ESTUDO DIRIGIDO DE MINERAL 1

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DESCRIÇÕES SISTEMÁTICAS DOS SILICATOS FORMADORES DE ROCHAS – NESO,
SORO E CICLOSSILICATOS
Professora: Elisa Soares Rocha Barbosa Goiânia, 1º semestre de 2021
Aluno: GABRIEL ARAUJO GODINHO CARDOSO
O estudante deverá usar os capítulos 18 e 19 (química dos cristais de silicatos formadores
de rocha e descrições sistemáticas dos silicatos formadores de rochas) do livro “KLEIN, C e
DUTROW,B. Manual de Ciência dos Minerais, 23ª ed. Porto Alegre: ARTMED Editora S.A.,
2012. 716p.” como referência para responder as questões abaixo, além de apoio nos
bancos de dados e softwares abordados na aula introdutória.
1. Descreva e represente a estrutura da olivina. Coloque um print da estrutura
vista a partir dos eixos cristalográficos c, b e a. Indique na figura os sítios
tetraédricos e octaédricos.
A estrutura da olivina é composta por tetraedros de sílica isolados de outros tetraedros de
sílica, se ligando apenas com outros sítios por meio de ligações iônicas,esses sítios são
denominados sítios M1 e M2 octaedros de Mg e Fe, e subordinadamente por Ca no sítio M2
Ca, no caso do sítio M2 nas olivinas cálcicas esse tipo de estrutura é conhecida como
nesossilicatos. Os sítios tetraédricos estão circulados pela cor azul nas imagens, enquanto
os octaedros estão circulados pela cor vermelha
mailto:gabriel_araujo2214@discente.ufg.br
2. A olivina é componente principal de quais tipos de rochas e quais são os
membros finais da série de solução sólida (Mg,Fe)2SiO4?
A olivina comumente é encontrada em rochas máficas e ultramáficas, devido a grande
presença de magnésio e ferro, e baixa quantidade de de sílica nos magmas que dão origem
a essas rochas, a olivina por sua vez pode também ser encontrada em algumas rochas
metamórficas. A série de solução da olivina vai da forsterita que é a olivina rica em
magnésio até a faialita, que é a olivina rica em Ferro, podendo também ter Ca na sua
composição, sendo denominada como Monticelita.
3. Explique o caminho da cristalização de um líquido de composição x (Fo50
Fa50).
Em uma câmara magmática existe um magma de composição A (Fo 50), quando esse
líquido começa a se resfriar, as olivinas do grupo da forsterita começam a se cristalizar
primeiro, devido ao seu ponto de fusão mais alto, quando isso ocorre, o magma B, que não
cristalizou, se torna rico em Fe, já que a maioria do Mg já se cristalizou, então começam a
se cristalizar, olivinas do grupo da Faialita, rica em ferro, até que o magma se solidifica por
completo, gerando um rocha de composição C, que é a mesma composição A do magma
que a deu origem.
4. Explique as variações estruturais que ocorrem quando a olivina é submetida a
pressões progressivamente mais altas.
Com o aumento progresivo de pressão os átomos contidos na estrutura da olivina começam
a se reorganizar, passando a uma estrutura cristalina conhecida como espinélio,
primeiramente, ela se torna um mineral denominado wadsleyite, se a pressão continuar a
aumentar, esse mineral pode novamente se rearranjar atomicamente para ringwoodita, Há
nos dois casos um processo de desidratação, com a liberação de água dentro da estrutura
5. Descreva e represente a estrutura da granada. Coloque um print da estrutura
vista a partir do eixo cristalográfico c. Indique na figura os sítios tetraédricos,
octaédricos e cúbicos.
A granada é composta por tetraedros de sílica que não se ligam uns aos outros, e mais dois
sítios um octaédrico denominado X e outro cúbico denominado Y, onde o sítio X pode ser
ocupado por Fe, Mg, Mn e Ca e o sítio Y pode ser ocupado por Al, Fe 3+ e Cr
Circulados de caneta vermelha, temos os tetraedros de sílica.
Circulados de caneta azul, estão os Octaedros, na figura acima de Al.
