LSO210- Geologia Aplicada a Solos 2020 AULA 4 MINERALOGIA. Classificação dos minerais

LSO210- Geologia Aplicada a Solos 2020

AULA 4

MINERALOGIA

CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS

REINO MINERAL + ou – 1500 a 2000 espécies minerais... entretanto, as mais importantes....

SOLOS (ver quadro do minerais mais abundantes da LITOSFERA)

A classificação dos minerais baseia-se na composição química e estrutura dos minerais.

As divisões mais amplas desta classificação inclui as seguintes classes:

1-Elementos Nativos:

20 elementos Exemplos:

-Enxofre

S

Ouro

Au

Hematita

Fe

O

Magnetita

Fe

O

Goethita

Fe(OOH) ou FeO (OH) ou

Fe

_O(OH)

Gibbsita

Al(OH)

ÓXIDOS e HIDRÓXIDOS

SULFETOS:

Gibbsita

Al(OH)

Goethita

Fe(OOH)

Rocha (Minerais primários)

Plagioclásio

Gibbsita

Al(OH)

Gibbsita

Al(OH)

+

minerais argila

Goethita

Fe(OOH)

HALÓIDES:

HALITA NaCl clivagem perfeita, D 2.5 incolor e branco, gosto salgado. Ocorre

em camadas irregulares extensas, precipitadas das águas dos oceanos e interestratificadas em Rochas Sedimentares.

SILVITA KCl clivagem perfeita, D=2, transparente, solúvel em água, salgado +

amargo que halita e mais rara. Usada como fertilizante, fonte de K.

CARNALITA KMgCl₃.6H₂O ocorre associada a halita e silvita. Apresenta-se +

avermelhada pelas inclusões de hematita. Usada como fonte de compostos de K e Mg.

FLUORITA CaF₂ cl. Perf. D=4, cristais cúbicos, cores várias, veios associados

https://mundo-mineral.blogspot.com/2012/09/silvita.html

https://www.dreamstime.com/stock-photography-evaporites-image28056912

CARNALITA

KMgCl

.6H

O

CARBONATOS:

minerais que tem na composição o radical carbonato

.

CO

calcita

CaCo

magnesita

MgCo

siderita

FeCo

calcita

CaCo

dolomita

Calcita

CaCo

Dolomita

Calcita

Dolomita

Calcita

Dolomita

Sílex

Calcita

FOSFATOS:

minerais com o radical

PO

apatita

Ca

(F, Cl, OH) (PO

)

acessórios em Rochas Ígneas, Sedimentares e Metamórficas, veios em rochas ígneas.

Usada como fertilizantes fonte de P

monazita

(Ce, La, Y, Th) (PO

)

fosfatos de metais de terras raras

apatita

SULFATOS:

minerais com o radical sulfato

SO

gipsita

CaSO

. 2H

O

anidrita

CaSO

ocorrem em Rochas Sedimentares interestratificados com calcários e folhelhos.

Usado na fabricação de gesso

Gipsita

SILICATOS

• abundância

25% das espécies são silicatos

92% do volume da crosta terrestre

quase todas as rochas de importância tem silicatos como Mineral essencial

1- INTRODUÇÃO

SOLO...

associação silicato-óxido quase sempre

o Silicato + abundante

fração areia e cascalho quartzo

fração silte quartzo, hematita, goethita

ESTRUTURA DOS SILICATOS

classificação estrutural dos silicatos

Si

_{raio= 0,42}

_O

_{raio= 1,40}

rr=0,30 nc= 4

Unidade fundamental...tetraedros

(SiO

)

4-POLIMERIZAÇÃO NOS SILICATOS

capacidade de compartilhar oxigênios que os

tetraédros (SiO₄)4- _{apresentam. Os diferentes tipos}

de estrutura que aparecem nos silicatos são funções dos diferentes graus de polimerização que exibem

Devido a alta carga negativa (-4) os TETRAÉDROS se polimerizam e se ligam uns aos outros formando cadeias ou camadas de moléculas ligadas por

oxigênios comuns

Assim surge a classificação estrutural dos silicatos...

que se baseia no grau de polimerização.

