Constituintes da Terra sólida
MINEIRAIS E ROCHAS
MINERAIS : ROCHAS

Para podermos estudar o planeta terra é necessário
conhecer as características dos materiais que o
constituem.
◦ Materiais inconsolidados
 Terra de jardim e areia dos rios e da praia
◦ Rochas consolidados

Ambos são constituídos por associações de minerais
Minerais
Unidades Constituintes das Rochas
Rochas
Unidades formadoras da crosta
Conceito

Mineral é qualquer substância inorgânica de ocorrência
natural com estrutura cristalina e composição química
definidas.
Mineral
Diamante
Grafita
Estrutura cristalina
Cúbica compacta
Hexagonal
Composição química
Carbono
Carbono
Classificação da matéria

Matéria cristalina: é todo material existente na natureza cujas
partículas (ou elementos) constituintes acham-se distribuídos
segundo uma ordem pré-estabelecida, de tal forma que a posição
de uma partícula ou elemento pode ser determinada com base na
posição de outra partícula ou elemento.
◦ Exemplo:Todos os minerais (grafita, diamante, quartzo, etc.)

Matéria amorfa é todo material existente na natureza cujas
partículas ou elementos constituintes distribuem-se caoticamente,
sem uma ordem pré-estabelecida, sem arranjo ou estrutura
cristalina.
◦ Exemplo: Matéria orgânica e vidro.
Experiência
Matéria amorfa

Isotropia
Vidro (SiO2)n
Matéria cristalina

Anisotropia
Quartzo (SiO2)n
Minerais

Minerais: são elementos ou compostos químicos com
composição definida dentro de certos limites,
cristalizados e formados naturalmente por meio
de processos geológicos inorgânicos, na Terra ou
em corpos extraterrestres.

A composição química e as propriedades cristalográficas
bem definidas do mineral fazem com que ele seja único
dentro do reino mineral e, assim, receba um nome
característico.
Quanto à definição
“... Composição química definida ... ”


Poucos minerais tem composição química muito
simples, dada por átomos de um mesmo elemento
químico :
◦ Diamante (C)
◦ Enxofre ( S )
◦ Ouro ( Au )
A grande maioria dos minerais é formado por
compostos químicos que resultam da combinação de
diferentes elementos químicos.
◦ Quartzo ( SiO2 )
◦ Olivinas ( Mg, Fe)2 SiO4
Quanto à definição
“... Cristalizado ... ”



O fato de a definição de mineral destacar o termo
cristalizado, significa que eles tem um arranjo atômico
interno tridimensional.
Os átomos encontram-se distribuídos ordenadamente,
formando uma rede tridimensional (retículo cristalino)
gerada pela repetição de uma unidade atômica.
A unidade servirá de base para a construção do retículo
cristalino
Arranjo espacial dos íons de Na+ e Cl- no composto NaCl (halita).
A cela unitária resulta no hábito cristalino em cubo.
Quanto à definição
“... formado naturalmente ... ”

Quer se dizer que as substâncias devam
ocorrer naturalmente.
◦ Rubi natural é mineral
◦ Rubi sintético não é mineral
Quanto à definição
“... Processos inorgânicos ... ”

O uso do termo inorgânico impede que
as substâncias puramente biogênicas
sejam minerais.
◦
◦
◦
◦
Pérola
Âmbar
Recifes de corais
Carvão
Origem dos minerais

A origem de um mineral está condicionada aos
ingredientes químicos e às condições físicas
(Temperatura e Pressão) no momento da formação.
Tipos de ligações químicas
Ligações iônicas : NaCl  Na+ + Cl Ligações Covalentes : compartilhamento de elétrons
(diamante)
 Ligações Metálicas : nuvens de elétrons (ouro, prata,
cobre, etc...)
 Força de Van der Waals : grafita (mais fracas)
◦ A força de ligação influencia as propriedades dos
minerais.
 Mais compactados
 Menos compactados

