Minerais

GEOLOGIA DE ENGENHARIA

AULA 3:

MINERAIS

Professora Karine Chupel Camargo Pinotti

Universidade Federal de Santa Catarina

Centro de Engenharia de Mobilidade

INTRODUÇÃO

Para os geólogos, mineral é um sólido cristalino

inorgânico que ocorre na natureza.

A palavra cristalino significa que os minerais têm

um arranjo interno ordenado por átomos.

Os minerais tem composição química bem definida,

são formados de átomos ligados entre si.

Suas propriedades físicas são características, tais

como cor, dureza e densidade.

FORMAÇÃO DOS MINERAIS

Resfriamento do material rochoso fundido, conhecido

como Magma.

Chega na terra em forma de lava e quando é

resfriada, os minerais começam a cristalizar e

crescer, determinando a composição mineral das

rochas

ALGUNS EXEMPLOS DE MINERAIS VALIOSOS

Cada quilate equivale a 200

miligramas.

Diamante Victória Transvaal,

oriundo da África do Sul pesa

68 quilates.

Diamante Hope, comprado por

um francês na Índia (mais

famoso do mundo) pesa 45,5

quilates, fica no museu em

Washington, EUA.

MINERAIS

Principais minerais formadores da crosta

MINERAIS

Elementos químicos mais abundantes na crosta

terrestre

A percentagem que falta do peso 1,41 são todos os outro materiais.

Elemento % peso % atômico % volumétrico

O 46.60 62.55 93.8

Si 27.72 21.22 0.9

Al 8.13 6.47 0.5

Fe 5.00 1.92 0.4

Ca 3.63 1.94 1.0

Na 2.83 2.64 1.3

K 2.59 1.42 1.8

Mg 2.09 1.84 0.3

MINERAIS

Íons (perda ou ganha elétrons) mais abundantes da

Crosta terrestre

Elemento Íon comum

O O2-

Si Si4+

Al Al3+

Fe Fe2+ e Fe3+

Ca Ca2+

Mg Mg2+

K K1+

Na Na1+

MINERAIS CRISTALINOS

Por definição um mineral é um sólido cristalino no

qual átomos constituintes são arranjados de uma

estrutura regular e tridimensional

Exemplo:

Halita (NaCl)

FORMATOS DE MINERAIS CRISTALINOS

Cristais cúbicos: geralmente se desenvolvem em minerais de halita, galena e pirita.

Diamante: pode crescer como octaedro (cristais de oito lados).

Quartzo: pode ser um prisma de seis lados, terminado em um ponta fina.

COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE MINERAIS

CRISTALINOS

Mostrada por sua forma química, um modo

abreviado de mostrar número de átomos

dos diferentes elementos que compõem o

mineral.

Alguns minerais possuem uma série de

composições enquanto que outros são

constantes.

Ex.: Quartzo (SiO2)

Alita (NaCl)

SILICATOS

Em razão do oxigênio e o silício serem os

elementos mais abundantes da Crosta Terra,

não surpreende o fato de muitos minerais

conterem esses elementos.

A combinação desses dois elementos é

conhecida como Sílica e os minerais que

contém sílica são chamados de Silicatos.

Os geólogos reconhecem dois tipos de silicatos:

Silicatos ferromagnesianos

Silicatos não-ferromagnesianos

SILICATOS


São os silicatos que contém ferro, magnésio ou

ambos;

São normalmente mais escuros e mais densos;

Os mais comuns são as olivinas, os piroxênios, os

anfibólios e a biotita;


Olivina Piroxênio

Anfibólio Biotita

SILICATOS

MINERAIS

Olivina

(Mg,Fe)2SiO4

Olivina é um dos mais comuns

minerais na terra, e é um dos

principais formadores de rochas, no

entanto, grandes cristais são

incomuns.

Destaca-se a presença de

magnésio.

