ORIGEM DOS MINERAIS

Entre 4,6 e 4,5 bilhes de anos atrs os minerais se

cristalizaram num oceano global de silicato fundido.

A Terra se diferenciava em um NCLEO composto por ferro e

nquel lquido, um MANTO constitudo por cristais de olivina e

piroxnio e a CROSTA primordial, que flutuava num oceano

de magma, composta basicamente por cristais de anortita.

Naquela poca a Terra j possua uma atmosfera primordial

contendo nuvens que se formaram pela condensao de vapor

d'gua medida que a temperatura atmosfrica foi diminuindo.

A superfcie da Terra ainda era bombardeada por objetos slidos.

A Lua aparece grande no horizonte porque estava mais prxima Terra

ao se formar.

Trajetrias de alguns tipos de onda no interior da Terra.

O percurso da onda P no ncleo externo "K". A onda PKP a que atravessa o manto como onda P,

depois o ncleo externo e volta pelo manto como onda P novamente. O percurso no ncleo interno

chamado "I" para onda P. Letras minsculas designam reflexes: "c" reflexo do ncleo externo e

"i" do ncleo interno. A zona de sombra indica que as ondas PKP atravessaram uma regio de

velocidade menor abaixo do manto. Como no ncleo externo no h propagao das onda S temos

a indicao de que ele se encontra no estado lquido (com densidade maior que a do manto). O

ncleo interno slido.

A origem dos minerais

A origem de um mineral est condicionada aos

ingredientes qumicos e s condies fsicas

(temperatura e presso) reinantes no seu

ambiente de formao.

Um mineral pode se formar de diferentes

maneiras

a partir de uma soluo,

de material em estado de fuso,

vapor.

O estado cristalino pode ser conseguido pela

passagem da matria do estado fsico amorfo para

o cristalino, em ambiente geolgico quente. Isso

ocorre na cristalizao de magma (material

rochoso fundido).

O estado cristalino

O estado cristalino

Ocorre tambm pela condensao de materiais

rochosos em estado de vapor, quando os cristais

se formam diretamente do vapor sem passar pelo

estgio intermedirio do estado lquido.

A condensao de minerais a partir da nebulosa

solar deve ter sido um processo importante

durante a formao dos planetas.

A cristalizao de substncias a partir de solues

aquosas a baixas temperaturas (

Por mudana no estado da matria, de um para

outro estado cristalino.

Materiais rochosos que j esto cristalizados

podem, por modificaes nas condies de

presso e/ou temperatura, passarem para uma

nova estrutura cristalina mais estvel nas novas

condies, sem que haja fuso do mineral inicial.

Este processo importante na formao de alguns

minerais das rochas metamrficas.

O estado cristalino

Classificao sistemtica dos minerais

O estudo sistemtico dos minerais fica facilitado

quando se usam critrios para agrup-los em

conjuntos com caractersticas similares.

Alguns critrios usados para classificar os minerais:

Sistema cristalino Ex: minerais monoclnicos,

cbicos, etc.

Usos Ex: minrios, gemas, minrios formadores

de rochas.

Composio qumica Ex: elementos nativos,

xidos, sulfetos.

Geralmente o critrio utilizado o critrio qumico

baseado na natureza do radical aninico do mineral.

Isso tem algumas vantagens !

minerais com o mesmo radical aninico possuem

propriedades fsicas e morfolgicas muito mais

semelhantes entre si que minerais com o mesmo

ction.

Por exemplo, a siderita (FeCO3) tem mais afinidades com

a calcita (CaCO3), ou com a magnesita (MgCO3), do que

com a pirita (FeS2) ou com a hematita (Fe2O3).

Minerais com o mesmo radical aninico tendem a

se formar por processos fsico-qumicos

semelhantes e a ocorrer associados uns aos

outros na natureza.

Os minerais dentro de uma classe podem ainda ser

subdivididos em famlias, de acordo com o tipo

qumico, grupos, de acordo com a similaridade

estrutural, e espcies (minerais com mesma

estrutura, mas com composio qumica diferente,

como os membros de uma srie isomrfica).

Classificao qumica dos minerais (simplificada segundo Strunz, 1957, 1978)

Elementos nativos

Sulfetos

Halogenetos

xidos e Hidrxidos

Nitratos, Carbonatos e Boratos

Sulfatos, Cromatos, Molibidatos e Wolframatos

Fosfatos, Arsenatos e Vanadatos

Silicatos

Minerais Orgnicos

Das vrias classes minerais existentes, apenas uma,

a dos silicatos, responsvel pela constituio de

aproximadamente 97% em volume da crosta

continental. Minerais das demais classes embora

menos abundantes, tambm so importantes pelo

seu interesse econmico e cientfico.

Silicatos

Os silicatos, devido sua grande importncia, so

subdivididos de acordo com o grau de polimerizao

dos tetraedros SiO44- e conseqentemente pela razo

Si:O dos anions

Tetraedros isolados (nesossilicatos) Si:O = 1:4.

Ex: olivina [(Mg, Fe)2 SiO2], granada, zirco,

topzio.

Duplas de tetraedros (sorossilicatos) Si:O = 2:7.

Ex: hemimorfita [Zn4(Si2O7)(OH).H2O], epidoto.

Anis de tetraedros (ciclossilicatos) Si:O = 1:3.

Ex. Berilo [Be2Al2(Si6O18)], turmalina.

Cadeias de tetraedros (inossilicatos):

a) Cadeias simples Si:O = 1:3.

Ex: piroxnios - enstatita [Mg2(SiO6)]

b) Cadeias duplas Si:O = 4:11.

Ex: anfiblios tremolita [Ca2Mg5[Si8O22)(OH)2]

Folhas de tetraedros (filossilicatos) Si:O = 2:5.

