BIBOCA AMBIENTAL : INTRODUÇÃO A MINERALOGIA

Para compreender a estrutura geológica de um lugar é preciso analisar e conhecer os tipos de rochas presentes no local. ...

A estrutura geológica é extremamente importante na formação dos recursos minerais, além de estabelecer uma grande influência na consolidação dos relevos e automaticamente do solo. Para compreender a estrutura geológica de um lugar é preciso analisar e conhecer os tipos de rochas presentes no local. Os minerais são substâncias encontradas na natureza, formados por uma composição química equilibrada, resultante de milhões de anos de processos inorgânicos (ação do calor, pressão, etc). A maioria dos minerais é sólido, como feldspato, mica, quartzo, mas há alguns líquidos, como a água e o mercúrio. As rochas são formadas por dois ou mais minerais sólidos agrupados, denominados cristais, que se originam de forma natural na superfície. São formações variáveis quanto às características, formatos, cores, texturas e tamanho. Existem três classificações para as rochas, de acordo com a sua formação: magmáticas, sedimentares e metamórficas.

ROCHAS

Rochas Magmáticas
As rochas magmáticas, ou ígneas, como também são chamadas, são formadas pelo magma solidificado expelido por vulcões, e ainda podem ser subdivididas em dois tipos: intrusivas e extrusivas;
A -Rochas magmáticas intrusivas
São as rochas formadas pelo magma que se solidificou em grandes profundidades. O granito é uma das variedades desse tipo de rocha. No Brasil, algumas serras são formadas de granito, como a da Mantiqueira, do Mar, e algumas serras do Planalto Residual Norte-Amazônico.
B- Rochas magmáticas extrusivas
São as rochas que são formadas pelo magma solidificado na superfície. Um exemplo de rocha extrusiva é o basalto.
Rochas Sedimentares
São formadas através da sedimentação de partículas de outras rochas existentes ou de materiais orgânicos. As rochas sedimentares podem ser divididas em três tipos: clásticas, orgânicas e químicas.
A – Clásticas
Também chamada de rochas sedimentares detríticas, são formadas por detritos de outras rochas antigas. Como exemplo de rocha clastica, existe o Arenito, Tilito, etc.
B – Orgânicas
As rochas sedimentares orgânicas são formadas por restos de animais e vegetais mortos, que vão se acumulando em alguns locais, e através de grande pressão e temperatura, dão origem á rochas e minerais como calcário, carvão mineral, petróleo, etc.
C –Químicas
São formadas quando o líquido (água) onde os sedimentos de rocha estão dispersos, se torna saturado. As rochas químicas em geral formam cristais. Ex: calcita, aragonita, dolomita, estalactites e estalagmites.

Rochas Metamórficas

São rochas originadas de outros tipos de rochas que, longe de seus locais de formação e submetidas à pressão e temperaturas diferenciadas, transformaram-se e modificaram suas características em um processo denominado por metamorfismo. Tal fenômeno costuma ocorrer, principalmente, nas camadas medianas e profundas da crosta terrestre ou em regiões vulcânicas.

As modificações nas rochas que dão origem às formações metamórficas ocorrem tanto no aspecto mineralógico, com a formação de novos tipos de minerais, quanto no aspecto textural, com alterações nos tipos de cristalização, alinhamento e outros.

É importante lembrar que, durante o metamorfismo, há apenas a diferença da temperatura e da pressão original da rocha, não havendo a fusão, ou seja, o aquecimento dela e a sua transformação em magma. Caso isso ocorresse, a nova rocha originada nesse processo não seria metamórfica, e sim ígnea.

Rochas sedimentares

São formações naturais resultantes da consolidação de fragmentos de outras rochas (chamados de sedimentos) ou da precipitação de minerais salinos dissolvidos em ambientes aquáticos. Em geral, esse tipo de rocha é menos duro do que as demais e de formação geológica mais recente, embora a sua presença seja um indício de que o relevo local é antigo.