Características

Transparência Transparente ou translúcido

Densidade 3,2 a 3,4

Clivagem Basal, cúbica (90º)

Fratura Conchoidal

Tenacidade Frágil


MINERAIS

Mica biotita

K(Mg,Fe2+3)(Al,Fe3+)Si3O10(OH,F)2

A biotita é uma tipo de Mica. São

abundantes na natureza e podem ocorrer

sob a forma de enorme cristais.

Curiosidade: A Biotita é de difícil limpeza

porque ao ser molhada absorve água

internamente e passa a se desmanchar.

Características

Transparência Translúcido a opaco

Densidade 2,8 a 3,4

Clivagem Basal

Fratura Indefinida

Tenacidade Elástica


SILICATOS


Têm falta de ferro e magnésio;

São de cores mais claras e menos densos quando comparados aos ferromagnesianos;

Os minerais não-ferromagnesianos mais comuns são os Feldspatos:

Feldspatos potássico;

Felsdpatos plagioclásicos;

Os exemplos mais comuns são o quartzo, argila e a muscovita;


SILICATOS

Feldspato Quartzo

Muscovita Argila (caulinita)

MINERAIS

Ortoclásio (feldspasto)

KAlSi3O8

Ortoclásio é um dos mais comuns minerais, e

ocorre em diversos ambientes minerais.

Juntamente com Microclinas e Sanidinas formam

o grupo dos Feldspatos Potássicos. Formam-se

em baixas temperaturas e lento resfriamento,

formando cristais mais bem ordenados.

Características

Transparência Transparente ou opaco

Densidade 2,6

Clivagem Basal, prismática,

pinacoidal (90º)

Fratura Conchoidal e irregular

Tenacidade Frágil


MINERAIS

Plagioclásio (feldspato)

(Na,Ca)Al1-2Si3-2O8

Os plagioclásios formam um grupo de

minerais que tem essencialmente a mesma

fórmula, mas existem variações de sódio e

cálcio. São membros: Albita, Anortita,

Oligoclásio, Andesina, entre outras.

O grupo dos plagioclásios é importantes na

formação de rochas e ocorre em inúmeros

ambientes minerais.

Características

Transparência Transparente ou translúcido

Densidade 2,6 a 2,8

Clivagem Basal, prismática, pinacoidal

(90º)

Fratura Conchoidal e irregular

Tenacidade Frágil


MINERAIS

Quartzo

SiO2

É um dos mais bem conhecidos minerais da terra.

Ocorrem nos mais diversos ambientes minerais, e

é um importante constituinte de muitas rochas.

Quartzo é também o mineral com maior variedade,

ocorrendo em diferentes formas, hábitos e cores.

Variedades: Calcedônia, Ametista, Citrina, Ágata

Características

Transparência Transparente ou opaco

Densidade 2,6 a 2,7

Clivagem Não existente

Fratura Conchoidal

Tenacidade Frágil


MINERAIS

Mica muscovita

KAl3Si3O10(OH)2

A muscovita é uma tipo de Mica. São

abundantes na natureza e podem

ocorrer sob a forma de enorme cristais.

Curiosidade: Assim como a biotita, a

muscovita é de difícil limpeza porque ao

ser molhada absorve água internamente

e passa a se desmanchar.

Características

Transparência Transparente a Translúcido

Densidade 2,7 a 3,0

Clivagem Basal

Fratura Indefinida

Tenacidade Elástica


MINERAIS

Argilominerais: Caulinita

Al2Si2O5(OH)4

Caulinita é um argilomineral com

consistência não-rígida e textura

"terrosa".

Facilmente quebrável e moldável.

Originados dos feldspatos são os

argilominerais mais comuns.

Há exploração comercial da caulinita.

