Geologia

Identificação e classificação de Minerais e rochas

Identificação e classificação de Minerais e rochas
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A terra sólida é feita de rochas, que são feitas de minerais. Para entender as rochas, você precisa se familiarizar com os minerais e como eles são identificados. Esse resultado fornece o conhecimento necessário para entender os termos usados ​​na identificação de minerais. Esta seção irá apresentá-lo aos minerais. Você aprenderá as várias técnicas usadas pelos geólogos para identificar e classificar os minerais.

Características Físicas dos Minerais – O que são minerais?

Todas as rochas exceto obsidiana e carvão são feitas de minerais. (Obsidian é uma rocha vulcânica feita de vidro e carvão é feito de carbono orgânico.) A maioria das rochas contém vários minerais em uma mistura característica do tipo particular de rocha. Ao identificar uma rocha, você deve primeiro identificar os minerais individuais que compõem essa rocha.

Minerais são naturais, sólidos inorgânicos com uma composição química definida e uma estrutura de rede cristalina. Embora milhares de minerais na terra tenham sido identificados, apenas dez minerais compõem a maior parte do volume da crosta terrestre – plagioclásio, quartzo, ortoclásio, anfibólio, piroxena, olivina, calcita, biotita, granada e argila.

Juntos, a fórmula química (os tipos e proporções dos elementos químicos) e a rede cristalina (a geometria de como os átomos são organizados e ligados entre si) determinam as propriedades físicas dos minerais.

A fórmula química e a rede cristalina de um mineral só podem ser determinadas em laboratório, mas examinando um mineral e determinando várias de suas propriedades físicas, é possível identificar o mineral. Primeiro, você precisa se familiarizar com as propriedades físicas dos minerais e como reconhecê-los.

Minerais podem ser identificados por suas características físicas. As propriedades físicas dos minerais estão relacionadas à sua composição química e ligação. Algumas características, como a dureza de um mineral, são mais úteis para a identificação de minerais. A cor é prontamente observável e certamente óbvia, mas geralmente é menos confiável do que outras propriedades físicas.

Veja também:

Como os minerais são identificados?

Figura 1. Este mineral tem cristais cúbicos de ouro brilhantes com estriações, portanto, é pirita.

Figura 1. Este mineral tem cristais cúbicos de ouro brilhantes com estriações, portanto, é pirita.

Mineralogistas são cientistas que estudam minerais. Uma das coisas que os mineralogistas devem fazer é identificar e categorizar os minerais. Enquanto um mineralogista pode usar um microscópio de alta potência para identificar alguns minerais, a maioria é reconhecível usando propriedades físicas.

Confira o mineral na Figura 1. Qual é a cor do mineral? Qual é a sua forma? Os cristais individuais são brilhantes ou sem brilho? Existem linhas (estrias) que atravessam os minerais?

Cor, raia e brilho

Os diamantes são pedras preciosas populares porque a maneira como elas refletem a luz as torna muito brilhantes. Turquesa é valorizada pela sua impressionante cor azul esverdeada. Observe que termos específicos estão sendo usados ​​para descrever a aparência dos minerais.

Cor

Figura 2. Este mineral é brilhante, muito macio, pesado e dourado, e na verdade é ouro.

Figura 2. Este mineral é brilhante, muito macio, pesado e dourado, e na verdade é ouro.

A cor é muitas vezes útil, mas não deve ser invocada. Diferentes minerais podem ser da mesma cor. O ouro real, como visto na Figura 2, é muito similar em cor à pirita na Figura 1.

Além disso, alguns minerais vêm em várias cores diferentes. O quartzo, por exemplo, pode ser claro, branco, cinza, marrom, amarelo, rosa, vermelho ou laranja. Portanto, a cor pode ajudar, mas não depende da cor como propriedade determinante. A Figura 3 mostra uma amostra de quartzo que é incolor e outro quartzo que é roxo. Uma pequena quantidade de ferro torna o quartzo roxo. Muitos minerais são coloridos por impurezas químicas.

Figura 3. Quartzo roxo, conhecido como ametista, e quartzo claro são o mesmo mineral apesar das cores diferentes.

