Cor. Luz e Cor. Luz e Cor. Noções Básicas para a Classificação de Minerais e Rochas. T7- Cor, Brilho e Diafaneidade

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1 Noções Básicas para a Classificação de Minerais e Rochas Cor T7- Cor, Brilho e Diafaneidade -00- Aula baseada nos slides da Profa. Dra Tamar M.B. Galembeck e Prof. Dr. Joaquim Silva Simão COR DOS MINERAIS É uma das propriedades físicas que mais chama a atenção ao observar um mineral. Variedades Coloridas de Fluorita Quando a cor de um mineral é constante = propriedade diagnóstica Variedades Coloridas de Calcita Luz e Cor Luz é a parte visível do espectro eletromagnético Luz e Cor A Luz branca é constituída pela associação de diferentes cores (experimento do disco de Newton)

2 Luz e Cor A luz branca incidente pode ser absorvida ou transmitida pelo mineral. Cada cor possui um comprimento de onda definido (m µ ) Os minerais podem ser: Coloridos ou Incolores A cor exibida será aquela transmitida pelo mineral Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Anil Violeta µ= x0-3 mm; mµ= x0-6 mm, Å= x0-7 mm IΦ= radiação incidente (branca), I= radiação transmitida λb= luz branca, λv= luz vermelha COR: PROPRIEDADE CONSTANTE PARA VÁRIOS V MINERAIS SERVE COMO UM IMPORTANTE ASPECTO DE IDENTIFICAÇÃO Preto- Magnetita CLORITA (cloros verde verde-grego Grego) AZURITA (azur-azul-francês Francês) Cinza Chumbo Galena RODONITA (rodon Grego Grego) ALBITA (albus=branco Grego) Verde - Malaquita Amarelo Latão Pirita COR: PROPRIEDADE MUITO VARIÁVEL PARA MAIORIA MINERAIS Amarelo- Citrino Preto Morion NÃO PODE SER USADA COMO PROPRIEDADE DIAGNÓSTICA Ex.: Quartzo aparece na natureza em uma infinidade de cores Roxo-Ametista Esfumaçado CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS QUANTO À COR - Idiocromáticos ticos: São os minerais que possuem uma cor constante e característica, própria da sua estrutura e da sua composição química. Via de regra são minerais opacos. Exs.: galena (PbS - cor cinzenta azulada de chumbo); magnetita (Fe 3 O 4 - cor negra). Por vezes, mesmo nos minerais idiocromáticos ticos, a cor pode ser diferente da habitual devido a fenômenos de alteração superficial. Exs.: pirita e marcassita (FeS ), bornita (Cu 5 FeS 4 ), etc. Rosa

3 Exemplos de Minerais Idiocromáticos Exemplo de Mineral Idiocromático com Película de Alteração Galena: PbS Bornita:Cu 5 FeS 4 Ouro: Au : : aulas prof.joaquim Simão aulas prof.joaquim Simão CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS QUANTO À COR - Alocromáticos ticos: São aqueles minerais cuja cor é variável. São incolores quando puros. Exemplo de Mineral Alocromático Quartzo Ex.: Quartzo, Calcita, Fluorita, etc. Citrino Os silicatos são minerais alocromáticos. Cristal de rocha Ametista Exemplo de Mineral Alocromático Schorlita (Afrisita) (Fe) CAUSAS DA COR NOS MINERAIS Os fatores principais responsáveis para a produção da cor nos minerais são variados e complexos. A maioria dos elementos encontrados nos minerais não produz cor porque suas configurações eletrônicas permanecem estáveis veis, sendo brancos ou incolores. Exs.: silício, alumínio, cálcio, lítio, berílio, boro, carbono, nitrogênio, etc. Causas da cor: Rubelita (rica Li) Variedades Coloridas de Turmalina (Na, Ca) (Mg, Fe +, Fe 3+, Al, Li) 3 Al 6 (BO 3 ) 3 I. Presença de íons metálicos (metais de transição); II. Valência dos cátions; III. Estrutura do mineral e tipo de ligação. 3

