Baixe Classificação e caracterização de óxidos e hidróxidos e outras Provas em PDF para Petrologia, somente na Docsity!
Universidade de BrasÌlia ñ Instituto de GeociÍncias Departamento de Mineralogia e Petrologia Fundamentos de Mineralogia
” XIDOS E HIDR”XIDOS
”xidos formam um grupo de minerais caracterizados por combinaÁ„o de oxigÍnio com um ou mais metais. As caracterÌsticas gerais dos minerais desta classe incluem dureza e densidade relativamente alta, e o fato de que v·rias espÈcies s„o relativamente refrat·rias. ”xidos s„o amplamente distribuÌdos. Ocorrem em rochas Ìgneas, metamÛrficas e sedimentares, em proporÁıes acessÛrias ou formando minÈrios. S„o os principais minÈrios de Fe, Cr, Mn, Sn e U, mas tambÈm ocorrem associados a outros tipos de minÈrios (como sulfetos, por exemplo). As caracterÌsticas gerais dos minerais desta classe incluem dureza e densidade relativamente alta, e o fato de que v·rias espÈcies s„o relativamente refrat·rias. As ligaÁıes quÌmicas nos Ûxidos s„o em geral fortemente iÙnicas (ao contr·rio dos sulfetos, que tipicamente tem ligaÁıes mistas: iÙnica, covalente e met·lica)
”xidos Os Ûxidos podem ser classificados de acordo com o tipo quÌmico, em funÁ„o da raz„o metal/oxigÍnio. Os seguintes grupos podem ser reconhecidos:
X (^) 2O - Cuprita ñ Cu2O XO - Zincita ñ ZnO X (^) 2O 3 - Grupo da Hematita: Corindon ñ Al 2 O 3 Hematita ñ Fe 2 O 3 Ilmenita ñ FeTiO 3 XO 2 -^ Grupo do Rutilo Rutilo - TiO 2 Pirolusita ñ MnO 2 Cassiterita ñ SnO 2 Uraninita ñ UO 2 XY 2 O 4 - Grupo do espinÈlio: A fÛrmula dos espinÈlios pode ser expressa em termos de cela unit·ria como X 8 Y16O 32 , onde os cations podem estar em posiÁıes tetraÈdricas (X) ou octaÈdricas (Y). Dois tipos de estrutura s„o reconhecÌveis. Nos espinÈlios de estrutura normal , oito ·tomos do tipo X ocupam as oito posiÁıes tetraÈdricas e os ·tomos do tipo Y ocupam os 16 sÌtios octaÈdricos, sendo representados pela formula X 8 Y 16 O 32. Nos espinÈlios de estrutura invertida , oito ·tomos do tipo Y ocupam os oito sÌtios tetraÈdricos, gerando uma fÛrmula do tipo Y(YX)O4. Os espinÈlios de estrutura invertida s„o caracterizados pela presenÁa de cations trivalentes no sÌtio tetraÈdrico ou pela substituiÁ„o acoplada de Fe2+^ + Ti4+^ no sÌtio octaÈdrico. EspinÈlios de estrutura normal: EspinÈlio Mg Al3+ 2 O 4 Hercinita Fe Al3+ 2 O 4 Gahnita Zn Al3+ 2 O 4 Galaxita Mn Al3+ 2 O 4 Franklinita Zn Fe3+ 2 O 4 Cromita Fe2+^ Cr 3+ 2 O 4 Magnesiocromita Mg Cr3+ 2 O 4 EspinÈlios de estrutura invertida Magnetita Fe3+^ (Fe2+^ ,Fe3+^ )O 4 Magnesioferrita Fe3+^ (Mg2+^ ,Fe3+^ )O 4 Jacobsita Fe3+^ (Mn2+^ ,Fe3+^ )O 4 UlvoespinÈlio Fe2+^ (Fe2+^ , Ti4+^ )O 4 Crisoberilo BeAl 2 O 4 Columbita-Tantalita (Fe, Mn)(Nb, Ta) 2 O 6 Outros Criptomelano KMn 8 O (^16)
Alguns dos principais minerais representantes desta classe s„o descritos abaixo.
