MINERAIS
Generalidades
Um mineral, de acordo com as definições encontradas em livros, é um elemento ou composto químico, resultante de processos inorgânicos, com composição química perfeitamente definida e encontrado naturalmente na superfície terrestre.
É chamado de mineralóide quando uma determinada substância não se enquadra na definição acima (exemplos: carvão, petróleo, vidro vulcânico).
Minério ‚ todo mineral explotado economicamente (minério de ferro = hematita).
Propriedades dos Minerais
Os minerais apresentam certas propriedades as quais podem ser divididas em:
a) propriedades físicas
b) propriedades ópticas
c) propriedades químicas
d) propriedades magnéticas
e) propriedades elétricas
f) propriedades organolépticas
a) Propriedades Físicas
Estrutura - Em um mineral os átomos ou agrupamentos de átomos estão dispostos regularmente, segundo sistemas fixos e constantes. Em outras palavras, as distancia entre os átomos conservam-se invariáveis assim como as distancias entre as fileiras de átomos ou planos formados por essas fileiras.
Todos os minerais possuem uma rede cristalina própria. Será função dessa estrutura cristalina a forma do cristal.
Clivagem - É a propriedade de um mineral em se dividir em planos paralelos. Esta propriedade ‚ função direta da rede cristalina. Os planos de clivagem são sempre paralelos a uma possível face do cristal.
A clivagem pode ser classificada em excelente, boa e regular. A clivagem ‚ dita excelente quando a mesma realiza-se com muita facilidade. Os planos formados são "lisos" e perfeitos.
A clivagem boa ocorre quando os planos são mais irregulares e ásperos. Na clivagem regular, os planos são bastante ásperos e irregulares.
Fratura - Quando um mineral não apresenta clivagem ele possui fratura. Um bom exemplo de fratura pode ser observado quando quebramos um vidro. A fratura pode ser concoidal (conchoidal), fibrosa, terrosa, granular.
Dureza - Diz respeito a resistência que um mineral oferece à penetração de uma ponta aguda que o tenta riscar. Esta ponta aguda poderá ou não riscar o mineral, e, se isto ocorrer, o sulco poderá ser profundo ou não.
De posse de vários minerais, Mohs organizou uma escala relativa de dureza:
1- talco 5 - apatita
2 - gipsita 6 - ortoclásio
3 - calcita 7 - quartzo
4 - fluorita 8 - topázio
9 - corindon 10 - diamante
Peso específico - (densidade) por definição, é o número que indica quantas vezes um certo volume de um mineral ‚ mais pesado do que o mesmo volume de água. Na verdade está propriedade seria o que chamamos de "peso".
b) Propriedades óticas
Brilho - a capacidade de reflexão da luz incidente. No diamante, 17% da luz incidente na perpendicular ‚ refletida e no vidro apenas 1,5 a 4%.
O brilho pode ser metálico e não metálico (brilho adamantino, vítreo, sedoso, resinoso)
Cor - a absorção seletiva da luz. Um mineral que possui a cor verde significa que ele absorve todos os comprimentos de ondas do espectro luminoso com exceção daqueles que, associados, dão a impressão de verde.
A cor ‚ uma propriedade importante para a determinação dos minerais.
Exemplos de cores de minerais metálicos:
vermelho - cobre
amarelo - ouro, pirita, calcopirita
cinza - galena
preto - cassiterita, hematita
Exemplos de cores de minerais não metálicos:
preto - biotita, hornblenda, turmalina
azul - lazurita, água marinha, cianita
verde - esmeralda, turmalina, quartzo
amarelo - enxofre
vermelho - rubi, granada, turmalina, quartzo, limonita, zircão
Vários minerais podem apresentar mais de uma cor (minerais halocromáticos; ex.: fluorita, quartzo, berilo, corindon, turmalina, calcita).
c) Propriedades Químicas
Polimorfismo - Diferentes Minerais possuem a mesma composição química mas formas cristalinas diferentes (ex.: diamante e grafite).
Isomorfismo - Vários minerais possuem composição química diferentes mas análogas, cristalizando, todavia, na mesma forma (ex.: feldspatos do tipo plagioclásio).
Propriedades Organolepticas
Propriedades organolépticas são aquelas que dizem respeito a alguns de nossos sentidos, como olfato, tato e paladar. embora de pequena importância, às vezes, são de grande utilidade prática.
a) Sabor - somente pode ser percebido se o mineral for solúvel em água, como a maioria dos sais. Em relação ao sabor os minerais podem ser classificados em:
1- Salino- gosto salgado do sal de cozinha. Ex: Halita.
