INTRODUÇÃO, CONCEITO DE MINERAL

Universidade de Bras lia

Instituto de GeociŒncias

Departamento de Mineralogia e Petrologia

Fundamentos de Mineralogia Prof. JosØ Affonso Brod

INTRODU˙ˆO, CONCEITO DE MINERAL, CLASSIFICA˙ˆO QU˝MICA DOS MINERAIS

A mineralogia Ø a ciŒncia que estuda os minerais, o que sªo eles, como sªo formados e onde ocorrem. Uma vez que os minerais estªo por toda parte (sªo as subst ncias formadoras das rochas, solos e sedimentos) e fornecem uma grande parte das matØrias primas usadas em aplica ıes tecnol gicas e industriais, o potencial de aplica ªo deste conhecimento Ø vasto. Na verdade, com exce ªo das subst ncias org nicas, os demais materiais que usamos ou com os quais convivemos no dia a dia sªo todos minerais ou de origem mineral.

Embora sejam subst ncias extremamente comuns, estabelecer um conceito claro e preciso de mineral nªo Ø uma tarefa fÆcil. Abaixo estªo listadas algumas das muitas defini ıes jÆ propostas:

• Mineral Ø um s lido homogŒneo natural, inorg nico, com uma composi ªo qu mica definida e um arranjo at mico ordenado (Mason et al. 1968)

• Mineral Ø um corpo produzido por processos de natureza inorg nica, tendo usualmente uma composi ªo qu mica definida e, se formado sob condi ıes favorÆveis, uma certa estrutura at mica caracter stica, a qual estÆ expressa em sua forma cristalina e outras propriedades f sicas (Dana & Ford, 1932)

• Minerais sªo subst ncias inorg nica naturais, com uma composi ªo qu mica e propriedades f sicas definidas e previs veis (O Donoghue, 1990)

• Minerais podem ser distinguidos uns dos outros pelas caracter sticas individuais que sªo uma fun ªo direta dos tipos de Ætomos que eles contØm e dos arranjos que estes Ætomos fazem no seu interior (Sinkankas, 1996)

• Mineral Ø um composto qu mico que Ø normalmente cristalino e que foi formado como resultado de processos geol gicos. (Nickel, 1995)

O conceito mais aceito, e que utilizaremos neste curso Ø o de Klein & Hurlbut (1999):

Um mineral Ø um s lido, homogŒneo, natural, com uma composi ªo qu mica definida (mas geralmente nªo fixa) e um arranjo at mico altamente ordenado. geralmente formado por processos inorg nicos .

Vejamos algumas implica ıes deste conceito em maior detalhe, abaixo:

- S lido: as subst ncias gasosas ou l quidas sªo exclu das do conceito de mineral. Assim, o gelo nas calotas polares Ø um mineral, mas a Ægua nªo. Algumas subst ncias que fogem a esta defini ªo ainda assim sªo objeto de estudo do mineralogista. o caso do mercœrio l quido, que pode ser encontrado na natureza, em determinadas situa ıes. Nestes casos, a subst ncia Ø chamada de mineral ide.

- HomogŒneo: algo que nªo pode ser fisicamente dividido em componentes qu micos mais simples. Este conceito Ø obviamente dependente da escala de observa ªo, uma vez que algo que Ø aparentemente homogŒneo a olho nu pode ser constitu do de mais de uma subst ncia, quando observado em escala microsc pica.

- Natural: exclui as subst ncias geradas em laborat rio ou por uma a ªo consciente do homem. Quando estas subst ncias sªo idŒnticas em composi ªo e propriedades a um mineral conhecido, o nome deste mineral pode ser usado, acrescido do adjetivo sintØtico (por exemplo, esmeralda sintØtica). Acima, consideramos o gelo das calotas polares como um mineral. Entretanto, para seguir o conceito de mineral risca, o gelo que fabricamos na geladeira nªo constitui um mineral.

- Composi ªo qu mica definida: significa que um mineral Ø uma subst ncia que pode ser expressa por uma f rmula qu mica. Por exemplo, a composi ªo do ouro nativo Ø Au, a do quartzo Ø SiO2, a da calcita Ø CaCO3, e assim por diante. Entretanto em muitos minerais Ø poss vel a substitui ªo de um ou mais elementos da f rmula original por outros. Assim, a dolomita CaMg(CO3)2 admite a substitui ªo de Mg por quantidades variÆveis de Fe e Mn, e a esfalerita ZnS admite a substitui ªo de Zn por quantidades variÆveis de Fe. Em muitos casos, a composi ªo qu mica dos minerais pode variar dentro de certos limites, sem que seja necessÆrio alterar o nome do mineral. Em outros casos as varia ıes sªo tªo grandes que caracterizam uma espØcie mineral distinta.

- Arranjo at mico ordenado: implica na existŒncia de uma estrutura interna, onde os Ætomos ou ons estªo dispostos em um padrªo geomØtrico regular. Este padrªo obedece s regras de simetria que vocŒ estudou na disciplina de cristalografia, e os s lidos assim constitu dos pertencem a um dos sistemas cristalinos: tricl nico, monocl nico, ortorr mbico, tetragonal, hexagonal (trigonal) e isomØtrico. S lidos que possuem tal arranjo interno ordenado sªo chamados de cristalinos. Os que nªo o possuem sªo chamados de amorfos, e fogem Æ classifica ªo estrita de mineral, compondo o grupo dos mineral ides.

- Inorg nico: aqui o termo geralmente Ø inclu do por Klein e Hurlbut no conceito, para permitir o enquadramento de subst ncias que atendem a todos os requisitos acima, mas sªo geradas naturalmente por (ou com a ajuda de) organismos. Estes minerais sªo chamados de biogŒnicos e, exce ªo da sua origem, sªo idŒnticos aos minerais equivalentes formados por processos inorg nicos. O exemplo mais comum de mineral biogŒnico Ø o carbonato de cÆlcio (CaCO3) presente nas conchas de moluscos na forma dos minerais calcita, dolomita ou vaterita. Alguns outros exemplos incluem alguns sulfetos, sulfatos, fosfatos, fluoretos, xidos, enxofre nativo e formas amorfas de SiO2.

CLASSIFICA˙ˆO QU˝MICA DE MINERAIS

COMPOSI˙ˆO QU˝MICA

Conforme visto acima, a defini ªo de mineral implica em uma composi ªo qu