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  • 1. MINERAIS Margarida Barbosa Teixeira
  • 2. Ciclo das rochas2
  • 3. Ciclo das rochas3 Através da ação dos agentes geológicos externos, no exterior da crosta, as rochas preexistentes fragmentam-se e são convertidos em sedimentos. Estes são transportados para zonas mais baixas, bacias sedimentares, onde originam rochas sedimentares. Esta rochas sedimentares, tal como as magmáticas ou metamórficas, podem, no interior da geosfera, ser submetidas a condições de alta pressão e/ou temperatura, como acontece em zonas de atividade tectónica, transformando-se em rochas metamórficas, ou fundir-se para formar magma e, por solidificação, originar uma nova rocha magmática ou ígnea.
  • 4. Ciclo das rochas4 O magma formado em profundidade pode:  solidificar lentamente no interior da geosfera formando rochas magmáticas plutónicas ou intrusivas,  ascender, através de uma erupção vulcânica, e solidificar rapidamente à superfície, gerando rochas magmáticas vulcânicas ou extrusivas. As rochas situadas a grande profundidade acabam por aflorar à superfície:  por erosão dos materiais que as cobrem  impulsionadas pelos movimentos tectónicos das placas litosféricas (por exemplo, a formação de uma cordilheira origina a elevação de conjuntos rochosos enormes).
  • 5. Rocha5 Rocha – unidade estrutural da crosta e do manto, que possui características próprias, formada, geralmente, por um ou mais minerais associados Basalto Calcário Granito Arenito Turmalina Gnaisse Gesso Pirite
  • 6. Mineral6 Mineral – corpo sólido com estrutura cristalina, natural, inorgânico e com composição definida ou variável dentro de certos limites. Turmalina Pirite Gesso
  • 7. Mineral7 Quartzo Quartzo fumado leitoso Berilo (esmeralda) Halite (NaCl) Biotite Magnetite
  • 8. Mineral8  Corpo sólido   Água, petróleo, e mercúrio não são minerais.  O gelo de um glaciar pode ser considerado um mineral.  Cristalino   As partículas apresentam um arranjo ordenado (arranjo regular, periódico, dos átomos, iões ou moléculas em 3 direções do espaço).  Natural   Na sua formação não há intervenção humana.  Inorgânico   Âmbar, carvão e petróleo não são minerais.  Com composição química definida   É formada pelos mesmos ou variável dentro de certos limites elementos nas mesmas  proporções.  Alguns elementos podem se intersubstituir em proporções variáveis.
  • 9. Mineral9  Mineralóide  Corpo sólido, natural, inorgânico, sem estrutura cristalina (com estrutura amorfa ou vítrea – a distribuição das partículas é aleatória). Ex. Opala (sílica amorfa hidratada). Opala
  • 10. Estrutura cristalina10 Os minerais ocorrem na natureza sob a forma de cristais. Os cristais são porções de matéria mineral com estrutura interna ordenada que, sob condições favoráveis de formação, podem ser limitados por faces planas. O cristal pode ser: - euédrico – mineral totalmente limitado por faces bem desenvolvidas. - subédrico – o mineral apresenta faces parcialmente bem desenvolvidas. - anédrico – o mineral não apresenta qualquer tipo de faces.
  • 11. Estrutura cristalina11 A cristalização é condicionada por fatores externos: - agitação do meio - tempo - espaço disponível -temperatura. Uma estrutura só é cristalina quando os seus átomos ou iões se dispõem ordenadamente formando uma rede tridimensional regular e característica de cada espécie mineral – rede cristalina.
  • 12. Estrutura cristalina12  Rede cristalina Rede cristalina - Rede tridimensional formada pela repetição, em 3 direções do espaço, do paralelepípedo-malha ou malha elementar. Paralelepípedo-malha ou malha elementar é a unidade paralelepipédica formada em função do tipo e comportamento dos átomos ou iões que constituem o mineral.
  • 13. Classificação dos Minerais13
  • 14. Propriedades químicas dos Minerais14  Identificação de minerais por testes químicos
  • 15. Propriedades químicas dos Minerais15  Classificação química de minerais
  • 16. Propriedades químicas dos Minerais16  Classificação química de minerais Elementos nativos A maioria das espécies minerais é constituída por dois ou mais elementos que se combinam entre si, de acordo com as suas afinidades químicas. Os minerais constituídos apenas por um elemento químico – elementos nativos – são raros (ouro, a prata, o diamante, o enxofre e o cobre).
