Estudo dos Minerais e Cristais na Origem do Solo

MATERIAL DE ORIGEM DO SOLO ESTUDO DOS MINERAIS Edivânia Duarte MINERAIS Tratase de todo elemento ou composto químico que possui uma composição química definida e é formado naturalmente por processos geológicos sem nenhuma influência orgânica DEFINIÇÕES CRISTAL Todo mineral que possui uma forma geométrica definida pode ser caracterizado como cristal A forma geométrica adquirida pelo mineral está totalmente relacionada com a organização atômica dos elementos que formam o mineral DEFINIÇÕES Quanto ao termo cristalizado em minerais referese ao arranjo interno tridimensional destes Os átomos constituintes de um mineral encontram se distribuídos ordenadamente formando uma rede tridimensional denominada de retículo cristalino ou estrutura cristalina A unidade que se repete é denominada de cela unitária Ela serve de base para a construção do retículo cristalino Madureira et al2000 REDE CRISTALINA CÉLULA UNITÁRIA X REDE CRISTALINA REDE CRISTALINA DO GRAFITE X REDE DO DIAMANTE DEFINIÇÕES Na natureza os cristais perfeitos são raros mais comumente são encontrados na forma de massas irregulares Neste caso a cristalinidade do mineral pode ser reconhecida através de suas propriedades ópticas Para estudarmos a cristalografia dos minerais fazemos uso da simetria cristalográfica através do uso de elementos abstratos planos eixos e centro e suas respectivas operações de simetria Madureira et al2000 DEFINIÇÕES É denominado eixo de simetria uma reta imaginária que passa pelo centro geométrico do cristal e ao redor da qual num giro total de 360º uma feição geométrica do cristal se repete certo número de vezes Madureira et al2000 DEFINIÇÕES O conjunto de possíveis elementos de simetria encontrados em um cristal é chamado de grau ou classe de simetria Na natureza existem 32 graus de simetria agrupados de acordo com a similaridade de seus elementos de simetria São sete grupos de sistemas cristalinos sendo DEFINIÇÕES Figura 3 Retículos espaciais Fonte httpcorro4v072blogspotcombr200803estruturacristalinahtml CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS QUANTO À ORIGEM Minerais magmáticos metamórficos sublimados pneumatolíticos por evaporação dissolução e outros processos Minerais magmáticos resultam da cristalização do magma constituem as rochas ígneas ou magmáticas Os magmas podem ser considerados soluções químicas em temperaturas muito elevadas que originam fases cristalinas de acordo com as leis das soluções sendo extremamente rara a cristalização de um magma gerar apenas uma fase cristalina o normal é a presença de vários minerais com composições e propriedades diferentes Diamante ORIGEM De um modo geral a formação dos minerais nos magmas com o resfriamento e mudanças no ambiente de pressão litostática ou de fluídos entre outros fatores é controlada especialmente pela concentração dos elementos e solubilidade dos constituintes na solução magmática Quanto mais rápido for o processo de cristalização menores serão as fases cristalinas e maior o volume de material não cristalino obsidianas ou vidros vulcânicos podendo chegar a resultar apenas vidro Por outro lado quanto mais lenta a cristalização maiores serão os constituintes gerando os pegmatitos ORIGEM Minerais metamórficos originam se principalmente pela ação da temperatura pressão litostática e pressão das fases voláteis sobre rochas magmáticas sedimentares e também sobre outras rochas metamórficas Granada ORIGEM Minerais sublimados são aqueles formados diretamente da cristalização de um vapor como também da interação entre vapores e destes com as rochas dos condutos por onde passam Enxofre Minerais pneumatolíticos são formados pela reação dos constituintes voláteis oriundos da cristalização magmática desgaseificação do interior terrestre ou de reações metamórficas sobre as rochas adjacentes ORIGEM Turmalina ORIGEM Minerais formados a partir de soluções originamse pela deposição devido a evaporação variações de temperatura pressão porosidade pH Evaporação do solvente neste processo a precipitação ocorre quando a concentração ultrapassar o coeficiente de solubilidade pelo processo de evaporação fato que ocorre principalmente em regiões quentes e secas formando sulfatos anidrita gipsita etc halogenetos halita silvita etc Gipsita ORIGEM Perda de gás agindo como solvente quando uma solução contendo gases entra em contados com rochas provocando reação a exemplo do que ocorre quando solução aquosa contendo dióxido de carbono entra em contato com rochas calcárias caso em que o carbonato de cálcio é parcialmente dissolvido formando o bicarbonato de cálcio CaH2CO32 composto solúvel na solução Caverna calcária ORIGEM Diminuição da temperatura eou pressão As soluções de origem profunda resultantes de transformações metamórficas desidratação descarbonatação etc ou de cristalizações magmáticas normalmente contêm significativas quantidade de material dissolvido Quando essas soluções esfriam ou a pressão diminui formamse minerais hidrotermais depositados na forma de veios ou filões Quartzo ORIGEM Interação de soluções O encontro de soluções aquosas com solutos diferentes ao interagirem pode formar composto insolúvel ou com coeficiente de solubilidade bem mais baixo que se precipita Como exemplo pode ser citado o encontro de uma solução com sulfato de cálcio CaSO4 com outra contendo carbonato de bário