Em virtude das ações do intemperismo, há um desgaste natural de rochas preexistentes, o que faz com que elas transformem-se em incontáveis sedimentos. Um exemplo é a água do mar que, de tanto se chocar com as rochas litorâneas, lentamente as desgasta, dando origem à areia da praia. Assim, os sedimentos oriundos dessas rochas erodidas são transportados pela água e pelo vento para outras áreas, geralmente o fundo dos oceanos, onde são depositados.

MINERAIS
Mineral é uma substância natural formada em resultado da interação de processos geológicos em ambientes geológicos. Cada mineral é classificado e denominado não apenas com base na sua composição química, mas também na estrutura cristalina dos materiais que o compõem. Em resultado dessa distinção, materiais com a mesma composição química podem constituir minerais totalmente distintos em resultado de meras diferenças estruturais na forma como os seus átomos ou moléculas se arranjam espacialmente (como por exemplo a grafite e o diamante). Os minerais variam na sua composição desde elementos químicos, em estado puro ou quase puro, e sais simples a silicatos complexos com milhares de formas conhecidas. Embora em sentido estrito o petróleo, o gás natural e outros compostos orgânicos formados em ambientes geológicos sejam minerais, geralmente a maioria dos compostos orgânicos é excluída. Também são excluídas as substâncias, mesmo que idênticas em composição e estrutura a algum mineral, produzidas pela atividade humana (como por exemplos os betões ou os diamantes artificiais). O estudo dos minerais constitui o objeto da mineralogia.

PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MINERAIS
As propriedades físicas dos minerais resultam da sua composição química e das suas características estruturais. As propriedades físicas mais óbvias e mais facilmente comparáveis são as mais utilizadas na identificação de um mineral. Na maioria das vezes, essas propriedades, e a utilização de tabelas adequadas, são suficientes para uma correcta identificação. Quando não, tal não é possível, ou quando um elevado grau de ambiguidade persiste, como no caso de muitos isomorfos similares, a identificação é realizada a partir da análise química, de estudos de óptica ao microscópio petrográfico ou por difracção de raios X ou de neutrões. São as seguintes as propriedades físicas macroscópicas, isto é observáveis sem necessidade de equipamento sofisticado (por vezes designadas, por essa razão, por propriedades de campo):

Cor — É uma característica extremamente importante dos minerais. Pode variar devido a impurezas existentes em minerais como o quartzo, o corindo, a fluorite, a calcite e a turmalina, entre outros. Noutros casos, a superfície do mineral pode estar alterada, não mostrando sua verdadeira cor. A origem da cor nos minerais está principalmente ligada à presença de iões metálicos, fenómenos de transferência de carga e efeitos da radiação ionizante. Eis alguns exemplos:

- Jade — esverdeado;
- Augite — verde-escuro a preto;
- Cassiterite — verde a castanho;
- Pirite — amarelo-ouro.

Brilho — O brilho depende da absorção, refracção ou reflexão da luz pelas superfícies frescas de fractura do mineral (ou as faces dos seus cristais ou as superfícies de clivagem). O brilho é avaliado à vista desarmada e descrito em termos comparativos utilizando um conjunto de termos padronizados. Os brilhos são em geral agrupados em: metálico e não metálico ou vulgar. Diz-se que o brilho é não metálico, ou vulgar, quando não é semelhante aos dos metais, sendo característico dos minerais transparentes ou translúcidos. Dentro das grandes classes atrás apontadas, o brilho de um mineral pode ser descrito como:

Brilhos não metálicos:
A -Acetinado — brilho não metálico que faz lembrar o brilho do cetim; é característico dos minerais fibrosos;
B -Adamantino — brilho não metálico que, pelas suas características, nomeadamente a intensidade, se assemelha ao do diamante (são exemplos a pirargirite e a cerussite;
C -Ceroso — brilho não metálico que lembra o da cera (é exemplo a variscite);
D -Nacarado — brilho não metálico semelhante ao das pérolas (é exemplo a caulinite);
Resinoso — brilho não metálico que lembra o observado nas superfícies de fractura das resinas (é exemplo a monazite);
E -Vítreo — brilho não metálico que lembra o do vidro (são exemplos a fluorite, a halite e a aragonite);
Brilhos metálicos:
F - Metálico — brilho que se assemelha ao dos metais, sendo característico de minerais opacos como a galena, a calcopirite e a pirite;
G - Submetálico — brilho que faz lembrar o dos metais, mas não tão intenso, sendo característico dos minerais quase opacos como a cromite.

Traço ou Risca — A cor do traço de um mineral pode ser observada quando uma louça ou porcelana branca é riscada. A clorite, a gipsite (gesso) e o talco deixam um traço branco, enquanto o zircão, a granada e a estaurolite deixam, comummente, um traço castanho avermelhado. O traço de um mineral fornece uma importante característica para sua identificação, já que permite diferenciar materiais com cores e brilhos similares.

Clivagem — É a forma como muitos minerais se quebram seguindo planos relacionados com a estrutura molecular interna, paralelos às possíveis faces do cristal que formariam. A clivagem é descrita em cinco modalidades: desde pobre, como na bornite; moderada; boa; perfeita; e proeminente, como nas micas. Os tipos de clivagem são descritos pelo número e direcção dos planos de clivagem.

Fractura — Refere-se à maneira pela qual um mineral se parte, excepto quando ela é controlada pelas propriedades de clivagem e partição. O estilo de facturação é um elemento importante na identificação do mineral. Alguns minerais apresentam estilos de facturação muito característicos, determinantes na sua identificação.

Dureza — Expressa a resistência de um mineral à abrasão ou ao risco. Ela reflecte a força de ligação dos átomos, iões ou moléculas que formam a estrutura. A escala de dureza mais frequentemente utilizada, apesar da variação da dureza nela não ser gradativa ou proporcional, é a escala de Mohs, que consta dos seguintes minerais de referência (ordenados por dureza crescente):

Densidade — É a medição direta da densidade mássica, medida pela relação directa entre a massa e o volume do mineral.

Tenacidade — Mede a coesão de um mineral, ou seja, a resistência a ser quebrado, dobrado ou esmagado. A tenacidade não reflecte necessariamente a dureza, antes sendo dela geralmente independente: o diamante, por exemplo, possui dureza muito elevada (é o termo mais alto da escala de Mohs), mas tenacidade relativamente baixa, já que quebra facilmente se submetido a um impacto. A tenacidade dos minerais é expressa em termos qualitativos, utilizando uma linguagem padronizada:

A -Quebradiço – o mineral parte-se ou é pulverizado com facilidade;
B -Maleável – o mineral, por impacto, pode ser transformado em lâminas;
C- Séctil – o mineral pode ser cortado por uma lâmina de aço;
D -Dúctil – o mineral pode ser estirado para formar fios;
E - Elástico – o mineral pode ser curvado, voltando à sua forma original quando o forçamento cessa.
F - Flexível – o mineral pode ser curvado sem, no entanto, voltar à sua forma original;

Magnetismo — Ocorre nos poucos minerais que devido à sua natureza ferromagnética são atraídos por um íman. Os exemplos mais comuns são a magnetite, a pirrotite e outros com elevado teor de metais que podem ser magnetizados após aquecimento, como o manganês, o níquel e o titânio.

Peso específico — É a relação do peso de um mineral quando comparado com o peso de igual volume de água. Para isto, o mineral deve ser pesado imerso em água e ao ar. O processo utiliza a balança de Jolly, aplicando a seguinte fórmula:

onde b é o peso do mineral fora da água; a a referência inicial da balança ou calibragem em zero; e C o peso do mineral dentro da água. Assim, por exemplo, se um mineral tem densidade 3,0 determinada pelo processo descrito, tal significa que ele pesa três vezes mais que igual volume de água.