Nesossilicatos, Sorossilicatos Ciclossilicatos, Inossilicatos Filossilicatos, Tectossilicatos

CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL

DOS SILICATOS

• Nesossilicatos

• Tetraédros isolados (SiO₄)4- _{, sem vértices comuns}

ligados. Grau de polimerização=0.

• As ligações tetraedros tetarédros se fazem através de metais (Mg, Fe, Ca e Al)

• Mineral + importante Olivina (Mg,Fe)₂SiO₄

• Sorossilicatos

• Polarização de 2 tetraedros rotacionados de 180 0

através de um vértice comum

.

• Unidades tetraédricas ligadas aos pares através de Oxigenio em comum

• Não tem mineral importante no estudo de solos

Nesossilicatos Sorossilicatos Ciclossilicatos Inossilicatos Filossilicatos Tectossilicatos

• Ciclossilicatos

• Tetraédros arranjados em anéis de 3, 4, ou 6 lados. Dois vértices comuns. Polarização de 2 tetraedros rotacionados de 1800_{através de um vértice comum.}

• retículos cristalinos formados por anéis de tetraedros de sílica, com a razão Si:O de 1:3, constituindo o radical aniônico (SiO₃)-².

• Esta classe não tem mineral importante no estudo de solos, apenas a turmalina que poderá ser determinada em estudos científicos de gênese de solos, mas com uma certa raridade.

3

4

6

• Inossilicatos

Tetraédros com 2 ou 3 vértices comuns arranjados em cadeias simples ou duplas

Ligações através Oxigênios comuns

Piroxênios XY(Si,Al)₂O₆

X= Ca, Na, Fe, Mg Y= Cr, Al, Fe+3, Mg, Mn

Anfibólios Ca₂(Mg,Fe2+₎

5Si8O22(OH)2

Os 2 são importantes, presentes em rochas básicas. Material de origem de solos

cadeias simples cadeias duplas Nesossilicatos Sorossilicatos Ciclossilicatos Inossilicatos Filossilicatos Tectossilicatos

Filossilicatos

• Grupo dos Filossilicatos é um subgrupo de minerais da Classe

dos Silicatos que possuem uma estrutura constituída pela alternância entre folhas bidimensionais formadas por

tetraedros de SiO₄ polimerizados, e folhas bidimensionais

formadas por octaedros coordenados, via de regra, por átomos de Mg ou Al. Filossilicatos são constituintes essenciais de

muitas rochas metamórficas, magmáticas, sedimentares e de solos

.

• Relação Si : O de 2:5...(Si₂O₅)

2-•

Grego phyllon = folha, indica o tipo de estrutura

que esse grupo apresenta....

Folha de sílica

Intercalada com Folha de gibbsita

Nesossilicatos, Sorossilicatos Ciclossilicatos, Inossilicatos

Das combinações de folhas tetraédricas de sílica com folhas octaédricas de gibbsita (Al) e brucita (Mg) resultam as estruturas dos minerais de argila:

Estrutura tipo 1:1 Estrutura tipo 2:1 expansiva Estutura tipo 2:1 Não expansiva CAULINITA Al₂ Si₂ O₅ (OH)₄ ESMECTITAS (Al, Mg)₂ Si₄ O₁₀

ILITA K (Al, Mg, Fe)₂ (Si, Al)₄ O₁₀ (OH)₂

MICAS

Incolor a parda

Muscovita

avermelhada

Flogopita

lilás

Lepidolita

Se ocorrer a SI parcial de Mg2+ _{por Fe}2+ _{tem-se a ocorrência}

da Biotita

TECTOSSILICATOS

• Importância

• Cerca de 70% do volume da Litosfera são minerais deste grupo

• ocorrem em todas as rochas, todos os solos

• Estrutura

• Maior grau de polimerização

• Trama tridimensional tecto= armação

• Sem Substituição Iônica e com Substituição Iônica • SUBSTITUIÇÃO (na estrutura do silicato)

Si4+ _{raio= 0,42 Å por Al}3+ _{raio= 0,51 Å}

Mineral % em volume

Feldspatos 58

Piroxênios e Anfibólios 13

Quartzo 12

Micas e Argilominerais 10 Carbonatos, Óxidos, Sulfetos 3 Nesossilicatos, Sorossilicatos