Figura 3. Quartzo roxo, conhecido como ametista, e quartzo claro são o mesmo mineral apesar das cores diferentes.

Brilho

Lustre descreve o reflexo da luz na superfície de um mineral. Os mineralogistas têm termos especiais para descrever o brilho. Uma maneira simples de classificar o brilho é se o mineral é metálico ou não metálico. Os minerais opacos e brilhantes, como a pirita, têm um brilho metálico. Minerais como o quartzo têm um brilho não metálico.

O brilho é como a superfície de um mineral reflete a luz. Não é a mesma coisa que cor, por isso é crucial distinguir o brilho da cor. Por exemplo, um mineral descrito como “amarelo brilhante” está sendo descrito em termos de brilho (“brilhante”) e cor (“amarelo”), que são duas propriedades físicas diferentes.

Os nomes padrão para brilho incluem metálico, vítreo, perolado, sedoso, oleoso e sem brilho. Geralmente é útil determinar primeiro se um mineral possui um brilho metálico. Um brilho metálico significa brilhante como metal polido. Por exemplo, peças polidas e limpas de cromo, aço, titânio, cobre e latão, todas exibem brilho metálico, assim como muitos outros minerais.

Dos lustres não metálicos, o vidrado é o mais comum e significa que a superfície do mineral reflete a luz como o vidro. O brilho perolado é importante na identificação dos feldspatos, que são o tipo mais comum de mineral. O brilho perolado refere-se a uma irrídia sutil ou a cores na luz refletida, da mesma forma que as pérolas refletem a luz. Silky significa reluzir a luz com um brilho de seda.

O brilho oleoso é semelhante ao brilho da graxa de bacon solidificada. Minerais com brilho sem brilho refletem pouca luz. Identificar o brilho requer um pouco de prática. Lembre-se de distinguir o brilho da cor.

Diferentes tipos de brilho não metálico são descritos na Tabela 1.

Tabela 1. Seis tipos de brilho não metálico.
BrilhoAparência
AdamantinaBrilhante
TerrosoMaçante, semelhante a argila
PeroladoPérola-like
ResinosoComo resinas, como seiva de árvore
SedosoMacio com fibras longas
VítreoGlassy

Você pode combinar os minerais da Figura 4 com o brilho correto da Tabela 1?

Um diamante. B) Quartzo. C) Enxofre

Figura 4. (a) O diamante tem um brilho adamantino. (b) O quartzo não é brilhante e tem um brilho vítreo ou vítreo. (c) O enxofre reflete menos luz que o quartzo, por isso tem um brilho resinoso.

À risca

Mão movendo uma rocha em porcelana, deixando uma marca marrom-avermelhada.

Figura 5. A faixa de hematita em uma placa de porcelana não vitrificada é marrom avermelhado.

Raia é a cor do pó de um mineral. O Streak é uma propriedade mais confiável do que a cor, porque a faixa não varia. Minerais da mesma cor podem ter uma linha de cor diferente. Muitos minerais, como o quartzo na Figura 3, não apresentam riscos.

Para verificar a linha, raspe o mineral em uma placa de porcelana sem vitrificação (Figura 5). A pirita amarelo-dourada tem uma linha negra, outro indicador de que a pirita não é ouro, que tem uma linha amarela dourada.

Gravidade específica

Densidade descreve quanta matéria está em uma certa quantidade de espaço: densidade = massa / volume.

Massa é uma medida da quantidade de matéria em um objeto. A quantidade de espaço que um objeto ocupa é descrita pelo seu volume. A densidade de um objeto depende de sua massa e seu volume. Por exemplo, a água em um copo de bebida tem a mesma densidade que a água no mesmo volume de uma piscina.

A gravidade específica de uma substância compara sua densidade com a da água. Substâncias mais densas possuem maior gravidade específica.

Dureza

A dureza é a força com a qual um mineral resiste à sua superfície sendo raspada ou perfurada. Ao trabalhar com amostras de mão sem ferramentas especializadas, a dureza mineral é especificada pela escala de dureza de Mohs. A escala de dureza de Mohs é baseada em 10 minerais de referência, do talco o mais macio (dureza de Mohs de 1), ao diamante o mais duro (dureza de Mohs de 10).

