Propriedades fisicas dos minerais, Notas de estudo de Geologia

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Propriedades fisicas

Propriedades fisicas

Mineralogía. Aula teórica 6. Sumario:

Hábito e agregados. Cor. Clivagem ou exfoliação. Partição. Fratura. Dureza. Escala de Mohs. Tenacidade. Densidade relativa. Cor da risca. Brilho ou lustre, tipos. Transparência (diafanidade). Magnetismo. Fusibilidade. Piezoeletricidade.Fluorescência, Fosforescência e Luminescência. Minerais e microscopía.

As propriedades físicas dos minerais são uma consequência directa da sua composição química e da sua estrutura cristalina.

Serão descritas as seguintes propriedades

hábito e agregados, cor, dureza, tenacidade, densidade, clivagem e fractura, risca ou traço, brilho ou lustre, diafanidade,

fluorescência, fosforescência luminescência eléctricas magnéticas radioactivas reflexão e refraccão

Habito e Agregados Aspecto macroscópico dos minerais. A maneira como os cristais crescem juntos para originar agregados.

Depende do ambiente

O hábito cristalino descreve o aspecto macroscópico que apresentam os minerais. O hábito se encontra condicionado por fatores externos ao mineral, como por exemplo, as condições ambientais que havia enquanto se formou. A estrutura cristalina também influi sobre o hábito, embora muitas vezes o aspecto de um mineral pode despistar a respeito de sua estrutura cristalina. Minerais com a mesma estrutura cristalina não têm por que apresentar o mesmo hábito, e inclusive um mesmo mineral pode aparecer sob várias formas diferentes. Alguns hábitos de um mineral são específicos de uma localidade.

Em uma primeira classificação, o aspecto dos minerais se pode dividir em cristais isolados, associações ou agregados de cristais, e massas. Dentro destes grupos, utilizam-se diversos términos que descrevem a forma do mineral. Como os minerais podem tomar quase qualquer forma imaginável, não existem listas sistemáticas nem definições estritas para os distintos hábitos. Veremos os mais habituais.

Cristais isolados

Acicular: os cristais têm forma de agulhas; Gesso.

Tabular: cristais elongados e achatados. Barita.

Prismático: os cristais têm uma direcção preferencial. Turmalina.

Folhoso: cristais finos e alargados, similares a folhas de faca, como na barita.

Coraloide: em forma de coral, como no aragonito.

Capilar ou filiforme: os cristais têm aspecto de cabelo ou de fios; Asbesto.

Términos que fazem referência a uma forma geométrica equigranular: cubo, octaedro, dodecaedro.

Cubo de pirita Octaedros de Fluorita Piritoedros: dodecaedro pentagonal

Agregados de cristais

Dendrítico: os cristais crescem em forma de folhas de plantas. Pirolusita.

Arborescente: similar a uma árvore, como na prata nativa.

Mahla: cristais finos formando uma rede, como na cerusita.

Fibroso: mostra pequenas fibras paralelas que se podem separar, como no gesso.

Laminar: formado por pequenas lâminas que se podem separar, como na mica. Geódico: cavidade

rochosa coberta por cristais individuais.

Drúsico: superfície coberta por uma camada de cristais individuais

Radial: cristais dispostos em círculo de um mesmo ponto central, como na pirolusita.

Massas

Maciço ou compacto: sem forma determinada, como a serpentina.

Globular: indivíduos esféricos, como a calcita sobre quartzo.

Botroidal: formas esféricas agrupadas formando cachos, como no apatito.

Reniforme: formas semelhantes a rins, mais alargadas que no hábito botroidal, como na hematita.

Mamilar: formas esféricas largas e plainas semelhantes a mamas, como na smithsonita.

Em banda: bandas de diferente textura e cor, como na ágata.

Rosa ou discoidal: discos entrecruzados formados por pequenos cristais, como as rosas do deserto.

''Oolítico ou pisolítico'': esferas dispostas como as ovas dos peixes.

''Amigdaloide'': nódulos de mineral em forma de amêndoa.

Nodular: massas esféricas irregulares.

Estalactítico: em forma de cilindros ou cones, recordando às estalactites.

Cor

A cor é, provavelmente, uma das características mais espetaculares e atrativas dos minerais, confiriendo uma indiscutível belleza  aos cristais, muito especialmente no caso de algumas gemas, é o resultado de uma absorção seletiva da luz. Os minerais se chamam idiocromáticos se sempre se apresentarem com a mesma cor, exemplo: pirita, cor amarela. Entretanto a presença de impurezas fazem que possa variar a coloração, como é o caso do quartzo, que pode ser incolor (cristal de rocha), citrino (amarelo), rosado, ametista (violeta), neste caso o mineral se diz que é alocromático. Pode que o mineral se recubra de uma pátina de oxidação, a que falseia a cor própria do mineral, estamos então em presença de um pseudocromatismo. Por isso esta propriedade só se pode estabelecer em superfícies frescas.

Cor

Como índice diagnóstico os minerais se classificam em um dos seguintes 7 cores: incolor, branco e/ou cinza; amarelo, verde, azul, vermelho, pardo e preto.

