Minérios Formadores das Rochas: Estruturas e Propriedades

MINERAIS FORMADORES DAS ROCHAS ELAINE MARIA SILVA GUEDES LOBATO Universidade Federal Rural da Amazônia Campus Paragominas Disciplina Gênese e Propriedades do solo MINERAIS Elementos ou compostos químicos com composição definida dentro de certos limites cristalizados segundo uma ordem tridimensional determinada e formada naturalmente através de processos inorgânicos Os minerais representam arranjos de átomos ou íons associados através de diferentes tipos de ligações Minerais Estes arranjos são mais comumente organizados em edifícios geométricos isto é em cristais Possuem composição estrutura e propriedades definidas O comportamento dos elementos químicos que formam os minerais das rochas do solo ou dissolvidos nas águas superficiais dependem de suas estruturas atômicas as quais determinam suas grandes propriedades Espécie Mineral Cristalizado sob Condições geológicas ideais Forma geométrica externa sólido com faces arestas e vertices Organização interna CRISTAL Minerais primários Não sofreram alterações ou pouca após a cristalização do mágma Minerais secundários São resultantes da decomposição dos minerias primários e da preciptação dos produtos dando origem a novos minerais Principais minerais Estruturas dos Silicatos São os minerais mais abundantes na superfície da listosfera A estrutura fundamental dos silicatos consiste em um arranjo de quatro O2 dispostos nos vértices de um tetraedro regular circundando e sendo coordenado por um átomo de Si4 no centro As ligações entre o Si e O são 50 iônica atração pelos íons de cargas opostas e 50 covalente compartilhamento de elétrons Estrutura fundamental dos silicatos Octaedro de Al NesossilicatadosNesoilha Na estrutura dos minerais pertencentes a este grupo os tetraedros ocorrem isolados sem nenhum contato direto com outros As ligações tetraedrotetraedro se fazem através de metais MgFeCaAl Ex Olivinas Sorossilicatos Soro Pares Esse minerais tem as unidades tretraédricas ligadas aos pares por um oxigênio em comum EPÍDOTO Ca5AlFeAl2OSiO4SiO7 OH É encontrado em rochas metamórficas Associase com clorita e hematita Ciclossilicatos ciclos circulos São constituidos de tetraedros SiO44 com dois vértices comuns agrupados em aneis de 3 4 6 tetraedros ou mais ExTurmalina É encontrada em rochas graníticas e em rochas metamórficas Associa se ao quartzo feldspatos micas e apatitas É resistente ao intemperismo encontrandose nas areias Inossilicatos Ino correntes São constituidos de tetraedros SiO44 com dois ou três vértices comuns agrupados em cadeias lineares simples ou duplas Filossilicatos filo lâminas São constituídos de tetraedros SiO44 com três vértices em comum arranjados em camadas bidimensionais Os principais constituintes são as micas coloritas argilominerais talco pirofilita e serpentinas Tectossilicatos São constituidos de tetraedros SiO44 com quatro vértices comuns portanto todos ligados entresi formando um arranjo tridimensional GRUPO DOS FELDSPATOS ORTOCLÁSIO KAISi₃O₈ É um mineral muito comum Ocorre em rochas ígneas ácidas e em rochas sedimentares arenitos Associase ao quartzo e biotita PLAGIOCLÁSIOS CaNaAlSiAlSi₂O₈ São encontrados em rochas ígneas sedimentares e metamórficas Ver o ciclo das rochas Os plagioclásios formam uma série contínua que vai da Albita NaAlSi₃O₈ até a Anortita CaAl₂Si₂O₈ São os minerais mais abundantes entre os feldspatos intemperismo Resistência ao de oxigênio Compartilhamento Tipos de Minerais Silicatados Silicatos Seis Subclasses 1 NESSOSSILICATOS 11 Olivina Mg Fe₂SiO₄ 12 Granada Ca Mg Fe Mn₃ Al Fe Cr₂SiO₄ 2 SOROSSILICATOS 21 Epidoto Ca₅AlFeAl₂O₂SiO₄ 3 CICLOSSILICATOS 31 Turmalina Na₈Fe₃Al₆BO₃₃Si₆O₁₈OH₄ 4 INOSSILICATOS 41 GRUPO DOS ANFIBÓLIOS 411 TremolitaAcinitita