Cuprita ñ Cu2O Dados cristalogr·ficos: isomÈtrico 4/m 2/m
H·bito: comumente ocorre em cristais c˙bicos, octaÈdricos ou dodecaÈdricos, freq¸entemente em combinaÁ„o. Algumas vezes como cristais capilares elongados. Propriedades FÌsicas : Dureza: 3,5 ñ 4, Densidade relativa: 6, Brilho: met·lico-adamantino em variedades perfeitamente cristalizadas Cor: v·rios tons de vermelho; pode ser transparente TraÁo: vermelho amarronzado ComposiÁ„o e estrutura: Geralmente puro, mas FeO pode estar presente como impurezas. Estrutura: ·tomos de oxigÍnio ocupam o centro e os vÈrtices de um tetraedro. Cobre ocupa posiÁ„o intermedi·ria (metado do caminho) entre 2 ·tomos de oxigÍnio OcorrÍncia e usos: Ocorre na zona oxidada de depÛsitos de cobre, associada com limonita, Cu nativo, malaquita, azurita, crisocola
Corindon ñ Al (^) 2O 3 Dados cristalogr·ficos: hexagonal (trigonal), 2/m H·bito: cristais comumente tabulares segundo {0001} ou prism·ticos {11 0}. Freq¸entemente como bipir‚mides hexagonais achatadas, arredondadas na forma de barris com estrias profundas horizontais. Pode apresentar faces romboÈdricas. Geralmente maciÁo ou cristalizado grosseiramente. GeminaÁ„o polissintÈtica comum segundo {10 1} e {0001} Propriedades FÌsicas PartiÁ„o {10 1}, gerando ‚ngulos prÛximos de 90o^ e {0001}. PartiÁ„o prism·tica mais rara Dureza 9 Densidade relativa: 4, Brilho adamantino a vÌtreo. Cor: Vari·vel, geralmente tons de marrom, rosa ou azul, ou incolor. Algumas variedades coloridas s„o usadas como gemas (Rubi ñ vermelho, Safira ñ azul ou variedades gemolÛgicas de outra cor que n„o vermelho). ComposiÁ„o e estrutura: Al 52,9 %, O 47,1 %. A estrutura consiste de um empacotamento hexagonal compacto de O e Al em coordenaÁ„o octaÈdrica. Dois terÁos do octaedro s„o ocupados por Al e 1/3 est· desocupado. OcorrÍncia e usos: Ocorre como um mineral acessÛrio (isto È, em pequenas quantidades) em rochas Ìgneas deficientes em sÌlica (sienitos, nefelina-sienitos), pegmatitos, rochas metamÛrficas (m·rmores, xistos, gnaisses), depÛsitos sedimentares residuais ou transportados (resistente ao intemperismo e eros„o). Produzido artificialmente em escala industrial. Usos: gema e abrasivo.
Hematita ñ Fe2O 3 Dados cristalogr·ficos: hexagonal (trigonal), 2/m H·bito: cristais comumente finos a espessos, tabulares segundo {0001}. Planos basais mostram marcas triangulares, sendo que nas bordas destas placas podem se desenvolver romboedros. A associaÁ„o de placas finas pode levar ao desenvolvimento de rosetas. TambÈm botrioidal a reniforme. Pode ser foliado e mic·ceo (variedade especularita). Freq¸entemente terroso. TambÈm chamada de martita, quando ocorre como substituiÁ„o pseudomÛrfica de cristais octaÈdricos de magnetita. Propriedades fÌsicas: PartiÁ„o {1011}, gerando ‚ngulos prÛximos a 90o, mais raramente {0001} Dureza: 5,5 ñ 6, Densidade relativa: 5,26, para cristais Brilho: met·lico em cristais, Especular na variedade especularita. Cor: marrom avermelhado a preto. TraÁo vermelho claro a vermelho escuro. ComposiÁ„o e estrutura: Fe 70%, O 30%. Essencialmente pura, quando formada a baixa temperatura (embora possa conter pequenos teores de Mn e Ti. Forma soluÁ„o sÛlida completa com a ilmenita acima de 950 oC. Estrutura similar ‡ do Corindon. OcorrÍncia e usos: Ocorre em uma ampla variedade de rochas Ìgneas, sedimentares e metamÛrficas. … o principal minÈrio de ferro para a ind˙stria sider˙rgica, mas em geral os depÛsitos precisam ser grandes (v·rias dezenas de milhıes de toneladas) para ter import‚ncia econÙmica.
