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- 1. 1 Disciplina: Geologia Metalúrgica Curso: Engenharia de Processamento Mineral TEMA: Introdução à Geologia Metalúrgica (Mineralogia) Elaborado por: Gilberto R. Goba Sabonete (Geólogo)
- 2. 2 1. INTRODUÇÃO A MINERALOGIA • Mineralogia: deriva da palavra latina MINERA (mina, jazigo de minério). • Deu origem ao adjetivo e substantivo português MINERAL, acrescido do sufixo Grego LOGIA (ciência, estudo). • A Mineralogia é a ciência que trata do estudo minerais, que são recursos naturais utilizados desde os primórdios da história da humanidade, sendo importantes no desenvolvimento tecnológico dos dias actuais e para o futuro. • A Mineralogia define-se como o ramo das Ciências Geológicas que se dedica ao estudo dos minerais, através das suas propriedades, composição, estrutura, gênese e modos de ocorrência. • Dedica-se ao estudo não somente dos minerais úteis, ou com importância econômica (minérios), mas de todas as substâncias mineralizadas.
- 3. 3 1. INTRODUÇÃO A MINERALOGIA (Cont.) • Também faz o estudo das formas cristalinas e das propriedades físicas, químicas e estruturais dos minerais. • Centra-se também na relação entre as formas cristalinas e as propriedades, lugares de origem e associações mais características para, a partir de todos estes elementos procurar reconstituir a sua gênese. 1.1 DIVISÕES DA MINERALOGIA • A Mineralogia divide-se em duas partes principais que são: Mineralogia geral e Mineralogia Descritiva. • Mineralogia Geral: a parte da Mineralogia que se ocupa do estudo das propriedades dos minerais, em geral e da sua génese. • Na Mineralogia Geral, podem ainda considerar-se vários ramos: Mineralogia Física, Mineralogia Química, Mineralogia Morfológica, Mineralogia óptica e Minerogenia.
- 4. 4 • Mineralogia Física: que se dedica ao estuda das propriedades físicas dos minerais. • Mineralogia Química: que se ocupa da composição química e das propriedades químicas dos minerais. • Mineralogia Morfológica: que visa o estudo dos carácteres morfológicos dos minerais. • Mineralogia óptica: que se ocupa do estudo e interpretação das propriedades ópticas dos minerais. • Minerogenia: que investiga a génese e modos de ocorrência dos minerais. • Mineralogia Descritiva: parte da mineralogia que faz o estudo descritivo e sistemático das diferentes espécies de minerais, tendo em consideração as suas características cristalográficas, composição química e estrutura cristalina, associações mais frequentes, aplicações e principais ocorrências.
- 5. 5 1.2 MINERALOGIA – BREVE HISTÓRICO • O físico e engenheiro de minas George Bauer (conhecido pelo seu nome latinizado Georgious Agricola): em 1556, publica um trabalho com uma descrição detalhada das práticas mineiras da altura e uma definição das propriedades físicas dos minerais. • Niels Stensen, em latim Nicholas Steno (1669): por meio de seu estudo sobre cristais de quartzo ele notou que, apesar das diferenças de origem, tamanho ou forma dos cristais, os ângulos entre as mesmas faces de diferentes cristais eram constantes (lei da constância dos ângulos interfaciais). • Em 1780, Carangeot inventou um dispositivo usado para medir os ângulos das interfaces dos cristais, chamado de goniômetro de contacto. • René-Juste Haüy (1743-1822): mostrou que os cristais eram construídos pelo empilhamento de blocos idênticos, que designamos por células unitárias; considerado o “Pai da cristalografia matemática”.
- 6. 6 1.2 MINERALOGIA – BREVE HISTÓRICO (Cont.) • Abraham G. Werner (1750-1817): uniformizou a nomenclatura para descrição de minerais. • J. J. Berzelius (1779-1848): reconheceu que os minerais são compostos químicos e proporcionou os fundamentos para a classificação química dos minerais. • Em 1815, Cordier investigou, sob o microscópio, fragmentos de minerais triturados imersos em água. Esse método de imersão revelou-se uma importante técnica para o estudo das propriedades ópticas dos fragmentos minerais. • Em 1828, William Nicol inventou o prima de Nicol que é um dispositivo que permitiu o estudo do comportamento da Luz em minerais e estabeleceu os fundamentos da mineralogia óptica. • Wilhehn Comrad Roentgen em 1895: descobriu os raios-x, amplamente usados em estudos de minerais e cristais.