Ca₂MgFe₅Si₈O₂OH₂ 412 Horblenda NaCa₂MgFe₄Al₁₈OH₂ 42 GRUPO DOS PIROXÊNIOS 421 Augita CaMg Fe Al Si₂ O₆ 5 FILOSSILICATOS 51 GRUPO DA MICAS 511 Biotita KAlFe₃AlSi₃O₁₀OH₂ 52 GRUPO DOS ARGILOMINERAIS 6 TECTOSSILICATOS 61 GRUPO DOS FELDSPATOS 611 FELDSPATOS POTÁSSICOS OU ALCALINOS 6111 ORTOCLÁSIO KAISi₃O₈ 6112 MICROCLÍNIO KAISi₃O₈ 612 FELDSPATOS CALCOSÓDICOS OU PLAGIOCLÁSIOS CaNaAlSiAlSi₂O₈ 62 GRUPO QUARTZO SILICATOS Existem mais de 2000 espécies minerais na natureza Composição química simples da crosta 8 elem99 em peso um pequeno número de minerais aparecem representados nas rochas que ocorrem na superfície da Terra Minerais formadores de rochas Silicatos Si O 97 da crosta Constituição mineralógica crosta Mineral em volume Feldspatos 58 Piroxênio e Anfibólio 13 Quartzo 11 Micas e Argilominerais 10 Olivinas 3 Epidoto Granada Zeólita 2 Carbonatos Óxidos Sulfetos 3 Outros minerais formadores das rochas 3 dos minerais Óxidos Hidróxidos Carbonatos Sulfetos Sulfatos Haloides Elementos nativos Normalmente aparecem nas rochas em quantidades reduzidas Quando concentrados formam em geral minérios calcário hematita gibbsita calcopirita galena gipso evaporitos Identificação dos minerais Propriedades físicas químicas e morfológicas Identificação Propriedades físicas composição química estrutura cristalina Habito cristalino forma geométrica externa Transparência absorção da luz Brilho quantidade de luz refletida Cor absorção seletiva da luz Traço cor do pó do mineral opacos Dureza resistência ao risco ClivagemFratura forma da superfície quando da quebra Propriedades elétricas e magnéticas condução de eletricidade piezo e piroeletricidade magnetismo livro Identificação TRICLÍNICO Os cristais deste sistema são os que apresentam menor simetria como se vê neste cristal de axinitia em forma de cunha do Brasil Feldspatos são minerais triclínicos CÚBICO A pirita metálica produz cristais em forma de cubo outros minerais cúbicos produzem octaedros e tetraédros A granada é classificada neste sistema cujos cristais são os que apresentam a maior simetria TETRAGONAL Os cristais de iodocrasio verdeescuro como este exemplar siberiano são classificados juntamente com o zircão e a wulfenita no sistema tetragonal ROMBOÉDRICO TRIGONAL Cristais secundários menores formaramse neste cristal de siderita O quartzo o coríndon a turmalina e a calcita também pertencem a este sistema MONOCLÍNICO É o sistema de cristal mais comum e inclui a gipsita com que se faz o gessodeparis a azurita e o ortoclásio HEXAGONAL O berilo incluído a variedade de esmeralda colombiana aqui mostrada pertence ao sistema hexagonal assim como a apatita e o gelo ainda que cada fluxo de neve tenha um formato exclusivo ORTORRÔMBICO Os minerais ortorrômbicos comuns incluem a barita da qual se obtém o bário medicinal a olivina e o topázio Os principais silicatos como espécies minerais encontradas nas rochas são por exemplo Olivina um mineral escuro silicato de Fe e Mg frequente nas rochas ígneas do manto terrestre Piroxênios e anfibólios minerais escuros silicatos de Ca Na Fe Mg encontrados em rochas ígneas do manto e da crosta oceânica Micas biotita de cor escura e muscovita de cor clara silicatos com estrutura cristalina em folhas comuns em rochas ígneas e metamórficas a muscovita é a popular malacxeta utilizada como resistência nos ferros de passar antigos Feldspatos minerais claros os mais abundantes nas rochas da crosta com muito alumínio em sua composição são aluminossilicatos de K e Na os feldspatos alcalinos e de Na e Ca feldspatos calcosódicos ou plagioclasios Quartzo mineral claro o único mineral comum inteiramente composto apenas de silício e oxigênio SiO₂ Granada mineral escuro com estrutura semelhante à da olivina encontrado em rochas metamórficas