É uma escala relativa ou não linear. Uma dureza de 2,5 significa simplesmente que o mineral é mais duro que o gesso (dureza de Mohs de 2) e mais macio que a calcita (dureza de Mohs de 3). Para comparar a dureza de dois minerais, veja qual mineral arranha a superfície do outro.

Tabela 2. Escala de Dureza de Mohs
DurezaMinerais IndexadosObjetos comuns
1talco
2gesso2,5 unha
3calcitaCobre puro e imaculado
4fluorita
5feldspato5 a 5,5-aço inoxidável
5,5 a 6 vidros
6apatitaArquivo de aço duro de 6 a 6,5
7quartzo
8topázio
9corindo
10diamante

Com uma escala de Mohs, qualquer um pode testar um mineral desconhecido por sua dureza. Imagine que você tem um mineral desconhecido. Você acha que pode arranhar fluorita ou mesmo feldspato, mas a apatita arranha. Você sabe então que a dureza do mineral está entre 5 e 6. Note que nenhum outro mineral pode arranhar o diamante.

Clivagem e Fratura

Quebrar um mineral quebra suas ligações químicas. Como alguns títulos são mais fracos do que outros títulos, cada tipo de mineral é provável que se rompa onde as ligações entre os átomos são mais fracas. Por essa razão, os minerais se desfazem de formas características.

Decote

O cloreto de sódio forma cubos com uma forma de X no meio

Figura 6. Uma visão em close-up do cloreto de sódio em uma bolha de água a bordo da Estação Espacial Internacional.

Clivagem é a tendência de um mineral romper certos planos para criar superfícies lisas. Halita quebra entre camadas de sódio e cloro para formar cubos com superfícies lisas (Figura 6).

Um mineral que naturalmente se rompe em superfícies perfeitamente planas está exibindo clivagem. Nem todos os minerais têm clivagem.

Um decote representa uma direção de fraqueza na estrutura cristalina. As superfícies de clivagem podem ser distinguidas pela forma como refletem consistentemente a luz, como se fossem polidas, lisas e uniformes. As propriedades de clivagem de um mineral são descritas em termos do número de clivagens e, se houver mais de uma clivagem, dos ângulos entre as clivagens.

O número de clivagens é o número ou direções em que o mineral cliva. Um mineral pode exibir 100 superfícies de clivagem paralelas entre si. Aqueles representam uma única clivagem porque as superfícies são todas orientadas na mesma direção.

O número possível de clivagens que um mineral pode ter é 1,2,3,4, ou 6. Se houver mais de 1 clivagem, e um dispositivo para medir ângulos não estiver disponível,

Para ver a clivagem mineral, segure o mineral sob uma luz forte e mova-o, mova-o um pouco mais para ver como os diferentes lados refletem a luz. Uma direção de clivagem aparecerá como um brilho de luz suave, brilhante e uniformemente brilhante refletido por um conjunto de superfícies paralelas no mineral.

A mica tem clivagem em uma direção e forma folhas (Figura 7).

Uma série de folhas de pedra finas e frágeis

Figura 7. Folhas de mica.

Um diamante nublado em forma octaédrica

Figura 8. Este diamante áspero mostra sua clivagem octaédrica.

Minerais podem se dividir em polígonos. Fluorita forma octaedros (Figura 8).

Uma razão pela qual as gemas são lindas é que os planos de clivagem formam uma forma atraente de cristal com faces lisas.

Fratura

A fratura é uma quebra em um mineral que não está ao longo de um plano de clivagem. A fratura nem sempre é a mesma no mesmo mineral porque a fratura não é determinada pela estrutura do mineral.

Os minerais podem ter fraturas características (Figura 9). Os metais geralmente se quebram em bordas irregulares. Se um mineral lasca como madeira, pode ser fibroso. Alguns minerais, como o quartzo, formam superfícies curvas suaves quando se quebram.

