Tradução direta da primeira edição espanhola pelo Professor NEYDE PEREIRA COUTINHO da Faculdade de Filosofia. Ciências e Letras da U. R. J.
EDIÇÃO ESPECIAL REVISADA PARA LIVRO IBERO-AMERICANO, LTDA. RIO DE JANEIRO
ISBN: 84-7093-172-5 Depósito Legal; B-20857-80 5.ª edição portuguêsa
EDICIONES JOVER, S. A
1980
G. Renacimiento - Avda. Cataluña, 31 - Sta. Coloma de Gramanet.
PRÓLOGO Ao iniciar a redação deste Atlas de Mineralogia, tivemos o firme propósito de não publicar unicamente uma coleção mais ou menos repleta de fotografias de minerais, sem outro interesse que o meramente expositivo, e sim que o seu conteúdo correspondesse às necessidades de uma obra elementar, porém moderna, de Mineralogia. Por outra parte, procuramos substituir o errado conceito de que uma obra deste tipo deve ser mera descrição, sem muitos detalhes, de um conjunto mais ou menos numeroso de minerais, pela idéia, na qual cremos totalmente, de que um livro elementar deve ser compreensivo, pois está destinado a mentes não versadas no seu conteúdo, embora tenha que ser, ao mesmo tempo, atual e exato nos seus conceitos fundamentais. Não existe pior inimigo do estudante ou do leigo interessado em conhecer, do que a exposição de idéias antiquadas, as quais posteriormente terão que ser rejeitadas com a desagradável sensação de ter-se perdido um tempo precioso no estudo das mesmas. É por todas estas razões, e seguindo as conclusões da reunião de Professores americanos de Mineralogia (1956): «um livro elementar deve ser exato, moderno, compreensivo, escrito claramente e de custo razoável...», que introduzimos aqui a visão da construção íntima do mineral, a sua estrutura cristalina e a sua posição geológica, sua maneira de jazer, ou seja, as características de seus depósitos ou jazidas. Ao mesmo tempo, fixamos o limite máximo de lâminas de que poderíamos dispor, tendo constituído laborioso trabalho a empresa de reduzir o texto e as gravuras ao volume preciso. Estando destinada esta obra ao estudante do último ciclo ginasial, a qual lhe servirá também de ajuda nos seus primeiros estudos universitários, bem como ao público ávido de conhecer as pilastras elementares que constituem a crosta de nosso planeta, decidimos reduzir a Cristalografia ao mínimo indispensável, com a finalidade de não sobrecarregar o livro de conceitos áridos e difíceis, um tanto impossíveis de se simplificar. O resto da obra tem se distribuído de acordo com a classificação mineralógica adotada no «Tratado de Mineralogia» de Klocmann e Ramdhor, traduzido ao espanhol pelo saudoso e inesquecível Mestre, D. Francisco Pardillo. Tudo que foi dito teria sido impossível realizar sem a entusiasta ajuda de D. Joaquín Folch Girona, permitindo-nos fotografar os exemplares de sua magnífica coleção de minerais, e do Prof. San Miguel, que nos autorizou a reprodução daqueles minerais que enriquecem o Museo Municipal de Geologia de Barcelona, assim como a eficaz colaboração de D. José M." 'Thomas Doménech, durante a preparação da obra. A todos eles expresso o meu mais profundo agradecimento. O Autor
QUE É UM MINERAL? Denominam-se minerais os seres naturais de composição química definida e de estrutura cristalina determinada, que às vezes se apresentam em formas geométricas mais ou menos regulares. Todo mineral deve reunir três qualidades: unidade material, origem natural e pertencer à parte sólida da crosta terrestre. A matéria de que constam os minerais está formada pela ordenação sistemática das partículas elementais que a constituem, iontes átomos e moléculas, dando origem a um meio periodicamente homogêneo, denominado matéria cristalina que se tem forma poliédrica forma un' cristal. Quando se rompe uma massa de calcita os fragmentos resultantes têm forma poliédrica, romboedros neste caso; dos cristais pseudohexagonais de mica podem-se separar lâminas finíssimas que conservam a forma do cristal; os diamantes se lapidam aproveitando determinadas superfícies de fácil esfoliação. Isto obedece à estrutura interna da matéria cristalina.
ESTRUTURA INTERNA DA MATÉRIA CRISTALINA É do conhecimento geral que o cloreto de sódio está integrado pelos iontes dos elementos cloro e sódio, porém o que já não é tão conhecido é que cada um dos citados iontes que em dissolução circulam livremente pela massa líquida, no momento da cristalização unem-se ocupando posições determinadas, de modo que cada ionte sódio esteja rodeado por seis iontes cloro, e inversamente, que cada ionte cloro esteja, por sua vez, rodeado por seis iontes sódio. Admitindo-se que cada ionte é uma esfera de tamanho determinado, que depende do número de eléctrons orbitais, carregada positiva ou negativamente, os iontes de sódio e cloro que integram o cristal de cloreto de sódio serão uma série de esferas que permanecerão unidas entre si pela força de atração entre cargas de diferente sinal, e portanto, cada uma destas esferas terá, circundando-a e tangentes a ela, o máximo número possível de outras carregadas com sinal contrário. Esta disposição, que depende unicamente do tamanho relativo de ambos iontes, determina que cada ionte adote uma posição particular. Sirvamo-nos de um cubo de aresta igual a 5,628 unidades arbitrárias, e em cada vértice e centro
das faces coloquemos esferas de raio igual a 0,98; teremos o esquema que repetindo-se indefinidamente constitui o cristal do cloreto de sódio. Esta unidade cuja repetição dá a matéria cristalina, é denomina cela fundamental. A figura 1, da lâmina A/l representa o cubo descrito no paráfrago anterior; as esferas de cor verde são os cloriontes, enquanto que as de cor parda são os sodiontes. A figura 2 é exatamente o mesmo esquema, porém somente se acham representados os centros dos iontes; as linhas que os unem, de traço mais forte, marcam o limite da cela fundamental. Na figura 3 tem se desenhado uma série de celas fundamentais dentro de um cristal de cloreto de sódio. As dimensões desta unidade elemental, da ordem de uns poucos Armstrongs (1A=10-8 cm.), não permitem distingui-las nem sequer com o microscópio petrográfico, nem ainda com o eletrônico, sendo Cinicamente os raios X os que nos informam sobre a sua existência, uma vez que ao ser sua longitude de onda da mesma magnitude que as dimensões da cela fundamental, sofrem o fenômeno da difração. Este fenômeno foi descoberto por von Lane em 1912, e Sir William Bragg em 1913 deduz uma fórmula simples que proporcionou um imenso campo para a investigação dos cristais. Existem outros tipos de estrutura cristalina diferentes do descrito para o cloreto de sódio. Se consideramos o cristal de quartzo, nele os átomos de silício e oxigênio dispõem-se de modo que cada silício está situado no centro de um tetraedro cujos vértices ocupam quatro oxigênio. Cada tetraedro se une com seus vizinhos pelos vértices, formando um arcabouço tridimensional que origina o cristal de quartzo. O esquema do mesmo pode ser observado na figura 4. As estruturas que possuem estes agrupamentos discretos, tais como os carbonatos, sulfatos, etc., se distinguem das tipicamente iônicas em que o tamanho relativo de seus átomos não influi de maneira preponderante, sendo mais importante as direções em que se unem os átomos entre si. Como exemplo mineralógico típico de estruturas cristalinas com agrupamentos definidos no seu interior, citaremos o cristal de mica, esquematicamente desenhado na figura 5.
______________________________ Cores convencionais adotadas internacionalmente para representação dos iontes: H, cor creme; H2O, alaranjado; O, vermelho; S, amarelo; N, azul ultramar; P, púrpura; Halógenos, verde; OH, azul celeste; e Metais, pardo ou cinzento.
SIMETRIA CRISTALINA A ordenação sistemática que adotam as partículas que formam a matéria cristalina faz com que nela apareçam elementos geométricos de simetria, tais como eixos, planos e centro de simetria. Na cela fundamental do cloreto de sódio, figura 1, observa-se que, ao efetuar rotações de 90º em redor das retas que unem os centros das faces, AA', todos os elementos materiais incidem em posições ocupadas por elementos similares antes da rotação, conservando-se a disposição relativa de todos eles. Exatamente ocorre ao girar 120º ao redor de BB', ou 180" em volta de CC’. Isto determina a existência do eixo quaternário segundo AA', ternário segundo BB' ou binário segundo CC. Por outro lado, o plano ACACA'CAA' CA divide a cela em duas partes iguais, que são como o objeto e sua imagem; nesta posição existe um plano de simetria. Nos cristais aparecem estes elementos de simetria regulamentando' a disposição de seus elementos reais (faces, arestas e vértices), de modo que o estudo de estes últimos nos indica a simetria que possui o cristal. Os elementos de simetria que, sozinhos ou combinados entre si, podem aparecer nos cristais, são sete: 5 eixos de simetria de ordem binária, ternária, quaternária e senária, plano de simetria e centro de simetria.
SISTEMAS CRISTALINOS A associação dos elementos de simetria cristalográfica entre si dá origem as 32 classes cristalinas. Reunindo-se em grupos de maneira que em cada um estejam aquelas que possuem eixos de simetria da mesma ordem, formam-se 6 sistemas cristalinos, cuja característica simétrica é o eixo comum.
CONSTANTES CRISTALOGRÁFICAS A simetria interna da matéria cristalina se traduz na relação constante que observam entre si os elementos reais
do cristal, ficando a posição de uma face qualquer determinada pelos ângulos que formam com outras que se tomam como planos de referência. Se no cristal de cloreto de sódio consideramos o ponto O como origem de coordenadas (fig. 3), as retas OA, OB e OC serão os três eixos de um sistema coordenado e formarão entre si três ângulos: a, b e g. que são as constantes angulares do cristal. A estes eixos denomina-se-lhes eixos cristalográficos. O plano ABC, paralelo à uma face de octaedro, corta os três eixos anteriores à distâncias fixas, a, b, c, que neste caso são iguais; a relação existente entre estes três parâmetros, a:b:c, denomina-se relação paramétrica, e com os ângulos anteriores constitui as constantes cristalográficas do cristal. Alterando a relação destas constantes entre si, se deduzem 7 formas fundamentais, que correspondem às sete singonias cristalinas, nas que podem também agrupar-se as 32 classes cristalinas. Na figura 4 podemos observar as constantes cristalográficas e o poliedro fundamental para cada singonia, assim como a relação destas com os sistemas.
FORMAS CRISTALINAS O cristal está formado por um conjunto de faces, arestas e vértices, que se dispõem segundo a simetria que possui a matéria cristalina que o integra. De acordo com esta simetria, uma face, que denominaremos face geradora, gerará um número determinado de faces, todas equivalentes a ela e cujo conjunto é uma forma cristalina simples. Assim, o cubo de cloreto de sódio será uma forma simples. Se várias destas formas se combinam num mesmo cristal, se gerará uma forma composta; por exemplo, um cubo de galena com faces de octaedro nos vértices. Na Natureza, os cristais se apresentam como formas compostas, salvo raras ocasiões. Quando uma forma simples limita uma porção de espaço, caso do cubo, diz-se que é forma fechada, enquanto que se não fecha um espaço determinado, como acontece com os prismas, denomina-se forma aberta.
SISTEMA REGULAR Denominado também cúbico, está formado por cinco classes cristalinas, cuja característica é a de possuir quatro eixos ternários equidistantes entre si, que dão origem a três eixos binários normais entre si e equidistantes dos ternários e que passam a quaternários nas duas classes de maior simetria do sistema. O poliedro fundamental é o cubo, forma simples e fechada, como todas as deste sistema, integrada por seis faces equivalentes e normais aos eixos quaternários; suas arestas são os eixos cristalográficos do sistema, formando ângulos retos, ou seja: a = b = g = 90º. A forma que determina a relação paramétrica é o octaedro, cujas faces, normais aos eixos ternários, formam ângulos iguais com as do cubo, sendo seus parâmetros iguais, e a relação paramédica a:b:c:=1:1:1=1. A classe de superioridade simétrica é a holoédrica regular, que possui: três eixos quaternários, normais entre si e equivalentes; quatro eixos ternários equidistantes dos anteriores; seis eixos binários, que são bissetriz dos ângulos que formam os quaternários; três planos de simetria normais aos eixos quaternários; seis planos de simetria normais aos eixos binários, e centro de simetria (figs. 2, 3 e 4). Este conjunto de elementos de simetria produz a forma simples de maior número de faces, o hexaoctaedro ou hexaquisoectaedro, com 48 faces triangulares iguais.
Além das indicadas, as formas holoédricas deste sistema são o rombododecaedro, com doze faces rombóides normais aos eixos binários, e o trapezoedro, com 24 laces trapézios isósceles, que são encontrados com grande freqüência nas granadas; o tetrahexaedro ou cubo piramidal, com 24 faces triângulos isósceles, e o trioctaedro ou octaedro piramidal. As quatro classes restantes do sistema possuem menor grau de simetria, existindo três hemiedrias: a enantiomórfica, a hemimórfica e a paramórfica, c a tetartoedria, que somente possui os elementos de simetria da característica simétrica. Entre as formas hemiédricas mais freqüentes, existem as paramórficas, o dodecaedro pentagonal ou piritoedro, formado por doze faces pentágonos irregulares, que como o seu nome indica apresenta-se com grande freqüência nos cristais de pirita; o icositetraedro trapezoidal ou diploedro, com 24 faces trape-zóides, que se acham nos cristais de leucita. Entre as hemimórficas, temos o tetraedro com quatro faces triângulos equiláteros, todas elas normais aos eixos ternários, e o tritetraedro ou tetraedro piramidal, com doze laces triângulos isósceles, que, combinados com o cubo, apresentam-se na blenda, principalmente nas variedades de blenda em forma de caramelo. A única forma tetartoédrica nova é o dodecaedro pentagonal tetartoédrico, do que muito raramente se encontram cristais naturais.
SISTEMA REGULAR: HOLOEDRIA. — Cubo, octaedro, rombododecaedro, tetrahexaedro, trapezoedro, trioctaedro, hexaoctaedro.
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Enantiomórfica. — Icositetraedro pentagonal.
HEMIEDRIAS
Hemimórfica. — Tetraedro, tritetraedro, dodecaedro trapezoidal, hexatetraedro. Paramórfica. — Dodecaedro pentagonal, icositetraedro trapezoidal.
TETARTOEDRIA. — Dodecaedro pentagonal tetartoédrico.