principalmente Argilominerais não se formam em ambientes ígneos mas são produtos do intemperismo de outros silicatos ou eventualmente de metamorfismo a maioria encontrase nos solos e são comuns em rochas sedimentares sendo a caulinita o argilomineral mais comum Os minerais nãosilicáticos são menos abundantes mas têm grande importância visto que muitos têm valor econômico e estratégico Podemos classificálos em carbonatos formados pelo radical aniônico CO3 2 as espécies mais comuns são a calcita CaCO3 e a dolomita CaMgCO32 principais constituintes de rochas sedimentares como o calcário e o dolomito São muito empregados como corretivo de solo e utilizados na fabricação de cimento por exemplo Têm um papel importante no ciclo do carbono estoquem CO2 e são os principais constituintes das conchas e dos fósseis haletos Cl F Br formam os evaporitos halita NaCl ou sal de cozinha silvita KCl ou são encontrados em filões hidrotérmais fluorita CaF2 utilizada como fundente na indústria óxidos O2 a maioria dessas espécies minerais formadas com os elementos de transição é uma fonte importante de metais como é o caso por exemplo da hematita Fe2O3 da cromita Cr2O3 do rutilo TiO2 A magnetita Fe3O4 o principal mineral que registra o magnetismo terrestre é importante para os estudos de paleomagnetismo das rochas sulfatos SO4 2 são geralmente formados por precipitação química em ambientes oxidantes As espécies mais comuns são a anidrita CaSO4 a barita BaSO4 e a gipsita ou gesso CaSO42H2O utilizada na fabricação de gesso Série de reação de Bowen Sequência de cristalização dos minerais Durante o resfriamento dos magmas silicáticos mais comuns nem todos os minerais se cristalizam na mesma temperatura Alguns minerais começam a se cristalizar enquanto a temperatura do magma ainda está muito quente As séries de reação de Bowen definem a ordem de cristalização dos diferentes minerais em função da temperatura e do teor de sílica SiO2 do magma inicial São duas sequências de cristalização a primeira descrita como descontínua é a dos minerais ferromagnesianosmáficos e a segunda que ocorre em paralelo é a sequência contínua de cristalização do plagioclásio que varia de cálcico a sódico com a diminuição da temperatura Um magma máfico ou seja rico em ferro e magnésio mas pobre em sílica quando resfria cristaliza inicialmente a olivina e o plágioclásio cálcico Na sequência da cristalização dos minerais máficos série descontínua com a diminuição da temperatura cristalizam nesta ordem o piroxênio o anfibólio e a biotita Os últimos minerais a se cristalizarem com o resfriamento do magma são nesta ordem feldspato alcalino muscovita e quartzo A série de reações de Bowen embora muito genérica permite prever em uma primeira aproximação a temperatura na qual diferentes minerais começarão a cristalizar Os minerais a serem cristalizados dependem da composição do original desse magma No processo de fusão parcial de uma rocha a sequência é praticamente inversa a da Série de Bowen em resumo os minerais que se fundem primeiro são os que apresentam menor temperatura de cristalização Por exemplo o quartzo feldspato alcalino muscovita e plagioclásio sódico serão os primeiros minerais a sofrerem fusão E isso resulta em que o primeiro fundido gerado seja mais rico em sílica do que a rocha original e conforme a fusão continua o magma vai se tornando mais máfico a depender dos minerais presentes na rocha original PRECIPITAÇÃO Sais clássicos NaCl KCl RESFRIAMENTO Processo de formação da rocha Minerais formadores das rochas resfriamento do magma Olivina Piroxênios Anfibólios Biotita mica preta Feldspato potássico Muscovita mica branca Quartzo Cristalização de alta To 1000oC Cristalização de baixa To 1000oC Lei de Bowen Minerais formadores da Rochas