FOSFATOS (ARSENATOS e VANADATOS)

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1 FOSFATOS (ARSENATOS e VANADATOS) O Grupo dos Fosfatos é um grupo de minerais cujo ânion principal é um grupo aniônico trivalente (PO4 3+ ), (AsO4 3+ ) ou (VO4 3+ ), constituindo subgrupos denominados respectivamente de fosfatos, arsenatos e vanadatos. Embora a quantidade em peso do fósforo (P), vanádio (V) e arsênio (As) na crosta terrestre seja relativamente pequena, esta classe de minerais inclui numerosas espécies minerais de composição bem variada (fosfatos ± 376 minerais, arsenatos ± 188 minerais e vanadatos ± 51 minerais, totalizando cerca de 615 minerais). Numericamente é o segundo maior grupo de minerais, ficando atrás apenas do grupo dos silicatos, sendo a maior parte dos minerais desta classe minerais raros ou relativamente raros. Apesar do grande número de minerais, os fosfatos comuns são cerca de 35 minerais, sendo os mais comuns os minerais do grupo da apatita. Os minerais desta classe são minerais cujos ânions coordenadores e/ou centralizadores da estrutrura são os grupos aniônicos [PO4] 3-, [AsO4] 3- e [VO4] 3- respectivamente, ligados a metais, principalmente Fe, Al, Ca, Mn e Mg, além de Na, Cu, K, Ba, Be, Li, Zn; Bi, Sr, Pb, ETR, Zr, U, Th, Ti, Y, Nb, Cs; não metais (O, B e Te); outros grupos aniônicos e/ou íons complementares (UO2, NH4, OH, F, PO3OH, CO3, SO4, Cl) e água (H2O). Desta forma, uma classificação mais simplificada e prática, pode ser usada, de acordo com os elementos ou grupos aniônicos, ânios complementares e H2O que os compõem, classificando-os em: I. fosfatos (ou arsenatos, ou vanadatos) secos simples; ex: monazita - (Ce,La,Nd,Th)PO4, litiofilita - Li(Mn,Fe)PO4, xenotímio - YPO4, berlinita - AlPO4, etc. II. fosfatos (ou arsenatos, ou vanadatos) simples hidratados; ex: struvita - Mg(NH4)PO4.6H2O, variscita - AlPO4.2H2O, vivianita - Fe3(PO4)2.8H2O, annabergita - Ni3(AsO4)2.8H2O, etc. III. fosfatos (ou arsenatos, ou vanadatos) secos simples com outros ânions; ex: clorapatita (Ca5(PO4)3Cl), lazulita ((Mg,Fe)Al2(PO4)2(OH)2), piromorfita (Pb5(PO4)3Cl), montebrasita ((Li,Na)AlPO4OH), vanadinita (Pb5(VO4)3Cl), etc. IV. fosfatos (ou arsenatos, ou vanadatos) hidratados com outros ânions; ex: autunita (Ca(UO2)2(PO4) H2O), torbernita (Cu(UO2)2(PO4)2.8-12H2O), uranospinita (Ca(UO2)2(AsO4)2.10H2O), colofano (3Ca3(PO4)2.nCa(CO2,F2,O)(H2O)x), etc. O fósforo, o arsênio e o vanádio, devido às suas dimensões (P 5+ = 0,35Å, As 5+ = 0,46Å, V 5+ = 0,59Å e o O 2- = 1,32Å), podem substituir-se mutualmente como íon coordenador central no grupo tetraédrico do oxigênio. Existe uma substituição parcial ou completa entre P e As e entre As e V, e menos comum entre P e V. Como melhor exemplo desta substituição, temos o subgrupo da piromorfita do grupo da apatita, no qual a piromorfita, a mimetita e a vanadinita são isoestruturais, apresentando todas as gradações de substituição entre os compostos puros (P, As e V podem formar solução sólida completa). O fósforo também pode ser substituído em parte pelo Si 4+ e vice-versa na estrutura de minerais (são os denominados silicofosfatos, como por exemplo, a britolita-(ce) de fórmula (Ce,Ca)5(SiO4,PO4)3(OH,F), a proshchenkoita-(y) de fórmula Ca(Y,ETR,Ca,Na,Mn)15Fe 2+ (P,Si)Si6B3O34F14, a karnasurtita-(ce) de fórmula (Ce,La,Th)(Ti,Nb)(Al,Fe 3+ )(Si,P)2O7(OH)4.3H2O, e a attacolita de fórmula (Ca,Sr)Mn 2+ (Al,Fe 3+ )4[H(Si,P)O4](PO4)3.