Isto é para os minerais idiocromáticos, onde a cor é um verdadeiro critério de identificação.

Clivagem

Resposta da estrutura cristalina a uma força externa, quando essa força é aplicada, o mineral é sujeito a um esforço. A resistencia depende do tipo de ligações moleculares dentro da estrutura

Muitos minerais têm direcções planares dentro da estrutura que são mais fracas que outras (clivagem), quebrando em superfíceis regulares.

Estrutura da mica, os atomos estão dispostos em planos, as zonas de fraqueza onde se forma a clivagem.

Clivagem. Tipos

Partição Certos minerais, quando sujeitos a tensão ou pressão, desenvolvem planos de menor resistência estrutural ao longo dos quais podem romper-se subsequentemente. Quando se produzem superfícies planas em um mineral por meio de seu rompimento ao longo de algum desses planos predeterminados, diz-se que o cristal tem uma partição. este fenômeno assemelha-se à clivagem, porém, nem todos os espécimes de um mineral o apresentarão, mas somente os que são germinados ou que tenham sido sujeitos a pressão adequada. Mesmo nestes espécimes, há somente um certo número de planos em uma determinada direção ao longo do qual o mineral se romperá.

Exemplos: partição octaédrica de magnetite, a partição basal de piroxena e partição romboédrica de corundo.

Fratura

a estrutura do quartzo mostra uma distribuição tridimensional regular, sem zonas de fraqueza, daí a fractura.

Entende-se por fratura de um mineral a maneira pela qual ele se rompe quando isto não se produz ao longo de superfícies de clivagem ou de partição. Os termos seguintes indicam diferentes espécies de fratura: Concóide - Quando a fratura tem superfície lisa, curva, semelhante à superfície interna de uma concha. Fibrosa ou Estilhaçada - Quando o mineral se rompe mostrando estilhaços ou fibras. Serrilhada - Quando o mineral se rompe segundo uma superfície denteada, irregular, com bordas cortantes. Desigual ou Irregular - Quando o mineral se rompe formando superfícies rugosas e irregulares.

Dureza

A dureza de um mineral (designada por D) é a resistência que sua superfície lisa oferece ao ser riscada por outro mineral, por uma lima ou um canivete. A dureza também depende da estrutura interna do cristal: quanto mais fortes as forças de união entre seus átomos, tanto mais duro será o mineral. O grau de dureza de um mineral é expressado por um número, que significa a facilidade ou dificuldade de ser riscado, em comparação aos outros minerais. A determinação prática da dureza faz- se a partir da escala de Mohs.

A determinação da dureza dum mineral faz- se riscando um mineral de dureza conhecida sobre esse mineral. Muitas vezes a escala de Mohs não está disponível e o geólogo recorre a objectos vários de dureza conhecida, como a unha (D = 2-2.5), uma ponta de Cu (D= 3) u o canivete e o vidro (d = 5.5-6).

Dureza

Comparacão entre dureza relativa e absoluta.

Tenacidade

Conhece-se como tenacidade a resistência que um mineral oferece ao ser rompido, esmagado, curvado ou rasgado. Em outras palavras, sua coesão. Os termos seguintes são usados para designar as várias espécies de tenacidade dos minerais:

Quebradiço: mineral que se quebra e reduz facilmente a pó – calcite; Maleável: mineral que pode ser reduzido a folhas; Séctil: mineral que pode ser cortado com uma faca; Dúctil: mineral que pode ser modelado em arame; Flexível: mineral que pode ser dobrado, mas que não retoma a sua forma original quando a pressão é retirada; Elástico: mineral que pode ser dobrado, e que retoma a sua forma original quando a pressão é retirada.

É o numero que expressa a razão entre o peso duma substância e o peso de igual volume de água á 4̊C. Assim, um mineral de densidade 2 é duas vezes mais pesado que a água.

A densidade dum mineral depende de:

 tipo de átomos componentes;  modo como os átomos estão empacotados

Por exemplo, os minerais quartzo e tridimite, ambos constituídos por SiO2, apesar de terem os mesmos átomos, têm estruturas diferentes, estando mais empacotados no quartzo do que na tridimite. Assim, o quartzo tem densidade 2,65 e a tridimite tem densidade 2,26.

Densidade

É a cor que o mineral apresenta quando reduzido a pó. Se bem que a cor dum mineral possa variar, a cor do seu pó é sempre o mesmo. A risca é determinada esfregando o mineral numa placa de porcelana não vidrada, que tem dureza 7. Por isso este método não pode ser usado para minerais mais duros que 7.

Risca ou Traco

Brilho ou Lustre

Chama-se brilho a aparência geral da superfície de um mineral à luz refletida. Os termos seguintes são usados para designar os vários tipos de brilho que um mineral pode ter:

Vítreo: brilho idêntico ao do vidro; Resinoso: brilho idêntico ao da resina; Nacarado/Perlado: brilho iridescente idêntico ao do nácar (pérola) Ceroso: brilho que lembra uma superfície coberta de óleo ou cera; Sedoso: brilho idêntico ao da seda; Adamantino: brilho excepcionalmente intenso como o do diamante; Terroso: brilho lembrando terra.