Estrutura cristalina

POLIMORFOS : estrutura cristalina diferentes e mesma
composição química
◦ Diamente e Grafita são polimorfos de C.
◦ Calcita e Aragonita são polimorfos de CaCO3

ISOMORFOS : estrutura cristalina semelhante e
composição química diferente
◦ Calcita (CaCO3), Magnesita (MgCO3) Siderita
(FeCO3)
Arranjo espacial dos íons de Na+ e Cl- no composto NaCl (halita).
A cela unitária resulta no hábito cristalino em cubo.
Propriedades físicas relacionadas à
organização interna dos minerais


Hábito cristalino : forma geométrica externa natural do
mineral, desenvolvida sempre que a cristalização se der
em condições calmas e ideais
Clivagem : quebra sistemática da massa mineral em
planos preestabelecidos que reúne as ligações químicas
mais fracas oferecidas pela estrutura do mineral.
◦ O mercúrio, é o único líquido considerado mineral.
◦ Substâncias amorfas tais como, géis, vidros e carvão
natural, não são cristalinas, não são considerados
minerais e sim mineralóides.
Simetria cristalográfica


O estudo da simetria externa dos minerais é feito com
o auxílio dos elementos abstratos.
◦ Plano
◦ Eixo
◦ Centro
e suas respectivas orientações
◦ Reflexão
◦ Rotação
◦ Inversão
Classes de simetria







Cúbico
Tetragonal
Trigonal
Hexagonal
Ortorrômbico
Monoclínico
Triclínico

Mais simétrico

Menos simétrico
Classes de simetria
Sistemas cristalinos, constantes cristalográficas e simetria principal de
alguns minerais.
Classificação dos minerais

Critério químico : radical aniônico
◦ Minerais com mesmo radical aniônico possuem
propriedades físicas e morfológicas muito
semelhantes entre si que minerais com mesmo
cátion.
 Exemplo: siderita (FeCO3), tem mais afinidade com
calcita (CaCO3) e magnesita (MgCO3) do que com
Pirita (FeS2) ou com hematita (Fe2O3)
◦ Minerais aniônicos tendem a se formar por processos
físicos químicos semelhantes e a ocorrer associados
uns aos outros na natureza.
Sistemática dos minerais










Elementos nativos: ouro (Au), enxofre (S)
Sulfetos: galena (PbS), esfalerita (ZnS), Pirita (FeS2).
Sulfossais: tetraedrita (Cu12Sb4S3), enargita ((Cu3AsS4)
Óxidos : gelo (H2O), hematita (Fe2O3), cassiterita (SnO3)
Nitratos: salitre (KNO3), salitre do Chile (NaNO3)
Boratos: Bórax (Na2B4O7.10H2O)
Sulfatos e cromatos: barita (BaSO4), gipsita (CaSO4.2H2O)
Fosfatos, arseniatos e vanadatos: apatita [(Ca3(Fe,Cl,OH)(PO4)3]
Tungstatos e molibidatos: scheelita (CaWO4)
Silicatos (SiO44-) *
4-
Silicatos (SiO4 ) - subclasses

Silicatos constituem cerca de 97% do volume da crosta terrestre.
Classe mineral
Espécie ou grupo
Silicatos
Feldspatos
Piroxênios e anfibólitos
Quartzo
Micas, clorita, argilominerais
Olivina
Epídoto, cionita, andaluzita,
silimonita,granadas, zeólitos, etc
Carbonatos, óxidos,
sulfetos, halóides,
etc...
% em
volume
58
13
11
10
3
2
3


Silicatos
4(SiO4 )
*





Tetraedros isolados: (neossilicatos)
◦ Si:O = 1:4 (olivina, granada, zircão, topázio)
Duplas de tetraedros (sorossilicatos)
◦ Si:O = 2:7 (hemimorfita, epídoto)
Anéis de tetraedros (ciclossilicatos)
◦ Si:O = 1:3 (berilo, turmalina)
Cadeias de tetraedros (inossilicatos)
◦ Simples Si:O = 1:3 (piroxênios - estatita)
◦ Duplas Si:O = 4:11 (anfibólitos – tremolina)
Folhas de tetraedros (filossilictos)
◦ Si:O = 2:5. argilominerais (caolinita, montmorilonita), micas
(muscovita, biotita)
Estruturas tridimensionais (tectossilicatos)
◦ Si:O = 1:2. quartzo
Feldspatos
◦ Potássicos: microclínio (KAlSi3O8), ortoclásio (KAlSi3O8)
◦ Plagioclásios: albita (NaAlSi3O8) anortita (CaAl2Si2O8)
Nomenclatura dos minerais
Minerais (ita)
 Rochas (ito)

◦ Minerais antigos e com nomes consagrados
podem não seguir essa regra
Recomendações para criação de nomes
◦ Indicação do localização geográfica
◦ Propriedades físicas
◦ Presença de elementos químicos
◦ Homenagem a pessoas
Identificação dos minerais


Os minerais mais comuns podem ser identificados através das suas
propriedades físicas e morfológicas, que são decorrentes de sua
composição química e de suas estruturas cristalinas.
Propriedades
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
◦
Hábito cristalino
Transparência
Brilho
Cor
Traço
Dureza,
Fratura
Clivagem
Densidade relativa
Germinação
Propriedades elétricas e magnéticas
Hábito cristalino

É a forma geométrica externa, que reflete sua estrutura
cristalina.
◦ Laminar
Cubo de Pirita (FeS2)
◦ Prismático
◦ Fibroso
◦ Acicular
◦ Tabular
◦ Equidimensional
Fibras de gipisita
(CaSO4.2H2O)
Transparência



Os minerais que não absorvem
ou absorvem pouca luz são
chamados transparentes.
Os minerais que absorvem luz
consideravelmente e que
impedem que imagens sejam
reconhecidas através deles são
chamados translúcidos
Os minerais nativos metálicos,
óxidos e sulfetos que
absorvem totalmente a luz,
independentemente da
espessura são chados opacos.
Quartzo transparente
Quartzo translúcido,
Brilho
É a quantidade de luz refletida
 Os minerais com mais de 75% de luz refletida exibem
brilho metálico, é o caso da maioria dos minerais
opacos.
 Quanto não atingem essa reflexão tem brilho não
metálico: vítreo, gorduroso, sedoso.

não metálico
bauxita (oxi-hidróxido de Al)]
Metálico
[galena (PbS)].
Cor


Os principais fatores que colaboram para a absorção
seletiva de luz são a presença de elementos químicos
(Fe, Cu, Ni, Cr,V, etc...)
◦ Idiocromáticos : enxofre amarelo
◦ Alocromáticos : cores variadas (quartzo)
“ Não é uma propriedade confiável”
Traço
É a cor do pó mineral.
 É obtida riscando o mineral
contra uma placa de porcelana
(branca).
 Usada para minerais opacos ou
ferrosos que apresentam traços
coloridos (vermelho, marrom,
amarelo)

Hematita (Fe2O3 ),
Brilho metálico
Cor cinza escura e
Traço vermelho
Dureza

Resistência que o mineral apresenta ao
ser riscado
Escala de Mohs e padrões secundários.
Fratura


É a superfície irregular e curva resultante da quebra de
um mineral.
É controlada pela estrutura atômica interna do mineral
Clivagem

Superfícies de quebra com grande regularidade.
◦ Perfeita ou imperfeita
Fratura e clivagem:
a) fratura conchoidal do quartzo;
b) três clivagens perfeitas, de brilhante a bastante
escuro; cristal de calcita (CaCO3),
Densidade relativa