SISTEMA TETRAGONAL Está formado por sete classes cristalinas, cuja característica simétrica é a de possuir um eixo quaternário, que em duas delas apresenta condições especiais, motivo pelo qual denomina-se 2.ª espécie. O poliedro fundamental é o prisma tetragonal, fechado em suas extremidades por faces de pinacóide básico, sendo forma composta integrada por quatro faces equivalentes e paralelas ao eixo quaternário, e duas faces, a superior e a inferior, normais ao citado eixo. Os eixos cristalográficos do sistema são as arestas desta forma composta, formando entre si três ângulos: a = b = g = 90º. A forma que determina a relação paramétrica é a bipirâmide tetragonal, com oito faces que formam ângulos iguais com as do prisma anterior, porém diferentes do que formam com o pinacóide. Os parâmetros com que estas faces cortam os eixos horizontais são iguais e distintos do parâmetro sobre o eixo vertical: a = b ≠ c. A classe de maior simetria é a holoédrica tetragonal, com um eixo quaternário vertical, quatro eixos binários normais ao quaternário e formando ângulos de 45°; um plano de simetria normal ao eixo quaternário, quatro planos de simetria que cortam segundo este eixo, formam entre si ângulos de 45° e são perpendiculares aos eixos binários, e centro de simetria. Além das três formas já citadas aparecem, na holoedria, o prisma ditetragonal, com oito faces verticais, que formam ângulos iguais dois a dois, e a bipirâmide ditetragonal, com dezesseis faces, oito superiores e oito inferiores, que convergem em dois vértices culminantes, superior e inferior respectivamente. Nesta classe cristalizam a casiterita e o rutilo, com formas compostas de prismas e bipirâmides. As formas hemiédricas mais importantes são: o trapezoedro tetragonal, integrado por oito faces trapezóides, que se cortam segundo arestas em forma de ziguezague; as pirâmides tetragonais e ditetragonal, verdadeiras hemiformas holoédricas; e os esfenoedros e escalenoedro tetragonais, de forma semelhante à do tetraedro, sendo suas faces triângulos isósceles em vez de equiláteros. Os cristais de calcopirita apresentam a combinação destas últimas formas.
SISTEMA HEXACONAL. Como o sistema tetragonal, está formado por sete classes cristalinas, cuja característica simétrica é a de possuir um eixo senário; em duas delas, apresenta condições especiais que o fazem equivalente a um eixo ternário e um plano, motivo pelo qual alguns autores agrupam-nas com as cinco classes romboédricas, para formar um sistema de sete classes que denominam trigonal. O poliedro fundamental é o prisma hexagonal, fechado em suas extremidades pelo pinacóide básico, sendo forma composta integrada por seis faces equivalentes e paralelas ao eixo senário, e duas faces, a superior e inferior, normais ao mencionado eixo. Os eixos cristalográficos do sistema são três arestas deste poliedro, formando entre si os ângulos seguintes: a = b = 90º ≠ g = 120°. A forma que determina a relação paramétrica é a bipirâmide hexagonal provida de doze faces que formam ângulos iguais com as faces do prisma, porém diferentes do que formam com o pinacóide. Os parâmetros com que estas faces cortam os eixos horizontais são iguais e distintos do parâmetro sobre o eixo vertical: a = b ≠ c. A classe de maior simetria, holoedria hexagonal, possui um eixo senário vertical ; seis eixos binários horizontais formando ângulos de 30"; um plano de simetria normal ao eixo senário; seis planos contidos neste eixo e normais aos binários, e centro de simetria. A semelhança entre este sistema e o tetragonal incide na denominação das formas simples; assim, além das três formas citadas, aparecem, na holoedria, o prisma dihexagonal e a bipirâmide dihexagonal de características idênticas às tetragonais, exceto o número de faces, que será maior. Cristaliza nesta classe, mineral tão importante com seja o berilo. As formas hemiédricas são o trapezoedro hexagonal, com as arestas em ziguezague, as pirâmides hexagonais e dihexagonal, e os prismas e bipirâmides trigonais, que aparecem nas duas últimas classes do sistema e são de natureza totalmente diferente daqueles que temos visto no sistema tetragonal. Estas últimas formas, as encontraremos no sistema romboédrico, dando ocasião a que este tenha sido considerado como uma hemiedria do sistema hexagonal.
SISTEMA ROMBOÉDRICO Incluído por uma série de autores dentro do sistema hexagonal, torna-se independente deste devido à aparecer em todas suas classes o romboedro, forma fundamental do sistema, que pode considerarse derivado do cubo com somente deformar este último homogeneamente; está integrado por seis faces, rombos, e doze arestas, seis delas culminantes três a três nos vértices superior e inferior. Os eixos cristalográficos relacionais deste sistema são as três arestas culminantes do romboedro, que formam ângulos iguais entre si e diferentes de 90º: a = b = g ≠ 90º. A face fundamental é o pinacóide básico que trunca este vértice e corta os três eixos segundo parâmetros iguais entre si: a = b = c. Não obstante, devido à aparecerem neste sistema formas hexagonais, e com a finalidade de não orientar a mesma forma cristalina de modo diferente, adotamse, para o estudo morfológico, os eixos do sistema hexagonal. As cinco classes cristalinas do sistema carecem de plano principal de simetria, possuindo a holoedria um eixo ternário vertical; três eixos binários, normais ao ternário e formando ângulos de 60° entre si; três planos de simetria verticais e normais aos eixos binários, e centro de simetria. As formas simples mais importantes, além do romboedro já citado, são o escalenoedro ditrigonal, formado por doze faces triângulos escalenos, seis superiores e seis inferiores, com as arestas médias em ziguezague; os trapezoedros trigonais, com seis faces trapezoidais, três superiores e três inferiores, enantiomorfos entre si e cujas faces determinam a natureza dextrógira ou levógira do cristal de quartzo; as pirâmides trigonais também denominadas hemiromboedros; e os prismas e bipirâmides hexagonais, exatamente iguais aos que vimos no sistema hexagonal. Minerais tão importantes como a calcita, quartzo, cinábrio, oligisto, coríndon, etc, cristalizam neste sistema, sendo típicos os escalenoedros ditrigonais de calcita e os quartzos formados por prisma hexagonal, romboedros positivo e negativo, faces pequenas de bipirâmides trigonais, e as características facetas do trapezóide trigonal.
SISTEMA DIGONAL Está formado pelas singonias rômbica e monoclínica, caracterizando-se suas classes cristalinas por terem um eixo binário principal.
a) SINGONIA RÔMBICA. — O poliedro fundamental é um paralelepípedo retangular, forma composta pelos três pinacóides básicos. As arestas do poliedro fundamental são os eixos cristalográficos da singonia, formando três ângulos retos : a = b = g = 90º . A bipirâmide rômbica, formada por oito faces triângulos escalenos, quatro superiores e quatro inferiores, determina a relação paramétrica, cortando os três eixos segundo parâmetros desiguais: a ≠ b ≠ c. A holoedria rômbica possui três eixos binários normais entre si e não equivalentes; três planos de simetria, perpendiculares aos eixos binários, e centro de simetria. As formas desta singonia, além das já citadas, são prismas rômbicos, pirâmide rômbica e esfenoedro rômbico. O aragonito, a baritita, etc, cristalizam nesta singonia, com formas geralmente tabuláres, proporcionando magníficos agregados. b) SINGONIA MONOCLÍNICA. — O poliedro fundamental é um paralelepípedo inclinado, forma composta pelos três pinacóides monoclínicos. As arestas do poliedro são os eixos cristalográficos da singonia, formando dois ângulos retos e um terceiro ângulo de valor diferente: a = g = 90º ≠ b. O prisma monoclínico de 4.ª espécie, formado por quatro faces que cortam os eixos cristalográficos à distâncias desiguais, determina a relação paramétrica: a ≠ b ≠ c. A holoedria monoclínica possui: um eixo binário, um plano de simetria, normal a ele, e o centro de simetria. As formas mais importantes desta singonia são os prismas monoclínicos, com as diversas posições que podem adotar: os domos monoclínicos, e os esfenóides. Na holoedria monoclínica cristalizam um número muito importante de substâncias orgânicas, sendo uma das classes cristalinas que maior número de compostos contém.
SISTEMA TRICLÍNICO A característica das classes deste sistema consiste na sua falta de simetria. O poliedro fundamental é um paralelepípedo inclinado sobre seus três lados, forma composta pelos três pinacóides triclínicos. Os eixos cristalográficos são as arestas do poliedro, não possuindo nenhum ângulo igual, nem entre si nem a 90º: [a ≠ b ≠ g] ≠ 90º. A face fundamental secciona os três eixos à distâncias desiguais, sendo a relação paramétrica: a ≠ b ≠ c. As formas simples desta singonia são unicamente pinacóides e pediones, formados respectivamente por pares de faces paralelas ou por uma só face. Os plagioclásios cristalizam neste sistema.
AGREGADOS CRISTALINOS No momento da cristalização, os cristais têm tendência a unir-se, formando associações que se denominam agregados cristalinos. Estes podem estar integrados por uma só espécie mineral, agregados homogêneos, ou por várias espécies, agregados heterogêneos. Destes últimos, temos bons exemplos nas rochas, verdadeiras associações de diversas espécies minerais, como sejam o granito, agregado granulado heterogêneo de quartzo, feldspato e mica; individualmente, a cristalização de zircão sobre monasita constitui um caso típico de agregado heterogêneo regular. Nos agregados homogêneos, ao associarem-se dois ou vários cristais de uma mesma espécie mineral, podem efetuá-lo de forma casual ou de maneira que seus elementos mantenham uma relação fixa que obedece a: determinadas leis. No primeiro caso, produzem-se os agregados irregulares, como conseqüência das condições do meio ambiente durante o crescimento cristalino, constituindo bons exemplos as formações estalactíticas, os geodes, os crescimentos arborescentes do gelo, etc. No segundo caso, o motivo da associação reside no crescimento interno do cristal, formando-se os agregados regulares, entre os quais devemos distinguir os agregados holoáxicos, uniáxicos e biáxicos ou macias. Se as faces e arestas análogas dos diversos cristais que formam o agregado mantém-se paralelas entre si, com o máximo grau de regularidade na orientação dos distintos elementos, terá se formado um agregado holoáxico ou crescimento em paralelo; o quartzo em centro, a calcita em forma de cabeça de prego, e o crescimento em paralelo dos octaedros do alúmen de potássio são uma prova destes exemplos raros. Vários cristais podem associarem-se de modo que todos eles possuam um elemento real, já seja aresta ou face, comum ou paralelo, determinando um agregado uniáxico. Este é o caso dos cristais tabulares de baritina, que unindo-se por uma aresta comum, apresentam o aspecto de um livro aberto. Os agregados regulares mais importantes são os biáxicos. Quando dois ou mais cristais se unem de forma que dois de seus elementos coincidam ou sejam paralelos, sendo a simetria do conjunto
superior à de cada indivíduo, ter-se-á formado uma macia. Suponhamos que um cristal de gesso se reflete sobre um plano paralelo às faces do primeiro pinacóide: unindo-se o cristal e sua imagem, formar-se-á a macia em forma de lança do gesso, passando o plano de reflexão a ser plano de simetria do conjunto. A este novo plano de simetria denomina-se plano de macia. Se a um dos dois indivíduos desta macia lhe imprimimos uma rotação de 180" em redor da reta normal ao plano de macia, se formará o cristal de gesso. Esta reta se denomina eixo de macia, e pode ser aresta de cristal como acontece na macia das espinelas. As faces do segundo pinacóide dos dois cristais maclados, formam um plano comum sem solução de continuidade; as faces que apresentam esta propriedade denominam-se plano de união. As macias podem ser bigeminadas, quando estão formadas por dois indivíduos, ou poligeminadas, se contêm vários cristais. Entre as primeiras, distinguiremos as macias por justaposição, nas que o plano de macia separa os dois cristais (macias da cassiterita, gesso em forma de lança e das espinelas) e as macias de compenetração, quando os dois indivíduos crescem a ambos lados do plano de macia, sendo impossível deslindá-los em duas metades rigorosamente simétricas (macia de Carlsbad do ortósio e macia em forma de Cruz de Ferro da pirita). As poligeminadas podem ser macias múltiplas, quando vários cristais se maclam um depois do outro do mesmo modo, fornecendo conjuntos fechados, como a coroa de rutilo, ou abertos, como a macia em ziguezague do aragonito. Se uma série de cristais se maclam compenetrando-se de modo que o seu conjunto pareça ter uma simetria que em realidade não possui, falsa simetria ou pseudosimetria, formam as macias miméticas, cujo exemplo mais clássico acha-se constituído pelas «pequenas torres» do aragonito. Finalmente, as macias polissintéticas são o resultado da justaposição de uma série de finíssimas lâminas proporcionando um conjunto no qual não se distinguem os indivíduos que o formam; os plagioclásios apresentam uma macia deste tipo, nos quais estas finíssimas lâminas somente são observadas por meio do microscópio petrográfico.
PROPRIEDADES ÓPTICAS DOS CRISTAIS Se um raio de luz atravessa um cristal de sal gema, o efeito que se observa é o mesmo que quando passa através de uma massa de água: se a incidência é reta, não sofre desvio, e se é inclinada, desvia-se de acordo com seu índice de refração, que tem o mesmo valor em todas as direções do espaço. O fenômeno denomina-se refração simples e o sal gema é opticamente isótropo. Todos os cristais deste tipo cristalizam no sistema regular. Se o mesmo raio atravessa um romboedro de calcita, tanto se a incidência é reta como inclinada, divide-se em dois raios, um dos quais se comporta como se o cristal fosse isótropo, entretanto o outro se desvia segundo as leis próprias. Este fenômeno denomina-se refração dupla, e dizemos que a calcita é opticamente anisótropa; o primeiro raio é ordinário e o segundo é extraordinário. A velocidade de propagação do raio ordinário é constante em todas as direções do cristal, enquanto a do extraordinário varia dentro de certos limites, ao variar a direção da trajetória, propagando-se segundo um elipsóide. A luz de ambos raios está polarizada em dois planos perpendiculares entre si, de maneira que se os interceptamos quando saem do romboedro de espato de Islândia, mediante uma lâmina cristalina que somente deixe passar a luz que vibra em uma direção, um cristal de turmalina lapidado paralelamente ao eixo ternário, existem duas posições da lâmina em que somente se observa um dos dois raios. Não obstante, há no romboedro uma direção paralela ao eixo ternário, em que a luz passa através do cristal sem que se produza o fenômeno da dupla refração; esta direção de monorefringência denominase eixo óptico. Os cristais anisótropos possuem, para cada lâmina, dois índices de refração, correspondentes aos dois raios; se desenhamos, se-
gundo as direções de vibração de ambos raios, segmentos retilíneos proporcionais aos seus índices de refração, o lugar comum de todos eles será um elipsóide, obedecendo a variação dos índices de refração à lei do elipsóide. Este elipsóide é chamado indicador óptico.' A calcita possui uma direção de monorefringência, o eixo óptico, que coincide com o eixo de maior simetria da classe em que cristaliza. Os cristais que, como a calcita, possuem um só eixo óptico denominam-se uniáxicos; seu indicador é um elipsóide de revolução cujo eixo de revolução coincide com o eixo óptico, e a seção normal a ele é um círculo. Todos eles cristalizam nos sistemas tetragonal, hexagonal e romboédrico. Existe ainda uma outra classe de cristais que têm dois eixos ópticos, como o aragonito, denominando-se biáxicos; seu indicador é um elipsóide escaleno ou de três eixos desiguais, com duas seções cíclicas cujos raios normais coincidem com os eixos ópticos. Este elipsóide tem, como máxima simetria, três eixos binários normais entre si devendo pertencer os cristais biáxicos às singonias rômbica, monoclínica c triclínica. Nestes cristais, o ângulo que formam os eixos ópticos é uma constante óptica do cristal.
