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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
Campus Cuiabá - Departamento de Geologia
Engenharia Sanitária e Ambiental - 2º semestre
Aniely Rodrigues Costa
Danielle Karine A. Mattozo
Dempsey Thrweyce A. da Silva
Thainá Da Silva Guia
MINERALOGIA
CLASSES E SUBCLASSES DOS MINERAIS
Trabalho que abrange as classes e subclasses
mineralógicas. Elaborado para o curso de Engenharia
Sanitária e Ambiental 2012/2, da disciplina de Geologia
Aplicada, ministrada pela Prof.ª Fernanda Rodrigues.
Cuiabá
Março – 2013
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SUMÁRIO
1. SILICATOS...............................................................................................03
1.1. Tabela 1........................................................................................03
2. CARBONATOS........................................................................................05
2.1. Aragonita......................................................................................06
2.2. Azurita...........................................................................................06
2.3. Calcita...........................................................................................07
2.4. Dolomita........................................................................................07
2.5. Siderita..........................................................................................08
3. ÓXIDOS...................................................................................................08
3.1. Cromita.........................................................................................09
3.2. Espinélio.......................................................................................10
3.3. Magnetita......................................................................................10
4. SULFETOS..............................................................................................11
4.1. Antimonetos (Stephanita).............................................................12
4.2. Arsianetos (Arsenopirita)..............................................................12
4.3. Teluretos (Silvanita)......................................................................13
5. SULFATOS..............................................................................................13
5.1. Sulfatos Anidros (Barita)...............................................................14
5.2. Sulfatos Hidratados (Gipsita)........................................................15
6. HALETOS.................................................................................................15
6.1. Cloretos (Halita)............................................................................16
6.2. Fluoretos (Florita).........................................................................17
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.........................................................18
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1. SILICATOS
Os silicatos constituem a classe de maior importância, representando
cerca de 25% dos minerais conhecidos e quase 40% dos minerais comuns. Os
silicatos constituem cerca de 95% do volume da crosta terrestre, dos quais
cerca de 59,5% são representados por feldspatos, 16,8% por anfibólios e
piroxênios, 12% por quartzo e 3,8% pelas micas, os outros minerais (silicatos e
não silicatos) perfazendo o volume de aproximadamente 7,9%. Dessa maneira,
a grande maioria das rochas é formada por silicatos, sendo raras as rochas
magmáticas, metamórficas e sedimentares que não possuem como minerais
essenciais silicatos.
A unidade química básica dos silicatos, sobre a qual se baseia toda a
sua estrutura, é a molécula SiO4, em que cada ião Si4+ se liga a quatro
oxigénios (O2-), situados no vértice de um tetraedro. Os tetraedros de SiO4
podem existir como unidades independentes, dentro da estrutura dos minerais
silicatados, ou podem ligar-se.
A associação de tetraedros resulta do fato de cada oxigênio (situado nos
vértices do tetraedro), ter a potencialidade de se ligar ao silício de outro
tetraedro. Nos silicatos os tetraedros unem-se pelos vértices. À capacidade que
os tetraedros têm de se ligar entre si, por compartilha de átomos de oxigênio,
dá-se o nome de polimerização. A capacidade de polimerização dos silicatos é
a origem da sua variedade.
Os silicatos classificam-se em (Tabela 1):
Tabela 1
SILICATOS
ORGANIZAÇÃO DOS
TETRAEDROS DE SiO4
EXEMPLOS
NESOSSILICATOS
(TETRAEDROS ISOLADOS)
Olivina
4
SOROSSILICATOS
(TETRAEDROS AOS PARES)
Epídoto
CICLOSSILICATOS
(TETRAEDROS EM ANÉIS )
Berilo
INOSSILICATOS
(TETRAEDROS EM CADEIA
SIMPLES)
Piroxenas
INOSSILICATOS
(TETRAEDROS EM CADEIA DUPLA)
Anfíbolas
FILOSSILICATOS
(TETRAEDROS EM FOLHA)
Biotite
Moscovite
TECTOSSILICATOS
(TETRAEDROS ASSOCIADOS
EM ARMAÇÃO)
Feldspato
Quartzo
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2. CARBONATOS
Os carbonatos resultam da combinação do CO3
= com metais e
metalóides, ou da reação do ácido carbônico com esses elementos. Na
natureza o carbono ocorre no estado nativo (grafite, diamante, carvão etc.),
formando estruturas orgânicas e constituindo o gás carbônico e o radical
carbonato. Quando o C se une com o O, apresenta forte tendência a ligar-se a
dois átomos de O, compartilhando dois de seus quatro elétrons de valência
com cada um para formar uma unidade química estável (CO2). Outra maneira
do C combinar-se com o O resulta no radical CO3
=, uma vez que o relação dos
raios iônicos conduz à coordenação 3, gerando uma estrutura triangular onde
três O envolvem o C coordenador central. Como o O é bivalente e o C
tetravalente, a ligação C-O tem força igual a 1+1/3 unidade de carga, portanto
maior que a metade da carga do íon O e, nestas condições, cada oxigênio está
ligado ao carbono coordenador mais fortemente do que a qualquer outro íon da
estrutura. Essa diferença na intensidade de ligação resulta na impossibilidade
do compartilhamento dos grupos carbônicos; desta forma, os triângulos C-O
constituem-se em unidades separadas com formas achatadas (Figura 1), e
configurados em trevo, que são as unidades de estruturação básicas dos
carbonatos, sendo responsáveis pelas propriedades características desse
minerais.
O radical carbonato em presença do íon H+ torna-se instável e
decompõe-se, gerando o CO2, uma vez que esta estrutura é mais estável,
produzindo a reação de efervescência quando os carbonatos são atacados por
ácidos.
São compostos de minerais contendo o ânion (CO3)2 e inclui a calcita e a
aragonita (carbonatos de cálcio), a dolomita (carbonato de magnésio e cálcio),
a siderita (carbonato de ferro) e a azurita (carbonato de cobre).
Fotos dos minerais e desenhos das estruturas:
6
2.1. Aragonita
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais prismáticos de aragonita Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - CaCO3
Composição - Carbonato de cálcio, polimorfo da calcita. 56% CaO , 43%
CO2
Cristalografia – Ortorrômbico
Classe - Bipiramidal rômbica
1. 2.2. Azurita
2.
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Azurita, em azul, associado a
malaquita (verde)
Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - Cu3(CO3)2(OH)2
7
Composição - Carbonato básico de cobre 69,2% CuO , 25,6% CO2 , 5,2%
H2O
Cristalografia – Monoclínico
Classe – Prismática
3.
2.3. Calcita
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais roboédricos de calcita
Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - CaCO3
Composição - Carbonato de Cálcio. 53,0% CaO , 44,0% CO2
Cristalografia – Trigonal
Classe - Hexagonal escalenoédrica
Propriedades Ópticas - Uniaxial negativo
2.4. Dolomita
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristal de dolomita (centro), envolto
por quartzo
Direções ópticas e cristalográficas
8
Fórmula Química - CaMg (CO3)2
Composição - Carbonato de cálcio e magnésio. 30,4% CaO , 21,7%
MgO , 47,7% CO2
Cristalografia – Trigonal
Classe – Romboédrica
2.5. Siderita
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais transparentes de siderita Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - FeCO3
Composição - Carbonato de ferro. 62,1% FeO , 37,9% CO2
Cristalografia – Trigonal
Classe - Hexagonal escalenoédrica
3. ÓXIDOS
Os óxidos constituem um dos grupos mais importantes de minerais por
formarem minérios dos quais podem ser extraídos metais. Ocorrem geralmente
como precipitados em depósitos sitos próximo da superfície, como produtos de
oxidação de outros minerais situados na zona de alteração cerca da superfície
ou ainda como minerais acessórios das rochas ígneas da crosta e do manto.
Os óxidos resultam da combinação do oxigênio com metais e
metalóides, já os hidróxidos são definidos pela presença da hidroxila como
elemento essencial e podem ser subdivididos de acordo com a relação do
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oxigênio com os cátions. Dessa forma podem ser classificados em óxidos
simples, óxidos múltiplos, óxidos contendo hidroxila e hidróxidos, etc. Esta
classe de minerais que corresponde a quase 4% do volume da crosta terrestre,
constitui as principais jazidas de minério de ferro (hematita, magnetita e
goethita) de cromo (cromita); manganês (pirolusita, manganita, criptomelana e
psilomelana), de estanho (cassiterita), de alumínio (bauxita) e de titânio
(anatásio, ilmenita e rutilo).
Este grupo pode ser subdividido em três séries, de acordo com os ions
trivalentes Al, Fe e Cr, gerando as séries do: espinélio (espinélio, hercinita,
gahnita e galaxita); magnetita (magnetita, magnesioferrita, franklinita, jacobsita
trevorita) e; cromita (cromita, magnesiocromita).
Fotos dos minerais e desenhos das estruturas:
3.1. Cromita
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristal de cromita Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - FeCr2O4
Composição - Óxido de cromo e ferro. 67,9% de Cr2O3, 32,1% de FeO
Cristalografia – Isométrico
Classe – Hexaoctaédrica
10
3.2. Espinélio
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristal de Espinélio Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - MgAl2O4
Composição - Óxido de alumínio e magnésio. 21,3 % de MgO, 78,7% de
Al2O3
Cristalografia – Isométrico
Classe – Hexaoctaédrica
3.3. Magnetita
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais de magnetita Forma cristalográfica
Fórmula Química - Fe3O4
Composição - Óxido de Ferro. 31,0% de FeO, 69,0% de Fe2O3
11
Cristalografia – Isométrico
Classe – Hexaoctaédrica
4. SULFETOS
Os minerais desse grupo originam-se pela combinação do S, As, Se e
Te, com metais e metalóides. Além dos sulfetos estão incluídos nesta
subdivisão os selenetos, teluretos, arsenietos, antimonetos, sulfossais e
oxi-sulfetos. Dessa forma os minerais desse grupo originam-se pela
combinação do S, As, Se e Te, com metais e metalóides. Quando o As, Se ou
Te ocupa o lugar do S, gerando um sal duplo, a exemplo da enargita
(Cu3AsS4), que pode ser grafada como (Cu2S)3.As2S5, são denominados de
sulfossais. O enxofre pode ser S2- ou S6+, no primeiro caso originando os
sulfetos e no segundo, os sulfatos (SO4)
2-.
Qualquer sulfeto pode ser utilizado para a obtenção do enxofre
elementar e o SO2 das ustulações podem ser usados para a obtenção do ácido
sulfúrico ou sulfídrico. Os sulfetos originam-se através de cristalização dos
magmas com H2S na fase fluida, quanto maior a pressão de H2S, maior a
quantidade de sulfeto, podendo o S ser a base de um magma sulfetado, que é
insolúvel, não se mistura com o magma silicático, e por ter densidade maior
concentra-se nas porções inferiores dos derrames ou das intrusões. Também
originam-se pela desgaseificação dos magmas em profundidades e no fundo
oceânico, dificilmente formando-se na superfície nos tempos atuais devido à
atmosfera oxidante, gerando nesse caso normalmente enxofre metálico ou
sulfatos. Na superfície terrestre, durante a formação das rochas sedimentares
(sedimentação ou diagênese), o sulfeto pode formar-se desde que o ambiente
seja redutor (anóxido), podendo mesmo formar-se devido a putrefação da
matéria orgânica.
Fotos dos minerais e desenhos das estruturas:
12
4.1. Antimonetos (Stephanita)
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais de stephanita Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - Ag5SbS4
Composição - Sulfoantimoneto de prata. 16,3% S, 15,4% Sb, 68,3% Ag
Cristalografia - Ortorrômbico
Classe - Piramidal rômbica
4.2. Arsianetos (Arsenopirita)
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristal de Arsenopirita Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química – FeAsS
Composição - Sulfoarsenieto de ferro. 46% As, 19,7% S, 34,3% Fe
Cristalografia – Monoclínicol
Classe – Prismática
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4.3. Teluretos (Silvanita)
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais de silvanita (brilhantes) em
rocha
Direções ópticas cristalográficas
Fórmula Química - (Au,Ag)Te2
Composição - Telurato de ouro e prata. 25 a 27% Au, 11 a 13% Ag, 56
a 61% Te.
Cristalografia – Monoclínico
Classe – Prismática
Propriedades Ópticas - Anosotropia forte, branco a creme
Hábito – Variável
5. SULFATOS
O enxofre ocorre no estado nativo, como constituinte dos tecidos
orgânicos e formando os sulfetos ou os sulfatos, uma vez que o S pode
receber dois elétrons para preencher as duas vacâncias situadas na camada
eletrônica exterior ( S= sulfetos) com raio iônico de 1,84 Å, ou perder os 6
elétrons, originando íons pequeno, muito carregado, altamente polarizante,
positivo (S6+, raio iônico 30 Å). A relação do raio iônico do S6+ com o O (0,226)
mostra que a coordenação estável e 4, ou tetraédrica. A ligação S-O desse
grupo é bastante forte (1½ de unidade de carga), e covalente em suas
propriedades, produzindo grupos ligados apertadamente que não são capazes
de compartilhar os oxigênios gerando unidade SO4=, que se faz na unidade
fundamental dos sulfatos. São subdivididos em sulfatos anidros e hidratados.
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Os sulfatos anidros mais importantes e mais comuns são os membros
do grupo da barita, com grandes cátions bivalentes coordenados com o íons
sulfato. A estrutura relativamente simples conduz à simetria ortorrômbica, com
clivagem perfeita {001} e {110}. O sulfato de cálcio (anidrita), por causa do
tamanho menor do íon Ca, tem estrutura ligeiramente diferente, possuindo três
clivagens pinacoidais. As propriedades físicas são em geral conferidas pelo
cátion dominante, sendo a densidade diretamente proporcional ao peso
atômico do cátion.
Entre os sulfatos hidratados, o gipso é o mais importante e abundante e
a sua estrutura, como sugerido pela sua clivagem perfeita {010}, é em folhas,
consistindo em camadas de íons Ca e sulfato, separadas por moléculas de
água. A perda destas moléculas de água faz com que a estrutura entre em
colapso, tomando
a configuração da anidrita, com grande diminuição de
volume e perda da perfeição da clivagem.
A maioria dos minerais deste subgrupo são ortorrômbicos, tem estrutura
em tetraedros e a maior parte é de resíduos de evaporação de águas
carregadas de substâncias químicas dissolvidas, formando os evaporitos e
produtos de eflorescência.
Fotos dos minerais e desenhos das estruturas:
5.1. Sulfatos Anidros (Barita)
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristal de barita Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - BaSO4
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Composição - Sulfato de bário. 34,4% SO3, 65,7% PbO
Cristalografia – Ortorrômbico
Classe - Bipiramidal rômbica
5.2. Sulfatos hidratados (Gipsita)
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais de gipsita Direções ópticas e cristalográficas
Fórmula Química - CaSO4.2H2O
Composição - Sulfato de cálcio hidratado. 46,6% SO3, 32,5% CaO,
20,9% H2O. As principais variedades são espato acetinado, fibroso com
brilho sedosos; alabastro variedade maciça e transparente, usada em
esculturas, e selenita, cristais com clivagens largas, incolores e
transparentes.
Cristalografia - Onoclínico
Classe – Prismática
Propriedades Ópticas - Biaxial positivo
6. HALETOS
Os Halóides caracterizam-se pela combinação dos íons halogênicos
eletronegativos Cl-, Br-, F- e I- com metais e metalóides. Esses íons são
grandes, fracamente carregados e de fácil polarização e quando se combinam
com cátions de baixa valência, relativamente grandes e fracamente
polarizados, comportam-se como se fossem esféricos, gerando
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empacotamento de alta simetria, aspecto este exemplificado pela halita, silvita
e fluorita, que são isométricos e hexaoctaédricos. Por outro lado, as cargas
eletrostáticas fracas, aliadas a íons grandes, fazem com que as cargas sejam
distribuídas sobre toda a superfície dos íons quase esféricos e, em
consequência disto, os halóides constituem-se nos exemplos mais perfeitos de
ligação iônica pura. Disto resulta dureza baixa, pontos de fusão moderado a
altos, solubilidade fácil e má condutibilidade térmica e elétrica no estado
cristalino. Já em solução a condução da eletricidade dá-se pelos íons e não
pelos elétrons (processo eletrolítico).
A ligação iônica confere aos halogenetos a propriedade de serem
excelentes condutores de eletricidade no estado de fusão, possibilitando a
utilização comercial para a preparação do cloro e do sódio por eletrólise do
cloreto em fusão nas celas Downs, e no processo Hall para a preparação
eletrolítica do alumínio usando a criolita em estado de fusão.
Quando os íons halogênicos se combinam com cátions menores e mais
fortemente polarizados do que os dos metais alcalinos, resultam estruturas de
menor simetria e a ligação passa a ser de transição para covalente. Em tais
estruturas, a água e a hidroxila entram comumente como constituintes
essenciais, como na atacamita e na carnallita. Esta classe inclui os cloretos,
fluoretos, brometos e iodetos naturais.
Fotos dos minerais e desenhos das estruturas:
6.1. Cloretos (Halita)
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais de halita Modelo cristalográfico
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Fórmula Química - NaCl
Composição - 39,34% Na, 60,66% Cl
Cristalografia - Isométrico
Classe - Hexoctahedral
Propriedades Ópticas - Isotrópico
6.2. Fluoretos (Florita)
Foto do Mineral Forma Cristalográfica
Cristais de florita Modelo cristalográfico
Fórmula Química - CaF2
Composição - 51,33 % Ca ; 48,67 % F
Cristalografia – Isométrica
Classe – Hexoctahedral
Propriedades Ópticas – Isotrópico
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. BRAZ MACHADO, FÁBIO. Museu de Minerais e Rochas “Heinz Ebert”.
Disponível em; http://www.rc.unesp.br/museudpm/banco/grm.html.
Acesso em: 10 de março de 2013.
2. BARBOSA, FLÁVIO. Mineralogia Sistemática. Disponível em:
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAV_oAA/mineralogia-sistemat
ica. Acesso em: 10 de março de 2013.
3. FONSECA, ANTÔNIO. Organização Sistemática dos Minerais. Disponível
em: http://www.antonio-fonseca.com/Unidades%20Curriculares/1-
Ano/Geologia%20Geral%20I/1%20Licoes/Organizacao_Sistematica_do
s_Minerais.pdf. Acesso em: 10 de março de 2013.
4. OOCITIES. Classificação dos Minerais. Disponível em:
http://www.oocities.org/fundamentos_geologia/classifmin.html.
Acesso em: 11 de março de 2013.