Sistema cristalino — A forma do cristal é muito importante na identificação do mineral, pois ela reflecte a organização cristalina da estrutura dos minerais e dá boas indicações sobre o sistema de cristalização do mineral. Algumas vezes o cristal é tão simétrico e perfeito nas suas faces que coloca em dúvida a sua origem natural. Porém, os cristais perfeitos são muito raros, pelo que a maioria dos cristais apenas desenvolve algumas de suas faces.

CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA DOS MINERAIS

Os minerais podem ser classificados de acordo com sua composição química e são listados abaixo na ordem aproximada de abundância na crosta terrestre.

Silicatos

É o maior grupo de minerais, sendo compostos principalmente por silício e oxigênio, com a adição de catiões como o magnésio, o ferro e o cálcio. Alguns dos mais importantes silicatos constituintes de rochas comuns são o feldspato, o quartzo, as olivinas, as piroxenas, as granadas e as micas.

Carbonatos

Composto de minerais contendo o anião (CO3)2 e inclui a calcita e a aragonita (carbonatos de cálcio), a dolomita (carbonato de magnésio e cálcio) e a siderita(carbonato de ferro). Os carbonatos são geralmente depositados em ambientes marinhos pouco profundos, com águas límpidas e quentes, como por exemplo em mares tropicais e subtropicais. Os carbonatos encontram-se também em rochas formadas por evaporação de águas pouco profundas (os evaporitos, como por exemplo os existentes no Great Salt Lake, Utah) e em ambientes de karst, isto é regiões onde a dissolução e a precipitação dos carbonatos conduziu à formação de cavernas com estalactites e estalagmites. A classe dos carbonatos inclui ainda os minerais de boratos e nitratos.

Sulfatos

Todos os sulfatos contém o anião sulfato na forma SO4. Os sulfatos formam-se geralmente em ambientes evaporíticos, onde águas de alta salinidade são lentamente evaporadas, permitindo a formação de sulfatos e de halóides na interface entre a água e o sedimento. Também ocorrem em sistemas de veios hidrotermais sob a forma de minerais constituintes da ganga associada a minérios de sulfetos. Os sulfatos mais comuns são a anidrita (sulfato de cálcio), a celestita (sulfato de estrôncio) e o gesso (sulfato hidratado de cálcio). Nesta classe incluem-se também os minerais de cromatos, molibdatos, selenatos, sulfetos, teluratos e tungstatos.

Halóides

Constituído pelos minerais que formam os sais naturais, incluindo a fluorite, a halite (sal comum) e o sal amoníaco (cloreto de amónia). Os halóides, como os sulfatos, são encontrados geralmente em ambientes evaporíticos, tais como lagos do tipo playa e mares fechados (por exemplo nas margens do Mar Morto). Inclui os minerais de fluoretos, cloretos e iodetos.

Óxidos

Constituem um dos grupos mais importantes de minerais por formarem minérios dos quais podem ser extraídos metais. Ocorrem geralmente como precipitados em depósitos 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 mais comuns incluem a hematite (óxido de ferro), a espinela (óxido de alumínio e magnésio, um componente comum do manto) e o gelo (de água, ou seja óxido de hidrogénio). São também incluídos nesta classe os minerais de hidróxidos.

Sulfetos

Muitos sulfetos são também economicamente importantes como minérios metálicos, incluindo-se entre os mais comuns a calcopirita (sulfeto de cobre e ferro) e a galena (sulfeto de chumbo). A classe dos sulfetos também inclui os minerais de selenetos, teluretos, arsenietos, antimonetos, os bismutinetos e ainda os sulfossais.

Fosfatos

Inclui todos os minerais com uma unidade tetraédrica de AO4 onde A pode ser fósforo, antimónio, arsénio ou vanádio. O fosfato mais comum é a apatite, a qual constitui um importante mineralóide, encontrado nos dentes e nos ossos de muitos animais. Esta classe inclui os minerais de fosfatos, vanadatos, arseniatos e antimonatos.

Elementos nativos

Inclui os metais e amálgamas intermetálicas (como as de ouro, prata e cobre), semi-metais e não-metais (antimónio, bismuto, grafite e enxofre). Este grupo inclui também ligas naturais, como o electrum (uma liga natural de ouro e prata), fosfinos (hidretos de fósforo), nitritos e carbetos (que geralmente são só encontrados em alguns raros meteoritos).

Minerais dietéticos

Designam-se pelos compostos inorgânicos necessários à vida, incluindo aqueles que devem fazer parte da boa nutrição humana. Entre estes minerais inclui-se o sal de cozinha e compostos contendo nutrientes e oligoelementos como o potássio, o cálcio, o ferro, o zinco, o magnésio e o cobre. Podem ser constituintes naturais do alimento ou propositadamente adicionados, na forma elementar ou mineral, ao alimento, como o acontece com suplementos à base de carbonato de cálcio ou de sais ferrosos. Alguns destes aditivos provêm de fontes naturais, como os depósitos de conchas, para o carbonato de cálcio. Em alternativa, os minerais podem ser adicionados à dieta em separado dos alimentos, sob a forma de suplementos.
Entre os animais, e também de forma inadvertida, entre os humanos, uma fração importante de minerais dietéticos é ingerida acidentalmente por ingestão de poeiras. Entre os herbívoros é importante a pica, ou geofagia, isto é a ingestão acidental de poeiras e materiais do solo em conjunto com a dieta normal. A geofagia humana também é corrente em algumas sociedades rurais e como distúrbio alimentar, particularmente entre crianças.

ESCLA MOHS
A Escala de Mohs quantifica a dureza dos minerais, isto é, a resistência que um determinado mineral oferece ao risco, ou seja, à retirada de partículas da sua superfície. O diamante risca o vidro, portanto, é mais duro que o vidro. Esta escala foi criada em 1812 pelo mineralogista alemão Friedrich Mohs com 10 minerais de diferentes durezas existentes na crosta terrestre. Atribuiu valores de 1 a 10. O valor de dureza 1 foi dado ao material menos duro da escala, que é o talco, e o valor 10 dado ao diamante que é a substância mais dura conhecida na natureza. Esta escala não corresponde à dureza absoluta de um material. Por exemplo, o diamante tem dureza absoluta 1.500 vezes superior à do talco. Entre 1 e 9, a dureza aumenta de modo mais ou menos uniforme, mas de 9 para 10 há uma diferenças muito acentuada, pois o diamante é muito mais duro que o coríndon (ou seja, que o rubi e a safira).

Dureza	Mineral	Fórmula química
1	Talco (pode ser arranhado facilmente com a unha)	Mg₃Si₄O₁₀(OH)²
2	Gipsita (ou gesso) (pode ser arranhado com unha com um pouco mais de dificuldade)	CaSO₄2H₂O
3	Calcita (pode ser arranhado com uma moeda de cobre)	CaCO₃
4	Fluorita (pode ser arranhada com uma faca de cozinha)	CaF₂
5	Apatita (pode ser arranhada dificilmente com uma faca de cozinha)	Ca₅(PO4)³(OH-,Cl-,F-)
6	Feldspato / ortoclásio (pode ser arranhado com uma liga de aço)	KAlSi₃O₈
7	Quartzo (capaz de arranhar o vidro. Ex.: ametista)	SiO₂
8	Topázio (capaz de arranhar o quartzo)	Al₂SiO₄(OH-,F-)²
9	Corindon (capaz de arranhar o topázio. Exs.: safira e rubi)	Al₂O₃
10	Diamante (mineral mais duro que existe, pode arranhar qualquer outro e é arranhado apenas por outro diamante)	C