SINAL ÓPTICO É necessário distinguir o sinal óptico dos cristais uniáxicos do dos biáxicos. Nos primeiros, o cristal é positivo ou negativo segundo o índice de refração do raio extraordinário, e, seja maior ou menor do que o do raio ordinário, w. O quartzo é opticamente positivo, uma vez que e > w, enquanto que a calcita é opticamente negativa, porque w - e. O sinal que tem a diferença e - w é o sinal óptico do cristal. Nos cristais biáxicos, o conceito de sinal óptico acha-se ligado ao valor do ângulo dos eixos ópticos. Quando é menor de 90º, o cristal é positivo, porém se é maior de 90º, o cristal será negativo.
MICROSCÓPIO POLARIZANTE O estudo das propriedades ópticas dos cristais, em seções delgadas de minerais e de rochas, efetua-se mediante um tipo especial de microscópio denominado microscópio petrográfico ou de polarização. Consta de todas as partes do microscópio ordinário, e além disso tem um sistema de polarização formado pelo polarizador, que transforma a luz natural em polarizada e o analisador, que analisa a luz que sai da lâmina cristalina. O primeiro situa-se antes do condensador, e o segundo, entre a objetiva e o ocular. O condensador, neste tipo de microscópios, é móvel podendo se interpor à vontade; as objetivas são de construção especial, livres de tensões, não sendo aconselhável empregar as objetivas comuns; as oculares costumam levar um retículo formado por dois fios muito finos que se cortam em ângulo reto. O polarizador e o analisador, que constam de um prisma de Nicol formado por um romboedro de esfoliação de espato de Islândia cortado de modo que o raio ordinário sofra a reflexão total e somente se observe o extraordinário, estão montados de maneira que possam girar sobre si próprios de acordo com o ângulo que se deseje, sendo além disso intercaláveis 'à vontade no sistema óptico. Os microscópios modernos levam lâminas de «polarização» em vez dos prismas de Nicol, obtendo-se deste modo maior luminosidade e além disso não têm limitação no seu tamanho. Existe uma lente que se interpõe à vontade, denominada lente de Bertrand, que permite a observação das figuras de interferência. Neste caso, deve estar no sistema óptico o condensador, chegando à lâmina cristalina um feixe de raios convergentes; este dispositivo denomina-se conoscópico. Quando o feixe de raios que chega à placa cristalina é aproximadamente paralelo, e não há condensador nem lente de Bertrand, o dispositivo se chama ortoscópica. A platina destes microscópios deve ser giratória, graduada nos bordos em graus, com dois nónios que permitem apreciar meios graus nos modelos de ensino e décimos de grau nos destinados à investigação. O ato de focalizar verifica-se por meio de um movimento rápido que eleva ou abaixa o tubo do microscópio e um outro movimento lento para o ato de localizar com precisão a imagem, que atua sobre a platina. Os grandes modelos modernos possuem um sistema de prismas que lhes permite construir o tubo do microscópio inclinado, podendo-se adatar um bi-
nocular para evitar o cansaço derivado do desigual esforço dos dois olhos. Na figura 1 podemos observar o microscópio de investigação Zeiss, modelo Standard GFL 666; esta casa construtora tem o modelo Standard Junior KFT para estudantes e os Ultraphot II Pol e Standard WL Pol, de alta investigação. As figuras 2 e 3 são o corte transversal do microscópio, com a trajetória dos raios no caso de montagem ortoscópica e conoscópica. Com ambas montagens efetuam-se as seguintes observações que resumimos no quadro n." 2 a seguir. MOMAGEM DO MICROSCÓPIO
COM DISPOSITIVO ORTOSCÓPICO A)
Sem polarizador nem analisador. Medida dos ângulos planos entre linhas existentes na lâmina cristalina (linhas de esfoliação, etc). Determinação da espessura da placa cristalina. Determinação de índices de refração de cristais microscópicos.
B)
Com polarizador. Observação do pleocroismo. Com polarizador e analisador. Determinação das direções de extinção (direções em que vibram os dois raios polarizados). Determinação da birrefringência e da cor de polarização. Determinação do sinal da extinção.
C)
COM DISPOSITIVO CONOSCÓPICO Observação das figuras de interferência. Determinação do sinal óptico. Medida do ângulo dos eixos ópticos nos cristais biáxicos.
POLARIZAÇÃO ROTATÓRIA Quando um raio de luz polarizada atravessa um cristal na direção do eixo óptico, continua vibrando segundo o mesmo plano sem sofrer variação alguma. Existem cristais, como o quartzo, que nas condições anteriores possuem a propriedade de fazer girar o plano de vibração da luz. O ângulo girado depende da espessura do cristal, embora seja constante para uma mesma espécie mineral sob grossuras iguais. Esta propriedade denomina-se polarização rotatória. Os cristais que a possuem cristalizam nas hemiedrias enantiomórficas e é conseqüência da distribuição atômica destes compostos (fig. 4).
Classe I. — ELEMENTOS Compreende os elementos químicos que se acham livres na Natureza e que à temperatura ambiente são sólidos ou líquidos, ao igual que suas misturas homogêneas. Para seu estudo mineralógico os dividiremos em Metais e Não Metais (ametais). METAIS Os elementos metálicos naturais cristalizam quase que todos no sistema cúbico, caracterizando-se por serem maleáveis, terem peso específico elevado e brilho metálico. Todos eles têm conexão metálica, formada pelos centros dos átomos que estão unidos entre si por uma espécie de nuvem eletrônica, na qual os elétrons podem viajar livremente. Se pudéssemos observar um cristal de cobre nos seus mais íntimos detalhes, veríamos que ao cristalizar, seus átomos dispõem-se do mesmo modo que o fariam uma série de bolas de igual tamanho que quisessem ocupar o menor espaço possível. Esta disposição se consegue numa única camada de esferas quando seus centros formam triângulos eqüiláteros de modo que cada uma fique rodeada por outras seis, tal e como indicam as bolas 1 da figura n.º 1. Colocando uma segunda camada, cada esfera terá contacto com três da camada inferior, estando seus centros nas posições 2 (fig. 1). Se situamos uma terceira camada, as esferas podem estar sobrepostas ortogonalmente às da primeira camada, de modo que seus centros se projetem nas posições 1, produzindo uma distribuição denominada empacotamento hexagonal compacto; sua simetria é hexagonal e possui um eixo senário normal às camadas de esferas (fig. 1). Se as esferas desta última camada não se superpõem ortogonalmente com as da primeira, senão que seus centros situam-se nas posições' da figura n.º 2, produz-se um empacotamento cúbico compacto; sua simetria é cúbica e normalmente às camadas de esferas existem os eixos ternários. A distribuição é a mesma que se conseguiria se num cubo colocássemos esferas nos vértices e na metade das faces, denominando-se por esta razão também rede cúbica compacta de faces centralizadas. Existe ainda uma outra disposição estrutural que apresentam alguns metais, é o empacotamento cúbico centralizado ou rede cúbica centralizada no interior (fig. 3). As esferas situam-se nos vértices e no centro de um cubo ocupando mais espaço do que nos empacotamentos compactos.
Grupo do Cobre
São os metais naturais mais representativos, abrangendo o cobre e os metais nobres: prata e ouro. Cristalizam na holoedria regular, em forma de octaedros, cubos e rombododecaedros. Se maclam do mesmo modo que as espinelas e têm grande tendência a formarem crescimentos paralelos de tipo dendrítico. São moles, motivo pelo qual seus cristais perdem rapidamente as arestas passando a formas redondas; leves, frágeis e pesados, com brilho intenso; bons condutores do calor e da eletricidade. Não se encontram puros senão contendo pequenas quantidades dos outros dois, em forma de dissoluções sólidas. OURO. — De cor amarela típica, com risco da mesma cor, em lâminas muito finas tem tonalidades azul-esverdeadas por transparência. Apresenta-se em jazidas de dois tipos: o ouro de minas, contido em filões unidos à rochas de tipo granítico, acompanhando ao quartzo, e, o ouro de parcel, concentração de partículas auríferas, transportadas pelas águas e acumuladas em lugares onde a corrente diminui sua força. Entre os primeiros, citaremos o riquíssimo de Witwatersrand na região de Transwaal, e entre os segundos, os de Califórnia e Alaska que produziram as «febres do ouro» dos anos 1849 e 1896 respectivamente. Até o ano de 1890, foram os Estados Unidos o maior país produtor de ouro, porém nesta época África do Sul sobrepassou sua produção devido ao descobrimento das minas do «Rand», e tem se mantido em posição predominante até o dia de hoje. PRATA. — De cor branca típica, com risco da mesma cor, em lâminas finíssimas é azul por transparência. Apresenta-se com alteração superficial de óxido, fornecendo uma pátina de cor cinzentanegra. A prata nativa tem pouca importância como minério do metal, apresentando-se em jazidas do mesmo tipo que as auríferas; são famosas as jazidas de Potosí (Bolívia). COBRE. — De cor vermelha típica, com risco da mesma cor, apresenta-se sempre alterado, com pátina de cor verde ou azul devido aos carbonatos básicos de cobre que se formam. Em lâminas muito delgadas é verde por transparência. Não tem importância como minério de cobre. Mencionaremos as jazidas do Lago Superior, mais do que pela sua importância econômica, pelos belíssimos cristais que nelas são encontrados.
NÃO METAIS Os elementos reunidos neste parágrafo possuem propriedades que podem ser discriminadas entre as manifestamente metálicas, caso do bismuto, até as especificamente não metálicas, caso do enxofre e diamante, segundo que a junção entre seus átomos seja metálica ou covalente. A maior parte deles são polimorfos, achando-se na Natureza a modificação mais estável nas condições do meio ambiente. ENXOFRE. — O enxofre nativo é a forma polimorfa a, estável à temperatura ambiente e na que se transformam lentamente as b e g que se encontram em estado natural em algumas localidades. O a-enxofre cristaliza em belos cristais da holoedria rômbica, de forma bipiramidal ou esfenóide, cor amarela limão, transparentes ou translúcidos e brilho adamantino. Risco branco. Sua estrutura, formada por empacotamento na cela fundamentai de 16 anéis de 8 átomos de enxofre, é tipicamente molecular. Os átomos dos anéis estão unidos fortemente entre si, dando verdadeiras moléculas, que, pela sua vez, se juntam com enlace mais débil. Esta estrutura corresponde às propriedades do enxofre ao aquecê-lo: a 119ºC funde em líquido limpo e fluido, que se torna viscoso a 200ºC, mudando sua cor para o vermelho; na primeira fusão conservam-se os anéis S8 circulando livremente pela massa fluida, enquanto que a 200ºC rompem-se, fornecendo cadeias que são as causantes da viscosidade do meio. Opticamente, os cristais de enxofre são pleocróicos, biaxiais positivos, com birrefringência muito forte (diretamente apreciáveis em alguns casos); maus condutores do calor e da eletricidade, eletrizam-se negativamente por fricção. As jazidas de enxofre se apresentam: 1) Em redor dos vulcões (Japão, México, Chile); 2) Em casquetes sobre os domos de sal (Costa do Golfo, Texas, Luisiana); e 3) Em forma de camadas sedimentares (Rússia, Sicília, Espanha). O enxofre nativo, relativamente inerte, arde a 247ºC, transformando-se em SO2, que se utiliza para a obtenção de ácido sulfúrico, seja pelo método de contacto, seja nas câmaras de chumbo. Têm propriedades anticriptogâmicas e edafológicas como corretor de terrenos alcalinos, e emprega-se em Farmácia como medicamento externo. Por sua vez, o ácido sulfúrico é matéria prima na obtenção de superfosfatos, importantes adubos. A produção mundial de enxofre bruto é de uns 4 milhões de toneladas, das quais 92 % correspondem aos Estados
Unidos da América do Norte. Itália, Japão, Chile, Espanha, México, França e a Indonésia produzem o restante. Rússia tem uma produção elevada, embora desconhecida. GRAFITA. — Mineral constituído por carbono puro, é sua variedade polimorfa mais estável. Os átomos dispõem-se em camadas formadas por hexágonos quase coplanos de modo que cada C está rodeado por outros três a 1,42 A, distância interatômica igual a que separa os átomos de carbono da benzina; isto faz supor a existência de enlaces duplos entre eles. Estas camadas, que se acham a 3,40 A umas das outras, unem-se entre si por meio de enlaces ou junções débeis do tipo de van der Waals, sendo esta a causa da fácil esfoliação que apresenta este mineral paralelamente a elas, assim como de sua pouca dureza e seu hábito tabular. Os cristais em forma de tábuas hexagonais são raros, sendo encontrados em forma de massas prismáticas bastante folhadas. Tem cor cinzenta de aço, com brilho metálico e risco cinzento puro. É transparente em lâminas muito finas, com tonalidades azul profundo; fortemente pleocróico e uniaxial negativo. Flexível, porém não elástico, tem tato suave e suja os dedos. É bom condutor da eletricidade e amplamente transparente às radiações infravermelhas. Infusível ao maçarico (funde a 3.000°C) e inatacável pelos ácidos; aquecido ao rubro com ácido nítrico concentrado sobre lâmina de platina, se incha (grafitita) e, acrescentando-se ClO4K, se descompõe, dando o ácido grafítico. Embora as jazidas de grafita se apresentem em rochas eruptivas e sedimentares, são características das rochas metamórficas. Os processos de metasomatismo de contacto e metamorfismo regional tem produzido os criadoiros mais importantes, tais como os da Sibéria, Madagascar e México. O mineral procedente do Ceilão é muito apreciado pela sua pureza e estado de cristalização, apresentando-se em filões hidrotermais. A produção anual de grafita é de 250.000 toneladas, aproximadamente, sendo a Rússia, Coréia, Áustria, Ceilão, Madagascar e México os países produtores, embora também se extraia, em escala muito menor, na Itália, Estados Unidos da América do Norte e na Espanha. Sua variedade folhada emprega-se na fabricação de crisóis industriais e para o revestimento de fornos de fundição e como lubrificante. A variedade terrosa, de textura microcristalina, utiliza-se em pinturas antioxidantes e para a fabricação de grafite para lápis.