Circulados de caneta preta, estão os cubos, na figura acima de Fe 3+
6. Escreva quais são os dois grupos de granadas e suas espécies minerais.
O primeiro grupo das granadas é o das piralspitas, onde existem os minerais Piropo,
Almandina e Espessartita, e eles se enquadram no mesmo grupo, devido a semelhança
encontrada entre eles, que é a presença de Al no sítio Y e pode conter Mg, Fe ou Mn no
sítio X. O segundo grupo é denominado de série Ugrandita, que possui os minerais,
Uvarovita, Grossulária e Andradita, estes minerais possuem em comum, Ca no sítio X, e
podem variar o sítio Y.
7. Comente sobre a variação na ocorrência dos diferentes tipos de granada, e
suas paragêneses.
A variação que gera os diferentes tipos de granada está relacionada a composição química
do elemento de origem, quando se trata da série das piralpspitas, temos a ocorrência de Al
no sitio Y, porém de acordo com o elemento presente no sítio X, temos um mineral
diferente, no caso piropo, quando o sítio é ocupado por Magnésio, Almandina, quando o
sítio X possui Fe e Espessartita, quando o sítio é ocupado por Manganês. As granadas da
série piralspitas possuem uma presença mais abundante de alumínio, que se dá geralmente
devido ao ambiente que foram formadas, por exemplo nas olivinas formadas em rochas
metamórficas, quando a rocha que passa por metamorfismo é uma rocha sedimentar, com
grande presença de plagioclásio, e outros minerais ricos em alumínio, temos a formação de
olivinas do grupo das piralspitas. Porem no caso de rochas mais ricas em Ca, como rochas
metamórficas e ígneas
8. Discuta a composição e estrutura do zircão. Como os zircões podem auxiliar
no estudo de ambientes?
O Zircão é um silicato de Zircônio que pode incorporar elementos traços como U e Th,
assim como nos demais nesossilicatos o zircão possui tetraedros isolados de sílica e
oxigênio se ligando a sítios cúbicos de Zircônio e oxigênio, nessa estrutura o Zr pode ser
substituído por U, que é um elemento radioativo, o decaimento do U para Pb, pode ser
usado para datar a origem do mineral, e consequentemente a rocha a qual ele pertence, por
isso recebe o nome de mineral geocronômetro. Outro fato importante é que esse
decaimento, libera energia que destrói as estruturas envolta do grão de mineral,
transformando minerais em matérias amorfas, esse processo é denominado
metamictização.
9. Quem são os aluminossilicatos e qual é a importância destes minerais?
Os aluminossilicatos são os minerais conhecidos por Cianita, Andalusita e sillimanita e por
se tratarem de polimorfos, ou seja minerais que possuem a mesma composição química,
mas com diferentes estruturas, por esse motivo, são usados para obter informações de
temperatura e pressão ao quais a rocha foi submetida durante o metamorfismo, e por isso
recebem o nome de Geotermobarômetros.
10. Descreva e represente a estrutura da titanita. Coloque um print da estrutura
(melhor visualização). Indique na figura seus sítios. Qual é sua paragênese?
Na Titanita, os tetraedros de sílica se ligam a octaedros de Titânio, essas ligações criam
uma cadeia paralela ao eixo A, essas cadeias, deixam espaços vazios entre elas, que são
ocupados por Ca em sítio de coordenação cúbica distorcida, com oxigênio
Circulados de caneta azul temos os tetraedros de sílica.
Circulados de caneta vermelha, temos os octaedros de Titânio.
Circulados de caneta preta, os cubos de Ca.
11. Descreva e represente as estruturas dos polimorfos de Al2SiO5. Coloque um
print das estruturas (melhor visualização). Indique na figura os sítios tetraédricos e
octaédricos. Onde estão os átomos de Al?
Cianita.
Podemos observar na estrutura da Cianita, que esta contém octaedros de Al, que estão
circulados de caneta cor azul na imagem acima, podemos também observar os tetraedros
de sílica, isolados uns dos outros , porém compartilhando faces com alumínios em
coordenação 5 com oxigênios, esses que por sua vez compartilham arestas com os
octaedros de Alumínio
Andaluzista.