4 Causas da cor nos minerais I. PRESENÇA DE ÍONS S (METAIS DE TRANSIÇÃO) Os metais de transição (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Co e Cu) de nº s atômicos ao 9 são chamados de íons cromóforos Causas da cor nos minerais I. PRESENÇA DE ÍONS S (METAIS DE TRANSIÇÃO) Os metais de transição (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Co e Cu) possuem subníveis d não totalmente preenchidos por elétrons, que podem ser ocupados quando o átomo é excitado por um feixe de luz. Com isso os elétrons saltam de um nível para outro fazendo com que haja absorção de certos comprimentos de onda e transmissão de outros=cor. Causas da cor nos minerais Presença Metais de Transição I.. Metais de Transição em Quantidades Importantes Os metais de transição podem estar presentes nos minerais em:. quantidades importantes como: constituintes principais: A - relacionada diretamente à composição química ou B - variação na composição química do mineral;. quantidades muito pequenas como: impurezas. A: Relacionado diretamente à composição química como constituinte principal: A produção da cor está ligada evidentemente à absorção de parte da energia radiante da luz, por elétrons livres dos átomos destes elementos. A cor dos minerais, neste caso, é mais ou menos constante típica de minerais idiocromáticos. Exs.: carbonatos de cobre Azurita:Cu 3 (CO 3 ) (OH) Malaquita:Cu CO 3 (OH),: web mineral I.. Metais de Transição em Quantidades Importantes B: Variação na composição química do mineral: Presença Metais de Transição Este caso ocorre nos minerais em que é possível a substituição de um cátion por outro, as variações químicas podem implicar em um amplo espectro de variação de cor. B: Variação na composição química do mineral: Ex.: esfalerita - Zn S 3 Presença Metais de Transição Fe Ex.: esfalerita (ZnS), que admite a substituição do Zn por Fe e cuja cor varia em tons de branco, amarelo, castanho e preto, dependendo da quantidade de Fe presente. 4 5,,3,4: 5: 4

5 Presença Metais de Transição. Metais de Transição em Quantidades Muito Pequenas (impurezas) Presença Metais de Transição. Metais de Transição em Quantidades Muito Pequenas (impurezas) Um determinado metal pode ocorrer em pequenas quantidades na estrutura cristalina de minerais cuja composição global é basicamente constante e provocar o aparecimento de cor. Exs.: berilo, coríndon, etc Berilo: [Be 3 Al (Si 6 O 8 )] + Fe 3+ produz cor amarela Heliodoro Berilo: [Be 3 Al (Si 6 O 8 )] + Fe + produz cor azul Água Marinha Berilo: [Be 3 Al (Si 6 O 8 )] + Cr 3+ produz cor verde Esmeralda Típica de minerais Alocromáticos Presença Metais de Transição Causas da cor nos minerais. Metais de Transição em Quantidades Muito Pequenas (impurezas) II. VALÊNCIA DOS CÁTIONS A cor de um mineral poderá variar em função da valência do cátion presente na estrutura cristalina. A valência do cátion poderá ser mudada em função da variação da temperatura, incidência de raios-x ou gama, etc. Essa mudança poderá ser permanente ou transitória. Corindon (Al O 3 ) + Cr 3+ produz cor vermelha Rubi Lepidolita: [K Li 3 Al 3 (AlSi 3 O 0 ) (OH,F) 4 ] + Mn 3+ produz cor violeta Exemplos de elementos que se apresentam com diferentes estados de oxidação. - Fe + e Fe 3+ -Ti 3+ e Ti 4+ ; -Mn +, Mn 3+ e Mn 4+ II. VALÊNCIA DOS CÁTIONS Causas da cor nos minerais III- ESTRUTURA DO MINERAL E TIPO DE LIGAÇÃO Causas da cor nos minerais Exemplo: Quartzo A cor pode não estar relacionada à composição química, dependendo agora da estrutura do cristal e do tipo de ligação química. Se o Fe 3+ está presente em pequena concentração produz cor amarela citrino Ex.: os polimorfos do carbono diamante: incolor e transparente e grafita: preta e opaca. Se o Fe + está presente a cor violeta ametista. Com tratamento térmico Fe + Fe 3+ : 5