Ciclossilicatos, Inossilicatos

SEM Substituição Iônica

• GRUPO DA SÍLICA

estrutura eletricamente neutra, resultando formula química SiO₂

• Sílica cristalina

Quartzo

o mineral mais importante do grupo 12% da litosfera todas as rochas...variedades... Sílica criptocristalina Calcedônea SiO₂ . 2H₂O sílex jaspe ônix ágata Sílica amorfa Opala SiO₂ . nH₂O

COM Substituição Iônica do Si

_{por Al}

• GRUPO DOS FELDSPATOS

K+_{(r. i.= 1,33 Å) ou}

Na+ _{(r. i.= 0,97 Å) ou}

Ca2+ _{(r. i.= 0,98 Å) ou}

Ba2+ _{(r. i.= 1,36 Å) raro ocorrer}

K+ _KAlSi 3O8 ORTOCLÁSIO Na+ _NaAlSi 3O8 ALBITA Ca2+ _CaAl 2Si2O8 ANORTITA

No sistema KAlSi₃O₈- NaAlSi₃O₈- CaAl₂Si₂O₈

• ocorre grande quantidade de substituições iônicas.

• A mais importante é a entre Ca2+ _{e Na}+ _resultando

na série dos plagioclásios

SÉRIE DOS PLAGIOCLÁSIOS

Na _Ca

não ocorre Ocorre certas condições _{Ocorre em todas proporções}

Soluções sólidas nos

MINERAIS NAS ROCHAS MINERAIS NOS SOLOS

frações, cascalho, areia e silte

GIBBSITA

• Óxido de Fe Hematita

• Hidróx Hidróxido de Fe GoeTHita Hidróxido de Al Gibbsita

QUARTZO _QUARTZO

FELDSPATOS MINERAIS de _{ARGILA e} Hidróxido Al PIROXÊNIOS, ANFIBÓLIOS e BIOTITA Fe + Mg MINERAIS de ARGILA e Ox. e Hidroxidos de Al e Fe Caulinitas 1:1 Esmectitas 2:1 Ex Ilitas 2:1 n Ex Gibbsita Caulinitas 1:1 Esmectitas 2:1 Ex Ilitas 2:1 n Ex INTEMPERISMO

Importante

COORDENAÇÃO TETRAÉDRICA

é a base para estrutura dos minerais silicatados • COORDENAÇÃO OCTAÉDRICA_{é a base para estruturas dos ÓXIDOS,}

EXEMPLOS DE ESPECIES MINERAIS

Elementos Nativos Enxofre (S), Grafita (C), Ouro (Au), Diamante (C)

Sulfetos _{Pirita (FeS2),} Galena (PbS)

Óxidos _{Hematita (Fe2O3), Goethita Fe(OOH), Magnetita (Fe3O4),} Rutilo (TiO₂) Óxidos

Hidróxidos _{Gibbsita (Al(OH)3),} Brucita (Mg(OH)₂) Hidróxidos

Halóides _{Silvita (KCl), Carnalita (KCl.MgCl2.6H2O),} Fluorita (CaF₂), Halita (NaCl)

Carbonatos _{Calcita (CaCo3), Dolomita (Ca,Mg (CO3)2, Magnesita (MgCo3),} Siderita (FeCo₃)

Nitratos _{Nitro ou Niter (KNO3), Salitre do Chile (NaNO3),} Nitrocalcita Ca(NO₃)₂.4H₂O

Fosfatos _{Apatita (Ca5(F,Cl,OH) (PO4)3,} Monazita (Ce,La,Y,Th) PO₄

Sulfatos _{Gipsita (CaSO4 .2H2O) , Anidrita (CaSO4)}

Silicatos _{Quartzo (SiO2), Calcedônia (SiO2), Caulinita Al2Si2O5(OH)4, Olivina (Mg,Fe)2SiO4} Opala SiO₂.n(H₂O),

Grupo dos Feldspatos Ortoclásio KAlSi₃O₈

Plagioclásios Fórmula geral (Na,Ca) Al(Si,Al)Si₂O₈ Anortita CaAl₂Si₂O₈

Albita NaAlSi₃O₈)

Biotita K(Mg,Fe2+₎

3[AlSi3O10](OH,F)2