(OH)4). Os ânions trivalentes (PO4), (AsO4) e (VO4), apresentam dimensões relativamente grandes ((PO4) = 3,0Å, (AsO4) = 2,95Å, (VO4) = 2,9Å), por essa razão os minerais anidros do tipo AXO4 (onde X = P, As ou V, e A = cátion) constituem compostos mais estáveis ao combinar-se com átomos trivalentes grandes (ETR, Bi, Y e Sc). Os compostos destes ânions com átomos trivalentes pequenos (Al 3+, Fe 3+, Mn 3+ ), de modo geral, são representados principalmente por minerais hidratados. Entre os fosfatos comuns, os de metais bivalentes com ânions complementares (OH, F, Cl, O) são estáveis, e os mais estáveis são os formados por átomos grandes (Ca, Sr e em parte Pb). Já entre os arsenatos e vanadatos, os mais estáveis são os que contém Pb e Cl como íon complementar. São comuns também os compostos duplos (minerais secos e/ou hidratados com mais de um cátion) entre Pb 2+ e Ca 2+ 1

2 com Cu 2+, Zn 2+, Mg 2+ e em parte com Mn 2+. Os fosfatos e arsenatos constituídos por cátions bivalentes pequenos (Mg, Fe, Ni, Co, Cu e Zn) formam compostos hidratados com 3, 4 e 8 moléculas de água. Cátions monovalentes como Na e Li, normalmente constituem compostos com Al, formando compostos duplos e também uma gama de complexos minerais hidratados. O constituinte mais importante e frequente deste grupo são os minerais do grupo da apatita. Este grupo apresenta solução sólida entre os ânions flúor, cloro, oxigênio e hidroxila, como também substituição parcial do fosfato pelos grupos carbonato e silicato, e o cálcio pode ser substituído pelo Mn, Sr, Pb, Cu, Zn, La e outros elementos terras raras. Esta substituição iônica complexa típica dos fosfatos resulta em relações químicas e estruturais complexas. Entre os minerais do grupo da apatita os mais comuns são a clorapatita (Ca5(PO4)3Cl) e a flúor-apatita (Ca5(PO4)3F). Os fosfatos, em geral, são minerais de dureza baixa a moderada (cerca de 488 minerais desta classe possuem D < 5 e cerca de 96 minerais possuem dureza entre 5 e 6,5), de densidade variável (a grande maioria dos fosfatos, cerca de 497 minerais, possuem densidade menor que 4, cerca de 166 minerais possuem densidade entre 4 e 7, e apenas 9 minerais desta classe possuem densidade maior que 7, variando entre 7 e 9,06 g/cm 3 ). São minerais transparentes a translúcidos (apenas 18 minerais são opacos, e destes, 10 são translúcidos a transparentes em seções finas), de brilho não metálico (principalmente vítreo, ceroso, nacarado, gorduroso e adamantino, apenas a fingerita, a howardevansita, a averievita, a chudobaíta, a lyonsita e a mcbirneyita possuem brilho metálico e, a brackebuschita, a arseniosiderita, a wicksita e a cechita possuem brilho semi-metálico) e cor de traço branco (a grande maioria) ou colorido (amarelo, azul, marrom, verde, vermelho, etc). Apenas dois minerais apresentam traço preto (a averievite e a cechita, enquanto a allactita, a lyonsita, a rockbridgeíta, a arrojadita e a trifilita possuem traço cinza a cinza colorido). A grande maioria dos minerais desta classe cristaliza-se no sistema monoclínico, ortorrômbico, triclínico e hexagonal/trigonal. Fosfatos isométricos e tetragonais são poucos (cerca de 14 e 54 minerais, respectivamente). Entre os fosfatos comuns e/ou de importância econômica, as características gerais