DIAMANTE. — É a pedra preciosa mais apreciada e a substância natural mais dura que se conhece. Está formado por carbono puro, é inatacável pelos meios ordinários, e seu elevado índice de refração e dispersão proporcionam-lhe um brilho e reflexo de impossível superação. Parece que o descobrimento do primeiro diamante aconteceu na índia, aproximadamente 800 anos a. J.C., e, embora conhecido e apreciado por gregos e romanos, não alcançou todo o seu valor até que, na Idade Média, achou-se o modo de lapidá-lo. A partir deste momento, o seu valor tem ido em aumento continuamente, de tal maneira, que a quantidade de diamantes equivalentes ao preço de 12 toneladas de ouro poderia se ocultar numa só pessoa. O diamante cristaliza no sistema regular, existindo opiniões dispares sobre a classe cristalina a que pertence, já que os dados experimentais favorecem, tanto a sua inclusão na holoedria como na hemiedria hemimórfica. Na sua estrutura existem dois tipos de átomos de carbono (fig. 1), marcados A e B. Os primeiros, dispõem-se nos vértices e centros das faces de um cubo, fornecendo uma rede cúbica de faces centralizadas, e os segundos, acham-se entre 4 átomos de carbono em coordenação tetraédrica com eles. A união verifica-se entre os átomos de carbono A e B, que estão separados por 1,54 Å , e formam um ângulo de 108º 54', que é exatamente a distância e o ângulo de enlace dos compostos alifáticos. Apresenta-se em cristais octaédricos, algumas vezes dodecaédricos, muito raro cúbicos, de grande perfeição, desenvolvidos em todo seu contorno e isolados ou em cristais deformados, irregulares, com fenômenos de corrosão e arredondamento de suas faces. Tem esfoliação perfeita segundo as faces do octaedro, propriedades que são aproveitadas para a sua talha ou lapidação; é muito frágil, rompendo-se por percusão e podendo ser reduzido a pó no morteiro de aço. Tem brilho adamantino característico, forte refração e elevada dispersão, podendo ser transparente e claro, como a água, ou bem turvo e opaco. Incolor, apresenta-se em tonalidades difíceis de serem observadas e raras vezes de cor intensa e azul. Ao o lapidar, aproveitam-se suas propriedades ópticas para produzir no seu interior o fenômeno da
refração total, obtendo-se a pedra preciosa conhecida com o nome de brilhante (figura 2). É fortemente fluorescente à luz ultravioleta, bom condutor do calor e triboelétrico. No diamante podemos distinguir as variedades: diamante, cristais isolados e muito puros, pedra preciosa; esferas de bort ou balas, massas densas, irregulares, fibrosorradiadas; carbonado, pedras rodadas do tamanho de uma ervilha e aspecto de coque. As duas últimas variedades constituem os diamantes industriais. Acham-se em jazidas primárias (fig. 3), na África do Sul, em chaminés verticais cheias de uma rocha ultrabásica, rica em olivina, e denominada kimberlita, na que os diamantes estão disseminados; em jazidas secundárias, em forma de parcéis diamantíferos, de grande difusão, acompanhados de quartzo e de outras pedras preciosas. Os diamantes antigos procediam principalmente da índia, até que com o descobrimento das minas sudafricanas, que acrescentaram grandemente a produção de diamantes, a Costa de Ouro, e posteriormente, a União Sudafricana passaram a serem os primeiros países produtores. Calcula-se que a metade da produção anual de diamantes é bort; uma quarta parte deles tem imperfeições e não tem a cor adequada, porém podem se lapidar, e somente a quarta parte é material precioso, embora pequeno a maior parte do mesmo. Só um 5 por 100 são pedras preciosas de 2 quilates (1 quilate = 0,2 gramas) em bruto, que, lapidadas, dão brilhantes de 1 quilate. No preço dos diamantes intervêm grande número de fatores; assim, entre duas pedras do mesmo peso, sendo uma delas de um branco puríssimo e a outra ligeiramente amarelenta, existe grande diferença de valor. As pedras mais famosas procedem das Índias Orientais, o antigo país dos diamantes, hoje esgotado, entre as que merecem ser destacadas: o Koh-i-noor, pertencente à Coroa Inglesa, de 106 q.; o Florentino ou Toscano, de 139 q.; o Grande Mogol, que pesava 793 q., hoje em dia dividido. Da África do Sul tem se extraído pedras enormes, como o Excelsior, de 971,75 q., e o Cullinan, que pesou 3.024,75 q., presenteado ao rei Eduardo de Inglaterra, e que foi dividido em 105 peças, duas das quais, de 516 e 309 quilates, são os maiores diamantes lapidados que se conservam.
Classe II. — SULFURETOS
Grupo Blenda-Wurtzita
Reunem-se nesta classe aqueles minerais cuja composição é a combinação não oxigenada de metais e metalóides com S, As, Sb, Bi, Se e Te; compreende os sulfuretos simples e duplos e os sulfosais. Fisicamente, caracterizam-se por seu aspecto metálico, peso específico elevado e pela sua opacidade. Economicamente, é muito importante, pois nesta classe encontram-se os minérios metálicos mais úteis.
Este grupo, igual ao do grupo anterior, apresentanos um exemplo bem patente de dimorfismo: a blenda e a wurtzita têm idêntica composição química, SZn, porém, a primeira cristaliza no sistema regular, e a segunda, no hexagonal. A blenda possui estrutura tipo diamante, na que os átomos de Zn estão ordenados segundo uma rede cúbica de faces centralizadas, posições A do diamante (Lâmina B/3, fig. 1), e os S, dispostos segundo uma outra rede idêntica, estão situados entre 4 átomos de Zn, em coordenação tetraédrica com eles, posições B do diamante. Cada átomo Zn, em relação com os S, está no centro de um tetraedro cujos vértices ocupam estes últimos, e cada átomo de S está, por sua vez, no centro de outro tetraedro em cujos vértices estão os Zn (fig. 3). Esta estrutura é tipicamente hemiédrica, de modo que os cristais de blenda apresentam-se em tetraedros ou em formas tetraédricas, como o tritetraedro e hexatetraedro, ou na combinação deles com o cubo.
Grupo Argentita-Calcosina Os minerais deste grupo são sulfuretos, teluretos e seleniuretos de prata e cobre. Todos eles são dimorfos, com uma forma cúbica de alta temperatura, estável acima dos 180º-200ºC, de estrutura simples, e uma outra rômbica, estável a temperatura ambiente, de estrutura muito complexa e não conhecida muito perfeitamente. Os cristais cúbicos formados acima dos 200°C, passam a rômbicos ao descer a temperatura, conservando a forma cúbica. Esta propriedade tem motivado que se tenha descrito estes minerais como pertencentes ao sistema cúbico, embora com marcada anisotropia óptica. ARGENTITA, SAg2. — Apresenta-se em octaedros ou em grupos de agregados holoaxiais; também pode encontrar-se em formas reticuladas, arborescentes, etc. Cor cinzenta de chumbo escuro e brilho metálico, que passa a mate ao oxidar-se; risco das mesmas características. Os cristais rômbicos, de ângulos muito semelhantes aos cúbicos, formam a acantita. É o mineral primário mais importante da prata, encontrando-se-lhe principalmente no México, e, belamente cristalizado, na Saxônia (fig. 1). CALCOSINA ou CALCOCITA. SCu2. — Reunem-se sob este nome uma série de minerais que respondem a fórmula anterior, podendo agrupar-se em três tipos claramente definidos; I) Calcocita rômbica, formada por baixo de 103ºC; II) Calcocita formada acima de 103ºC, como a SCu2-a e invertida à forma rômbica ao cair a temperatura; e III) Calcocita cúbica, formada por SCu2, estabilizada devido à ter em suspensão SCu, opticamente isótropa e de cor azul típica. A mais freqüente é a calcocita rômbica que apresenta-se em forma de cristais pseudohexagonais, formando uma macia múltipla de 3 cristais, muito típica. É minério de cobre, achando-se entre outros minerais de cobre, nas minas de Rio Tinto (Espanha) (fig. 2).
A wurtzita, forma polimorfa mais rara, tem uma estrutura (fig. 4) na que se conserva a disposição relativa dos átomos de Zn com respeito aos de S. estando relacionada com a blenda, ao igual de como o estão os empacotamentos cúbico e hexagonal compactos (Lâmina B/1), um dos eixos ternários da blenda tem passado a senário, desaparecendo os restantes eixos e ficando os planos. Do mesmo modo, os raríssimos cristais de wurtzita são hemiédricos. BLENDA. — Apresenta-se em cristais deformados e em macias de tipo espinela; em agregados granulosos e como material fossilizante. Geralmente, de cor parda escura a negra, brilho adamantino, opaco, com risco pardo de fígado a branco amarelento (fig. 5). Em cristais bem conformados, de cor amarela do mel, brilho adamantino e translúcido ou mesmo transparente, dando a variedade de blenda acaramelada ou melada. É isótropa, algumas vezes com anomalias devido à conter wurtzita. Apresenta os fenômenos da triboluminiscência e fluorescência, sendo piroelétrica e diatérmica. Minério muito importante de Zn, encontra-se em inumeráveis localidades e em jazidas as mais diversas, quase sempre acompanhando a galena, da que é separada mediante o método de flutuação. É muito abundante na Espanha, onde, nos Picos de Europa, acham-se magníficos cristais de blenda acaramelada (fig. 6). 67 por 100 da produção mundial de Zn procede da blenda.
Grupo Calcopirita Minerais de composição química complexa e estrutura quase idêntica a da blenda, da que se diferenciam pelo fato de que os átomos de Zn estão substituídos por átomos de Fe e Cu, no caso da calcopirita, e de Cu, Ag, Fe, Zn ou Hg, no caso da série das tetraedritas. Na calcopirita, os átomos de Fe e Cu alternam em suas posições, de forma que a cela fundamental é dupla e tem uma de suas arestas maior do que as outras duas, possuindo simetria tetragonal; na tetraedrita, os átomos de metal estão distribuídos ao azar, produzindo-se toda uma série de substituições e sendo, a cela fundamental, do mesmo tamanho aproximado do que a da blenda, o que motiva a simetria cúbica do mineral. CALCOPIRITA, S2FeCu. — Cristais tetragonais, pequenos, deformados, do tipo esfenoédrico e reunidos em drusas; em agregados massivos e compactos. O esfenoedro deste mineral é quase um tetraedro regular, motivo este pelo qual, durante muito tempo, pensou-se que a calcopirita fosse de simetria regular. Apresenta macias de compenetração de dois esfenoedros. Cor amarela latão, com tintura esverdeada, a miúdo iridiscente e algumas vezes heterogênea e negra por alteração superficial. Brilho metálico e risco negro esverdeado. Constitui um dos minerais mais freqüentes e é minério de cobre dos mais difundidos, embora não o mais importante; apresenta-se em mui diversos tipos de jazidas. Acha-se em grandes quantidades no complexo cuprífero de Arizona (U.S.A.) e no do Chile; em Espanha não existem jazidas de calcopirita propriamente ditas, porém é abundante acompanhando outros minerais, principalmente a pirita. Em Cornualles (Inglaterra) são encontrados belíssimos cristais sobre quartzo. TETRAEDRITA,S6(Sb,As,Bi)2(Cu2,Ag2,Fe,Zn,Hg)3, — Cristais de bela conformação, grande número de faces e tipicamente hemiédricos; seu nome deriva-se da forma tetraédrica em que se apresentam. Grande número de macias de compenetração, via de regra do tipo espinela. Cor que varia segundo a sua composição do mesmo modo que as restantes propriedades físicas; cinzenta de aço, com tintura olivácea, nas variedades com Sb e Cu; com tendência ao negro do ferro, naquelas que contém Fe e Zn; branca amarela, se há Hg e Bi; e azulada, se existe As. Brilho metálico em superfícies recentes, que passam a cor mate ao se oxidarem. Risco negro, que se transforma em pardo avermelhado por fricção. Toda a série são
essencialmente minerais de cobre de grande difusão e de origem hidrotermal; os cobres cinzentos são minérios importantes de cobre e prata. Grupo da Niquelita Os minerais deste grupo se caracterizam pelas suas estruturas semelhantes, caráter fortemente metálico, peso específico elevado e a inconstância em sua composição química, que, por sua vez, é simples. A estrutura de tipo para todos eles é a da niquelita, AsNi; nela, os átomos de As acham-se ordenados em duas redes hexagonais, que lembram o empacotamento compacto, con seis átomos de Ni coordenados com cada um deles. Pela sua vez, os átomos de Ni estão rodeados por seis átomos de As, porém têm dois de Ni à distâncias tão próximas, que deve considerar-se que coordenam com eles. Na pirrotita, SFe, também denominada pirita magnética, existe sempre uma quantidade de S superior à relação S:Fe=l:l, sendo a verdadeira de 7:6 ou de 12:11. Não obstante, sua estrutura é idêntica à descrita, substituindo-se o As por S e o Ni por Fe. Esta variação da relação S/Fe deve-se a que existem na estrutura da pirrotita uma série de posições correspondentes à átomos metálicos que estão vazias; isto é, existe uma falta ou ausência de Fe no mineral, apesar do qual a estrutura é perfeitamente estável. NIQUELITA, AsNi. — Cristais raros, de cor vermelha de cobre claro, que passa a cinzenta por alteração. Brilho metálico em fratura recente; risco negro azulado. À luz reflexa, é fortemente anisótropo e pleocróico. E minério de Ni, existindo em grandes quantidades em Ontário (U.S.A.); na Espanha, encontra-se nos Pirineus aragoneses é em Málaga. MILLERITA, SNi. — Apresenta-se em cristais aciculados, pertencentes ao sistema romboédrico, formando agrupamentos alongados e radiados que têm a aparência de um filtro capilar. Cor amarela latão e brilho metálico, os cristais muito finos são cinzento-esverdeados, pardos e mesmo negros. Não é encontrado em grandes quantidades e quase sempre provém de outros minerais de níquel, achando-se-lhe nas jazidas de níquel das mais variadas espécies.
Grupo Galeno A galena, SPb, cristaliza no sistema regular, com estrutura tipo cloreto de sódio, em cristais de magnífica conformação, quase sempre implantados e de considerável magnitude, integrados principalmente pelo cubo e o octaedro, sozinhos ou em combinação. Algumas vezes estão deformados na direção do eixo quaternário, ou apresentam faces curvas e dispostas em forma de escalões de bordos dentados. Macias freqüentes, semelhantes à da espinela. Tem esfolição perfeita e característica, segundo as faces do cubo; fratura subconcóide; dureza, 2 1/2; ponto de fusão, 1.115°C. Cor cinzenta de chumbo claro, forte brilho metálico, sobretudo, nas superfícies de esfoliação, que se torna mate por oxidação. Risco negro cinzento, mate. O mineral é opaco e isótropo à luz reflexa. De composição química muito constante, sempre contém uma pequena quantidade de prata (entre 0,01 e 0,03 por 100) que pode chegar a ser um 1 por 100, ou mais, nas galenas argentíferas. Devido à produção mundial de galena, a pequena quantidade de prata que leva é um dos minérios mais importantes deste metal precioso. As jazidas deste mineral caracterizam-se por terem em sua superfície numerosos produtos de meteorização, belamente cristalizados, tais como a cerusita, anglesita e piromorfita. São de origem hidrotermal, as de maior difusão, embora também existam jazidas de origem metasomática e sedimentar. Neles, a galena vai sempre acompanhada de blenda, em íntima concreção com ela, e quartzo como ganga, com algo de carbonatos e de baritita. A produção mundial de chumbo procede de três minerais: galena, cerusita (SO3Pb) e anglesita (SO4Pb), sendo os dois últimos, produtos de transformação da galena e achando-se associados às jazidas deste mineral. Apesar da grande difusão da galena, o mineral produtor do chumbo procede de poucas regiões, devendo ser citada em primeiro lugar a do vale do Mississípi, centralizada em Tri-State, que é onde existe a maior concentração mundial de minerais de zinco-chumbo; no México, existe, no centro do país, uma rica região que estende-se por Chihuahua e Coahuila; também América do Sul contém importantes depósitos deste mineral. Quase que a metade do chumbo e zinco do mundo procede do continente americano.
