Geologia MINERAIS FORMADORES DAS ROCHAS Introduo Na Geologia

Geologia MINERAIS FORMADORES DAS ROCHAS

Introdução Na Geologia de Engenharia, as rochas e os solos constituem os elementos onde são instaladas as obras de engenharia (fundações, túneis, pontes, etc. ) Nestas obras, são ainda utilizados como material de construção na sua forma natural( pedra britada, saibro), beneficiada (rochas para revestimento) industrializada (cimento). ou ainda,

Introdução Portanto, na Engenharia, trabalha-se com uma grande variedade de tipos rochosos. Todavia cada tipo tem característica intrínsecas (mineralogia, textura, estrutura, etc. ) que devem ser conhecidas para que as obras sejam planejadas e executadas com menor custo e maior segurança.

Introdução No que diz respeito às rochas, deve-se enfatizar os estudos petrográficos, quando aplicados à Geologia de Engenharia, que compreendem a determinação mineralógica e a correta classificação da rocha.

Conceito Mineral é uma substância sólida inorgânica e homogênea, que possui composição química definida e estrutura atômica característica. Estes se formam por cristalização a partir de líquidos magmáticos ou soluções termais.

Minerais podem ser: Amorfos não tem forma própria, por não apresentarem estrutura interna definida. Não-amorfos: Não-amorfos ocorrem como cristais, que são corpos com formas geométrica limitada por faces arranjadas de maneira regular.

Minerais podem ser: Elementos nativos: nativos formados por um só elemento (ouro, cobre, enxofre, etc. ) Isomorfos: Isomorfos estrutura cristalina semelhante e composição química distinta, ou seja associação de átomos de dois ou mais elementos.

Eixos Cristalográficos Eixos cristalógraficos são elementos de referência utilizados na descrição do cristal. Com base nos elementos de simetria, os cristais foram reunidos em denominados sistemas cristalinos grupos

A definição dos sistemas cristalinos é feita com base nos parâmetros de cela. Fig. 1 – Parâmetros de cela. Fonte: Decifrando a terra

Os sistemas cristalinos definem os conjuntos de eixos mais convenientes para o posicionamento espacial elementos de simetria e elementos morfológicos dos cristais (Fig. 2) Fig. 2 – Sistemas Cristalinos. Fonte: Decifrando a terra

Sistemas Cristalinos Fig. 3 – Sistemas Cristalinos. Fonte: Aulas Unesp

Minerais Fig. 4 – Sistemas Cristalinos. Fonte: Aulas Unesp

Minerais Fig. 5 – Sistemas Cristalinos. Fonte: Aulas Unesp

Sistemas Cristalinos Fig. 6 – Sistemas Cristalinos. Fonte: Aulas Unesp

Minerais Fig. 7– Sistemas Cristalinos. Fonte: Aulas Unesp

Hábito é a forma externa do mineral

Fig. 8 – Hábitos cristalinos. Fonte: Decifrando a Terra

Propriedades Físicas v. Clivagem v. Dureza v. Fratura v. Tenacidade v. Peso Específico v. Brilho v. Cor v. Traço v. Magnetismo

Clivagem Quando minerais são submetidos a um forte impacto por um martelo, estes se rompem. Certos minerais se rompem sempre ao longo de determinadas superfícies planas paralelas. Tal tipo é denominado de clivagem. Tipos de clivagem: perfeita, boa, regular, indistinta.

Clivagem Fig. 9 – Planos de Clivagem. Fonte: Decifrando a Terra

Dureza A dureza no sentido mineralógico corresponde a um parâmetro de resistência mecânica da superfície dos minerais. A dureza do mineral é definida através de ensaios de risco entre dois minerais, isto é, quando a superfície de um mineral é riscada por um outro mineral ou não.

Escala Dureza Minerais padrão Composição Química 1 Talco Mg 3 Si. O 4 (OH)2 2 Gipso Ca. SO 42 H 2 O 3 Calcita Ca. Co 2 4 Fluorita Ca. F 5 Apatita Ca 5 (PO 4)3(F, Cl, OH) 6 Ortoclásio KAISi 3 O 8 7 Quartzo Si. O 2 8 Topázio Al 2 Si. O 4(OH, F)2 9 Coríndon Al 2 O 3 10 Diamante C Referências Relativas Unha Tipos de Minerais Moles Riscam-se cobre Riscam-se com canivete com vidro Semiduros Risca o vidro dificuldade Riscam o vidro Duros com facilidade

Escala de Mohs Fig. 10 – Escala de Mohs. Fonte: Aulas Unesp.

Fratura Existem minerais que se rompem na direção não sendo paralela aos planos do cristal. O plano de rompimento deste tipo não é reto. Tal modo é denominado de fratura. Podem ser irregulares ou cochoidais (em forma de concha).