BaCO3 resultando na formação de um precipitado de barita BaSO4 Barita ORIGEM Interação de gases com soluções A passagem de gás por uma solução contendo íons pode gerar precipitados a exemplo do que ocorre com a passagem de H2S gás sulfídrico por uma solução contendo cátions de Fe Cu Zn etc formando sulfetos de ferro como pirita FeS2 calcopirita CuFeS2 esfalerita ZnS etc Pirita ouro de tolo Ação de organismos sobre soluções Seres marinhos corais crinóides moluscos etc extraem o Ca e carbonato das águas salgadas para formar suas conchas e partes duras de seus corpos resultando na formação de calcita CaCO3 e em menor quantidade aragonita CaCO3 e dolomita MgCaCO32 ORGANISMOS MINERAIS POLIMORFOS CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Elementos Nativos Ouro Au Sulfetos Galena PbS CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Óxidos Hematita Fe2O3 Halóides Fluorita CaF2 CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Nitratos Salitre KNO3 Boratos Bórax Na2B4O5OH48H2O CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Carbonatos Malaquita CuCO3 Sulfatos Barita BaSO4 CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Volframatos e Molibdatos Scheelita CaWO4 Fosfatos Apatita Ca5PO43FOHCl CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA Silicatos Quartzo SiO2 Feldspato MicroclínioKAlSi3O8 IDENTIFICAÇÃO Para a identificação dos minerais através de suas propriedades físicas e morfológicas que são decorrentes de suas composições químicas e de suas estruturas cristalinas utilizamos características como hábito transparência brilho cor traço dureza fratura clivagem densidade relativa geminação e propriedades elétricas e magnéticas IDENTIFICAÇÃO Hábito Forma geométrica externa habitual exibida pelos cristais dos minerais que reflete a sua estrutura cristalina Limonita hábito cúbico Quartzo hábito prismático IDENTIFICAÇÃO Transparência São os minerais que não absorvem ou absorvem pouco a luz Os que absorvem a luz são considerados translúcidos e dificultam que as imagens sejam reconhecidas através deles Diamante transparente IDENTIFICAÇÃO Brilho Tratase da quantidade de luz refletida pela superfície de um mineral Os minerais que refletem mais de 75 da luz exibem brilho metálico Galena com brilho metálico Topázio com brilho vítreo IDENTIFICAÇÃO Cor A cor exibida por um mineral é o resultado da absorção seletiva da luz O fato de o mineral absorver mais um determinado comprimento de onda do que os outros faz com que os comprimentos de onda restantes se componham numa cor diferente da luz branca que chegou ao mineral Os principais fatores que colaboram para a absorção seletiva são a presença de elementos químicos de transição como Fe Cu Ni V e Cr IDENTIFICAÇÃO Vanadinita Pb5VO43Cl Azurita Cu3CO32OH2 Granada Fe3Al2Si3O12 IDENTIFICAÇÃO Traço Tratase da cor do pó do mineral sendo obtida riscando o mineral contra uma placa ou uma fragmento de porcelana de cor branca Hematita Traço vermelho Magnetita Traço amarelo IDENTIFICAÇÃO Dureza É a resistência que o mineral apresenta ao ser riscado Para a classificação utilizase a escala de Mohs que utiliza como parâmetros a dureza de minerais comuns variando de 1 até 10 Madureira et al2000 IDENTIFICAÇÃO Fratura Referese a superfície irregular e curva resultante da quebra do mineral Obviamente é controlada pela estrutura atômica interna do mineral podendo ser irregulares ou conchoidais Quartzo com fratura conchoidal IDENTIFICAÇÃO Clivagem São muito freqüentes tratase de superfícies de quebra que constituem planos de notável regularidade Os tipos mais comuns são Romboédrica Calcita Octaédrica Fluorita Cúbica Galena IDENTIFICAÇÃO IDENTIFICAÇÃO Densidade relativa É o número que indica quantas vezes certo volume de mineral é mais pesado que o mesmo volume de água a 4 ºC Na maioria dos minerais a densidade relativa varia entre 25 e 33 Alguns minerais que contém elementos de alto peso atômico Ba Sn Pb Sr etc apresentam uma densidade superior a 4 Cassiteria SnO2 densidade relativa 68 71 IDENTIFICAÇÃO Geminação É a propriedade de certos cristais de se desenvolverem de maneira regular A geminação pode ser classificada como simples dois cristais intercrescidos ou múltipla polissintética Estaurolita geminação simples em cruz Labradorita geminação polissintética Propriedades elétricas Muitos minerais são bons condutores de eletricidade como é o caso dos elementos nativos Cu Au Ag etc e outros são classificados como semicondutores sulfetos Alguns minerais são classificados como magnéticos como é o caso da magnetita e a pirrotita pois geram um campo magnético em sua volta com intensidade variável IDENTIFICAÇÃO Magnetita Fe3O4 DANA HURLBURT JR CS 1969 Manual de Mineralogia Vol I e II Ao livro Técnico USP Rio de Janeiro Trad Rui Ribeiro Franco ERNST WG 1971 Minerais e Rochas Ed Blucher SA São Paulo FORD WE Danas Textbook of Mineralogy Ed Hohn Willey and Song New York KLOCKMANN F e RANDAKR P 1961 Tratado de Mineralogia Ed Gustavo Gili SA Barcelona LEINZ V e SOUZA CAMPOS JE de 1968 Guia para Determinação de Minerais Companhia Editora Nacional São Paulo MADUREIRA Fº JB ATENCIO D McREATH I Minerais e Rochas Constituintes da Terra sólida In TEIXEIRA W TOLEDO MCM de FAIRCHILD TR TAIOLI F Coordenadores Decifrando a Terra São Paulo Editora Oficina 2000 p 27 37 PHILIPS FC 1978 Introduccion a la Cristalografia Ed Paraninfo SA Madrid REFERÊNCIAS