Na Europa, existe a província mediterrânea com as ricas jazidas espanholas, exploradas pelos romanos faz 3.000 anos, sendo as mais importantes as de Serra Morena, no distrito de Linares-Carolina (Espanha). Na península Ibérica, na região de Cartagena e Almeria extrairam-se durante o século XIX, grandes quantidades de galena argentífera que proporcionaram grande prosperidade ao país e que atualmente encontram-se praticamente esgotadas. Grupo Cinábrio O cinábrio, SHg, tem a mesma simetria que o quartzo, cristalizando na classe enantiomórfica romboédrica, com estrutura tipo ClNa deformada homogeneamente, de maneira que o cubo que constitui a cela fundamental do cloreto de sódio, se transforma num romboedro com átomos de Hg nos vértices e na metade das faces, e de S na metade das arestas; a distorção é de tal natureza que produzem-se formas enantiomórficas opticamente ativas. Apresenta-se em cristais pouco freqüentes, de hábito tabular ou cubóide, formados pelo romboedro, de ângulos muito próximos ao cubo, e pelo pinacóide básico; via de regra informe, em agregados granulosos, disseminado e em eflorescência. Cor e risco vermelho tirando a carmin, variando, nos agregados, do vermelho escarlate ao vermelho escuro; brilho adamantino. Opaco, embora transparente em seção delgada. Opticamente uniaxial positivo, notável pelo alto valor de seus índices de refração, grande birrefringência, e forte dispersão; tem poder rotatório quinze vezes superior ao do quartzo. Mineral de grande importância econômica, é minério do mercúrio. Suas jazidas são de origem hidrotermal e tem se formado a baixas temperaturas, bem seja por reemprazamento (Almadén), ou bem por reenchimento de fissuras (Itália). As minas de Almadén, em exploração há mais de 2.000 anos, são as mais ricas do mundo. Esta jazida acha-se situada sobre piçarras e quartzitos silúricos, sendo sua riqueza média de 5 a 8 por 100 de mercúrio e, em alguns lugares, até de 20 por 100. Jazidas de importância são as de Toscana e Trieste (Itália) e as de Califórnia (U.S.A.), embora a riqueza média seja bem inferior à de Almadén. Depósitos de menor importância existem no México e no Peru.
Grupo Antimonita Os minerais deste grupo, antimonita ou estibinita, S3Sb2 e bismutina, S3Bi2, caracterizam-se por sua estrutura formada por cadeias de átomos de S e Sb ou Bi, estreitamente unidos por meio de enlace covalente, situadas paralelamente ao eixo c; as cadeias unem-se entre si mediante junções residuais. Esta estrutura determina a perfeita esfoliação e o hábito comprido paralelamente à direção das cadeias. Os cristais rômbicos, ricos em facetas, apresentamse freqüentemente ondulados e ainda curvos, com boa conformação nas suas extremidades. Mineral brando (D=2), é o primeiro da escala de fusibilidade, fundindo-se somente com a chama de um fósforo. Cor cinzenta de chumbo e brilho metálico que se torna mate. É o minério mais importante de antimônio, sendo a China, com seus depósitos de Hunán, o principal país produtor. México, Bolívia, e sobretudo o Peru, numa região que se estende desde o lago Titicaca até Atocha, possuem grandes reservas deste mineral. Grupo das Pratas Vermelhas Formam um grupo muito homogêneo, integrado essencialmente pela proustita, S3AsAg3, e a pirargita, S3SbAg3. Cristalizam na classe hemimórfica romboédrica, em cristais de numerosas facetas. Nas fendas apresenta-se informe, disseminado e como eflorescência. Cor vermelha escarlate tirando a vermelha cinábrio, na proustita, e vermelha escura para cinzenta de chumbo, na pirargirita. A distinção entre ambas efetua-se melhor com o risco: vermelho
escarlate, na primeira, e vermelho cereja, na segunda. São minério de prata importante e muito freqüente, podendo ser achadas associadas com outros minerais de prata e galena. São importantes as jazidas de Zacatecas e Guanajuato (México), Chañarcillo (Chile), Colquijirca (Peru) e Huanchaca (Bolívia). Em Espanha encontram-se em Hiendelaencina (Guadalajara). Grupo Realgar - Orpimento Minerais de aspecto marcadamente não metálico, constituem um grupo bastante heterogêneo. REALGAR. — Cristais monoclínicos bem formados, via de regra pequenos, prismáticos, com estrias verticais, de cor vermelha (o chamado vermelho aurora) e risco amarelo alaranjado, brilho adamantino, e brandos (D = 1'5 — 2). Opticamente biaxiais negativos, com forte dispersão. Encontra-selhe em magníficos cristais em Binnental, Nagyág, Felsobánya e Nevada; quase sempre como mineral subordinado na jazida. ORPIMENTO, S3As2. — Cristais monoclínicos raros e pequenos, freqüentemente lenticulados. Cor amarela de limão, translúcida, com risco amarelo e brilho grasso semelhante ao da blenda. Opticamente biaxial positivo, pleocróico e forte birrefringência. Encontra-se-lhe nas mesmas localizações que o realgar, do qual procede por alteração. São dignos de serem citados os cristais de Tajowa (Hungria) e de Anatólia (Turquia). Na Espanha, acha-se em Pola de Lena, em Almadén e em Serra Almagrera.
Grupo Pirita - Marcassita Os minerais que integram este grupo respondem a fórmula X2A, sendo A → Fe, Co ou Ni, e X2 → S2, AS2, ou SAs. Podem diferenciar-se em duas séries: a daqueles que tem simetria cúbica, série da pirita, e a daqueles que possuem simetria diagonal, série da marcassita. Dentro dos primeiros, são paramórficos os bissulfuretos, pirita, S2Fe, e os biarsenietos, sperrylita, As2Pt, enquanto que os sulfoarsenietos, cobaltina, SAsCo, são tetartoédricos; do mesmo modo, entre os segundos, é holoédrica rômbica a marcassita, S2Fe, enquanto o mispiquel, SAsFe, é holoédrico monoclínico. Esta diminuição de simetria deve-se à perda do centro de simetria ao não serem iguais os dois átomos do grupo X2. Não existe neles mais caso de dimorfismo do que o que apresentam a pirita e a marcassita. PIRITA, S2Fe. — A estrutura deste mineral tem como característica o aparecimento de grupos moleculares perfeitamente definidos e que atuam como se fossem um ionte simples. Os dois átomos de S que formam o grupo X» acham-se unidos por enlace covalente muito forte, sendo verdadeiras moléculas, coordenando cada uma delas com seis átomos de Fe, de maneira que cada S é tangente à três Fe. A ordenação das partículas na estrutura é exatamente a do cloreto de sódio, estando os Fe nos vértices e metade das faces de um cubo e os S2 em metade das arestas. A direção do eixo das moléculas S2 com respeito às arestas do cubo é constante e determina o aparecimento da série de estrias que apresentam as faces do cubo em alguns cristais de pirita, e é a causa do paramorfismo deste mineral. Magnifícamente cristalizado em cubos ou em dodecaedros pentagonais, denominados piritoedros devido à abundância ou freqüência de seu aparecimento; algumas vezes, cristais com grande número de faces, outras, apresentando fortes deformações; também, em agregados granulosos ou fibrosorradiados, informe, em massas, etc. Macias de complemento características, denominadas cruz de ferro, formadas pelos piritoedros que se compenetram. Freqüentemente nos encontramos com agregados heterogêneos, de pirita e marcassita. Cor amarela latão, algumas vezes com superfície heterogênea, ou bem parda por alteração superficial em limonita. Brilho metálico. Risco negro esverdeado. Opaco, à luz reflexa tem coloração branca creme. Dureza entre 6 e 6'5; por percussão produz faíscas e odor a enxofre.
É paramagnético, bom condutor e termoelétrico. Algumas vezes contem calcopirita interposta, proporcionando as mal denominadas piritas cupríferas. É o mais universal e abundante de todos os sulfuretos; apresenta-se sob todas as condições de deposição mineralógica, sendo um exemplo de mineral persistente. Na província de Huelva (Espanha), onde existem as massas de pirita mais importantes do mundo (Rio Tinto e Tharsis), são de origem hidrotermal; como segregação magmática, em Sulitjelma; em Clifton (Arizona), acham-se grandes núcleos produzidos por metasomatismo de contacto; no Vesúvio, tem se achado como produto de sublimação; é constituinte comum de leitos sedimentares, dos cristais disseminados em margas e dos depósitos fossilíferos. É praticamente impossível citar todas as formas de apresentação da pirita; somente insistiremos em que aparece em quase que todos os tipos de jazida conhecidos. Os agentes atmosféricos meteorizam-na rapidamente, convertendo-a em limonita; nas jazidas deste mineral, acha-se quase que sempre hematita parda em sua parte superior, constituindo a carapuça ou capacete de ferro do depósito. A pirita é matéria prima para a obtenção do ácido sulfúrico. MARCASSITA, S2Fe. — Cristais rômbicos, não muito freqüentes, de formas variadas ; apresenta-se mais a miúdo em macias múltiplas, muito características, denominadas cristas de galo, que, quando se reúnem em associação cíclica, produzem o ferro em forma de lança. Algumas vezes se apresenta em forma compacta (pirita hepática), e em multidão de formas variadíssimas. Propriedades iguais às da pirita, com cor ligeiramente esverdeada e menos amarela; alteram-se com maior facilidade do que a pirita, sendo este o motivo pelo que com freqüência se apresenta com cortiça de meteorição cor de ferrugem. Mineral muito abundante, quase sempre apresentase acompanhando a pirita. MISPIQUEL, SAsFe. — Cristais monoclínicos, pseudorrômbicos, que se unem dando uma macia de compenetração de dois indivíduos. Cor branca, de estanho a cinzenta de aço, freqüentemente com alteração superficial; risco negro e brilho metálico. É mineral comum, embora não tenha tanta difusão como os dois anteriores. Emprega-se para a obtenção do anidrido arsenioso, e, algumas variedades, pelo seu conteúdo em metais preciosos.
Classe III. —SAIS HALÓIDES Minerais na sua maioria, de composição química simples, incoloros ou tintos acidentalmente, de pouca dureza, quase sempre solúveis na água e de aspecto salino característico. Formados por cristalização em mares ou lagos salgados, como formações secundárias modernas ou como produtos de sublimação dos vulcões. SAL GEMA, ClNa. — A estrutura deste mineral tem sido amplamente descrita nas primeiras lâminas deste manual. Cristaliza na holoedria regular, principalmente em cubos que, excepcionalmente, podem chegar a serem de um metro de aresta (Allertal superior e Detroit, U.S.A.), e raras vezes em octaedros. Se apresenta em agregados granulosos e fibrosos e em eflorescências formando estalactites. Os cristais são incoloros e transparentes, deformados ou arredondados por dissolução, algumas vezes com colorações vermelhas ou amarelas por conter óxido de ferro, ou irregularmente tintos de azul, devido ao sódio metálico coloidal interposto na rede, segundo o parecer de alguns autores; de brilho vítreo; com esfoliação facilíssima, conforme as faces do cubo. Muito solúvel na água (35'91 % a 12ºC), não varia sua solubilidade ao aumentar a temperatura; não é higroscópico, e tem sabor salgado típico. Costuma conter inclusões de água mãe, motivo pelo qual ao esquentá-lo crepita; funde a 800º sem decomposição. Opticamente isótropo, pode apresentar anomalias ópticas (birrefringência) por pressão; é fortemente diatérmico. É o mineral mais universalmente conhecido e empregado. Devido à que é de necessidade básica para o homem, já desde os inícios da humanidade sua possessão tem sido motivo de intercâmbios comerciais e de guerras. De todos é conhecido o imposto do sal, que durante a Idade Média foi causa de opressão e de revoluções na maioria dos países europeus. Apesar de sua importância como alimento, a principal demanda deste mineral é para usos industriais, como matéria prima básica da moderna indústria química. Produzem-se uns 35 milhões de toneladas de sal anualmente, sendo os Estados Unidos da América do Norte o maior país produtor. SILVITA, ClK.— Mineral com a maioria das características descritas para o sal gema, parece que em lugar de cristalizar na holoedria regular o faz na hemiedria enantiomórfica, de acordo com a inclinação que apresentam as figuras de corrosão sobre a face do cubo.
Diferencia-se do sal comum pelo seu sabor salgado amargo, intermédio entre o dos sais sódicos e o dos sais magnésicos. Facilmente solúvel na água, aumenta a sua solubilidade com a temperatura, o que aproveitase para o separar industrialmente do sal gema. CARNALITA, Cl2Mg.ClK.6H20 — Apresenta-se disseminado juntamente com o sal gema e a silvita ou em cristais holoédricos rômbicos raros, de hábito hexagonal, incoloros, ou de cor vermelha por interposição de grande quantidade de escamas de oligisto que lhe comunicam brilho metálico. Opticamente biáxico positivo, tem brilho vítreo, que se apaga rapidamente devido à higroscopicidade deste mineral. Possui forte fosforescência. Estes dois últimos minerais são as principais fontes naturais a partir das quais obtêm-se os sais potássicos, de tão grande aplicação na agricultura como fertilizantes e na moderna indústria química. A produção mundial é aproximadamente de 3 a 4 milhões de toneladas, expressados em OK», anualmente; Alemanha, Espanha e os Estados Unidos da América do Norte são os principais países produtores; este último país, a partir da primeira guerra mundial. JAZIDAS SALINAS. Os minerais salinos tem se formado pela evaporação, em climas cálidos e áridos, de grandes massas de água marinha que ficaram aprisionadas nos continentes por fenômenos orogênicos ou transgressivos. O mecanismo foi exatamente igual ao que se emprega atualmente nas salinas, grandes lagos artificiais de água salgada, dos que procede a maior parte do sal que utilizamos como alimento. A deposição dos compostos dissolvidos nas águas mães opera-se de acordo com a sua solubilidade. Ao iniciar-se a evaporação, deposita-se, numa primeira fase, o sulfato de cálcio em forma de gesso e de anidrita; em seguida o sal comum em quase a sua totalidade, e na última fase, quando a evaporação é quase total, assentam-se os sais de potássio e magnésio, misturados sempre com o sal gema. As jazidas de sal comum estão formadas por camadas lenticulares, de espessuras que podem variar entre uns centímetros e chegarem até vários metros, podendo mesmo chegar a alcançar potências superiores aos 400 metros. Nos grandes depósitos salinos existem os chamados «domos de sal», em forma de cúpula (fig. 5), que são camadas profundas, aplanadas e impelidas para cima, e que, devido à elasticidade do mineral, tem se fundido numa massa homogênea. Exemplo deste fenômeno e a montanha de sal de Cardona (Espanha). As maiores jazidas salinas do mundo em que se beneficiam sais de potássio são as existentes na bacia de Stassfurt (Alemanha) e a navarro-catalã (Espanha), com as jazidas da Catalunha em exploração: de Súria, Cardona, Balsareny e Sallent. A imensa maioria do mineral é sal gema, e dentro dela existem zonas com grandes concentrações de carnalita, na primeira, e silvita, na segunda.
FLUORITA, F2Ca. — Apresenta-se em cristais perfeitos pertencentes a holoedria regular, quase sempre com combinações de cubo e octaedro o rombododecaedro. Mineral de estrutura simples dentro dos compostos X2A, os iontes cálcio dispõem-se segundo uma rede cúbica de faces centralizadas, enquanto que os iontes flúor situam-se no centro dos oito pequenos cubos em que pode dividir-se a cela fundamental (fig. 1); cada flúor está rodeado por quatro cálcios em disposição tetraédrica, e cada cálcio o está por oito flúor, sendo a coordenação de 4:8. Freqüentemente, apresenta macias de compenetração integradas por dois cubos, podendo também apresentar-se informe em agregados granulosos. Esfolia-se perfeitamente segundo as faces do cubo; poucas vezes é incolor, senão que, via de regra, está tinto com as colorações mais diversas, prevalecendo a cor violeta; transparente a translúcido e de brilho vítreo. Opticamente é isótropo com índice de refração baixo e pouca dispersão, motivo pelo qual emprega-se para fabricação de objetivas apocromáticas de microscópio. Os cristais coloridos apresentam algumas vezes birrefringência anômala, enquanto que os fortemente tintos de Cumberland (Inglaterra) são muito fluorescentes; não é condutor da eletricidade. Mineral de extensão mundial, acha-se, geralmente, em quantidade explorável. em filões hidrotermais de alta e baixa temperatura; a miúdo, como ganga nos filões metalíferos. São dignos de citação os magníficos cristais de Cumberland (Inglaterra) e os das fendas alpinas (Goschener Alp.); na Espanha acha-se na maioria das províncias; assim: em Carabia (Astúrias), Gistaín (Aragão), Papiol (Catalunha), etc. Utiliza-se industrialmente em metalurgia como fundente, e em óptica.
CRIOLITA, F6AlNa3. — Cristais de hábito cubóide, pertencentes à holoedria monoclínica; algumas vezes, maclados polissintéticamente. Em agregados informes terminados em cristais aplanados. De cor branca de neve, pode ser também pardacento, tirante a vermelho e mesmo negro; brilho nacarino em alguma de suas faces, apresentá-lo vítreo, via de regra. Opticamente, biáxico positivo, apresenta uma forma polimorfa aos 570", pertencente ao sistema regular, o que faz com que possa tomar-se como termômetro geológico, dado que os cristais claros, transparentes e bem desenvolvidos formam-se abaixo desta temperatura, enquanto que as massas turvas e informes o fazem sempre acima dela. Muito puro quimicamente, emprega-se como fundente da bauxita na metalurgia do alumínio. É mineral tipicamente pegmatítico, encontrando-se em Sallent de Gállego (Huesca, Espanha) acompanhando a fluorita. ATACAMITA, Cl2Cu.3Cu(OH)2. — Cristais rômbico-holoédricos, quase sempre prismáticos e de estriação vertical. Apresenta-se em agregados bacilares, foliados, granulosos e em areias soltas. Esfoliação perfeita segundo a face do 2.º pinacóide. Cor verde erva tirando a verde escuro; risco verde maçã; brilho vítreo; transparente a translúcido. Opticamente biáxico negativo. É mineral que se forma em zonas de oxidação, quase sempre em regiões desertas, sendo nelas minério importante de Cu. Seu nome deriva-se do que leva o deserto de Atacama (Chile), onde foi encontrado pela primeira vez; abundante em muitas minas de Chile setentrional, Bolívia e no Peru. Também pode ser encontrado em grandes quantidades na Austrália.
Classe IV. — ÓXIDOS Compreende todas as combinações oxigenadas do reino mineral que não tem caráter propriamente salino. Os óxidos minerais têm poucas características comuns, a eles pertencendo muitas combinações de importância técnica. Grupo Espinela-Magnetita Formam um grupo de minerais isomorfos que respondem à fórmula geral A2O4B, na qual A e B podem ser, respectivamente: Al, Fe3 ou Cr e Mg, Fe2, Zn ou Mn, dando origem a grande número de termos difíceis de processar entre si. Cristalizam na holoedria regular, numa estrutura complexa na qual os oxigênios dispõem-se segundo um empacotamento cúbico compacto e os átomos metálicos enchem os espaços octaédricos e tetraédricos, respectivamente. Assim, na espinela, cada Al está rodeado por seis oxigênios situados nos vértices de um octaedro, enquanto que os Mg o estão por quatro oxigênios colocados nos vértices de um tetraedro. Se consideramos a espinela e a magnetita como pontos extremos da série, todos os termos afins à primeira se diferenciam dos afins à segunda pelo seu menor peso específico, carência de brilho metálico, dureza elevada e risco pálido. Os termos mais importantes deste grupo são: espinela, Al2O4Mg; franklinita, Fe2O4(Fe,Mn,Zn); cromita, (Cr, Fe, Al)2O4 (Fe, Mg, Zn); magnetita, Fe3O4. ESPINELA, Al2O4Mg. — Cristais pequenos e bem conformados, quase sempre em forma de octaedros, algumas vezes de rombododecaedros e, muito raro, de cubo. Macias de justaposição e de compenetração, sendo o plano de macia uma face de octaedro. Apresenta-se em quase todas as colorações, sendo a vermelha a mais comum; risco branco; brilho vítreo ; transparente a quase opaco. Opticamente isótropo e de índice de refração elevado. Apresenta-se em caliças
granulosas e dolomitas, também em pequenos grãos, porém, obtêm-se, geralmente, de areias fluviais e parcéis. Existem diferentes variedades, das que destacamos como a mais importante, por ser muito apreciada em joalheria como pedra preciosa, a espinela nobre, transparente e vermelha, em diversas tonalidades. MAGNETITA, Fe3O4.— Cristais, a miúdo incluídos ou sobrepostos, de forma octaédrica, raramente cúbica; macias do mesmo tipo que as espinelas. Apresenta-se em massas compactas e em grãos soltos nas areias magnetíferas. De cor negra de ferro e brilho metálico apagado ou mate, tem aspecto de escória quando está incluído nos basaltos. Opaco, possui boa reflexão e é isótropo à luz reflexa. Tem magnetismo forte, que desaparece ao esquentá-lo ao rubro, reaparecendo ao esfriar-se. É dificilmente fusível ao maçarico (ponto de fusão, 1.527"). É minério de ferro muito importante e estendido, apresentando-se em algumas jazidas em forma de massas potentes. Geralmente, encontra-se muito disseminado nas rochas eruptivas, sendo matéria básica da maior parte dos minérios metalíferos sedimentares. CRISOBERILO, Al2O4Be. — Cristalizado na holoedria rômbica, tem estrutura idêntica à da olivina, substituindo os átomos de Si pelos de Al, e os de Mg pelos de Be. Cristais incluídos de hábito tabular, formando macias de compenetração de três indivíduos, fornecendo um conjunto semelhante a uma bipirâmide hexagonal, sendo muito freqüentes na variedade denominada alexandrita. De cor amarela esverdeada a verde esmeralda; com freqüência, pleocróico; brilho vítreo; transparente a translúcido. Opticamente biáxico positivo. As variedades puras constituem gemas muito apreciadas, sendo dignas de menção a chamada olho de gato que é achada principalmente no Brasil e no Ceilão, nos aluviões de pedras preciosas.
Grupo Coríndon Minerais que respondem à fórmula A2O3, podendo ser, os dois átomos A, iguais ou distintos. São essencialmente iônicos, con estrutura de coordenação 4:6, na que os oxigênios acham-se em empacotamento hexagonal compacto e os cationtes ocupam as 2/3 partes das posições octaédricas que existem entre eles; cada A está rodeado de seis oxigênios situados nos vértices de um octaedro. Cristalizam na holoedria paramórfica romboédrica aqueles que têm os cationtes iguais, e na hemiedria paramórfica romboédrica aqueles que possuem duas classes de cationtes. Os principais elementos do grupo são: coríndon, Al2O3; oligisto, Fe2O3; ilmenita, FeTiQ3. CORÍNDON, Al2O3. — Cristais de hábito prismático, algumas vezes de tamanho considerável, coroados por bipirâmides ou romboedros; macias de justaposição, em finíssimas lâminas polissintéticas. Incolor ou tinto com as cores mais diversas, fornecendo variedades enormemente apreciadas em joalheria; com freqüência, oferece colorações zonais devidas à inclusões de outros minerais, como as safiras que apresentam belo asterismo. Transparente a turvo, brilho vítreo, com pleocroísmo nas variedades fortemente coloridas. De grande dureza, é o mineral número 9 da escala de dureza de Mohs. Opticamente uniáxico negativo, às vezes com anomalia biáxica. Infusível ao maçarico, funde no forno elétrico a 2.050ºC. As variedades perfeitamente transparentes e de coloração muito pura, denominadas coríndon nobre, são pedras preciosas ; as mais apreciadas são a safira oriental, de coloração azul profunda, e o rubi oriental, belíssima gema de cor vermelha «sangue de pombo». Os rubis mais belos procedem de Mogok (Birmânia), jazidas exploradas pelos reis birmanos durante séculos, até que em 1889 foram abertas ao tráfego comercial e exploradas em grande escala; também se encontram muito boas gemas no Ceilão, nos lavadouros de pedras preciosas,
misturadas com safiras. O coríndon nobre é também encontrado no Sião, Madagascar e no Brasil. Os cristais turvos e de coloração impura são reconhecidos com o nome de coríndon comum, e a macia de grãos de coríndon, magnetita, oligisto e quartzo denomina-se esmeril; tanto os uns como os outros são empregados, devido à sua grande dureza, para cortar e polir superfícies. OLIGISTO, Fe2O3. — Cristais com grande abundância de formas, de hábito que depende da temperatura de formação; os formados a temperaturas elevadas são bipiramidais, enquanto que os origina dos a temperaturas inferiores são lenticulares, e os das fendas alpinas são tabulares. Macias de diferentes tipos; as mais freqüentes são de complemento segundo o pinacóide básico por compenetração de dois romboedros. De cor cinzenta de aço a negro de ferro, às vezes com belas irisações na superfície; risco vermelho cereja a pardo avermelhado; brilho metálico. Opticamente uniáxico com luz reflexa, e bom poder de reflexão. Minério de ferro importante e muito abundante; encontra-se-lhe em jazidas independentes e como elemento constitutivo de rochas diversas, especialmente em piçarras cristalinas, sendo sua origem muito diversa. Pelo aspecto e a cor podem se distinguir o oligisto e a hematita vermelha. O primeiro, também denominado especularita, aprensenta-se em bons cristais e agregados irregulares em forma de roseta, as rosas de oligisto, das que são encontrados magníficos exemplares na ilha de Elba e em Minas Gerais (Brasil). O segundo, em agregados informes, compactos ou terrosos, sem aspecto metálico e de cor avermelhada. O oligisto apresenta-se também como agregado foliado, de aspecto de mica ou grafite, o oligisto micáceo, associado à zonas de forte metamorfismo. Na Espanha encontra-se-lhe com relativa abundância, sendo de grande importância as minas de Morro e Ollargan, El Pedroso, a zona de Somorrostro, etc.
Grupo do Rutilo
Formam um grupo de minerais muito homogêneo, tanto pela sua composição química (bióxidos de Sn, Ti e Pb), como pelas suas propriedades cristalinas. De tipo estrutural igual, apresentam-se em formas holoédricas tetragonais muito parecidas, apesar de não fornecerem misturas isomorfas. Sua estrutura, característica de grande número de compostos X2A, é simples, dispondo-se os iontes metálicos segundo uma rede tetragonal, enquanto que os oxigênios estão sobre as diagonais das bases. É tipicamente uma estrutura de coordenação 6:3, na que cada ionte metálico está rodeado por seis oxigênios situados nos vértices de um octaedro, e cada oxigênio, por três iontes metálicos dispostos nos vértices de um triângulo eqüilátero. Os termos mais importantes da série são: rutilo, TiO2; cassiterita, SnO2; plattnerita, PbO2. RUTILO, TiO2. — Cristais prismáticos alongados, coroados por bipirâmides tetragonais, algumas vezes finamente radiados e até em forma de tênues agulhas incluídas em grandes cristais de quartzo (figs. 1 e 2). A miúdo forma macias múltiplas, em ziguezague ou centralizadas, dando estas últimas o cotovelo do rutilo, quando constam de poucos indivíduos, e a coroa do rutilo, quando se fecham em forma de anel (vide lâmina A/6). Esfoliação perfeita segundo as faces do prisma, frágil, dureza média (6 a 6'5) e fratura desigual. Cor vermelha sangue a vermelha parda, raras vezes vermelha amarelenta; e quando negra, constitui a variedade denominada nigrita; risco pardoamarelento; brilho adamantino metalóide; translúcido a opaco. Opticamente, uniáxico com birrefringência muito forte; índices de refração elevados. Costuma conter Fe, chegando, em algumas nigritas, até 30 por 100 em Fe2O3. De exploração mineira, apresenta-se em filões de tipo alpino, em finíssimas agulhas nas rochas sedimentares, ou solto e rodado em areias e parcéis. As maiores jazidas do mundo achamse em Nelson e Amherst (Virgínia); também existem jazidas notáveis em Binnental e Disentis (Suíça) e na região de Kragerö (Noruega). Em Espanha é relativamente
abundante, existindo nas areias das «Rias galegas», no Espinar, etc. CASSITERITA, SnO2. — Cristais de hábito muito diverso. Segundo a sua origem, são bipiramidais, os incluídos em pegmatitos; prismáticos, os filonianos; e aceticulares, os formados a baixas temperaturas. Apresentam macias típicas denominadas pontas de estanho (fig. 4) (vide lâmina A/6), e encontram-se também como pedras rodadas em grãos soltos. Cor parda de colofonita ou negra de ferro, raramente com outra coloração ou incolor. Risco amarelo de couro a branco; brilho de blenda, nas faces lisas, e grasso, nas fraturas. Opaco, é uniáxico positivo com birrefringência e refração fortes. É minério de estanho, um dos primeiros metais que o homem empregou ao fabricar utensílios de bronze. A produção mundial de estanho oscila entre 150.000 e 250.000 toneladas anuais, sendo os primeiros países produtores os Estados Malaios Federados, as índias Orientais Holandesas e a Bolívia. A cassiterita acha-se associada à pegmatitos ou à filões neumatolíticos no chamado estanho de mina, cujo exemplo nos o dá a «Mina Fabulosa» em Araca (Bolívia), ou encontra-se em lavadouros formados por acumulação de aluviões minerais, como ocorre na zona de parcéis que abrange uma franja de terreno de 1.600 Km. de longitude e 190 Km. de largura ao longo da península malaia, incluindo as índias Orientais Holandesas, pelo Sul, e a Birmânia e Tailândia, pelo Norte, oferecendo assim a maior província estanífera do mundo. Na Espanha existe uma zona estanífera importante, que estende-se desde Pontevedra a Cáceres. Polimorfismo do TiO2 Apresenta-se na Natureza em três formas polimorfas: duas tetragonais, rutilo e anatásio, e uma rômbica, brookita. Suas estruturas têm de comum a coordenação senária de cada átomo metálico, com seis oxigênios em redor, dispostos nos vértices de um octaedro; em cada uma delas a distribuição destes octaedros é diferente. A estrutura do rutilo foi descrita ao estudar o mineral. O anatásio tem uma cela fundamental centralizada no interior, na que os O estão rodeados por três Ti, sendo a coordenação 6:3, como nas restantes formas polimorfas. Nas três formas, a distância TiO, de 1'9 a 2'0 Å, e a distância O-O, de 2'5 a 3'0 Å permanecem constantes.
HIDRÓXIDOS E HIDRATOS Conjunto de minerais dispares, principalmente de alumínio e de ferro, que se transformam nos óxidos respectivos ao aquecê-los; alguns são verdadeiros hidróxidos por possuírem em suas estruturas grupos OH marcadamente definidos (brucita, hidrargirita); outros têm hidrogeniontes ocupando posições de cationtes e atuando como tais (diásporo), enquanto em alguns deles existem duas classes cristaloquímicas de átomos de oxigênio (lepidocrocita e bohemita). COMPOSIÇÃO E JAZIDAS DE BAUXITA A bauxita, constituída por uma mistura de óxidos de alumínio hidratados e que tem sido considerada como espécie mineral até faz relativamente poucos anos, é a única matéria prima para a metalurgia do alumínio, sendo, por outra parte, o mais abundante na crosta terrestre. A bauxita é um material resultante da meteorização do feldspato e feldspatóides, sob condições ambientais excepcionais. Os silicatos aluminico-potássicos perdem numa primeira fase o potássio, e a continuação sofrem uma desilificação, precipitando-se os hidróxidos alumínico e férrico. Este processo, que se produz nos trópicos, conhece-se como «laterização», e denominam-se lateritas as terras ou terrenos resultantes; quando as rochas originárias não contém ferro ou, por outra parte, este se movimenta como resultado das reações adicionais, fica somente hidróxido alumínico que, ao consolidar-se, forma bauxita. As reações químicas que intervém na formação do mineral não são ainda conhecidas por completo, sendo indispensável, para que ocorram, que exista na zona um clima tropical ou subtropical úmido. Os depósitos de bauxita apresentam-se: 1) Em camadas superficiais e aproximadamente horizontais (Guiana britânica; Costa do Ouro, na África; Surinã, na Guiana Holandesa (fig. 1); 2) Em camadas interestratificadas sob a forma de grandes lentilhas no seno de formações sedimentares (Arkansas, nos Estados Unidos da América do Norte, e na França) (fig. 2); 3) Em bolsas ou em massas irregulares, como em Ístria (Iugoslávia) (fig. 3), e também em Hungria e na Itália. A composição mineralógica da bauxita é hoje conhecida perfeitamente, estando constituída por três minerais: hidrargilita, Al(OH)3 diásporo, AlOOH e alumogel, Al2O3 x H2O. Hidróxidos de Alumínio HIDRARGILITA, Al (OH)3. cristalizado na holoedria monoclínica;
—
Mineral
apresenta-se em finíssimas lâminas de aparência hexagonal. Incolor, ou branco em diversas tonalidades, tem brilho nacarino nas superfícies de esfoliação. Sua estrutura (fig. 4) acha-se formada por uma série de estratos constituídos por duas camadas de OH em disposição senária, que aprisionam uma camada de átomos de alumínio; cada Al está en meio de seis OH, em coordenação octaédrica com eles (fig. 4). Esta disposição faz com que apareça também uma esfoliação patente e paralela aos estratos. DIÁSPORO, AlOOH. — Cristaliza na holoedria rômbica, em cristais pequenos e pouco freqüentes; geralmente apresenta-se em agregados foliosos. Esfoliação muito perfeita segundo o 2.º pinacóide; incolor, ou em tonalidades diversas, tem brilho nacarado nas superfícies de esfoliação; pleocroísmo forte e birrefringência positiva. Em sua estrutura (fig. 5), os oxigênios dispõem-se segundo um empacotamento hexagonal compacto e nos espaços vazios se dispõem os átomos de alumínio; apresenta a particularidade dos hidrogeniontes situados entre dois oxigênios, atuando como verdadeiros cationtes. ALUMOGEL, Al2O8 x H2O. — É o gel do hidróxido alumínico; freqüentemente se apresenta em forma oolítica ou deixando ver na sua estrutura a do material originário. Quando puro, completamente isótropo, porém, via de regra, com grande quantidade de impurezas que lhe comunicam cor de ladrilho. Hidróxidos de Ferro De acordo com os diferentes graus de hidratação, antigamente se distinguiam um grande número de hidróxidos de ferro. Atualmente, a análise roentgenográfica tem demonstrado que somente existem dois hidróxidos de ferro bem cristalizados e definidos: ferro acicular, FeOOH, e mica rubi, FeOOH. Ambos cristalizam na holoedria rômbica, apresentando-se o primeiro em cristais aciculados, prismáticos de cor diversa e brilho variável, e o segundo, em pastilhas delgadas, agrupadas em rosetas. De índice de retração elevado, o segundo tem uma birrefringência enorme. Além destes dois minerais, temos a considerar a limonita que, na maioria dos casos é gel de ferro do mesmo tipo que o alumogel, porém que tende a passar a um dos dois minerais anteriores, principalmente a ferro acicular. Apresenta-se em formas pseudomórficas (fig. 6), botrioidais (fig. 7), etc.
Classe V. — OXISAIS COM OXIGÊNIO EM COORDENAÇÃO TERNÁRIA Os elementos B, C, N, formam grupos discretos BO3, CO3, NO3, nos quais os oxigênios ocupam os vértices de um triângulo eqüilátero, e acham-se unidos fortemente ao elemento que atua com três e até cinco valências positivas, respectivamente. A forma similar de tais grupos determina semelhanças entre compostos quimicamente muito diferentes, apresentando-se nesta classe casos notáveis de isomorfismo e isotipismo. SUBCLASSE BORATOS Minerais com grupos BO3 em sua estrutura, são sais do ácido bórico. Uma mínima parte procedem de jazidas formadas a temperaturas elevadas, e são boratos anidros; a grande maioria tem se originado por deposição em lagos salinos, sendo os depósitos economicamente beneficiáveis aqueles que produzemse devido à deposição nas margens e fundo dos lagos de boratos, como sejam os de Searles e Owens e Borx Lake, na Califórnia. As crostas de boratos, resultado da total evaporação de lago, tem seu exemplo mais típico e evidente no Vale da Morte, na Califórnia, cujas jazidas foram exploradas durante muitos anos, porém, hoje em dia encontram-se completamente abandonadas. Existem também crostas de boratos no Chile, na Bolívia e na Argentina. As jazidas destes minerais, ao igual das de todos os sais solúveis, se produzem em condições climáticas extremas, ficando localizadas em zonas desabitadas ou muito áridas. A produção mundial anual de boro eleva-se a 400.000 toneladas, e o primeiro país produtor, os Estados Unidos da América do Norte, quase que produz 93 por 100 do total. As principais jazidas de boratos são os depósitos estratificados próximos a Kraemer e ao lago Searles na Califórnia; os primeiros, situados perto do deserto Mojave, constituem uma bacia de 1,5 km. de largo e 6,15 km. de comprimento, onde o mineral acha-se a profundidades que oscilam entre os 110 metros e os 300 m, em camadas de 25 a 35 m. de espessura, misturado com argila ou greda e xistos, encontrando-se dentro da massa, grandes lentilhões de kernita ou bórax completamente puros. No Itália, na região Toscana, as emanações vulcânicas levam uma grande quantidade de ácido bórico e de boratos de cálcio e magnésio que se depositam em redor das fumarolas e termas minerais;
a Sassolina italiana tem sido a fonte do ácido bórico europeu durante vários anos. Os principais minerais de boro são: bórax, B4O7Na2. 10 H2O: colemanita, B6O11Ca2.5H2O; kernita, B4O7Na2.4H2O e a boracita, B14O26Cl2Mg6. SUBCLASSE NITRATOS Contém grupos NO3 em sua estrutura: são sais do ácido nítrico. Minerais muito similares aos carbonatos, embora menos estáveis devido ao acréscimo de polaridade dos átomos de oxigênio que rodeiam o N pentavalentes; solúveis na água encontram-se poucas espécies como compostos naturais, sendo estas muito raras, exceto o nitrato de sódio que é muito abundante nas regiões áridas do Norte' do Chile. NITRATO DE SÓDIO, NO3Na. — Cristaliza na holoedria romboédrica, tem estrutura completamente análoga à da calcita; em estado natural somente se apresenta em agregados cristalinos e em grãos. Tem exfoliação perfeita segundo a face do romboedro. Incolor ou levemente tinto, tem brilho vítreo. Opticamente é uniáxico negativo. É algo higroscópio e muito solúvel na água. Apresenta-se em depósitos originados pela evaporação de lagos salinos de nitratos. A única jazida beneficiável de nitro encontra-se na parte setentrional do Chile, nos desertos de Atacama, Tarapacá e Antofagasta, formando uma franja que corre paralelamente com a cordilheira dos Andes ao longo de 600 km., e penetrando até o interior entre 20 e 150 km. de profundidade. O material que contém até 25-30%< de nitro puro, denomina-se caliche e os depósitos que afloram na superfície, calicheras. Encontra-se misturado com sal gema, gesso e thenardita. A origem destes depósitos não está ainda bem definida, acreditando-se, porém, que estejam intimamente relacionados com as rochas vulcânicas que se encontram a níveis superiores. Os estratos são muito importantes como fertilizantes, empregando-se na Agricultura o 85 % da produção total, e somente um 15 % restante é destinado à indústria química. Atualmente obtêm-se uma parte muito elevada de nitratos por meios sintéticos e a partir do N atmosférico, porém, e até faz poucos anos, a totalidade procedia das jazidas chilenas.
SUBCLASSE CARBONATOS Minerais de aspecto lapídeo, sem coloração própria, apresentando-se brancos, incoloros ou levemente tintos, exceto se contem Co e Cu. Dureza inferior a 5; facilmente reconhecíveis pois desprendem CO2 com efervescência quando tratados com um ácido forte. Grupo Calcita - Aragonito Respondem à fórmula CO3R, sendo R um elemento metálico divalente, Ca, Mg, Zn, Fe, Co, Sr, Ba, Pb. Formam duas séries isomorfas: a da calcita, cristalizada no sistema romboédrico, e a do aragonito, que o faz na singonia rômbica, sendo curioso observar que somente se apresenta polimorfismo para o CO3Ca. Nos restantes, o cationte determina a estrutura do mineral, sendo romboédricos e isomorfos da calcita os que têm cationte pequeno (Fe, Mg, Zn, Mn, Co). O tamanho do ionte cálcio satisfaz simultaneamente nas condições ambientais dos dois tipos estruturais, motivo pelo qual aparece o dimorfismo indicado. Ambas as séries reconhecem-se pela sua morfologia e peso específico, porém nos agregados granulosos ou irregulares podem ser identificadas pelo ensaio de Meigen que consiste em ferver o pó com dissolução de nitrato cobaltoso, tingindo-se os rômbicos de cor lilás, enquanto os romboédricos permanecem brancos. Série da calcita: Calcita, CO3Ca; Magnesita, CO3Mg; Dolomita, CO3 (Ca, MG) (fig. 7); Smithsonita, CO3Zn; Siderita, Co3Fe (fig. 8); Dialogita (Rodocrocita), CO3Mn (fig. 9): Esferocobaltita, CO3Co. Série do aragonito: Aragonito, CO3Ca; Witherita, Estroncianita, CO3Sr; Cerustta, CO3Pb.
CO3Ba;
Série da Calcita Minerais miscíveis em todas proporções, apresentam um exemplo típico de isomorfismo. Cristalizam na holoedria romboédrica e sua estrutura tem como cela fundamental um romboedro agudo de ângulo igual a 46º 07'. Possuem esfoliação perfeita segundo as faces de um romboedro obtuso de ângulo 101" 55'; as arestas deste poliedro de esfoliação foram consideradas durante muito tempo como eixos cristalográficos, referindo a orientação dos cristais de calcita à eles.
A cela múltipla de faces paralelas aos planos de esfoliação é igual a uma rede tipo cloreto de sódio na que se tivesse situado un eixo ternário vertical e se tivesse deformado homogeneamente até que o ângulo de 90º conseguisse passar a 101° 55'. Os iontes de cálcio substituiriam os de sódio e os grupos CO3= os de Cl-, fornecendo duas redes de faces centralizadas com a sua origem deslocada para a metade da aresta. A cela fundamental é um romboedro agudo com iontes cálcio nos vértices e dois grupos CO3= situados no interior, de maneira que o plano que contém os oxigênios corte perpendicularmente o eixo ternário (fig. 1). O grupo CO3= consiste em um átomo de carbono que tem três oxigênios tangentes a ele, situados nos vértices de um triângulo eqüilátero, e descansando todos eles sobre um mesmo plano. CALCITA, CO3Ca. — Apresenta-se em magníficos cristais implantados, muito ricos em facetas, chegando a formar mais de mil combinações. Via de regra, de hábito claramente romboédrico (fig. 2), algumas vezes escalenoédrico (figs. 3 e 4), embora também encontrada em forma de prismas e de cristais de aspecto lenticular. Forma macias de leis muito diversas (fig. 5), sendo as mais freqüentes as de complemento cujo plano de macia é o pinacóide básico, e a de romboedros segundo uma de suas faces, que pode chegai a ser polissintética se os cristais são laminares. Incolor, geralmente branco, tem brilho vítreo característico; opaco nas variedades de espato calcário, é perfeitamente transparente nos cristais de espato de Islândia. Relativamente brando, risca-se com o canivete, porém não com a unha. Opticamente é uniáxico negativo, com birrefringência muito forte (fig. 6). Decompõe-se a temperatura de 900° C, libertando-se Co2 e ficando OCa. É mineral universalmente difundido, formando rochas sedimentares que cobrem grandes extensões da crosta terrestre, apresentando variedades diversas: espato duplo de Islândia, em cristais belíssimos e geodes ou drusas alpinas ou filonianas; caliça, variedades finamente cristalizada e de textura granulosa, dando o mármore; caliça fibrosa, em agregados fibrosos raros, como seja o espato satinado; caliça compacta, de toda sorte de colorações, empregada como pedra ornamental; etc. Abunda extraordinariamente em Espanha, em todas suas variedades.