6 BRILHO BRILHO O brilho é uma propriedade ótica diretamente relacionada à reflexão e refração da luz. A impressão do brilho é produzida pela luz refletida pela superfície do mineral. O raio luminoso que incide em um mineral se reflete em parte. Esta luz refletida é que dá a impressão de brilho dos minerais. INTENSIDADE DO BRILHO Depende: valor do índice de refração; quantidade de luz refletida; natureza da superfície observada (rugosa, lisa, áspera, etc.). TIPOS DE BRILHO O brilho, baseado na transparência dos minerais é dividido em tipos: brilho metálico e Brilho Metálico: está associado com a aparência brilhante de um metal. Brilho Não Metálico: é aquele sem uma aparência brilhante de um metal. % LUZ REFLETIDA R= A % de luz refletida (R) de superfícies igualmente lisas de diferentes materiais quando comparadas, está relacionada com: ( n ) + n K R= ( n + ) + n K K=0, mineral é transparente índice de refração (n) e coeficiente de absorção (K), pela equação de Bohr: R (%) K=0 K=7,5 K=5 K=4 K=3 K= K= K=0,5 SUB-VÍTREO K=0 VÍTREO SUB- SUB-ADAMANTINO ESPLÊNDIDO ADAMANTINO ADAMANTINO ESPLÊNDIDO Linha SM: mostra as relações de n e R p/ brilho de cristais opacos, onde os valores de K e n são elevados, R=(n-) +n K /(n+) +n K R (%) K=0 K=7,5 K=5 K=4 K=3 K= K= K=0,5 SUB-VÍTREO K=0 VÍTREO SUB- SUB-ADAMANTINO ESPLÊND IDO ADAMANTINO ADAMANTINO ESPLÊNDIDO,5,0,5 3,0 n Sub-metálico Metálico Esplêndido,5,0,5 3,0 n 6

7 Linha ISC: mostra as relações de n e R para os 5 tipos de brilho de cristais R (%) K=0 K=7,5 K=5 K=4 K=3 K= K= K=0,5 SUB-VÍTREO K=0 transparentes, onde K 0 R=(n-) /(n+) VÍTREO SUB- SUB-ADAMANTINO ESPLÊNDIDO ADAMANTINO ADAMANTINO ESPLÊNDIDO,5,0,5 3,0 n Vítreo, Sub-adamantino Adamantino Esplêndido BRILHO MINERAIS OPACOS (Linha: SM) Está associado com a aparência brilhante de um metal. Exs.: pirita, ouro, prata, cobre, etc. Os minerais que absorvem fortemente a radiação visível, são opacos ou quase opacos, mesmo em pequenos fragmentos geralmente têm brilho metálico. Os minerais opacos são: opacos a luz; dão traços negros a muito escuros; são fortemente coloridos e possuem ligação metálica ou ligações que gradam entre metálica e covalente. TIPOS DE BRILHO PARA MINERAIS OPACOS (Linha SM) SUB Brilho submetálico: Os minerais são fracamente translúcidos a opacos e portanto exibem um brilho intermediário entre o brilho metálico e não metálico e são chamados de submetálicos. Possuem R= 8 a 0%. Exs.: cuprita, wolframita. Brilho metálico: Possuem R= 0 a 50%. Exs.: elementos nativos e a grande maioria dos sulfetos pertencem a este grupo. Brilho metálico esplendido: Possuem R= 50 a 95%. Ex.: ouro, hematita. R(%) K=0 K=7,5 K=5 K=4 K=3 K= K= K=0,5 SUB-VÍTREO K=0 VÍTREO SUB- SUB-ADAMANTINO ESPLÊNDIDO ADAMANTINO ADAMANTINO ESPLÊNDIDO,5,0,5 3,0 n -Cuprita: Cu O -Limonita: Fe +++ O(OH) nh O : webmineral.com : aulas prof. Joaquim Silva Simão SUB Hematita: Fe O 3 Wolframita: (Fe,Mn)WO 4 Ouro: Au webmineral.com 7

8 Cubanita: CuFe S 3 webmineral.com Bournonita: PbCuSbS 3 webmineral.com Pirita: FeS Galena: PbS Pirrotita: Fe (-x) S (x=0-0.7) webmineral.com BRILHO MINERAIS TRANSPARENTES BRILHO NÃO (LINHA: ISC) São aqueles sem uma aparência brilhante de um metal. Exs.: quartzo, calcita, turmalina, etc. Os minerais transparentes são: relativamente transparentes a luz; dão traços incolores a muito claros; R(%) K=0 K=7,5 K=5 K=4 K=3 K= K= K=0,5 SUB-VÍTREO K=0 VÍTREO SUB- SUB-ADAMANTINO ESPLÊNDIDO ADAMANTINO ADAMANTINO ESPLÊNDIDO,5,0,5 3,0 n os minerais com ligação covalente têm um valor mais alto de n do que os com ligação iônica e correspondem à linha SC (brilho sub-adamantino, adamantino e adamantino esplendido), enquanto para os que prevalecem à ligação iônica o brilho corresponde à linha IS (subvítreo e vítreo). 8