Uma pedra estriada com pedaços finos e finos saindo dela

Figura 9. O crisotila apresenta fratura de lascagem.

Todos os minerais têm fratura. Fratura é quebra, que ocorre em direções que não são direções de clivagem. Alguns minerais, como o quartzo, não têm clivagem alguma. Quando um mineral sem clivagem é quebrado por um martelo, ele se quebra em todas as direções.

Dizem que o quartzo exibe fratura concoidal. A fratura concoidal é a maneira como um pedaço grosso de vidro se rompe com sulcos curvos e concêntricos nas superfícies quebradas.

No entanto, alguns cristais de quartzo têm tantas falhas que, em vez de exibirem fraturas concoidais, exibem apenas fraturas irregulares. Fratura irregular é um termo padrão para fraturas que não exibem nenhuma das qualidades dos outros tipos de fratura. Na geologia introdutória, os principais tipos de fratura a serem lembrados são irregulares, que a maioria dos minerais exibe, e conchoidal, vistos em quartzo.

Forma de cristal

Todos os minerais são cristalinos, mas apenas alguns têm a oportunidade de exibir as formas de seus cristais, suas formas cristalinas. Muitos minerais em um laboratório de geologia introdutório não exibem sua forma cristalina.

Se um mineral tem espaço enquanto cresce, ele pode formar cristais naturais, com uma forma de cristal refletindo a geometria da estrutura cristalina interna do mineral. A forma de um cristal segue a simetria de sua rede cristalina.

O quartzo, por exemplo, forma cristais de seis lados, mostrando a simetria hexagonal de sua rede cristalina. Há dois fatores complicadores a serem lembrados aqui: (1) os minerais nem sempre formam cristais bons quando crescem e (2) uma face de cristal é diferente de uma superfície de clivagem. Um rosto de cristal se forma durante o crescimento do mineral. Uma superfície de clivagem é formada quando o mineral é quebrado.

Outras características de identificação

Existem algumas propriedades que apenas ajudam a distinguir um pequeno número de minerais, ou mesmo apenas um único mineral. Um exemplo de tal propriedade especial é a reação efervescente da calcita a uma solução fraca de ácido clorídrico (5% HCl). Calcita fazzes ou efervesces como a solução de HCl dissolve-lo e cria gás CO 2 . A calcite é fácil de identificar, mesmo sem testar a reação ao HCl, pela sua dureza, brilho e clivagem.

Outra propriedade especial é o magnetismo. Isso pode ser testado vendo se um pequeno ímã responde ao mineral. O mineral mais comum que é fortemente magnético é a magnetita mineral.

Uma propriedade especial que aparece em algumas amostras de feldspato plagioclásio é sua tendência a exibir estrias nas superfícies de clivagem. Estrias são linhas retas perfeitamente paralelas. A ampliação pode ser necessária para ver estrias nas superfícies de clivagem de plagioclásio. Outras propriedades especiais podem ser encontradas em uma base mineral para mineral.

Alguns minerais possuem outras propriedades exclusivas, algumas das quais estão listadas na Tabela 3. Você pode citar uma propriedade exclusiva que permita identificar instantaneamente um mineral que foi descrito bastante neste capítulo? (Dica: É mais provável que seja encontrado em sua mesa de jantar).

Tabela 3. Alguns minerais possuem propriedades incomuns que podem ser usados ​​para identificação.
PropriedadeDescriçãoExemplo de Mineral
FluorescênciaMineral brilha sob luz ultravioletaFluorita
MagnetismoMineral é atraído por um ímãMagnetita
RadioatividadeMineral libera radiação que pode ser medida com contador GeigerUraninite
ReatividadeBolhas se formam quando o mineral é exposto a um ácido fracoCalcita
CheiroAlguns minerais têm um cheiro característicoEnxofre (cheira a ovos podres)
GostoAlguns minerais têm sabor salgadoHalita