Podemos definir a estrutura da andaluzita, como uma série de octaedros de alumínio, que
compartilham arestas e podem ser observados na imagem circulados de caneta azul, que
se ligam a uma série de tetraedros de alumínio ( na imagem circulados de caneta preta) e
de de sílica (na imagem circulados de caneta vermelha), que por sua vez se ligam por
compartilhamentode vértices .
Sillimanita
A estrutura da sillimanita pode ser definida como uma cadeia de tetraedros alternados de
sílica e alumínio, que siga a associações de octaedros de alumínio, compartilhando vértices,
mesmo existindo uma rede de tetraedros, os tetraedros de sílica não se ligam a outros
tetraedros de sílica
Circulados de caneta vermelha temos os tetraedros de sílica.
Circulados de caneta azul os tetraedros de alumínio.
Circulados de caneta preta os octaedros de alumínio.
12. Quais as diferenças na estrutura dos polimorfos de Al2SiO5 e seus campos de
estabilidade? O que as linhas que delimitam os campos de estabilidade representam?
O que a junção tríplice representa?
O que diferencia, os minerais aluminossilicatos, é a presença de Alumínio em diferentes
sítios, podendo ocupar apenas sítios octaédricos, onde se liga a tetraedros de sílica, como é
o caso da Cianita, e Sillimanita podemos achar alumínio em coordenação octaédrica em
cadeias de octaedros.
Os campos de estabilidade se refere às condições de temperatura e pressão a qual cada
rocha é estável, como esses minerais costumam ter pouca variação de composição, a
estrutura cristalina interna é definida pelas condições às quais a rocha é formada, as linhas
que delimitam as fases, representam a condição de temperatura e pressão a qual o mineral
muda sua estrutura para se empacotar da forma mais eficiente possível. A junção tríplice
representa uma condição onde eu posso formar os 3 tipos de mineral, em proporções
iguais.
13. Explique a estrutura do cloritóide.
Os corticoides são compostos por octaedros de alumínio se ligando fortemente no formato
de camada, formando uma camada denominada Córidon, de composição Al O, e octaedros
de alumínio se ligando a octaedros de ferro e de alumínio, formando também uma camada,
denominada brucita, essas camadas possuem um empacotamento bastante denso e estão
perpendiculares ao eixo C, entre essas camadas existem tetraedros de sílica, ligando umas
as outras
14. Relacione os principais sorossilicatos e respectivas fórmulas.
Os sorossilicatos formam pares de tetraedros de sílica, que se unem pelo oxigênio apical,
assim como nos nesossilicatos, esses pares de tetraedros são ligados a outro pares,
somente por cátions maiores que ocupam os interstícios entre esses pares, os principais
grupos são o grupo dos epidotos com a fórmula geral X2Y3O(SiO4)(Si2O7)(OH), onde
X(Ca, REE, Pb, Sr) e Y(Al, Fe3+, Fe2+, Mn), alem dos pares de sílica, a estrutura do
epidoto possui também tetraedros isolados de sílica.
15. Quais são os minerais do grupo do epidoto e suas respectivas fórmulas?
O primeiro mineral do grupo do epidoto é a Allanita com composição ideal
(Ca,Ce)2(Fe2+,Fe3+,Al)3(SiO4)(Si2O7)O(OH) ou
(Ce,Ca,Y)2(Al,Fe3+)3(SiO4)(Si2O7)O(OH).
O epidoto, com fórmula química específica Ca2Al2(Fe3+,Al)O(SiO4)(Si2O7)(OH) ou
Ca2(Fe,Al)Al2(SiO4)(Si2O7)O(OH)
e a Clinozoisita com composição química Ca2Al3O(SiO4)(Si2O7)(OH) ou
Ca2AlAl2(SiO4)(Si2O7)O(OH), sendo esse mineral polimorfo da Zoisita.
O 3 minerais do grupo do epidoto apresentam isoestruturalismo entre si.
16. Descreva e represente a estrutura da zoisita. Coloque um print da estrutura
(melhor visualização). Indique na figura os sítios tetraédricos e octaédricos.