2- Adstringente- gosto salgado que "amarra a boca" (banana verde) Ex: Alúmen.
3- Amargo- gosto de salamargo.Ex: Epsonita
4- Alcalino- gosto de alcalis de soda caústica Ex: soda caústica e potassa.
5-Doce- gosto adocicado.Ex: Bórax.
6- Ácido- Azedo met lico Ex: calcantita (CuSO4)
b)Odor - poucos minerais tem cheiro, alguns desprendem naturalmente cheiros caracterísiticos, mas outros (a grande maioria) necessitam ser friccionados, aquecidos, umidecidos, tratados por ácidos.
Os odores mais comuns são:
1-Aliádeo- lembra o cheiro de alho e ‚ gerado normalmente quando se atrita arsênio Ex: Arsenopirita.
2-Sulfuroso- cheiro de enxofre queimado. É próprio dos sulfetos aquecidos e da pirita quando friccionada.
3-Fético- cheiros de ovos podres, emitido por variedades de quartzo, calcários e outras rochas quando friccionados e pela galena quando tratada com HCl.
4-Argiloso- cheiro peculiar de argila molhada
5-Betume- cheiro de betume, Ex: asfalto.
c) Tato - Ao tocar os minerais com os dedos, am†o ou a lingua podem ser apreciadas propriedades tais como:
Untosidade (untosos) EX: talco e grafita.
Âspero Ex: tripolita, bauxita etc.
Frio Ex: pedras preciosas e quartzo.
Suave de seda: Ex: amianto.
Liso Ex: opala.
Pegajoso: como as argilas, principalmente quando tocada pela língua.
Hábito (ou forma)
Hábito‚ a aparência externa geral de um determinado mineral, sendo que a palavra forma em cristalografia significa um conjunto de faces do cristal, todas tendo as mesmas relações para com os elementos de simetria.
Uma mesma espécie mineral pode ter diferentes hábitos e diferentes espécimes minerais possuírem o mesmo habito na dependencia do ambiente de formação, origem e espaço.
Dificilmente as condições em que os cristais de formam na natureza são favoráveis ao desenvolvimento de uma forma geométrica perfeita, normalmente o que se dá é o crescimento desproporcional das faces, originando uma grande variedade de formas, raramente mostrando uma simetria ideal.
Os minerais raramente ocorrem de forma isolada; normalmente ocorrem intercrescidos com os da mesma espécie ou espécies diferentes, de forma paralela, sub-paralela ou casual, ou em vários casos observando-se dois ou mais cristais da mesma espécie, ou não, intercrescidos segundo uma lei definida, sendo chamadas cristais geminados.
Então o hábito pode ser do mineral de uma forma isolada ou do agregado cristalino (minério ou rocha).
A) se o hábito do mineral individual refletir externamente a forma cristalina (as 32 classes de simetria), segundo os ângulos entre os eixos coordenados e o distanciamento interreticular nas três direções cristalográficas, nós podemos reconhecer as seguintes hábitos:
1-Isométrico/pseudo-isométrico - (cúbito, octaédrico, dodecaedro, trapezoédrico, giroédrico e formas derivadas.
2-Tetragonal/pseudo-tetragonal - (bipirâmide ditetragonal e tetragonal, prismas tetragonais, trapezoédro tetragonal, escalenoedro tetragonal e formas derivadas).
3-Hexagonal/pseudo hexagonal e trigonal (bipirâmide dihexagonal, prismas hexagonais, trapezoédros hexagonais, pirâmide hexagonal, bipirâmide ditrigonal, bipirâmide trigonal e formas derivadas).
4-Ortorrômbico/pseudo-ortorrômbico- (bipirâmide ortorrômbica, biesfenóide rômbico, pirâmide rômbica, prismas ortorrômbicos e formas derivadas).
5-Monoclínico/pseudo monoclínico (prismas monoclínicos, esfenoedro monoclínico e etc).
6-Triclínico - apenas formas mais baixas de simetria (pinacóide e pédio).
Também podemos denominar os hábitos dos cristais individuais sem levar em consideração a estrutura interna quando ela não ‚ visível e/ou com faces irregulares, nas diferentes direções. Neste caso as denominações abaixo estão principalmente na dependência do crescimento diferencial das 3 direções cristalográficas, ou sejam:
1-Acicular- cristais delgados em formas de agulhas pelo crescimento preferencial em uma direção bem maior que nas outras duas.