Classificando Minerais

Os minerais são classificados de acordo com suas propriedades químicas. Com exceção da classe de elemento nativo, a base química para classificar os minerais é o ânion, o íon carregado negativamente que geralmente aparece no final da fórmula química do mineral. Por exemplo, os sulfetos são baseados no sufixo, S 2– . Pirita, por exemplo, FeS 2 , é um mineral sulfeto. Em alguns casos, o ânion é de uma classe mineral é poliatômico, como (CO 3 ) 2– , o íon carbonato. As principais classes de minerais são:

  • silicatos
  • sulfetos
  • carbonatos
  • óxidos
  • haletos
  • sulfatos
  • fosfatos
  • elementos nativos

Silicatos

Baseado no ânion poliatômico, (SiO 4 ) 4– , que tem uma forma tetraédrica. A maioria dos minerais na crosta e manto da Terra são minerais de silicato. Todos os minerais de silicato são feitos de tetraedros de silício-oxigênio (SiO 4 ) 4 –  em diferentes arranjos de ligação que criam diferentes redes cristalinas. Você pode entender as propriedades de um mineral de silicato, como forma de cristal e clivagem, sabendo que tipo de rede cristalina ela possui.

  • Em nesossilicatos , também chamados de silicatos insulares, os tetraedros silicatos são separados uns dos outros e ligados completamente a átomos não silicados. A olivina é um silicato insular.
  • Em sorossilicatos ou silicatos emparelhados, como o epídoto, os tetraedros de silicato são ligados em pares.
  • Nos ciclossilicatos , também chamados silicatos de anel, os tetraedros de silicato são unidos em anéis. Beryl ou esmeralda é um silicato de anel.
  • Em filossilicatos ou silicatos de folha, os tetraedros são colados em três cantos para formar folhas planas. A biotita é uma folha de silicato.
  • Nos inosilicatos de cadeia simples, os tetraedros de silicato estão ligados em cadeias simples. Os piroxênios são inosilicatos da cadeia singela.
  • Nos inosilicatos de cadeia dupla, os tetraedros de silicato estão ligados em cadeias duplas. Os anfibólios são inossilicatos de cadeia dupla.
  • Em tectossilicatos , também conhecidos como silicatos de estrutura, todos os cantos do tetraedro de silicato estão ligados a cantos de outros tetraedros de silicato, formando uma estrutura completa de tetraedros de silicato em todas as direções. O feldspato, o mineral mais comum na crosta terrestre, e o quartzo são ambos silicatos de estrutura.

Sulfetos

Estes são baseados no íon sulfeto, S 2– . Exemplos incluem pirita, FeS 2 , galena, PbS e esfalerita, ZnS em sua forma de zinco puro. Alguns sulfetos são extraídos como fontes de metais como zinco, chumbo, cobre e estanho.

Carbonatos

Estes são baseados no íon carbonato (CO 3 ) 2– . Calcita, CaCO 3 e dolomita, CaMg (CO 3 ) 2, são carbonatados. Os minerais carbonatados tendem a se dissolver com relativa facilidade na água, especialmente a água ácida, e a água da chuva natural é ligeiramente ácida.

Óxidos

Estes são baseados no ânion oxigênio, O 2– . Exemplos incluem óxidos de ferro tais como hematite, Fe 2 O 3 e de magnetite, Fe 3 O 4 , e pirolusite, MgO.

Halidos

Estes têm um elemento de halogênio como o ânion, seja fluoreto, F  , cloreto, Cl  , brometo, Br  , iodeto, I  , ou astatide, At  . Halita, NaCl, é um mineral haleto.

Sulfatos

Estes têm o íon sulfato poliatômico, (SO 4 ) 2- , como o ânion. Anidrite, CaSO 4 , é um sulfato.

Fosfatos

Estes têm o íon fosfato poliatômico, (PO 4 ) 3– , como o ânion. Fluorapatita, Ca 5 (PO 4 ) 3 F, que torna seus dentes duros, é um mineral de fosfato.

Elementos nativos

Estes são feitos de nada além de um único elemento. Ouro (Au), cobre nativo (Cu) e diamante e grafite, que são feitos de carbono, são todos elementos minerais nativos. Lembre-se de que um mineral é definido como ocorrendo naturalmente. Portanto, elementos purificados e cristalizados em laboratório não se qualificam como minerais, a menos que também tenham sido encontrados na natureza.