Ex: argilominerais (caulinita, esmectita), micas (muscovita,

biotita)

Estruturas tridimensionais (tectossilicatos) Si:O = 1:2.

Ex: quartzo.

Feldspatos:

a) Potssicos: microclina (KAlSi3O8), ortoclsio (KAlSi3O8).

b) Plagioclsios: albita (NaAlSi3O8), anortita (CaAl2Si2O8).

Elementos nativos

Metais

Grupo do

Ouro

Ouro Au Prata Ag Cobre Cu

Grupo da

Platina Platina Pt

Grupo do

Ferro

a-Fe

a-Fe,Ni

Grupo do

Mercrio Mercrio Hg Amlgama Hg,Ag

Semi-

Metais

Arsnio As Antimnio Sb Bismuto Bi

No-

Metais

Enxofre S Diamante C Grafita C

Elementos nativos

Metais: apresentam alta densidade de ocupao

espacial e uma alta simetria.

No grupo do Ouro o retculo cbico F e o

empacotamento cbico denso // {111}.

No grupo do Ferro o retculo cbico I com densidade

de ocupao menor do que os do grupo do ouro.

Elementos nativos - metais

As propriedades fsicas principais so caracterizadas pela

densidade de ocupao e pelo tipo de ligao (metlica):

o alta densidade,

o alta conduo trmica e eltrica,

o brilho metlico,

o comportamento tico,

o propriedades mecnicas.

Elementos nativos semi-metais

So relativamente frgeis, piores condutores de calor e

eletricidade do que os metais. A sua estrutura no varia

muito de um retculo cbico massivamente deformado

romboedricamente. A clivagem perfeita // {0001} deve-se

ligao homopolar relativamente forte entre os 4 tomos

diretamente vizinhos, mas alm deste limite uma fora de

ligao relativamente fraca.

Elementos nativos no metais

As estruturas cristalinas e os tipos de ligao qumica nos

minerais desta classe so muito contrastantes. As diferenas

no tipo de ligao presente explicam o enorme contraste

observado em algumas propriedades fsicas do diamante e

do grafite, como por exemplo a dureza. O enxofre nativo

pode ocorrer sob a forma ortorrmbia ou monoclnica,

embora a ltima seja muito rara.

Sulfetos e sulfetos complexos

(sulfossais)

Esta classe compreende a maior parte dos minerais

minrios. So minerais opacos com diferentes brilhos

metlicos. Os no-opacos entre eles so translcidos em

sees finas, possuem um alto ndice de refrao e

apresentam brilho adamantino. Seu trao sobre a

porcelana bastante caracterstico.

H entre os sulfetos e arsenatos um pequeno grupo com

estrutura cristalina semelhante, entretanto no possvel

traar uma correspondncia sistemtica genrica entre as

diferentes estruturas cristalinas.

Com a diminuio da proporo Metal/No-Metal entre

os grupos pode-se subdividir este grupo ainda em:

a) Sulfetos com Me:S > 1:1

b) Sulfetos com Me:S = 1:1

c) Sulfetos com Me:S < 1:1

d) Sulfossais (sulfetos complexos)

e) Sulfetos com carter no-metlico.

xidos e hidrxidos

Dentro desta classe o oxignio liga-se a 1, 2 ou mais

metais. Sua estrutura cristalina difere-se da dos sulfetos

por apresentarem aproximadamente ligaes inicas

com transio parcial para ligaes homopolares.

Dependendo da relao metal: oxignio (X:O) podem

ocorrer os seguintes tipos de ligao: X2O, XO, X2O3 e

XO2. Alm destes xidos simples h ligaes

complexas de 2 metais com oxignio, p.e. X[4]Y[6]O4,

como no caso dos espinlios. No espinlio comum o

Mg2+ assume a posio tetradrica de X e o Al3+ a

posio octadrica de Y.

No caso dos hidrxidos, todas as estruturas contm o

grupo oxidrila (OH-) ou molculas de H2O, onde a

fora de ligao geralmente menor do que nos

xidos

Halogenetos

Os minerais desta classe possuem em sua estrutura

grandes ons eletronegativos como Cl-, F-, Br- e I-, que

esto coordenados com grandes ctions.

Halogenetos

Os halogenetos de metais alcalinos so os exemplos

mais prximos de ligao inica pura.

Quando o ction menor e mais facilmente polarizvel,

as ligaes qumicas adquirem um carter ligeiramente

mais covalente, resultando em simetria mais baixa.

Carbonatos

Quimicamente os carbonatos so sais do cido carbnico

(H2CO3). Os ctions podem ter raio inico menor ou

maior que o Ca2+ (=1,06).

Carbonatos

Os carbonatos com ctions de raio inico menor,

como Mg2+, Zn2+, Fe2+ ou Mn2+, possuem estrutura

semelhante da calcita e cristalizam-se na classe

escalenodrica ditrigonal (3 2/m). Carbonatos com

raio inico maior, como Sr2+, Pb2+ ou Ba2+, possuem

estrutura semelhante aragonita e cristalizam-se na

classe rombodrica (2/m 2/m 2/m).

Fosfatos, arseniatos e vanadatos

A classe dos fosfatos, que contm tambm os arseniatos

e vanadatos, caracteriza-se por grandes possibilidades

diadoqucas.

Fosfatos, arseniatos e vanadatos

A apatita seu membro mais importante e freqente. A

estrutura dos minerais desta classe composta por

unidades tetradricas: (PO4)3- , (AsO4)

3- e (VO4)3-, onde

P5+, As5+ e V5+ podem substituir-se simultaneamente

nestes complexos. F, Cl e OH substituem-se

simultaneamente como nions de segunda ordem.