Características

Transparência Opaco

Densidade 2,6

Clivagem Basal

Fratura

Tenacidade Frágil


IDENTIFICAÇÃO DOS MINERAIS

As propriedades físicas dos minerais são

identificadas pela estrutura interna e composição

química;

Muitas propriedades físicas são constantes, porém

a cor pode variar;

Dessa forma foram definidas as propriedades

físicas para identificar os minerais:

Cor e Brilho;

Formas do cristal;

Clivagem e fratura;

Dureza;

Peso específico;


Cor e Brilho

Já vimos que silicatos ferromagnesianos são em

sua maior parte escuros, variando de preto,

marrom à verde-escuro, embora a olivina seja

verde oliva.

Silicatos não-ferromagnesianos em contraste pode

variar na cor sendo em sua maior parte mais

claros.

Cor e Brilho

Metálico (ouro)

Sub metálico (euxenita)

Adiamantado (diamante)

Resinado (esfalerita)

Perolado (esterelita)

Sedoso (gesso)

Terroso (caulinita)



Cor e Brilho

Porém como exemplo, a hematita, um mineral de

ferro, tem uma aparência variável, podendo ser

vermelha e terrosa ou prata cinza e metálica.

Então como identificar?

Basta friccionar o mineral em uma porcelana fosca,

para obter a cor do traço que nesse caso da

hematita é sempre um risco marrom avermelhado.


Cor e Brilho

Já quando falamos em brilho

podemos dividir em brilho metálico e

não-metálico

Sendo distinguido pela

observação da qualidade da luz

refletida de um mineral, aparentando

então metal ou não.

Alguns exemplos de brilho não-

metálico são brilhante, vítreo, fosco e

terroso.


Formas do Cristal

Muitos cristais não geram formações perfeitas devido as condições que estão sujeitas.

No entanto quando os minerais se formam dentro de cavidades ou são precipitados de água quente em ranhuras e fendas de rochas conseguem se formar melhor.

Dessa forma vocês consegue identificar o mineral pelo seu formato como nas fotos ao lado.

Granada de 12 lados

Pirita de 6 à 12 lados


Clivagem e Fratura

Nem todos os minerais possuem clivagem,

mas os que possuem tendem a se quebrar ou se

dividir ao longo de um plano liso ou frágil, que é

determinado pelas ligações dentro dos cristais

individuais.

A clivagem é caracterizada em termos de

qualidade (perfeita, boa ou ruim), direção e ângulos

de intersecção dos planos de clivagem.

Clivagem

Feldspato

(2 clivagens)

Calcita

(3 clivagens)

Fluorita

(4 clivagens)

Mica biotita

(1 clivagem)



Clivagem e Fratura

A fratura é a ruptura mineral ao longo de superfícies

irregulares, indicando que os planos de fraqueza estão

ausentes, ou seja a fratura não ocorre regularmente

como na clivagem.

• Quartzo


Dureza

Definida como a

resistência à abrasão,

e classificada pela

tabela de Mohs.

Varia de 1 a 10 do

mais frágil ao mais

duro.

Escala de Mohs

1. Talco

2. Gesso

3. Calcita

4. Fluorita

5. Apatita

6. Ortoclásio

7. Quartzo

8. Topázio

9. Coríndon

10. Diamante


Peso Específico

O peso específico ou densidade relativa de um mineral, é a

razão de seu peso pelo peso de um volume igual a da água.

Então, por exemplo, um mineral de peso específico 3 é três

vezes mais pesado que a água.

Entre os silicatos, o ferromagnesiano têm peso específico que

vai de 2,7 a 4,3, e o não-ferromagnesiano varia de 2,6 a 2,9.

Alguns exemplos de densidade relativa:

Ouro 19,3

Galena 7,8

Hematita 5,6

Diamante 3,5

REFERÊNCIAS minerals.net

THOMPSON, G.R. and Turk, J. Introduction to Physical Geology,

Brooks Cole, 1997. 432p.

POPP, J. H. Geologia geral. 6. ed. Rio de Janeiro:

LTC, 2010. 309 p. ISBN: 9788521617600

http://earthquake.usgs.gov/

Fundamentos de geologia wicander monroe



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