2-Tabular- cristais com duas direções equivalentes, mais ou menos desenvolvidas (+/-1/3 de diferença), bem maior que uma terceira direção, assemelha-se a tábuas.
3-Lamelar ou laminar- cristais achatados como lâminas, por‚m, mais espessos que o foliáceo.
4-Foliáceo ou micáceo- indivíduos que possuem duas direções equivalentes como a tabular, mas possuem uma espessura muito fina em uma terceira direção, originando cristais na forma de lâminas ou folhas muitíssimas delgadas, como as placas das micas.
5-Lenticular- cristais com formas de lentes.
6-Colunar- indivíduos grossos semelhantes a colunas, podendo ter determinações clino ou ortoédricas, isto é, formas "losangulares e quadráticas" perpendicular ao eixo maior.
7-Barricaforme- cristais com formas de barrica, como ocorre frequentemente com o córindon (Al2O3).
8-Fibroso- cristais na forma de fibras como os amiantos.
9-Hastiformes- cristais com formas de hastes.
10-Granular- cristais que possuem as três direções mais ou menos iguais.
Quando os minerais ocorrem em agregados cristalinos as determinações referentess a forma externa podem ser dadas para o conjunto, assim tem-se as denominções abaixo:
1-Drusas- são associações, frequentemente desordenadas de crisatais sobre uma superfície comum, plana ou convexa. Crescem em superf¡cies livres, fraturas, cavidades, etc. Exemplos comuns são cristais de calcita sobre uma base rochosa, cristais de quartzo sobre paredes de rochas e gesso (gipso) sobre argila.
2-Geodos- quando os cristais recobrem o interior de uma cavidade prependicularmente às paredes, mas não preenchem totalmente a cavidade. A cristalização migra das paredes para o centro da cavidade, sendo que às vezes, no contato com a cavidade ocorre formas microcristalinas como é o caso da Ametista do Rio Grande do Sul, que normalmente apresenta uma camada exterior de calcedônia ou ágata.
3-Cristais em Roseta- arranjo de cristais lamelares dispostos em torno de um centro dando a impressão de uma pétala de rosas.
4-Cristais Reticulares- cristais aciculares (agulhas) entrelaçados formando retículos. o rutilo (TiO2) em agulhas , às vezes, se apresenta sob esse aspecto.
5-Dentrítico- são agrupamentos irregulares, normalmente formados por via úmida, no interior de rochas porosas que permitem a circulação de fluidos, ou rochas formadas por circulação de fluidos. Os cristais se dispõem com um aspecto arborescente, em ramos delgados divergentes semelhantes a uma planta constituída de cristais mais ou menos distintos. Ex: comuns são óxidos de Fe, Mn em gata e fraturas de rochas e certos metais como cobre, parta, bismuto, etc.
6-Fibroso- agregados de cristais fibrosos e delgados Ex: amianto.
7-Lamelar- agregados de indivíduos bem achatados com duas dimensões equivalentes.
8-Loliáceo- quando um agregado se separa facilmente em lâminas muito finas.
9-Botroidal- cristais reunidos em forma globulares, semelhantes a "cachos de uva", formados normalmente por precipitação de colóides a partir de um núcleo. Este hábito pode ser dividido em:
9.1-Reniforme- onde os agregados botroidais tem forma de rins.Ex: siderita, hematita, min‚rio de manganês.
9.2-Mamilar- os agregados apresentam aspecto de mamilos como se observa com freqüência nos minérios de manganês, malaquita, calcedônia e limonita, etc.
9.3-Esferoidal- os agregados formam estruturas mais ou menos esféricas. Ex: min‚rio de manganês.
10-Globular- indivíduos radiados formados a partir de um ponto constituindo grupos esféricos ou semi-esféricos, normalmente no interior de rochas. Ex: zeólitas em cavidades de basalto.
11-Radiado- (ou fibroso radiado)- indivíduos aciculares a prismáticos dispostos radialmente.
12-Concreções- agregados mais ou menos esféricos formados pela disposição de material de forma concêntrica sobre um núcleo. Este hábito pode ser dividido em:
12.1-Pisolítico- quando do tamanho dos grãos de "ervilhas".
12.2-Oolítico- semelhante a ovos de peixes.
13-Amigdaloidal- quando um mineral ou agregado de minerais ocorre no interior de uma rocha em forma de nódulos com configuração de amêndoas ou amígdalas. Ex: basalto amigdaloidal onde as cavidades são totalmente preenchidas, principalmente por calcita ou zeólitas.
14-Maciço (ou compacto)- agregado composto de forma compacta com forma irregular, sem aparência peculiar.
15-Estalactítico- (estalactites e estalagmites)- concreções cônicas formadas em torno de um eixo, sendo formadas por precipitação química de águas ricas em sais minerais Ex: calcita, malaquita, limonita, etc.
16-Bandado- agregados minerais normalmente granulares ou maciços em faixas estreitas paralelas ou subparalelas intercaladas com faixas do mesmo material ou material diferente com cor e/ou textura diferente.
17-Granular- formado pela reunião de grãos cristalinos relativamente equidimensionais de dimensões semelhantes.
18-Pulverolento- aparece sob a forma de massa terrosa. Ex: bauxita.
19- Filmes superficiais- Associação de minerais de granulação fina ou placóides formando filmes, películas, crostas, às vezes, com cores típicas revestindo os minerais ou agregados.
20- Estreldado- na forma de estrelas.
21- Plumosos- agregados de minerais cristalinos sob a forma de escamas finas dispostas divergentemente na forma de penas.
22- Agregados filiformes - são agregados de fios delgados que se observa na prata nativa.
23- Agregados verrugosos- concreções com aspecto de verrugas.
24- Pente- cristais prismáticos crescidos perpendicularmente a uma superfície plana (que pode ser uma fratura) da superfície para o centro, originando uma espécie de pente.
25- Septária- cristais prismáticas crescidos perpendicularmente a duas superfícies planas paralelas (que pode ser uma fratura aberta), a partir das bordas para o centro, originando um aspecto de dois pentes interpenetrados.
26- Tabular- agregados de minerais originando aspecto de tábuas.
Observação: A cada tipo de hábito pode ser colocado designações como grosseiro, fina, médio, tranado, paralelo, solto, compacto, etc.
Propriedades Magnéticas
As propriedades magnéticas no geral são de pequena importância para a mineralogia em relação as outras propriedades, sendo de grande importância para a Geologia (prospecção geofísica. beneficiamento de minério).
São poucos os minerais que apresentam esta propriedade, isto ‚, são poucos , praticamente dois minerais que são atraídos pelo imã, magnetita (Fe3O4) e pirrotita (Fe1-xS).
Quanto a intensidade do magnetismo os minerais podem ser:
1- Fortemente magnéticos- magnetita e pirrotita.
2- Moderadamente magnéticos - siderita (FeCO3), ilmenita, limonita, granada ferrífera, cromita e hematita. São minerais que no geral apresentam Fe na composição química (em proporções razoáveis).
3- Debilmente magnéticos- turmalina, espinélio que apresentam Fe na composição química, mas em pequena proporção.
4- Sem magnetismo- são os minerais que não apresentam Fe na composição química. Ex: quartzo (SiO2), feldspatos, calcita (CaCO3), córindon, etc.
Propriedades Elétricas
Segundo o comportamento elétricos dos minerais estes podem ser subdivididos em:
-Condutores- são os minerais que apresentam estrutura metálica, possibilitando rápida movimentação dos elétrons. Apresentam ligações metálicas e/ou heteropolar (iônica). São os metais e óxidos metálicos e sulfetos metálicos.
-Semi-condutores - apresentam estrutura mista, apresentando ligações iônicas (heteropolar) e homopolar (covalente) e metálica. Os minerais que apresentam esta característica são sulfetos, arseniatos, etc. cátion apresentam eletropositividade fraca.
-Não-condutores ou isolantes- conduzem a eletricidade muito lentamente, sendo que esta propriedade diz respeito a maioria dos minerais. Os minerais apresentam ligações iônicas e covalentes. Comuns nos halogenetos, silicatos em geral, moléculas orgânicas.
As aplicações das propriedades elétricas são:
Os minerais condutores, principalmente os "bons" condutores de ligação metálica podem ser usados como transmissores de eletricidade. A condutibilidade elétrica e a condutibilidade térmica ‚ bastante variável nos diferentes tipos de minerais. Ex: Cobre, prata, ouro.
Os minerais semicondutores devido a sua propriedade podem ser utilizados na indústria de transistores, que substituem com vantagens às válvulas nos aparelhos elétricos.
Alguns dos minerais não condutores apresentam basicamente duas propriedades que são de grande importância na indústria eletrônica e no desenvolvimento da radio-comunicação, uma vez que possibilitam manter constante a freqüência das ondas eletromagnéticas. São as duas propriedades:
-Piroeletricidade (Pireletricidade)- propriedades que alguns minerais possuem de desenvolveram duas cargas elétricas (+) e (-) nas extremidades opostas de um eixo do cristal, sob condições adequadas de alteração da temperatura. Este fenômeno pressupõe a ausência de um centro de simetria* e presença de direções polares que devem coincidir com o eixo cristalográfico C.
*Centro de simetria- diz-se quando um mineral tem um centro de simetria, quando uma linha imaginária pode ser passada de um ponto qualquer sobre uma superfície através do seu centro, achando-se sobre ela um ponto semelhante, a uma distância igual além do centro.
Esta propriedade foi descoberta por acaso quando um cristal de turmalina caiu sobre cinza quente e verificou-se que a cinza era atraída só por uma extremidade do cristal. Exemplo prático pode ser usado um cristal de turmalina e pó de enxofre (amarelo o e Pb3O4 (roxo). Aquece o cristal na presença dos pós e se tem:
Piezoeletricidade (Piezeletricidade) - propriedades de alguns minerais de direções polares, sem centro de simetria, gerarem cargas elétricas positivas e negativas quando sujeitas a deformação, seja ela de tração (positiva) ou contração (negativa). no caso da deformação ser por forças mecânicas denomina-se piezoeletricidade direta, mas se a deformação do cristal for fluxo de um campo elétrico*, denomina-se efeito piezoelétrico inverso. Ex: quartzo e turmalina.
* Esta relacionado a qualquer um dos eixos cristalográficos "a", ocorrendo principalmente nos minerais do sistema trigonal e hexagonal.
A explicação destas duas propriedades minerais isolantes está na modificação da direção do eixo polar, das distâncias ânion-cátios-ânion, fazendo com que as forças de valência que estavam em equilíbrio (estado em repouso) percam o equilíbrio possibilitando o aparecimento de cargas elétricas nos extremos polares dos cristais.
Obs: Eixos polares são aqueles cuja extremidades não podem coincidir mediante operação com os elementos de simetria existentes no cristal, tais como: a) figuras simétricas- são aquelas que se pode fazer coincidir uma figura com a outra; b) Operações de simetria- são operações que levam à coincidência da 2 figuras simétricas. e c) elementos de simetria - formas geométricas que caracterizam uma operação de simetria (planos e eixos).
Principais Minerais
Feldspatos - cor rosa (ortoclásio), branca, amarela ou cinza (plagioclásio); dureza 6 ; brilho vítreo; densidade 2,5; clivagem boa. São os principais formadores das rochas ígneas, ocorrendo também em rochas sedimentares e metamórficas.
Piroxênios/anfibólios - cor preta a verde escuro; dureza 5 a 6; clivagem boa segundo 2 planos; densidade 3 a 3,6. Ocorrem em rochas magmáticas de coloração escura.
Quartzo - cor branco, incolor, amarelo, verde, vermelho, roxo, rosa, preto. Brilho vítreo; dureza 7; densidade 2,6; fratura conchoidal. Também‚m conhecido por cristal de rocha, ametista, ágata. Ocorre em todos os tipos de rochas.
Micas - trata-se de um grupo de minerais caracterizados por uma clivagem de dureza baixa. Cor incolor (muscovita) preta (biotita) verde (clorita). Dureza 2,5 a 3; densidade 2,9 a 3,1. Clivagem excelente. Ocorrem principalmente em rochas metamórficas (clorita e muscovita) e ígneas (biotita).
Calcita/dolomita - cor branca, rosa, amarela, cinza, preta. Brilho vítreo; dureza 3; clivagem boa. A calcita enfervece com HCl. Ocorrem nos mármores e calcários. É matéria prima para cimento, cal, corretivo para acidez do solo.
Magnetita/hematita/limonita - minerais de ferro. Cor preta a cinza escuro. Brilho metálico; dureza 5 a 6,5; densidade 5.
Pirita - sulfeto de ferro. Muito parecido com ouro (chamado de ouro de tolo). Cor amarela; dureza 6; densidade 5. Cristaliza-se segundo cubos perfeitos. Clivagem boas segundo 2 planos.
Galena - mineral de chumbo. Cor cinza chumbo; brilho metálico; dureza 2,5; densidade 7,5.
Outros minerais importantes: olivina, turmalina, cianita, apatita, gipsita, calcopirita.