Na estrutura da zoisita encontramos, pares de tetraedros de sílica ligados por um oxigênio
apical, numa relação de Si O de 2 para 7, e tetraedros isolados de sílica, os tetraedros na
figura abaixo estão circulados de caneta vermelha, esses pares de tetraedros se ligam a
octaedros de alumínio, que podem ser vistos na imagem circulados de caneta azul, e por
último temos cátions grandes ocupando os interstícios da estrutura, no exemplo abaixo,
temos Ca em coordenação com 7 oxigenios circulados de caneta preta.
17. Quais os tipos de configuração de anéis de SiO4 possíveis nos ciclossilicatos
e dê exemplos de minerais com estrutura análoga.
Os anéis podem ser formados por 3 tetraedros, como é o caso da Benitoíta (Si3 O9), 4
tetraedros, na papagoíta, sendo bastante raras a ocorrências de qualquer uma das duas
configurações, e 6 tetraedros muito comum em vários minerais, como o berilo e a turmalina.
18. Qual a fórmula do berilo? Pesquise sobre as ocorrências de berilo no estado
de Goiás? Descreva para cada ocorrência no estado suas classificações,
características físicas e químicas.
A formula geral do berilo é Be3Al2(SiO3)6,
No estado de Goiás, segundo o documento do CPRM disponível para download no link
(http://www.cprm.gov.br/publique/media/geologia_basica/plgb/geolgoias/geolgoias_listagem.
pdf) as ocorrências de berilo estão em minaçu, com 5 ocorrências, em Campinorte e
Formoso, com 3 ocorrências cada, e em porangatu e rialma, uma em cada, também pode
ser encontrado ocorrências de esmeraldas principalmente em Campo Verde, com 3
ocorrencias, mas também em Faina, Minaçu, Mara Rosa, Santa Terezinha de goias,
Pirenópolis e Itaberai.
http://www.cprm.gov.br/publique/media/geologia_basica/plgb/geolgoias/geolgoias_listagem.pdf
http://www.cprm.gov.br/publique/media/geologia_basica/plgb/geolgoias/geolgoias_listagem.pdf
19. Qual a fórmula da cordierita? Descreva e represente sua estrutura. Coloque
um print da estrutura (melhor visualização). Indique na figura os sítios tetraédricos e
octaédricos.
A fórmula geral da Cordierita pode ser descrita por (Na, K) 0-1 (Mg, Fe,Mn, Li)2 (Si5 Al4
O18 ). n(H2O CO2), na estrutura da Cordierita existe uma particularidade, que os anéis de
tetraedros de sílica e alumínio se ligam uns aos outros através de outros tetraedros de sílica
ou alumínio, criando uma rede parecida com a de um tectossilicato, na figura abaixo
podemos ver circulados de caneta vermelha, os tetraedros de sílica e alumínio que formam
os anéis, circulados de caneta azul se encontram os tetraedros que ligam esses anéis
lateralmente uns aos outros, e circulados de caneta preta os octaedros, no caso da figura
abaixo de magnésio. Foram omitidas da imagem algumas partes da estrutura para uma
melhor visualização.
20. Qual a fórmula da turmalina? Por que a turmalina é considerada um mineral
lixeira?
A fórmula geral da turmalina pode ser escrita como, XY3Z6 (Si,Al)6 O18 (BO)3V3W, onde o
sítio X pode ser ocupado por cátions grandes como (Na e Ca), Y é geralmente ocupado por
elementos de coordenação octaédrica, (Fe 2+, Fe 3+, Mg, Al, Li), assim como o sítio Z que
também tem coordenação octaédrica, (Al, Fe3+, Cr 3+, Mg), o sítio V pode conter (OH, O3 e
F). Por ser um mineral que pode apresentar uma grande variedade de de elementos de
diversos raios atômicos, e a sua cristalização tardia, quase no fim do processo de
cristalização, por isso, a estrutura cristalina da turmalina costuma alojar elementos que
ficaram de fora das estruturas até o momento, esses elementos “indesejados” acabam por
ocupar um espaço na estrutura, o que concede a esse mineral, grande variedade de cores e
composições, e também o nome de mineral lixeira.
21. Reproduza o diagrama da figura 19.66 e entenda seu significado.