Fraturas conchoidal em um fragmento de quartzo (linhas curvas aproximadamente concêntricas) Fig. 11 – Fraturas cochoidal. Fonte: Decifrando a Terra

Tenacidade Resistência que os minerais oferecem à flexão, ao esmagamento, ao corte, etc. Os minerais do grupo das micas são flexíveis e elásticos. O quartzo, os feldspatos e a calcita são quebradiços. O talco, o gipso e a serpentina são sécteis (fácil de cortar).

Densidade Exprime a relação entre o peso e o volume ocupado por um mineral em comparação com a água destilada.

Brilho Refere-se ao modo como o mineral reflete a luz e é geralmente dividido em brilho metálico e não metálico. Entre os tipos de brilho não metálico, metálico é usual distinguir alguns característicos, como o vítreo, o gorduroso e o sedoso.

Brilho vítreo Brilho metálico Mineral marcassita Brilho gorduroso Mineral halite Mineral quartzo

Cor A cor dos minerais, sobretudo os que têm brilho metálico, é um importante meio para identificação. Em muitos casos, a cor é relacionada composição química do mineral.

Cor Fig. 12 – Cores dos minerais. Fonte: Aulas Unesp

Traço A cor de traço aparece quando o mineral a ser examinado é esfregado sobre uma superfície bruta (não polida) de uma placa de porcelana, cuja dureza está entre 6 e 7. Desta forma, é aplicável apenas para minerais de baixa dureza.

Traço Fig. 12 – Traço dos minerais. Fonte: Aulas Unesp

Magnetismo Os minerais que contêm o elemento ferro são afetados pelo campo magnético. Os diamagnéticos são repelidos paramagnéticos são atraídos pelo imã. e os

Rochas Rocha é um corpo sólido natural, resultante de um processo geológico determinado, formada por agregados de um ou mais minerais, arranjados segundo as condições de temperatura e pressão existentes durante a sua formação.

Feições Macroscópicas Øestruturas – são as feições resultantes de processos geológicos (falhamentos, dobramentos, intrusões ígneas). Ødescontinuidade – são falhas, juntas, fraturas, fissuras, etc. Øcor – serve para qualificar o corpo rochoso em conjunto com os demais aspectos aqui mostrados.

Feições Microscópicas Øminerais secundários – estes minerais subsidiam a determinação da estabilidade física e química da rocha. Øminerais deletérios – podem ser prejudiciais quando utilizados como agregado para o concreto. Øtextura– textura é o arranjo microscópico dos minerais.

Feições Microscópicas Øgranulometria – refere-se ao tamanho dos grãos. Ømicroestruturas – são estruturas de dimensões microscópicas (microfraturas, microfissuras, microfalhas, microdobras e outras) que são determinantes para maior ou menor resistência mecânicas das rochas

Principais minerais formadores de rochas Na formação dos minerais três fatores são importantes: pressão, temperatura e disponibilidade de material químico. Durante o processo de diferenciação geoquímica da Terra, que resultou na formação da sua parte sólida mais externa, dez elementos ali se concentraram.

Principais minerais formadores de rochas Destes elementos, o oxigênio (46, 6%) e o silício (28, 2%) são os mais comuns nos minerais formadores de rocha. Os demais são AL (8, 2%), Fe (5, 6%), Ca (4, 2%) e outros.

Silicatos São minerais que contém o radical Si. O em sua estrutura. Principais formadores de rochas são: quartzo, feldspatos, micas, piroxênios e anfibólio.

Tabela 1 – Composição química e principais propriedades físicas de minerais silicáticos. Fonte : Geologia de Engenharia ABGE, 2001

Não- silicatos Os minerais não silicatos abrangem os grupos dos elementos nativos, sulfetos, óxidos e hidróxidos, carbonatos, haloides e sulfatos.

Elementos Nativos Compreende qualquer elemento na sua forma simples (não –combinada). São alguns deles o ouro, a prata, o cobre, platina, ferro, diamante, grafita entre outros.

Sulfetos Principais minerais: Galena, Esfarelita, Calcopirita, Estanita, Pirrotita, Nicolita, Covelita, Estilbita, Pirita, Molibdenita e a Bornita.

Óxidos e Hidróxidos Dentro da classe dos óxidos estão os principais minérios de ferro (hematita e magnesita), de estanho (cassiterita) e de alumínio (bauxita).

Halóides A classe química dos halóides caracterizase pela predominância dos íons halogênicos. Principais minerais. Halita, Silvita, Fluorita e Carnalita.

Carbonatos São os minerais que contém o íon carbonato em suas estruturas. Ocorrem em rochas sedimentares (calcário) e metamórficas (mármores). Principais Dolomita, Magnesita. minerais: Calcita,

Tabela 2 – Composição química e principais propriedades físicas de minerais não-silicáticos. Fonte : Geologia de Engenharia ABGE, 2001

Referências Bibliográficas TEIXEIRA W. , T. R. F. Decifrando a Terra. 2 ed. São Paulo, Companhia Editora Nacional, 2009 OLIVEIRA A. M. S. , Brito S. N. A. Geologia de Engenharia. 1 ed. São Paulo, Associação Brasileira de Geologia de Engenharia, 1998.