Ilmenita ñ FeTiO 3 Dados cristalogr·ficos: hexagonal (trigonal) H·bito: cristais normalmente tabulares espessos com proeminentes planos basais e truncados por romboedros. Freq¸entemente em placas finas. Geralmente maciÁo e compacto, tambÈm em gr„os ou como areia. Propriedades fÌsicas:
Brilho: adamantino a sub-met·lico Cor: geralmente preto a marrom, raramente amarelo ou branco TraÁo: branco Geralmente transl˙cida, raramente transparente ComposiÁ„o e estrutura: Sn 78,6 %, O 21,4%. Pequenas quantidades de Fe3+^ podem estar presentes, e pequenas quantidades de Nb e Ta substituem Sn. Estrutura igual ‡ do rutilo. OcorrÍncia e usos: Ocorre como acessÛrio em granitos e pegmatitos, ou mais freq¸entemente como produto de processos hidrotermais associados a intrusıes granÌticas (associada a minerais portadores de F ou B, como turmalina, top·zio, fluorita, apatita). … o principal minÈrio de estanho.
Uraninita ñ UO 2 Dados cristalogr·ficos: isomÈtrico, 4/m 2/m H·bito: cristais geralmente octaÈdricos, subordinadamente faces c˙bicas e dodecaÈdricas se desenvolvem. Mais comumente maciÁo ou botrioidal com estrutura bandada = variedade pitchblenda. Propriedades fÌsicas: Dureza: 5, Densidade relativa: 7,5 a 9,7 para cristais; 6,5 a 9,0 para pitchblenda. A densidade relativa diminui com a oxidaÁ„o de U4+^ para U6+ Brilho: sub-met·lico a sem brilho Cor: preto TraÁo: preto amarronzado. ComposiÁ„o e estrutura: uraninita est· sempre parcialmente oxidada, ent„o a composiÁ„o oscila entre UO 2 e U 3 O 8 (= U4+^ O 2 + U 6+^ O (^) 3). Th pode substituir o U e uma sÈrie completa entre uraninita e thorianita (ThO2) j· foi preparada sinteticamente. AlÈm de Th, pequenas quantidades de Pb, Ra, Ce, Y, N, He e Ar) podem estar presentes. O chumbo ocorre como um dos dois isÛtopos est·veis ( 206 Pb ou 207 Pb) que resultam do decaimento radioativo do U. As estruturas da uraninita e da thorianita s„o semelhantes ‡ da fluorita, onde o oxigÍnio ocupa o lugar do fluor e o metal ocupa o lugar do Ca. OcorrÍncia e usos: Ocorre como um constituinte prim·rio raro de rochas granÌticas, tambÈm em veios hidrotermais de alta temperatura (associada com cassiterita, calcopirita, pirita e arsenopirita) ou mÈdia temperatura (com prata nativa e minerais de Co-Ni-As). … o principal, embora n„o o ˙nico, minÈrio de ur‚nio.
Magnetita ñ Fe3O 4 Dados cristalogr·ficos: isomÈtrico, 4/m 2/m H·bito: cristais geralmente octaÈdricos, raramente dodecaÈdricos. TambÈm granular maciÁo, grosseiro a fino. Propriedades fÌsicas: PartiÁ„o octaÈdrica È comum em muitos cristais Dureza: 6, Densidade relativa: 5, Brilho: met·lico Cor: preto TraÁo: preto. Fortemente magnÈtica. ComposiÁ„o e estrutura: Fe 72,4% e O 27,6%. Algumas an·lises reportam a presenÁa de Mn 2+^ e Mg substituindo Fe2+^ , e Al, Cr, Mn 3+^ e Ti4+^ substituindo Fe3+^. Acima de 600 oC a soluÁ„o sÛlida completa ocorre entre magnetita e ulvoespinÈlio, Fe 2 TiO4. Estrutura: ver Klein & Hurlbut (1985) ñ Manual of mineralogy. OcorrÍncia e usos: MinÈrio de Fe. Ocorre em formaÁıes ferrÌferas (meta-sedimentos), em concentraÁıes magm·ticas (cumulados em rochas b·sicas e ultrab·sicas, caso em que È frequentemente titanÌfera e geralmente acompanhada de ilmenita). TambÈm como produto sedimentar, em areias negras.
Cromita ñ FeCr (^) 2O 4 Dados cristalogr·ficos: isomÈtrico, 4/m 2/m H·bito: cristais octaÈdricos, mas geralmente pequenos e raros. Comumente maciÁo granular a compacto. Propriedades fÌsicas: Dureza: 5, Densidade relativa: 4, Brilho: met·lico a sub-met·lico. Cor: preto a preto-amarronzado TraÁo: marrom escuro Sub-transl˙cida
ComposiÁ„o e estrutura: quando pura, FeO 32,0 % e Cr (^) 2O 3 68,0 %. Mg est· sempre presente, substituindo Fe2+^ , e Al e Fe3+^ sempre substituem o cromo. Extensa soluÁ„o sÛlida existe entre cromita e magnesiocromita (MgCr2O4). Estrutura: ver Klein & Hurlbut (1985) ñ Manual of mineralogy. OcorrÍncia e usos: O h·bito da cromita depende da origem: em serpentinitos associados a zonas de subducÁ„o forma cristais grandes, envoltos por massas de serpentina (cromita ìpele-de-onÁaî). Em complexos b·sicos-ultrab·sicos acamadados È granular, com textura cumulus, frequentemente em camadas. A cromita È o ˙nico minÈrio de Cr, metal que tem usos importantes na usado na ind˙stria metal˙rgica, como refrat·rio e na ind˙stria quÌmica.