É o número de vezes que um mineral é mais pesado
que o mesmo volume de água a 4ºC.
A densidade relativa dos minerais varia de 2,5 a 3,3.
Alguns minerais tem elementos de alto peso atômico
(dr>4,0)
Germinação
(a) Geminado simples em cruz da estaurolita;
(b) Geminação polissintética na labradorita, da família silicática
dos plagioclásios
Propriedades elétricas e magnéticas




Muitos minerais são maus condutores de eletricidade.
◦ Excesão: metais - Au, Cu, Ag,
Piezoeletricidade : propriedade que alguns minerais tem
de transformar pressão em carga elétrica.
◦ Exemplo: quartzo na indústrica eletroeletrônica
Piroeletricidade: eletricidade originada pelo aumento
do calor.
◦ Turmalinas: confecção de piromêtros para medir
temperaturas em altos fornos.
Magnetita (Fe3O4) e Pirrotita (Fe(1-x)S) são os únicos
minerais atraídos por imãs
AMFIBÓLIO
CALCITA
DOLOMITA
DIAMANTE
FELDSPATO
GIPSITA
GRANADA
GRAFITA
PIRITA
HALITA
HEMATITA
MICA
CAULINITA
OLIVINA
QUARTZO
Rochas:
unidades formadoras da crosta

Produtos consolidados, resultantes da associação
natural de minerais que, por diferentes motivos
geológicos, acabam ficando intimamente unidos.

Embora coesa e normalmente dura a rocha não é
homogênea.

Ela não tem continuidade física de um mineral e,
portanto, pode ser subdividida em todos os seus
minerais constituintes
◦ Minério: terminologia para representar o mineral ou a rocha de
importância econômica.
Classificação da rochas

Dureza: dependendo do processo de formação, a força
de ligação dos grãos constituintes varia, resultando em
rochas duras ou brandas

Aspecto geral externo: estrutura
◦ Maciço
◦ Com cavidade
◦ Orientado ou não

Textura: revelada por observações detalhadas do
tamanho, forma e relacionamento entre os cristais ou
grãos constituintes
Minerais constituintes




Essenciais: estão sempre presentes e são os mais
abundantes numa determinada rocha
Acessórios: podem ou não estar presentes sem
modificar a classificação da rocha.
Monominerálicas: quando os minerais agregados
pertencem a mesma espécie mineralógica.
Pluriminerálicas: quando forem de espécies minerais
diferentes
Classificação genética das rochas
Modo de formação na natureza
 Ígneas ou magmáticas
 Metamórficas
◦ As rochas ígneas e metamórficas correspondem cerca de 95%
do volume da litosfera mas ocupam somente 25% de sua
superfície.

Sedimentares
◦ As sedimentares correspondem a apenas 5% do volume mas
cobrem 75% da superfície.
Rochas ígneas ou magmáticas:

Resultam do resfriamento do magma.
◦ Ígnea intrusiva (plutônica)
 Resfriamento lento dando tempo para que os
minerais em formação cresçam o suficiente para
serem vistos facilmente (granulação = centímetros)
 Claras, ricas em Si e Al
 Granito (feldspatos, quartzo)
 Gabro: composição equivalente ao basalto
◦ Ígnea extrusiva (vulcânica)
 Resfriamento rápido, textura de granulação fina.
 Escuras, ricas em Mg e Fe
 Basalto : piroxênios e plagioclásio cálcico
Rochas Sedimentares
Formada a partir da compactação e/ou cimentação de
fragmentos produzidos pela ação dos agentes de
intemperismo e pedogênese sobre a rocha préexistente (ignea, metamórfica ou mesmo sedimentar).
 Os sedimentos são depositados em camadas.
 Litificação ou diagênese: processo que une as partículas
(compactação e cimentação) a baixa pressão e
temperatura (250º.C) .