  • 17. Propriedades químicas dos Minerais17  Classificação química de minerais Os sulfuretos
  • 18. Propriedades químicas dos Minerais18  Classificação química de minerais Os óxidos e hidróxidos
  • 19. Propriedades químicas dos Minerais19  Classificação química de minerais Silicatos Os silicatos são os principais constituintes das rochas. Os silicatos constituem cerca de 95% do peso e do volume da crosta terrestre. A estrutura básica dos silicatos é o tetaedro (SiO4)4- : • o silício (Si4+) ocupa a região central, rodeado por quatro átomos de oxigénio (02-); • o silício pode ser substituído pelo alumínio (Al3+) - aluminossilicatos;
  • 20. Propriedades químicas dos Minerais20  Classificação química de minerais Diferentes arranjos dos tetaedros nos silicatos  Os tetaedros tendem a unir-se entre si por uma série de catiões, que atuam como um cimento de ligação Mg2+, Fe2+, Ca2+, N+, K+ , ...
  • 21. Propriedades químicas dos Minerais21  Classificação química de minerais Diferentes arranjos dos tetaedros nos silicatos
  • 22. Propriedades químicas dos Minerais22  Isomorfismo e polimorfismo Durante muito tempo pensou-se que os minerais ficariam caracterizados pela composição química e a estrutura interna. Em alguns minerais ocorrem variações nestas características Isomorfismo e polimorfismo
  • 23. Propriedades químicas dos Minerais23  Isomorfismo Alguns iões, por apresentarem raios iónicos semelhantes, podem intersubstituir-se nas redes cristalinas, como por exemplo: Ca2+ e Na+; Si4+ e Al3+; Fe3+ e Mg2+.
  • 24. Propriedades químicas dos Minerais24  Isomorfismo Característica de dois ou mais minerais que possuem diferentes composições químicas (devida essencialmente à substituição de catiões) e estrutura cristalina semelhante. Série isomorfa ou solução sólida é um conjunto de minerais que mantendo a estrutura interna variam de composição química.
  • 25. Propriedades químicas dos Minerais25  Isomorfismo Série isomorfa das plagióclases (feldspatos calco-sódicos) As plagioclases são feldspatos em que os iões Na+ e Ca2+ se podem inter substituir, visto terem raios iónicos muito semelhantes; o mesmo acontece entre os iões Si4+ e Al3+ . Entre a anortite e a albite existem outras plagioclases intermédias: bitaunite, labradorite, andesite e a oligóclase.
  • 26. Propriedades químicas dos Minerais26 Isomorfismo Série isomorfa das olivinas - minerais cuja fórmula química é (Fe,Mg)2 SiO4. Como os raios iónicos do ferro e do magnésio são semelhantes, estes podem se intersubstituir na estrutura cristalina, total ou parcialmente.  diferentes olivinas:  Forsterite apenas apresenta magnésio,  Outras olivinas com composição variável em Fe e Mg,  Faialite apresenta apenas ferro.
  • 27. Propriedades químicas dos Minerais27  Polimorfismo Característica de dois ou mais minerais que têm a mesma composição química e estruturas cristalinas diferentes. O carbonato de cálcio pode formar dois minerais diferentes, a calcite e a aragonite. O carbono pode cristalizar originando dois minerais diferentes - diamante e grafite - com arranjos diferentes dos átomos de carbono.
  • 28. Propriedades químicas dos Minerais28  Polimorfismo A linha vermelha marca os limites de estabilidade entre a grafite e o diamante, nas condições indicadas no gráfico. As formas cristalinas são diferentes pois formaram-se em condições diferentes: - a baixa pressão forma-se a grafite; - a alta pressão forma-se o diamante, mineral mais denso.
  • 29. Propriedades físicas dos Minerais29
  • 30. Propriedades físicas dos Minerais30  Brilho O brilho é o efeito produzido pela intensidade e qualidade da luz refletida numa superfície de fratura recente do mineral. O brilho pode ser: - metálico – intenso, característico dos minerais opacos; - submetálico – . semelhante mas menos intenso do que o metálico . característico dos minerais quase opacos; - não metálico - . característico dos minerais translúcidos e dos transparentes. . pode ser vítreo, sedoso, adamantino, resinoso, nacarado, ceroso ou gorduroso.