HidrÛxidos S„o caracterizados pela presenÁa de grupos (OH) -^ ou molÈculas de H 2 O, o que causa o aparecimento de ligaÁıes quÌmicas muito mais fracas que as dos Ûxidos. Possuem estruturas geralmente em folhas (como as das micas), por vezes em cadeia. As camadas ou cadeias s„o unidas entre si por ligaÁıes fracas. Freq¸entemente formam agregados botrioidais, mamelonares ou estalactÌticos. Em alguns casos, ocorrem como misturas, como È o caso da bauxita, limonita e psilomelano. Note que estas misturas n„o podem ser consideradas espÈcies minerais no sentido estrito. A maioria dos hidrÛxidos s„o de origem supergÍnica, formados em ambiente oxidante, como produto de alteraÁ„o de outros minerais. Em alguns casos estes produtos de alteraÁ„o podem representar importantes depÛsitos minerais (como no caso das bauxitas) ou indicar a presenÁa de minerais met·licos em sub-superfÌcie (como no caso dos ìchapÈus de ferroî).
Brucita ñ Mg(OH) (^2) Dados cristalogr·ficos: hexagonal 2/m H·bito: cristais geralmente tabulares segundo {0001}, podendo apresentar truncaÁıes romboÈdricas. Geralmente foliado, maciÁo. Propriedades fÌsicas: Clivagem {0001} perfeita Dureza: 2, Peso especÌfico: 2, Brilho: perl·ceo na seÁ„o basal, vÌtreo a graxoso nas outras faces. ComposiÁ„o e estrutura: MgO 69%, H 2 O 31%. Fe2+^ e Mn2+^ podem substituir o Mg. Estrutura consiste de Mg 2+ octaedricamente coordenado com (OH) -^ , os vÈrtices dos octaedros est„o posicionados de tal forma que a estrutura se desenvolve em camadas perpendiculares ao eixo c. OcorrÍncia e usos: ocorre associada com serpentina, dolomita, magnesita e cromita. TambÈm como produto de alteraÁ„o de pericl·sio e silicatos de magnÈsio, especialmente serpentina. Ocorre ainda em calc·rios e dolomitos metamorfizados. Pode ser usada como matÈria prima para refrat·rios. Pouco importante como fonte de magnÈsio
Manganita ñ MnO(OH) Dados cristalogr·ficos: monoclÌnico, 2/m (pseudo-ortorrÙmbico) H·bito: cristais geralmente prism·ticos paralelos ao eixo ìcî e verticalmente estriados. Freq¸entemente colunar a fibrosos grosseiro. Geminado segundo {001}, formando tanto geminaÁıes de contato quanto geminaÁıes penetrativas. Propriedades fÌsicas: Clivagem {010} perfeita Dureza: 4, Densidade relativa: 4, Brilho: met·lico Cor: cinza chumbo a preto TraÁo: marrom escuro Opaco ComposiÁ„o e estrutura: Mn 62,4%; O 27,3%; H2O 10,3%. A estrutura consiste de um empacotamento hexagonal fechado de oxigÍnio e grupos de (OH)-^ com grupos Mn3+^ em coordenaÁ„o octaÈdrica com O-2^ e (OH) - OcorrÍncia e usos: MinÈrio pouco importante de Mn. Ocorre com outros Ûxidos e hidrÛxidos de manganÍs, em depÛsitos formados por ·guas meteÛricas. TambÈm em veios hidrotermais de baixa temperatura, com barita, siderita e calcita. Altera freq¸entemente para pirolusita.
Goetita ñ α FeO .OH Dados cristalogr·ficos: ortorrÙmbico 2/m 2/m 2/m H·bito: raramente como cristais prism·ticos verticalmente estriados. Freq¸entemente achatados paralelos a {010}. Crsitais aciculares. TambÈm maciÁo, reniforme, estalactÌtico, em agregados fibrosos radiais. Foliados. Propriedades fÌsicas:
