Mineral

Nota:Para outros significados, vejaMineral (desambiguação).

Amostras de alguns minerais

Mineralé um corpo natural sólido e cristalino formado em resultado da interação de processos físico-químicos em ambientes geológicos. Cadamineralé classificado e denominado não apenas com base na suacomposição química,mas também naestrutura cristalinados materiais que o compõem. Em resultado dessa distinção, materiais com a mesmacomposição químicapodem constituir minerais totalmente distintos em resultado de meras diferenças estruturais na forma como os seus átomos ou moléculas se arranjam especialmente (como por exemplo: ografitee odiamante). Até 8 de agostode 2020 havia 5617 minerais sendo 208produzidos por atividades humanas,onde 29 sãominerais carboníferos.

Os minerais variam na sua composição desdeelementos químicos,em estado puro ou quase puro, esais simplesasilicatoscomplexos com milhares de formas conhecidas. Embora em sentido estrito opetróleo,ogás naturale 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 osbetõesou os diamantes artificiais). O estudo dos minerais constitui o objeto damineralogia.

Estrutura cristalina

Ver artigo principal:Estrutura cristalina

Estrutura cristalina de um cristal de sal (NaCl). Note-se a ordenação dos átomos.

Um dos pilares fundamentais do estudo dos minerais, e um dos elementos determinantes na sua classificação, é a determinação da suaestrutura cristalina(ou ausência dela), já que esse factor determina, a par com a composição química, a generalidade das propriedades do material e fornece indicações claras sobre os processos e ambientes geológicos que estiveram na sua origem, bem como o tipo de rochas de que poderá fazer parte.

Neste contexto,estrutura cristalinasignifica o arranjo espacial de longo alcance em que se encontram os átomos ou moléculas no mineral. Na natureza existem 14 arranjos básicos tridimensionais de partículas (neste caso átomos ou moléculas, entenda-se), designados porredes de Bravais,agrupados em 7sistemas de cristalizaçãodistintos, que permitem descrever todos oscristaisaté agora encontrados (as excepções conhecidas são osquase cristais de Shechtman,os quais, contudo, não são verdadeiros cristais por não possuírem uma malha com repetição espacial uniforme).

É portanto da conjugação da composição química e da estrutura cristalina que é definido um mineral, sendo em extremo comuns substâncias que em condições geológicas distintas cristalizam em formas diferentes, para não falar da similaridade de cristalização por parte de substâncias com composição química totalmente diversa.

De facto, dois ou mais minerais podem ter a mesma composição química, mas estruturas cristalinas diferentes, sendo nesse caso conhecidos comopolimorfosdo mesmo composto. Por exemplo, apiritee amarcassitesão ambos constituídos porsulfeto de ferro,embora sejam totalmente distintos em aspecto físico e propriedades.

Similarmente, alguns minerais têm composições químicas diferentes, mas a mesma estrutura cristalina, originandoisomorfos.Um exemplo é dado pelahalite,um composto de sódio e cloro em tudo similar ao vulgar sal de cozinha, agalena,umsulfeto de chumbo,e apericlase,um composto de magnésio e oxigénio. Apesar de composições químicas radicalmente diferentes, todos estes minerais compartilham da mesma estrutura cristalinacúbica.

As estruturas cristalinas determinam de forma preponderante as propriedades físicas de um mineral: apesar do diamante e grafite terem a mesma composição, agrafiteé tão branda que é utilizada como lubrificante, enquanto odiamanteé o mais duro dos minerais, o qual é derivado do carbono.

Para ser classificado como um "verdadeiro" mineral, uma substância deve ser umsólidoe ter uma estruturacristalinadefinida. Deve também ser uma substância homogénea natural com uma composição química definida. Substâncias semelhantes a minerais que não satisfazem estritamente a definição, são por vezes classificados comomineralóides.

Estão actualmente catalogados mais de 4 000 minerais, todos eles reconhecidos e classificados de acordo com aInternational Mineralogical Association (IMA),a instituição de referência na aprovação da classificação e nomenclatura internacional dos minerais.

De fora ficam materiais como aobsidianaou oâmbar,que embora tenham carácter homogéneo, origem geológica easpectomineral dado pela sua origem, ocorrência e características macroscópicas, não são materiais cristalinos.

Minerais e rochas

Embora na linguagem comum por vezes os termosmineralerochasejam utilizados de forma quase sinônima, é importante manter uma distinção clara entre ambos. É preciso não perder de vista que um mineral é umcomposto químicocom uma determinada composição química e uma estrutura cristalina definida, como atrás foi apontado. Se é verdade que existemrochascompostas por um único mineral, na generalidade dos casos, umarochaé uma mistura complexa de um ou diversos minerais, em proporções variadas, incluindo frequentemente fracções, que podem ser significativas ou mesmo dominantes, de materialvítreo,isto é, não cristalino.