Tabelas de Classificação Mineral

Nas tabelas 1 a 3, a dureza é medida na Escala de Dureza de Mohs. Ao ler as tabelas, você pode clicar nas imagens de minerais para ver uma versão maior da foto.

Tabela 1. Brilho Não Metálico – Cor Clara
Cor típicaDurezaClivagem / FraturaNome MineralFoto de Mineral
incolor 7fratura conchodialquartzotrês variedades de quartzo
variável7fratura conchodialcalcedônia (sílex, etc.)três variedades de calcedônia
rosa ou branco5–62 aviões em ângulos retosorotoclásio (feldspato)duas variedades de orothoclase
branco5–62 aviões em ângulos retosNa-plagioclásio (feldspato)Na-plagioclásio
branco para cinza5–62 aviões em ângulos retosCa-plagioclásio (feldspato)Ca plagioclásio
variável44 aviõesfluoritaduas variedades de fluorita
incolor ou branco33 aviões em ângulos estranhoscalcitaduas variedades de calcita
rosa ou branco33 aviões em ângulos estranhosdolomitedolomite
incolor ou branco2,5–33 aviões em ângulos estranhoshalitahalita
incolor ou branco2,51 aviãomoscovitamoscovita
incolor ou branco22 aviões em ângulos retosgessoduas variedades de gesso
variável11 aviãotalcotalco
branco<1desigual (transforma-se em pó)caulinitacaulinita
Tabela 2. Brilho Não Metálico – Cor Escura
Cor típicaDurezaClivagem / FraturaNome MineralFoto de Mineral
verde5–6irregularolivinaolivina
vermelho5–6irregulargranadagranada
vermelho3–6irregularhematitaduas variedades de hematita
verde escuro3–62 aviões em ângulos retospiroxenapiroxena
Preto4,5–62 aviões em ângulos estranhoshornblenda (anfíbola)hornblenda
Preto2,51 avião biotitabiotita
verde21 avião cloritoClorito
Tabela 3. Brilho Metálico
Cor típicaDurezaClivagem / FraturaNome MineralFoto de Mineral
cinza preto ou escuro6irregularmagnetitamagnetita
amarelo brassy6irregularpiritapirita
amarelo acobreado4irregularcalcopiritacalcopirita
prata33 aviões em ângulos retosgalenagalena

Como identificar minerais

Primeiro, você precisa de uma boa luz e uma lente de mão ou lupa. Uma lente de mão é uma pequena lupa de lente dupla que possui um poder de ampliação de pelo menos 8 × e pode ser adquirida em algumas livrarias e lojas de produtos naturais.

Os minerais são identificados com base em suas propriedades físicas, descritas na seção anterior. Para identificar um mineral, você olha de perto.

De relance, a calcita e o quartzo parecem semelhantes. Ambos são geralmente incolores, com um brilho vítreo. No entanto, suas outras propriedades são completamente diferentes. O quartzo é muito mais duro, duro o suficiente para arranhar o vidro. A calcita é macia e não risca o vidro.

O quartzo não tem clivagem mineral e fratura da mesma maneira irregular que o vidro quebra. A calcite tem três direções de clivagem que se encontram em ângulos diferentes de 90 °, de modo que ela se transforma em peças sólidas com lados perfeitamente planos, lisos e brilhantes.

Ao identificar um mineral, você deve:

  1. Olhe bem de perto em todos os lados visíveis para ver como ele reflete a luz
  2. Teste sua dureza
  3. Identifique sua clivagem ou fratura
  4. Nomeie seu brilho
  5. Avaliar quaisquer outras propriedades físicas necessárias para determinar a identidade do mineral

Nas tabelas de minerais que acompanham esta seção, os minerais são agrupados de acordo com seu brilho e cor. Eles também são classificados com base em sua dureza e sua clivagem ou fratura. Se você puder identificar várias dessas propriedades físicas, poderá identificar o mineral.

Referências bibliográficas:

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