de luz por um mineral quando provocada por um agente externo ao meio natural, podendo ser produzida de vrias maneiras inteiramente independentes entre si.

Propriedades fsicas pticas dos minerais LUMINESCNCIA: Pode-se determinar os seguintes: Fluorescncia: quando a emisso de luz se d quando o mineral exposto aos raios ultra-violeta, raios-X, ou raios gama, cessando quando a fonte desses raios interrompida;

Propriedades fsicas pticas dos minerais LUMINESCNCIA: Pode-se determinar os seguintes: Fosforescncia: a luminescncia perdura alguns instantes aps a interrupo dos raios excitantes, caracterstica da fluorita;

Propriedades fsicas pticas dos minerais LUMINESCNCIA: Pode-se determinar os seguintes: Triboluminescncia: a propriedade de diversos minerais que se tornam luminosos ao serem esmagados, riscados ou esfregados. (Ex.: fluorita, esfarelita, lepidolita, etc);

Propriedades fsicas pticas dos minerais LUMINESCNCIA: Pode-se determinar os seguintes: Termoluminescncia: ocorre quando alguns minerais exibem luz visvel ao serem aquecidos. (Ex.: fluorita, calcita, apatita, escapolita, lepidolita e alguns feldspatos).

Propriedades magnticas e eltricas dos minerais So magnticos os minerais que, em seu estado natural, so atrados por um m. Os dois principais exemplos de minerais magnticos so a magnetita (Fe3O4) e a pirrotita (FeS).

Propriedades magnticas e eltricas dos minerais Muitos outros minerais, especialmente os que contm ferro em sua composio qumica, podem ser atrados pelo m no campo magntico de um eletrom eficiente.

Propriedades magnticas e eltricas dos minerais Separador Eletromagntico Frantz equipamento de separao magntica de laboratrio, constitudo principalmente por um eletrom. um meio importante para separar mistura de gros de minerais pesados (areias ricas em minerais econmicos por exemplo), os quais possuem suscetibilidades magnticas diferentes.

Propriedades magnticas e eltricas dos minerais PIEZOELETRICIDADE: Acontece quando um cristal desenvolve uma carga eltrica sobre a superfcie, ao ser pressionado nas extremidades de um de seus eixos. Somente podem mostrar esta propriedade os minerais que se cristalizam em classes de simetria nas quais falta um centro de simetria.

Propriedades magnticas e eltricas dos minerais PIEZOELETRICIDADE: O quartzo o mineral piezoeltrico mais importante, pois uma presso relativamente leve paralela a um eixo eltrico (qualquer um dos trs eixos a), produz carga eltrica.Quartzo Piezoeletricidade

Propriedades magnticas e eltricas dos minerais PIROELETRICIDADE: Desenvolvimento simultneo de cargas de eletricidade positiva e negativa nas extremidades opostas de um eixo cristalino, sob determinadas condies de alterao da temperatura. Esta propriedade vlida somente para os minerais que possuem um nico eixo polar, como o caso da turmalina.

Turmalina - Piroeletricidade

Propriedades morfolgicas Prismtico: o mineral ocorre em prismas, acompanhando seu sistema cristalino original. Ex: quartzo hialino, calcita, berilo; Piramidal: o mineral ocorre em pirmides, muitas vezes determinando o fechamento dos prismas do hbito prismtico. Ex.: quartzo hialino; Acicular: em cristais delgados, semelhantes a agulhas;. Ex.: cianita; Capilar: em cristais semelhantes a fios ou cabelos. Ex.: rutilo;

Propriedades morfolgicas Laminado ou tabular: cristais alongados, achatados como uma lmina. Ex.: topzio; Foliceo: quando o mineral se separa facilmente em lminas ou folhas. Ex.: minerais do grupo das micas; Granular: quando um mineral consiste em um agregado de gros pequenos. Ex.: Calcopirita; Dendrtico: arborescente, em ramos delgados divergentes que se assemelham a uma planta. Ex.: Pirolusita;

Propriedades morfolgicas Colunar: em indivduos paralelos, grossos, semelhantes a colunas. Ex.: Minerais do grupo das turmalinas; Fibroso: em agregados fibrosos paralelos, delgados. Ex.: Amianto da variedade crisotila; Globular ou botrioidal: indivduos radiados formando grupos esfricos ou semi-esfricos. Ex.: goethita; Pisoltico: agregados de massas semi-esfricas, do tamanho aproximado de ervilhas.