- 7. 7 1.2 MINERALOGIA – BREVE HISTÓRICO (Cont.) • Max von Laue (1912): descobriu a difração dos raios X em cristais e desenvolveu uma técnica para obtenção de imagem do arranjo atômico ordenado de materiais cristalinos. • Em 1914 William Henry Bragg e William Lawrence Bragg (pai e filho): usaram os raios-X para determinar a estrutura a cristalina dos minerais. 1.3 ONDE ENCONTRAMOS MINERAIS E O QUE PODEMOS APRENDER COM OS MESMOS? • Os minerais são encontrados em todo nosso universo. Eles são produtos de complexos processos terrestres e planetários que ocorreram em um amplo intervalo de temperaturas e pressões. • Eles ocorrem em qualquer parte, desde planetas, asteróides e cobrem leitos dos rios e oceanos, etc. Essas ocorrências minerais fornecem chaves para compreensão da origem, evolução e comportamento dos planetas do sistema solar.
- 8. 8 1.3 Continuação • Por exemplo, os minerais encontrados em meteoritos contêm elementos químicos que registraram a evolução do sistema solar. • Na Terra, mudanças mineralógicas no manto podem estar relacionadas com terremotos profundos e com o movimento das placas tectônicas. • Muitos minerais têm valor econômico e são importantes nas indústrias modernas, saúde e política. • Vários aspectos da geologia estão ligados à mineralogia tais como a geoquímica de fluídos (reações de equilíbrio químico com minerais), a geofísica (propriedades das rochas ligadas às propriedades físicas dos minerais), etc. • O conhecimento da mineralogia é importante para a compreensão das rochas bem como do funcionamento da terra e dos planetas.
- 9. 9 1.4 Mineralogia e Relação com Outras Ciências Geológicas • A petrologia é o ramo da geologia que envolve o estudo das rochas, sua composição e os processos que as formaram. Uma rocha é um agregado de minerais coerentes, consolidado e de ocorrência natural. • Decifrar a composição, textura, o ambiente de origem (posicionamento tectónico) e evolução das rochas requer um entendimento de seus constituintes - os minerais. • A geoquímica diz respeito à abundância, distribuição e migração de elementos químicos (e seus isótopos) na Terra e materiais planetários. Esses elementos químicos estão fundamentalmente contidos em minerais, rochas e solos. Além disso, os fluidos dentro da Terra transportam componentes químicos de um reservatório para outro. • Entender a troca de elementos entre esses diferentes reservatórios requer o conhecimento dos minerais e de como eles reagem, especialmente na interface fluido-mineral.
- 10. 10 1.4 Mineralogia e Relação com Outras Ciências Geol. Cont.) • A paleontologia é o estudo da vida antiga. Os fósseis de plantas e animais estão preservados devido a muitos processos de substituição mineral. • A geomicrobiologia é um campo multidisciplinar que envolve o estudo das interações da geologia, mineralogia, biologia e microrganismos. Os minerais podem podem prover um substrato para o crescimento microbiano e serem uma fonte de suprimentos da vida de alguns micróbios. • Estudos dos planetas e dos meteoritos. O campo dos meteoritos é dedicado ao estudo da química e mineralogia de amostras de meteoritos. Os estudos dos planetas envolvem, em parte, o estudo das rochas e outros materiais que foram coletados pelas missões científicas em outros planetas e luas. • Esses estudos ajudam a desvendar a história geológica dos planetas e a origem do Sistema Solar.
- 11. 11 1.4 Mineralogia e Relação com Outras Ciências Geol. Cont.) • A geocronologia é o estudo do tempo relacionado à história da Terra. A evolução da Terra pode ser desvendada por meio do estudo da idade dos materiais terrestres e a duração das sequências de eventos que ocorreram para a formação e alteração das rochas e minerais. • A geologia estrutural e a tectônica avaliam o movimento das rochas e as estruturas resultantes. O modo como uma rocha se Deforma é determinado, em parte, pela composição mineralógica da formação rochosa. • A geofisica é o estudo da física da Terra, enfatizando suas propriedades físicas e seu comportamento geológico dinâmico. As propriedades dos minerais e rochas são parâmetros básicos que controlam os processos geofísicos. • A geologia econômica é o estudo da distribuição de depósitos minerais úteis, das considerações econômicas envolvidas na sua recuperação, da avaliação de reservas e recursos.
- 12. 12 • Geologia Ambiental é o ramo da Geologia que aplica os conhecimentos geológicos para a resolução de problemas ambientais decorrentes da interação entre o meio físico e o Homem. 1.5 Mineralogia e Relação com Outras Áreas • A Mineralogia é particularmente relacionada com a química inorgânica pelo fato dos minerais serem compostos químicos inorgânicos. Os minerais, por serem sólidos químicos complexos da própria natureza, ajudam os químicos a entender os materiais inorgânicos complicados. • A disciplina da ciência e engenharia de materiais é um campo multidisciplinar que se encontra na produção de novos materiais para uma função especifica. Estas disciplinas usam minerais como modelos para o desenvolvimento de novos materiais. • A arqueologia aplica os princípios científicos para o estudo de povos e culturas antigas.