  • 31. Propriedades físicas dos Minerais31  Cor Alocromáticos corindo Idiocromáticos Quanto à cor os minerais classificam-se em idiocromáticos e alocromáticos. Idiocromáticos - cor própria não variável. Alocromáticos - cor variável, devido à presença de elementos que substituem os elementos do mineral. Ex: o corindo, geralmente incolor, se integrar ferro e titânio fica azul (safira), se integrar crómio fica vermelho (rubi).
  • 32. Propriedades físicas dos Minerais32  Risca A risca é a cor do mineral quando reduzido a pó; é constante, mas por vezes diferente da cor do mineral. Determina-se raspando o mineral numa placa de porcelana opaca.
  • 33. Propriedades físicas dos Minerais33  Risca / Brilho Geralmente: Brilho Luz Risca Metálico Opacos Preta Submetálico Quase opacos Igual à cor (idiocromáticos) Não metálico Translúcidos/transparentes Clara ou incolor (alocromáticos)
  • 34. Propriedades físicas dos Minerais34  Clivagem Clivagem é a tendência do mineral se dividir preferencialmente segundo superfícies planas e brilhantes, em determinadas direções bem definidas e constantes. Os planos de clivagem resultam de ligações químicas entre as partículas mais fracas em determinadas direções da rede cristalina. O mineral divide-se segundo essas direções.
  • 35. Propriedades físicas dos Minerais35  Fratura As partículas da rede cristalina estão submetidas a forças igualmente fortes em todas as direções. O mineral divide-se segundo superfícies irregulares, sem direção privilegiada. Fragmentos de superfícies irregulares e de diferentes tamanhos.
  • 36. Propriedades físicas dos Minerais36  Dureza 1 – Talco 2 – Gesso Dureza é resistência que o mineral oferece ao ser arriscado por outro mineral, ou por 3 – Calcite determinados objetos. 4 – Fluorite 5 – Apatite 6 – Ortóclase 7 – Quartzo hialino 8 – Topázio 9 – Corindo hialino 10 - Diamante Escala de Mohs
  • 37. Propriedades físicas dos Minerais37  Dureza Ensaios preliminares – para delimitar os termos da escala a utilizar.
  • 38. Propriedades físicas dos Minerais38  Dureza A dureza relativa é medida segundo uma escala crescente de dez termos - escala de Mohs. Na escala de Mohs o aumento da dureza absoluta entre diferentes membros não é sempre o mesmo (o intervalo de dureza absoluta entre minerais consecutivos é muito diferente). Traduz a facilidade ou dificuldade com que um mineral se desgasta quando é sujeito à ação da erosão e transporte. Determina-se riscando (provocando um sulco com uma aresta viva) um dos minerais da escala e vice-versa Um mineral: - que risque e seja riscado por um termo da escala, ou se não se riscarem entre si, possui a mesma dureza relativa; - é mais duro que outro se o riscar sem se deixar riscar por ele; - risca todos os termos da escala de menor dureza e é riscado por todos os que possuem dureza superior;
  • 39. Propriedades físicas dos Minerais39  Densidade Densidade absoluta  . Massa volúmica (g/cm3). . Densidade absoluta ou massa volúmica de uma substância é a massa por unidade de volume. • Depende da massa das partículas e do arranjo das mesmas na rede tridimensional. Densidade relativa . Densidade relativa à densidade da água, que se considera igual a 1 (1 g/cm3). . Os minerais de brilho: - não metálico têm densidade “média” (ex. quartzo d= 2,7); - metálico têm densidade elevada (ex. pirite d= 5,0 ; ouro d= 15)
  • 40. Propriedades físicas dos Minerais40  Densidade Determinação da densidade absoluta ou massa volúmica Através da determinação da massa e do volume do mineral A subida da água na proveta corresponde ao volume da amostra. Massa volúmica = m/v = 2,9g/cm3
  • 41. Propriedades físicas dos Minerais41  Densidade Determinação da densidade relativa A densidade relativa de um mineral é a relação entre a massa volúmica do mineral e a massa volúmica da água a 4ºC. Massa volúmica = M/V = 2,9g/cm3 D= Massa volúmica do mineral = 2,9g/cm3 = 2,9 Massa volúmica da água 1g/cm3
  • 42. Propriedades físicas dos Minerais42  Densidade Determinação da densidade relativa Usando a balança de Jolly. A deformação da mola da balança de Jolly permite a determinação do peso do mineral . Par – Págua é o valor da impulsão, ou seja, o peso de um volume de água igual ao volume do mineral.
  • 43. Propriedades dos Minerais43