É a capacidade de um mineral se deixar atravessar pela luz. Usa-se os seguintes termos para designar os diferentes graus dessa propriedade: Transparente - O contorno de um objeto visto através do mineral é perfeitamente definido (quartzo, var. cristal de rocha). Translúcido - Não se consegue distinguir exatamente um objeto através dele, mas pode-se enxergar formas embaçadas (Chalcedon). Opaco - O mineral é opaco quando a luz não consegue atravessá-lo, mesmo em suas bordas mais delgadas (pirite).

Diafanidade (Transparência)

Fluorescência, Fosforescência e Luminescência

A fluorescência é a emissão de luz por um mineral quando irradiados por luz ultravioleta

Se depois de se parar a irradiação o mineral continuar a emitir essa luz, diz-se que é fosforescente.

A Luminescência é luz própria emitida por certos minerais, que só se vê no escuro, pois é muito fraca.

Propriedades Eléctricas e Magnéticas

Magnetismo:           Diz-se que possuem magnetismo os minerais que, em seu estado natural, são atraídos por um ímã. Os dois únicos minerais comuns magnéticos são a magnetita e a pirotita. Existe uma variedade de magnetita que tem por si própria o poder de atração e a polaridade de um ímã verdadeiro. Muitos outros minerais, especialmente os que contêm ferro, são atraídos pelo campo magnético de um eletroímã poderoso.

Piezeletricidade :           Diz-se que um cristal possui piezeletricidade quando se desenvolve uma carga elétrica na sua superfície, ao exercer-se pressão noas extremidades de um de seus eixos. Somente podem mostrar esta propriedade os minerais que se cristalizam em classes de simetria a que falta um centro da mesma, tendo assim, eixos polares. O quartzo provavelmente é o mineral piezelétrico mais importante, pois uma pressão extremamente leve, paralelamente a um eixo, pode ser revelada pela carga elétrica produzida. Por causa disso, emprega-se o quartzo amplamente em placas cuidadosamente orientadas para controlar a frequência do rádio. Tem-se também utilizado a turmalina, em menor escala, na construção de aferidores de pressão.

Pireletricidade:           Chama-se pireletricidade o desenvolvimento simultâneo de cargas elétricas positiva e negativa nas extremidades opostas de um eixo do cristal, sob condições adequadas de alteração da temperatura. Somente apresentam esta propriedade os cristais que possuem um único eixo polar.

Fusibilidade É a propriedade que os minerais têm de se fundirem ou não. Existem minerais Fusíveis e Não fusíveis. Para determinar o grau de fusibilidade de um mineral é utilizado o teste de calor (vela, queimador de Bunsen ou maçarico).

Minerais fusíveis serão enquadrados na escala de fusibilidade: (1)Estibnita (525°C)- funde-se na chama da vela; (2)Calcopirita (800°C)- Funde-se na chama do queimador de Bunsen; (3)Granada (1050°C)- não funde no queimador de Bunsen, mas funde fácil no maçarico; (4)Actinolita (1200 °C); (5)Ortoclásio (1300°C)- Arestas arredondam-se no maçarico; (6)Bronzita (1400°C)- Não se funde no maçarico, extremidades se arredondam;

(7)Quartzo (1710°C)- Não se funde no maçarico.

Radioactividade é a desagregação espontânea de certos átomos, levando a mudanças definitivas nesses mesmos átomos, dando origem a átomos de outros elementos, que podem ser radioactivos, até se chegar a um elemento não radioactivo, estável. Cada desagregação é acompanhada de emissão de partículas atómicas e de energia térmica.

Propriedades Radioactivas

Refração da luz

O poder de refração da luz que um mineral possui tem muitas vezes efeito distinto sobre a aparência do mineral. As substâncias com um índice de refração (n) alto, pouco comuns, têm aparência difícil de definir, falando-se geralmente em brilho adamantino. Alguns espécimes de diamante (n = 2,419) e de cerussita (n = 2,1), por exemplo, possuem uma cintilação tão intensa que chegam a apresentar aparência de aço, que os minerais de índice de refração baixo não possuem. Muitos minerais não-opacos possuem um índice de refração próximo de 1,5 o que lhes dá o brilho de vidro, designado como vítreo. Bons exemplos desses minerais são o quartzo e o feldspato.

Dupla refração da luz

Todos os minerais cristalinos, exceto os que pertencem ao sistema isométrico, mostram o fenômeno da dupla refração da luz. Isto é, quando um raio luminoso penetra num desses minerais, desdobra-se em dois raios divergentes, cada um deles caminhando através do mineral com velocidade característica e tendo seu índice de refração próprio. Na maioria dos minerais, essa dupla refração é tão pequena que só pode ser determinada com aparelhos especiais. A calcita, no entanto, exibe dupla refração tão forte que pode ser observada facilmente.

Lâmina delgada

Cor dos minerais sim e com analizador

Birefração e Extinção

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