Propriedades morfolgicas Ooltico: semelhante ao anterior, porm em menor tamanho. Bandado: quando o mineral ocorre em faixas estreitas de cor e/ou texturas diferentes. Ex.: quartzo em suas variedades calcednia e gata; Estriado: quando ocorrem estrias paralelas ou transversais a determinado plano cristalino. Ex.: Minerais do grupo das turmalinas, rutilo, topzio imperial.

Mineralogia Sistemtica Elementos nativos: Minerais que se encontram como minerais sob forma no combinada. Ex.: Ouro nativo (Au), Cobre nativo (Cu), grafita (C), diamante (C), etc;Ouro (Au)

Sulfetos: Consistem em combinaes do nion sulfeto (S2-) com ctions metlicos, incluindo a maioria dos minerais metlicos. Ex.: galena (PbS), calcopirita (CuFeS2), pirita (FeS2), etc;Galena (PbS)

Mineralogia Sistemtica Sulfossais: minerais compostos de chumbo, cobre ou prata, em combinao com enxofre e antimnio, arsnio ou bismuto. Ex.: enargita (CuAsS4); xidos: Combinaes do nion xido (O2-) com ctions metlicos. A maioria dos xidos metlicos apresentam colorao preta e constituem minerais-minrio. Ex.: hematita (Fe2O3), cassiterita (SnO2), cuprita (CuO), etc;

Hematita (Fe2O3)

Mineralogia Sistemtica Hidrxidos: constituem os xidos minerais contendo gua ou o on hidroxila (OH-). Ex.: brucita (MgOH2); Halides: minerais de brilho no-metlico, incluindo os nions cloreto (Cl-), brometo (Br-) e fluoreto (F-), combinados com um ction metlico. Ex.: Fluorita (CaF2);

Mineralogia Sistemtica Carbonatos: combinaes do radical aninico carbonato (CO32-) com ctions metlicos. Ex.: calcita (CaCO3), smithsonita (ZnCO3);

Malaquita (CuCO3)

Mineralogia Sistemtica Nitratos: combinaes do radical aninico nitrato (NO31-) com ctions metlicos. Ex.: nitro (KNO3); Boratos: combinaes do radical aninico borato (BO31-) com ctions metlicos. Ex.: brax (Na2B4O2.10H2O);

Salitre (KNO3)

Brax Na2B4O5(OH)4.8(H2O)

Mineralogia Sistemtica Fosfatos: combinaes do radical aninico fosfato (PO43-) com ctions metlicos, muitos deles apresentando colorao azul. Ex.: apatita (Ca5(PO4)3Cl,F; Sulfatos: combinaes do radical aninico sulfato (SO42-) com ctions metlicos. Ex.: barita (BaSO4);

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

Barita (BaSO4)

Mineralogia Sistemtica Tungstatos: combinaes (raras) dos radicais aninicos tungstato (WO42-) com ctions metlicos. Ex.: scheelita (CaWO4);

Scheelita (CaWO4)

Mineralogia Sistemtica Silicatos: Classe qumica que constitui cerca de 1/3 dos minerais, embora 75% em peso da crosta terrestre, normalmente incluindo mltiplos elementos e constituindo estruturas qumicas muito complexas, entre o radical aninico silicato (SiO44-) com outros nions e/ou ctions metlicos.

Mineralogia Sistemtica Silicatos: Entre os silicatos se reconhecem seis subclasses, em funo de suas estruturas cristalinas. (1) Nesossilicatos; (2) Sorossilicatos; (3) Ciclossilicatos; (4) Filossilicatos; (5) Inossilicatos; (6) Tectossilicatos.Microclnio(KAlSi3O8)

Quartzo (SiO2)

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