Os minerais específicos numa rocha, ou seja aqueles que determinam a classificação desta, variam muito. Alguns minerais, como oquartzo,amicaou otalcoapresentam uma vasta distribuição geográfica epetrológica,enquanto outros ocorrem de forma muito restrita. Mais de metade dos mais de 4000 minerais reconhecidos são tão raros que foram encontrados somente num punhado das amostras, e muitos são conhecidos somente por alguns pequenos cristais. Pondere-se a diferença de abundância entre oquartzoe odiamante,sendo certo que este último é um dos minerais mais raros.

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 tal não é possível, ou quando um elevado grau de ambiguidade persiste, como no caso de muitosisomorfossimilares, a identificação é realizada a partir da análise química, de estudos de óptica aomicroscópio petrográficoou pordifracçãoderaios Xou deneutrões. São as seguintes as propriedades físicas macroscópicas, isto é observáveis sem necessidade de equipamento sofisticado (por vezes designadas, por essa razão, porpropriedades de campo).

Cor

É uma característica extremamente importante dos minerais. Pode variar devido a impurezas existentes em minerais como oquartzo,ocorindo,afluorite,acalcitee aturmalina,entre outros. Em outros 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:

• Jadeíte— esverdeado;
• Augita— verde escuro a preto;
• Cassiterita— verde a castanho;
• Pirita— amarelo-ouro

Brilho

O brilho é a característica dos minerais quando são observados à luz, nas superfícies frescas de fractura do mineral (ou as faces dos seuscristaisou as superfícies declivagem). 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:metálicoenão metálicoouvulgar.Diz-se que o brilho énão metálico,ouvulgar,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:

• Brilhosnão metálicos:
  • Acetinado — brilho não metálico que faz lembrar o brilho docetim;é característico dos minerais fibrosos;
  • Adamantino — brilho não metálico que, pelas suas características, nomeadamente a intensidade, se assemelha ao do diamante (são exemplos apirargiritae acerussita;
  • Ceroso — brilho não metálico que lembra o da cera (é exemplo avariscita);
  • Nacarado — brilho não metálico semelhante ao das pérolas (é exemplo acaulinita);
  • Resinoso — brilho não metálico que lembra o observado nas superfícies de fractura das resinas (é exemplo amonazita);
  • Vítreo — brilho não metálico que lembra o do vidro (são exemplos afluorita,ahalitae aaragonita);
• Brilhosmetálicos:
  • Metálico — brilho que se assemelha ao dos metais, sendo característico de minerais opacos como agalena,acalcopiritae apirita;
  • Submetálico — brilho que faz lembrar o dos metais, mas não tão intenso, sendo característico dos minerais quase opacos como acromita.

Traço (ou risca)

Ver artigo principal:Traço (mineralogia)

A risca é a cor de um mineral quando reduzido a pó. A cor do traço de um mineral pode ser observada quando uma louça ou porcelana branca é riscada. Aclorite,agipsita(gesso) e otalcodeixam um traço branco, enquanto ozircão,agranadae aestaurolitadeixam, 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 relacionadoscom a estrutura molecular interna, paralelos às possíveis faces do cristal que formariam. A clivagem é descrita em cinco modalidades: desde pobre, como nabornita;moderada; boa; perfeita; e proeminente, como nasmicas.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 fracturação é um elemento importante na identificação do mineral. Alguns minerais apresentam estilos de fracturação muito característicos, determinantes na sua identificação. Minerais comfractura conchoidal,por exemplo, são:quartzo,zircão,ilmenita,calcedônia,opala,apatita.

Dureza

Expressa a resistência de um mineral à abrasão ou ao risco. Ela reflete 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 aescala de Mohs,que consta dos seguintes minerais de referência (ordenados por dureza crescente):

• 1 —Talco;
• 2 —Gesso;
• 3 —Calcite;
• 4 —Fluorita;
• 5 —Apatita;
• 6 —Ortoclásio;
• 7 —Quartzo;
• 8 —Topázio;
• 9 —Corindon;
• 10—Diamante.

Densidade

É a medição directa dadensidademássica, medida pela relação directa entre a massa e o volume do mineral. Os minerais de brilho metálico apresentam densidades próximas da da pirite (5,0), enquanto que os minerais de brilho não metálico apresentam densidades próximas da do quartzo ou calcite (2,6/2,7). Qualquer mineral com uma densidade superior a 7 já é considerado muito denso, como é o caso do ouro.

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:

• Quebradiço ou frágil — o mineral parte-se ou é pulverizado com facilidade;
• Maleável — o mineral, por impacto, pode ser transformado em lâminas;
• Séctil — o mineral pode ser cortado por uma lâmina deaço;
• Dúctil — o mineral pode ser estirado para formar fios;
• Flexível — o mineral pode ser curvado sem, no entanto, voltar à sua forma original;
• Elástico — o mineral pode ser curvado, voltando à sua forma original quando o forçamento cessa.

Magnetismo

Ocorre nos poucos minerais que devido à sua natureza ferromagnética são atraídos por umímã.Os exemplos mais comuns são amagnetite,apirrotitee outros com elevado teor de metais que podem ser magnetizados após aquecimento, como omanganês,oníquele otitânio.

Peso específico (ou densidade relativa)

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 abalança de Jolly,aplicando a seguinte fórmula:

$G={\frac {\rm {(b-a)}}{\rm {(b-c)}}}$

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 peso específico 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 osistema de cristalizaçãodo 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

Ver artigo principal:Classificação de Strunz

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

Silicatos

O grupo dossilicatosé o maior grupo de minerais, sendo compostos principalmente porsilícioeoxigénio,com a adição decatiõescomo omagnésio,oferroe ocálcio.Alguns dos mais importantes silicatos constituintes de rochas comuns são ofeldspato,oquartzo,asolivinas,aspiroxenas,asgranadase asmicas.

Carbonatos

O grupo doscarbonatosé composto de minerais contendo oanião(CO₃)^2-e inclui acalcitee aaragonita(carbonatos de cálcio), adolomita(carbonato de magnésio e cálcio) e asiderita(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 (osevaporitos,como por exemplo os existentes noGreat Salt Lake,Utah) e em ambientes dekarst,isto é regiões onde a dissolução e a precipitação dos carbonatos conduziu à formação decavernascomestalactiteseestalagmites.A classe dos carbonatos inclui ainda os minerais deboratosenitratos.

Sulfatos

Todos ossulfatoscontém oaniãosulfato na forma SO₄.Os sulfatos formam-se geralmente em ambientesevaporíticos,onde águas de alta salinidade são lentamente evaporadas, permitindo a formação de sulfatos e dehalóidesna interface entre a água e o sedimento. Também ocorrem em sistemas de veioshidrotermaissob a forma de minerais constituintes dagangaassociada a minérios de sulfetos. Os sulfatos mais comuns são aanidrita(sulfato de cálcio), acelestita(sulfato deestrôncio) e ogesso(sulfato hidratado de cálcio). Nesta classe incluem-se também os minerais decromatos,molibdatos,selenatos,sulfetos,teluratosetungstatos.

Halóides

O grupo doshalóidesé constituído pelos minerais que formam ossaisnaturais, incluindo afluorite,ahalite(sal comum) e osal amoníaco(cloreto de amónia). Os halóides, como os sulfatos, são encontrados geralmente em ambientes evaporíticos, tais como lagos do tipoplayae mares fechados (por exemplo nas margens doMar Morto). Inclui os minerais defluoretos,cloretoseiodetos.

Óxidos

Osóxidosconstituem um dos grupos mais importantes de minerais por formaremminériosdos quais podem ser extraídos metais. Ocorrem geralmente como precipitados em depósitos próximo da superfície, como produtos deoxidaçãode outros minerais situados na zona de alteração cerca da superfície ou ainda como minerais acessórios dasrochas ígneasdacrustae domanto.Os óxidos mais comuns incluem ahematite(óxido de ferro), aespinela(óxido de alumínioe magnésio, um componente comum domanto) e ogelo(de água, ou seja óxido de hidrogénio). São também incluídos nesta classe os minerais dehidróxidos.

Sulfetos

Muitossulfetossão também economicamente importantes como minérios metálicos, incluindo-se entre os mais comuns acalcopirita(sulfeto de cobre e ferro) e agalena(sulfeto de chumbo). A classe dos sulfetos também inclui os minerais deselenetos,teluretos,arsenietos,antimonetos,os bismutinetos e ainda ossulfossais.

Fosfatos

O grupo dosfosfatosinclui todos os minerais com uma unidadetetraédricade AO₄onde A pode serfósforo,antimónio,arsénioouvanádio.O fosfato mais comum é aapatite,a qual constitui um importantemineralóide,encontrado nos dentes e nos ossos de muitos animais. Esta classe inclui os minerais de fosfatos,vanadatos,arseniatoseantimonatos.

Elementos nativos

O grupo doselementos nativosinclui os metais e amálgamas intermetálicas (como as deouro,prataecobre), semi-metais e não-metais (antimónio,bismuto,grafiteeenxofre). Este grupo inclui também ligas naturais, como oelectro(uma liga natural de ouro e prata),fosfinos(hidretos de fósforo),nitritosecarbetos(que geralmente são só encontrados em alguns rarosmeteoritos).

Minerais dietéticos

Designam-se porminerais dietéticosos compostos inorgânicos necessários à vida, incluindo aqueles que devem fazer parte da boanutriçãohumana. Entre estes minerais inclui-se osal de cozinhae compostos contendo nutrientes eoligoelementoscomo opotássio,ocálcio,oferro,ozinco,omagnésioe ocobre.

Os minerais dietéticos podem ser constituintes naturais doalimentoou 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 ocarbonato 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 fracção importante de minerais dietéticos é ingerida acidentalmente por ingestão de poeiras. Entre os herbívoros é importante a pica, ougeofagia,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.

Ver também

• Cristal
• Estrutura cristalina
• Gema (mineralogia)
• Lista de minerais
• Mineração
• Mineralogia
• Pedreira (geologia)
• Carvão

Ligações externas

• «Museu de Minerais e Rochas Heinz Ebert»
• «Galeria de minerais»(em inglês)
• «Base de dados sobre minerais»(em inglês)
• «Minerais vulcânicos»(em inglês)