são: - são minerais de dureza D < 5 (apenas 12 minerais possuem dureza entre 5 e 6), - são minerais pesados a muito pesados (a grande maioria possui densidade entre 2,9 g/cm 3 e 4 g/cm 3 ). A variscita, a wavellita, a vivianita, a turquesa e a crandallita possuem densidade menor que 2,89 g/cm 3. A carnotita, a adamita, o xenotímio-(y), a monazita-(ce), a descloizita, a vanadinita e a piromorfita possuem densidade entre 4 g/cm 3 e 7 g/cm 3 e, apenas a mimetita possui densidade maior, entre 7 e 7,3 g/cm 3 ), - são minerais transparentes a translúcidos, - são minerais de traço branco (apenas a autunita, a carnotita e a tyuyamunita possuem traço amarelo; a annaberguita, a escorodita, a zeunerita e a torbernita possuem traço verde; a trifilita, a descloizita, a purpurita e a eritrita possuem traço cinzento-esbranquiçado a incolor, laranja a vermelho amarronzado, púrpura pálido a vermelho pálido, e rosa pálido a rosa pink, respectivamente) - são minerais de brilho não metálico (principalmente vítreo, vítreo a nacarado/resinoso, ceroso, subadamantino; apenas a tyuyamunita possui brilho adamantino), Petrograficamente, entre os fosfatos comuns, nenhum é isotrópico. De modo geral possuem relevo moderado positivo a alto positivo. A purpurita possui relevo muito alto positivo; a piromorfita, a vanadinita, a descloizita e a mimetita possuem relevo extremamente alto positivo; apenas a wavellita possui relevo baixo negativo a baixo positivo. Entre os fosfatos comuns uniaxiais, a birrefringência é baixa (com exceção da mimetita e da zeunerita que possuem birrefringência moderada, e da vanadinita e do xenotímio-(y) que possuem birrefringência extrema). Entre os fosfatos comuns biaxias, a birrefringência é moderada a alta ao extremo (com exceção da litiofilita e da trifilita, que possuem birrefringência baixa). Os fosfatos constituem recursos minerais de grande importância econômica, sendo a principal fonte de fertilizantes (minerais cálcicos do grupo da apatita); fonte de vanádio (vanadinita); de chumbo (piromorfita, mimetita); de urânio (autunita, tobernita, zeunerita, carnotita, tyuyamunita); de lítio (trifilita, ambligonita); de cobalto (eritrita); de arsênio (escorodita); de elementos terras raras (monazita); de tório 2

3 (monazita, xenotímio); de ítrio (xenotímio). São também utilizados como gemas (ambligonita, berilonita, brazilianita, lazurita, turquesa, variscita). SECOS Grupo da Monazita - Monazita* (Ce, La...)PO 4 HIDRATADOS Grupo da Vivianita - Vivianita* Fe 3(PO 4)2.8H 2O SECOS COM OUTROS ÂNIONS Grupo da Apatita - Apatita* - Mimetita* - Piromorfita* - Vanadinita* FOSFATOS ARSENATOS VANADATOS Ca 5(PO 4) 3(F,CL,OH) Pb 5(AsO 4) 3Cl Pb 5(PO 4) 3Cl Pb 5(VO 4) 3Cl HIDRATADOS COM OUTROS ÂNIONS Grupo da Autunita - Autunita* Ca(UO 2) 2(PO 4) H 2O - Torbernita* Cu(UO 2) 2(PO 4) H 2O Zeunerita Carnotita* Tyuyamunita Cu(UO 2) 2(AsO 4) H 2O K(UO 2.VO 4) 2.1,5H 2O Ca(UO 2) 2(VO 4) 2.5-8H 2O Xenotímio (Y)* Trifilita Eritrita* Escoridita Grupo da Ambligonita - Ambligonita* Grupo da Lazulita Lazulita* Grupo da Turquesa - Turquesa* Wavellita* Fosforita Colofana Guano YPO 4 Li(Fe,Mn)PO 4 Co 3(AsO 4) 2.8H 2O FeAsO 4.2H 2O (Li,Na)AlPO 4F LiAl(PO 4)(F,OH) (Mg,Fe)Al 2(PO 4) 2(OH) 2 MgAl 2(PO 4) 2(OH) 2 CuAl 6(PO 4) 4(OH) 8.4H 2O Al 3(PO 4) 2(OH,F) 3.5H 2O ou ou 3

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