9 BRILHO NÃO (LINHA: ISC) TIPOS DE BRILHO PARA MINERAIS TRANSPARENTES: BRILHO NÃO (Linha ISC) Brilho Adamantino Esplendido Característico de minerais com índice de refração entre,7 e 3,4. Ex.: cinábrio. Adamantino Esplendido; Adamantino; Subadamantino; Vítreo e Subvítreo Cinábrio: HgS : webmineral.com/ : Brilho Adamantino É o brilho reluzente típico do diamante e de minerais com índice de refração entre, e,7. Exs.: enxofre (,4); esfalerita (,4); diamante (,45) e rutilo (,6). ADAMANTINO Alamosite: PbSiO 3 3 Bileitita: Ba(UO ) 6O 4 (OH) 6 8(H O) Diamante: C Enxofre: S : Brilho Subadamantino Característico de minerais com índice de refração entre,8 e,. Exs.: zircão (,9,96), cassiterita (,99 ) Zircão: ZrSiO 4 Cassiterita: SnO Brilho Vítreo É o brilho do vidro, característico de minerais com índice de refração entre,5 e,8. Exs.: 70% de todos os minerais, compreendendo quase todos os silicatos, muitos minerais do grupo dos carbonatos, fosfatos, sulfatos. Quartzo: SiO Benitoíta: BaTiSi3 O9 9

10 Berilo: Be 3 Al (SiO 3 ) 6 VÍTREO Brilho Subvítreo Característico de minerais com índice de refração entre,3 e,5. Ex.: fluorita, opala, sodalita, etc. -Fluorita: CaF Barita: BaSO 4 - Sodalita:Na 8 Al 6 Si 6 O 4Cl - - SUBVÍTREO OUTROS TERMOS UTILIZADOS PARA DESCREVER A APARÊNCIA DOS MINERAIS DE BRILHO NÃO Resinoso Com o brilho da resina. Ex: blenda (esfalerita); enxofre, etc. 3 - Ambar,3- Esfalerita:(Zn,Fe)S Opala: SiO n(h O) : outros tipos de outros tipos de Gorduroso Semelhante àquele brilho de vidro sujo de óleo. Ex.: nefelina. GORDUROSO,- Nefelina : (Na,K)AlSiO 4 Bórax: Na B 4 O 5 (OH) 4 8(H O) : geology.com : 0

11 Ceroso Semelhante ao brilho de cera. Ex.: cerargirita (ou cloroargirita) Cloroargirita: AgCl Outros tipos de Nacarado ou Perláceo Quando tem aparência iridescente de uma pérola. Observa-se em minerais facilmente esfolheáveis (nas superfícies paralelas aos planos de clivagem). Exs: micas, talco, apofilita. Outros tipos de Talco: Mg 3 Si 4 O 0 (OH) NACARADO ou PERLÁCEO Outros tipos de Outros tipos de Sedoso Semelhante ao da seda, resultado de um agregado paralelo de fibras finas. Exs.: gipsita, amianto, etc. Apofilita: KCa 4 (Si 4 O 0 )F 8(H O) Gipsita: CaSO 4 (H O) Amianto (Crisotila): Mg 3 Si O 5 (OH) 4 Talco: Mg 3 Si 4 O 0 (OH) : : webmineral : : web mineral Outros tipos de Outros tipos de SEDOSO SEDOSO Goethita: Fe +++ O(OH) Cacoxenita: (Fe +++,Al) 5 (PO 4 )7O 6 (OH) 75(H O)