Rochas Metamórficas

Resultam da rocha pré-existente (protólito – no estado
sólido) submetida a um aumento da pressão e da
temperatura sem que o ponto de fusão (<700ºC) dos
seus minerais seja atingido.
ROCHAS ÍGNEAS
Rochas Ígneas ou magmáticas

São as rochas cuja formação se deu a altas temperatura,
a partir da matéria mineral fundida em grandes
profundidades, e que as vezes extravasa através dos
vulcões.
◦ Magma : material fundido (700 a 1200 ºC)no interior do planeta.


O magma pode deslocar-se no interior da crosta, em
regiões de menor pressão.
A medida que o magma se desloca para regiões mais
frias, perde calor e se consolida, cristalizando os
minerais que formarão as rochas ígneas.


Nas fundições o minério é submetido a temperaturas
da ordem 1000 ºC até que todo o material líquido se
funde, quando ocorre a separação entre um líquido
metálico e um outro, de composição silicatica.
Importância das rochas ígneas
◦ Ferramentas (pedra lascada e polida)
◦ Construções e outros fins (moinhos)
◦ Minério (ouro, prata, cobre, diamante)
Seção esquemática da crosta / manto (astenosfera / litosfera), indicando
a localização dos sítios formadores de magmas no modelo de placas
tectônicas.
Exemplos de composição média de rochas ígneas consolidadas a partir de
magmas graníticos, andesíticos e basálticos (valores em % em peso).
As relações entre Índice de cor, teor de sílica, composição mineralógica e
ambiente de cristalização para as rochas ígneas mais comuns (excluindo as
alcalinas).
Classificação das rochas em relação à cor



Leucocráticas: Rochas claras ricas em quartzo,
feldspatos e muscovita.
Mesocrática: Rocha de cor intermediária entre clara e
escura com 30 a 60% de minerais claros.
Melanocráticas: Rochas escuras, ricas em biotita,
hematita, anfibólios, piroxênios, olivinas, augita,
magnetita, etc. Minerais escuros.
Classificação em relação à acidez

A acidez de uma rocha está relacionada aos teores de
SiO2 na forma de quartzo ou fazendo parte dos
silicatos.
◦ Rochas ácidas: Teores de SiO2 > 65%
◦ Rochas neutras: Teores de SiO2 de 52 a 65%
◦ Rochas básicas: Teores de SiO2 < 52% (ausência de
quartzo)
Classificação das rochas em relação
à textura



Textura Vítrea: Esse tipo ocorre quando o
resfriamento do magma é rápido e não há tempo para
cristalização dos minerais.
Textura Porfirítica: Ocorre quando o resfriamento
do magma é mais lento. Cristais bem formados nadam
em uma massa vítrea.
Textura Afanítica: Esse tipo ocorre quando não é
possível distinguir os minerais devido ao baixo grau de
cristalização.
a) Granito: rocha intrusiva ácida maciça,
fanerítica equigranular média. Capão Bonito, SP.
b) Granito: rocha intrusiva ácida maciça,
porfirítica, com matriz fanerítica. Piedade, SP.
Basalto: rocha vulcânica básica maciça,
afanítica. Bacia do Paraná.
Gabro: rocha intrusiva básica maciça,
fanerítica, com alto teor de minerais máficos
(piroxênio). Ilha de São Sebastião, SP
Nódulo peridotítico em rocha vulcânica alcalina. Ñemby, Paraguai.





São rochas resistentes, em geral melanocráticas e
básicas, ricas em minerais ferrosos; ferro-magnesianos
e pobres em quartzo. Textura vítrea (Obsidiana) e
Textura Afanítica (Basalto)
Exemplos
Basalto: Cor preta ou cinza escuro (melanocráticas),
formada por plagiosclásios calcico, hematita e augita,
baixo grau de cristalização (os cristais não são visíveis
a olho nú), básicas.
Riolito: É o granito efusivo, neutras ou ácidas, cor
cinza avermelhado ou azulado, mesocráticas.
Obsidiana: Vidro vulcânico, melanocráticas, ácidas.
Quando a textura é vesicular com bolhas chama-se
Pedra Pome.