INTRODUÇÃO À GEOTECNIA (TEC00249)

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1 INTRODUÇÃO À GEOTECNIA (TEC00249) Minerais constituintes das rochas Prof. Manoel Isidro de Miranda Neto Eng. Civil, DSc

2 A crosta terrestre: rochas e minerais

3 Minerais São os materiais naturais, de origem orgânica ou inorgânica, que formam as rochas da crosta terrestre.

4 Cristal Sólido homogêneo que possui uma ordem interna tridimensional. Os cristais podem ser obtidos a partir de uma solução, de um meio fundido, ou de um gás.

5 Conceito O conceito usual: os minerais são sólidos homogêneos, formados por processos naturais, compostos por substâncias inorgânicas e dotados de estrutura cristalina.

6 A grande maioria dos minerais é formada pela combinação de diferentes elementos químicos. Alguns minerais são compostos por um único elemento químico, como o diamante (C), o enxofre (S) e o ouro (Au).

7 Elementos químicos mais comuns nos minerais Fonte: Decifrando a Terra, Teixeira e outros, 2009

8 Os sete sistemas cristalinos As classes cristalinas podem ser agrupadas em sete sistemas segundo a simetria: Cúbico Hexagonal Ortorrômbico Trigonal ou Romboédrico Tetragonal Monoclínico Triclínico

9 Quatro tipos de cela unitária P primitiva, os elementos estão dispostos apenas nos vértices I corpo centrado, há um elemento adicional no centro da cela primitiva F face centrada, há elementos adicionais em cada face da cela primitiva C face C centrada, há elementos adicionais apenas em duas faces opostas da cela primitiva

10 Os 14 retículos de Bravais: Cúbico P, I, F Hexagonal P Romboédrico R Tetragonal P, I Triclínico P Monoclínico P, I Ortorrômbico P, I, F, C

11 Sistema Cúbico: Uvarovita (Granada), Halita, Diamante, Pirita, Ouro, Boleíta. Isotropia térmica e ótica, 7,8% dos minerais

12 Sistema Hexagonal: Berilo, Apatita. 7% dos minerais

13 Sistema Ortorrômbico: Topázio, Olivina, Codierita. 28,6% dos minerais

14 Sistema Trigonal ou Romboédrico: Quartzo, Coríndon, Turmalina. 10,1% dos minerais

15 Sistema Tetragonal: Zircão, Rutilo, Apofilita. 6,4% dos minerais

16 Sistema Monoclínico: Jadeíta (piroxênio), Gipsita, Ortoclásio (feldspato). 30,8% dos minerais

17 Sistema Triclínico: Microclina, Amazonita (microclina), Rodonita, Microclina (feldspato), Turquesa. 9% dos minerais

18 As principais classes de minerais são: Silicatos Sulfetos Sulfosais Óxidos e Hidróxidos Haletos Carbonatos Nitratos, Boratos, Tungstatos Fosfatos Sulfatos Elementos nativos

19 Silicatos Os silicatos são a classe mais abundante na crosta e no manto. Apresentam diversos tipos de estruturas cristalinas: Tectossilicatos Filossilicatos Inossilicatos Nesossilicatos Ciclossilicatos Sorossilicatos

20 Tectossilicatos 75% do volume total da crosta Tetraedros de Si em sistemas triclínicos Tetraedros de Si e Octaedros de Al em sistemas hexagonal, cúbico, triclínico ou monoclínico Feldspatos potássicos (Ortoclásio, Microclínio). Plagioclásios Na, Ca (Albita, Andesita, Anortita). Feldspatóides (Nefelina, Lazurita, Sodalita). Quartzo

21 Filossilicatos Estrutura cristalina quase sempre monoclínico podendo haver alguns tetragonal, pseudo ortorrômbico pseudo hexagonal. Tetraedros de Si e Octaedros de Al Hábito lamelar com clivagem basal perfeita Argilominerais como caulinita, montmorilonita, halloysita, saponita, vermiculita e outros. Micas como biotita, muscovita, pirofilita. Outros minerais como clorita e talco.

22 De cadeia simples: Inossilicatos Piroxênios: sistemas ortorrômbico, monoclínico e triclínico (augita, jadeíta, rodonita). De cadeia dupla: Anfibólios: sistemas ortorrômbico, monoclínico e triclínico (hornblenda, antofilita).

23 Nesossilicatos Estrutura cristalina variada de monoclínico, triclinico, tetragonal, ortorrômbico ou cúbico. Silicatos de Alumínio podendo apresentar substituição do Al por Zr, Th, Zn,Ti Sillimanita, zircão, topázio, andaluzita, granadas, Olivina.

24 Ciclossilicatos Estrutura cristalina variada de monoclínico, triclínico, trigonal, ortorrômbico a hexagonal. Silicatos de Alumínio apresentando elementos adicionais como B, Mg, Be, Na, Li, Ca, Fe Turmalinas, Berilo (esmeralda, água marinha), cordialita.

25 Sorossilicatos Estrutura cristalina variada de monoclínico, tetragonal e ortorrômbico. Silicatos de Alumínio apresentando elementos adicionais como Mg, Ca, Na, Fe Epidoto, allanita.

26 Sulfetos Estrutura cristalina variada de monoclínico, tetragonal, trigonal, cúbico e ortorrômbico. Blenda (ZnS), Galena (PbS), Pirita (FeS 2 ), Calcopirita (CuFeS 2 ), Marcasita (FeS 2 ), Cinábrio (HgS).

27 Óxidos e Hidróxidos Estrutura cristalina variada de monoclínico, tetragonal, trigonal, cúbico e ortorrômbico. Cassiterita (SnO 2 ), Cuprita (Cu 2 O), Coríndon (Al 2 O 3 ), Hematita (Fe 2 O 3 ), Goetita (FeOOH), Bauxita (Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 +SiO 2 ), Pirolusita (MnO 2 ), Brucita (Mg(OH) 2 ), Gibbsita (Al(OH) 3 ).

28 Elementos Nativos Estrutura cristalina variada de cúbico, trigonal e ortorrômbico. Ouro, Paládio, Platina, Prata, Cobre, Mercúrio, Enxofre, Diamante, Chumbo, Arsênio, Irídio.

29 Carbonatos Estrutura cristalina variada de monoclínico, trigonal, hexagonal e ortorrômbico. Calcita (CaCO 3 ), Aragonita (CaCO 3 ), Dolomita (CaMg(CO 3 ) 2 ), Siderita (FeCO 3 ), Magnesita (MgCO 3 ).

30 Propriedades Físicas dos Minerais Hábito cristalino laminar, prismático, tabular Peso Específico de 0,92 (gelo) a 8,9 (Cu) g/cm 3 Clivagem perfeita, proeminente, laminar, cúbica Fratura conchoidal, irregular Cor presença de elementos químicos Traço cor do pó ao riscar placa de porcelana Brilho metálico, opaco, vítreo, sedoso Magnetismo atração por imã de mão Dureza escala de Mohs: diamante(10), coríndon (9), topázio (8), quartzo (7), ortoclásio (6), apatita (5), fluorita (4), calcita (3), gipsita (2), talco (1).