12 QUANTO À INTENSIDADE OUTRAS DENOMINAÇÕES PARA BRILHO Especular Outras denominações Especular Brilho semelhante ao do espelho. Ex.: especularita. Outras denominações Notável ou forte: Exs.: quartzo, feldspatos, etc Fraco: Ex.: proclorita. Terroso Brilhante, Cintilante, etc. Especularita (Hematita): Fe O 3 O brilho deve ser observado apenas em superfícies frescas, uma vez que pequenas películas de alteração superficial podem modificar o brilho. Outras denominações Vítreo-resinoso Outras denominações Terroso Vitreo-gorduroso Aparentam não possuir brilho. Exs.: bauxita, argilas, etc. Caolinita: Al Si O 5 (OH) 4 Berilo: Be 3 Al Si 6 O 8 Betafita: (Ca,U) (Ti,Nb,Ta) O 6 (OH) Vitreo-perláceo Outras denominações Biotita: K(Mg,Fe ++ )3[AlSi 3 O 0 (OH,F) Vitreo-perláceo Brochantita: Cu 4 (SO 4 )(OH) 6 TRANSPARÊNCIA OU DIAFANEIDADE

13 TRANSPARÊNCIA OU DIAFANEIDADE TRANSPARÊNCIA OU DIAFANEIDADE É a propriedade dos minerais de deixarem a luz passar, isto é o Uma parte dos raios luminosos que incidem em um corpo se reflete enquanto que a outra parte refrata. grau de transmissão de luz dentro do mineral, ou seja, o grau de A parte que refrata diminui de energia, transformada principalmente transparência. em calor = absorção. Dificilmente existem minerais totalmente opacos, pois seções finíssimas deixam passar a luz e não existem cristais Desta maneira a intensidade de luz (I) que sai de um determinado meio será inferior a intensidade de luz incidente (IO). totalmente transparentes. I a IO O corpo mais transparente da Terra, depois do ar é a água pura que possui cor azul em camadas espessas, provando que existe Coeficiente de Transparência absorção. Obs: quanto mais a se aproxima de, mais transparente é o mineral Classificação dos Minerais Quanto ao Grau de Transparência Classificação dos Minerais Quanto ao Grau de Transparência TRANSPARENTES: São aqueles minerais que transmitem a luz muito bem, isto OPACOS TRANSPARENTES é, quando um objeto é perfeitamente visto através de um mineral a olho nu. TRANSLÚCIDOS Topázio: Al(SiO4)(F,OH) kywalker.cochise.edu/wellerr/vgm/opals-pals/007.htm Água-marinha:Be3Al(SiO 8) : kywalker.cochise.edu/ : TRANSPARENTES: TRANSPARENTES: Esmeralda: Be3Al(Si 6O8) Apatita: Ca5 (F,Cl,OH) (PO4)3 Citrino: SiO Zircão:ZrSiO4 kywalker.cochise.edu/ kywalker.cochise.edu/ 3

14 Classificação dos Minerais Quanto ao Grau de Transparência TRANSLÚCIDOS: TRANSLÚCIDOS: São aqueles minerais que também transmitem a luz, mas não muito bem, isto é quando a luz atravessa um mineral com dificuldade, e um objeto colocado atrás deles não pode ser visto. Ex: feldspatos, esfalerita, cinábrio, etc. Malaquita:CuCO3(OH) 3 Azurita:Cu3(CO3)(OH) 4 Microclínio: K (AlSi3O 8) Ágata: SiO Fluorita: CaF ;4: TRANSLÚCIDOS: Classificação dos Minerais Quanto ao Grau de Transparência OPACOS: São aqueles minerais que não transmitem a luz, isto é, quando a luz não atravessa o mineral, mesmo em bordas delgadas. Ex: pirita, magnetita, etc. Quartzo rosa Rodonita: Mn (SiO 3) fluorita 3 Turquesa: CuAl6 (PO4)4 (OH)8 4HO 4 turquesa Galena: PbS kywalker.cochise.edu/ Cuprita: CuO Pirita: FeS : Cuidados a Serem Tomados na Observação da Transparência Deve-se tomar cuidado ao fato de que minerais quando sob determinadas condições podem dar a impressão de opacos ou apresentar dificuldade maior para a passagem de luz do que na realidade. Casos deste tipo ocorrem em minerais: Grandes espessuras; Ocorrem na forma de agregados; Fortemente coloridos. Schorlita Turmalina preta (Na, Ca) (Mg, Fe+, Fe3+, Al, Li)3 Al6 (BO3)3 Rodocrosita: MnCO3 Malaquita:CuCO3(OH) 4