Série do Aragonito Minerais cristalizados na holoedria rômbica, com formas pseudohexagonais devido à sua estrutura. Nela dispõem-se os iontes cálcio segundo um empacotamento hexagonal compacto, deformado por compressão ao longo do eixo senário; entre eles e em coordenação senária situam-se os grupos CO,, de modo que cada oxigênio é tangente a três iontes cálcio (fig. 1). Sua estrutura tem um estreito parentesco com a da calcita, já que, sendo esta um empacotamento cúbico compacto de iontes cálcio deformado segundo o eixo ternário, as relações entre ambas serão quase as mesmas existentes entre os empacotamentos compactos cúbico e hexagonal. Porém, além disso, existe uma outra diferença entre eles: na calcita, cada oxigênio do grupo CO3 é tangente a dois iontes cálcio situados em um plano superior e inferior, enquanto que no aragonito o é a três iontes cálcio, dois deles dispostos em um plano superior e um em plano inferior (fig. 2). Pode observar-se que as posições dos cationtes têm maior espaço no caso do aragonito do que no da calcita, o que explica que os carbonatos de metais de raio iônico grande cristalizem na estrutura do aragonito (alcalino-térreos), enquanto que as de raio iônico mediano e pequeno o façam na da calcita. Os minerais desta série, principalmente o aragonito, apresentam-se em macias múltiplas que adquirem pseudosimetria hexagonal, as denominadas «torrinhas de Aragão». Esta falsa simetria é devida à que os ângulos que formam as faces do prisma vertical são quase de 120", e, quando se maclam três indivíduos, fornecem um contorno quase hexagonal; a explicação desta macia a proporciona a estrutura do mineral (fig. 3). ARAGONITO, CO3Ca. — É a forma rômbica do carbonato cálcico. Os cristais não maclados deste mineral são raros, apresentando-se com hábito prismático alongado ou tabular, com combinação do prisma vertical, o da primeira espécie, e o 2.° pinacóide oferecendo, via de regra, formas pseudohexagonais (fig. 4). Macias múltiplas muito freqüentes, ora de entrecruzamento, ora de justaposição, podendo estar em ziguezague ou cíclicas (vide lâmina de agregados cristalinos) (figs. 5 e 6). Encontra-se em massas informes, em agregados bacilares, radiados, fibrosos e em formas esferoidais do tamanho de ervilhas (pisolitas); é o material constituinte das estruturas estalactíticas e estalagmíticas (fig. 7). Às vezes, pseudomórfico de gesso e de calcita.
Incolor ou branco, embora tinto de diferentes cores; brilho vítreo; transparente a turvo. Opticamente biáxico negativo com birrefringência forte e refração média. Mineral menos abundante do que a calcita, embora de difusão mundial, não forma rochas, e muito raro encontra-se-lhe nos filões metalíferos. WITERITA, CO3Ba. — Mineral em todo semelhante ao aragonito, forma uma macia múltipla de três indivíduos que parecem uma bipirâmide hexagonal. É encontrado nos filões de galena das caliças carbonosas da Inglaterra (fig. 8). CERUSITA, CO3Pb. Geralmente, cristais de hábito piramidal ou tabular, em macias cíclicas de três indivíduos, dando um conjunto em forma de estrela, típico deste mineral. Encontra-se na zona de meteorização das jazidas de galena, sendo, em algumas localidades, minério importante do chumbo (fig, 9). Grupo de Carbonatos; Básicos AZURITA, (CO3)2(OH)2,Cu3. — Apresenta-se em belíssimos cristais de cor azul de anil típico, ricos em facetas, de hábito prismático, pertencentes à holoedria monoclínica. Também pode ser encontrado em massas informes, compactas e a miúdo em eflorescências de cor azul mais clara. Risco azul claro. Brilho vítreo, translúcido. Opticamente, biáxico positivo, com birrefringência média e refração alta (fig. 10). Mineral mais raro do que a malaquita, transformase nela por adição de uma molécula de água e perda de uma de CO2. Citaremos a mina de Burra-burra, perto de Adeláida (Austrália) e Cressy, próximo a Lyon (França), como localidades produtoras de excelentes cristais. É fato curioso que na Idade Média fosse utilizado como pigmento. MALAQUITA, (CO3)/(OH)2)Cu2. — Via de regra mal cristalizada, apresenta-se em formas prismáticas ou tabulares pertencentes à holoedria monoclínica, ou em massas informes, estalactíticas, reniformes, etc. Com freqüência, pseudomórfico de minerais de cobre sulfurados ou oxidados. Cor verde de esmeralda e brilho sedoso ou mate; risco verde claro. Translúcido e opaco. Opticamente, biáxico negativo, com pleocroísmo intenso. É minério freqüente de cobre e indica a zona de oxidação das jazidas de minerais de cobre. Belíssimos cristais são encontrados na «Copper-Queen Mine» de Arizona (Estados Unidos da América do Norte) e nas localidades citadas quando descrevemos a azurita.
Classe VI. — OXISAIS COM O OXIGÊNIO EM COORDENAÇÃO QUATERNÁRIA Minerais de aspecto não metálico, escassa densidade e birrefringência baixa; têm pouca dureza que é menor nas espécies que contém oxidrilos ou água. O anionte está formado por um tetraedro de oxigênios com um átomo de S, Cr. Mo ou W no seu interior; têm disposição tipicamente tetraédrica que se mantém em todos os sais inorgânicos deste tipo, tanto naturais como artificiais. Se agrupam atendendo ao tamanho do cationte e à quantidade de água que levam. SUBCLASSE SULFATOS ANIDROS ANIDRITA, SO4Ca. —A diferença do carbonato cálcico que cristaliza em duas formas polimorfas, o sulfato cálcico o faz numa única forma estrutural pertencente à holoedria rômbica e que é diferente dos sulfatos dos restantes metais alcalino-térreos. Em sua estrutura, cada ionte cálcio está rodeado por oito oxigênios vizinhos pertencentes a seis grupos SO4 distintos, enquanto cada oxigênio coordena simultaneamente com dois iontes cálcio (fig. 1). Cristais muito raros com hábito cubóide devido ao predomínio dos três pinacóides, como aqueles que encontram-se incluídos em Stassfurt. Geralmente apresenta-se em agregados granulosos, compactos e, às vezes, fibrosos. Esfolia-se com facilidade segundo os três planos pinacóides, fornecendo um sólido semelhante ao cubo. Incolor ou branco quando puro, pode tingir-se de azul claro, cinzento azulado ou azul obscuro. Tem brilho vítreo e é transparente. Opticamente é biáxico positivo, podendo observar-se a figura de interferência em lâminas de esfoliação paralelas ao primeiro pinacóide. Formam-se em bacias salinas por precipitação, alternando com as camadas de sal comum, como acontece na bacia potássica de Stassfurt; às vezes, nos filões hidrotermais, como em Bradenmine (Chile). Em Espanha é bastante abundante, encontrando-se um banco de grande espessura na «Sierra de los Angeles» (Huelva). Grupo da Baritina Série isomorfa formada pelos sulfatos de bário, estrôncio e chumbo como termos destacados, existindo praticamente todas as combinações intermédias. Sua estrutura, na que cristalizam um grande número de minerais e compostos inorgânicos, pertence à holoedria rômbica e
tem a particularidade de que o cationte está em coordenação dodecaédrica, ou seja, rodeado de doze oxigênios pertencentes a sete grupos diferentes de SO4 (fig. 2). BARITINA, SO4Ba. — Cristais belíssimos e ricos em facetas, isolados ou implantados em drusas, de hábito tabular embora este possa variar amplamente (fig. 3). É típico deste mineral o agregado holoáxico em forma de livro aberto (figs. 4 e 5) (vide lâmina A/6). Esfoliação perfeita segundo o 3.° pinacóide, observam-se as linhas de esfoliação nos cristais. Incolor ou branco, pode estar colorido por impurezas; tem brilho vítreo e é transparente. Opticamente biáxico positivo. Ê mineral de grande difusão, sobretudo nos filões acompanhando os sulfuros metálicos. Também se acha em depósitos de concreções e nodosos, como «rosa de baritina», de formação sedimentar. É muito abundante em Espanha, sendo famosos os cristais de Bellmunt (Tarragona) e de Caldas de Malavella (Gerona). CELESTINA, SO4Sr. — Cristais muito ricos em facetas, de hábito geralmente prismático, quase sempre implantados, dispostos em grupos e drusas; são de grande beleza os que são encontrados em Girgentis (Sicília) (fig. 6). Muito raro em macias, apresentam-se em forma de agregados granulosos, espáticos e em fossilizações. Incoloros ou brancos, podem colorir-se de amarelo, azul e mesmo vermelho ou de verde. Brilho vítreo e nacarino, tem propriedades ópticas iguais às da baritina. Esfoliação perfeita segundo o 3." pinacóide. Encontra-se em filões hidrotermais e mais freqüentemente acompanhando o enxofre, gesso e a calcita. Em Espanha é achado em forma de cristais, semelhantes aos de Girgentis, em Montellano (Sevilha). ANGLESITA, SO4Pb. — Magníficos cristais bem desenvolvidos com numerosas facetas, de hábito prismático ou piramidal; freqüentemente, em forma de crostas sobre a galena (fig. 7). Incolor e transparente, pode apresentar-se turvo e com diferentes colorações. Brilho adamantino ou crasso. Esfoliação manifesta segundo o 3.° pinacóide e o prisma vertical. Forma-se por oxidação da galena e é encontrado como minério nos tetos de muitas jazidas deste mineral. Pode beneficiar-se como minério de chumbo quando está em suficiente abundância.
SUBCLASSE SULFATOS HIDRATADOS Grupo dos Vitríolos Reunem-se neste grupo um conjunto de minerais que antigamente recebiam o nome de vitríolos e que são sulfatos de Mg, Fe, Cu, Zn, Ni, Co e Mn. Podem separar-se em três subgrupos: os triclínicos com 5 moléculas de água, como a calcantita; os rômbicos com 7 moléculas de água, como a epsomita; e os monoclínicos, com a mesma quantidade de H2O, como a melanterita. CALCANTITA, SO4Cu.5H2O.. — Apresenta-se raramente em cristais pequenos e mal conformados; quase sempre estalactíticos e em eflorescências. De cor azul, se descora, por perda das moléculas de água, tornando-se azul novamente ao se hidratar. Brilho vítreo, translúcido. É solúvel na água e tem sabor repulsivo. Produto de alteração da calcopirita. EPSOMITA, SO4Mg.7H2O. — Também denominada sal amargo ou sal da figueira, utilizado durante longos anos em Medicina como purgativo, tendo sido abandonado devido seu sabor amargo, atualmente emprega-se em Veterinária. Cristaliza na classe enantiomórfica rômbica, em cristais tipicamente biesfenoidais que, por causa do ângulo que formam as faces de prisma vertical, quase de 90", parecem tetragonais, Apresenta-se em finas agulhas (fig. 1), em eflorescências e terroso. Incolor ou branco, não é higroscópico ao contrário de outros sais de Mg. Opticamente biáxico negativo. Tem esfoliação perfeita segundo o 2.° pinacóide. Produto de hidratação da kieserita, SO4Mg.H2O, nas jazidas salinas. É muito abundante nas regiões das estepes, cabendo citar aqui a localidade de Epsom (Inglaterra) donde deriva o nome. MELANTERITA, SO4Fe27H2O. — Cristais naturais raros, a miúdo de hábito romboédrico, de cor verde clara que passa a amarela por oxidação; brilho vítreo, transparente a translúcido. Forma-se nas minas sobre pirita e magnetita (fig. 2).
Grupo de Gesso A estrutura do gesso, SO4Ca.2H2O, segundo Wooster, explica claramente as propriedades deste mineral; é, em essência, uma estrutura em camadas, paralelas ao 2.º pinacóide, isto é, perpendiculares ao eixo binário. Duas camadas de grupos SO4 estão unidas entre si fortemente por iontes cálcio formando um estrato, e estes estratos estão, pela sua vez, devidamente unidos por uma camada de moléculas de água, cada uma das quais une um ionte cálcio com um oxigênio de seu mesmo estrato e com um outro oxigênio do estrato vizinho. Estes últimos enlaces são muito débeis e são os responsáveis da fácil esfoliação do gesso segundo o 2." pinacóide (fig. 3). Apresenta-se em cristais de hábito mui diverso, geralmente prismáticos, grossos, tabulares ou lenticulares, com forte curvatura de faces e arestas (fig. 4). Macias muito freqüentes segundo duas leis principais, a macia em forma de flecha (figuras 5 e 6) e a macia em forma de lança, nas que os gêmeos podem estar unidos por um plano (macia de justaposição) ou bem penetrarem um dentro do outro (macia de entrecruzamento). Veja-se a lâmina de agregados cristalinos. Informe, em agregados fibrosos (gesso fibroso) (fig. 7), em escamas (gesso espumoso), ou finamente granulado (alabastro). Incolor ou branco com brilho nacarino, no 2.º pinacóide, e vítreo, nas restantes faces; pode ser transparente ou opaco. Opticamente biáxico positivo. Mal conductor do calor. É mineral brando, sendo possível riscá-lo com a unha. Forma-se a partir de sua dissolução aquosa e por hidratação da anidrita com um aumento do 60 % no volume. A temperaturas superiores aos 60º C, se separa gesso da dissolução e a temperaturas inferiores anidrita. Acha-se em quase todas as jazidas salinas, já que é produto precipitado na fase inicial da concentração. Em Espanha encontra-se em quase todos os terrenos, sendo abundante nas mangas avermelhadas do Triásico. É inacavável a lista de localidades, sendo como a calcita e o quartzo, um mineral de difusão mundial.
SUBCLASSE CROMATOS Minerais cujo anionte é o CrO4, de forma tetraédrica semelhante à dos sulfatos; podem ser considerados como sais do ácido crômico. CROCOÍTA, CrO4Pb. —Cristais pertencentes à holoedria monoclínica, de bela cor vermelha com tons amarelentos, reunidos em drusas, formados por agulhas ou prismas alongados com abundantes formas simples. Apresenta-se informe e em patinas. De brilho grasso semiadamantino, é translúcido, com risco alaranjado. Opticamente biáxico positivo, tem birrefringência muito forte. Se esfolia bastante bem segundo o prisma vertical; é brando, riscando-se com a unha facilmente. É mineral raro, que se forma devido ao encontro de dissoluções cromíferas com produtos de oxidação da galena. Encontram-se magníficos e belos exemplares em Congonhas do Campo e em Goiabeira (Brasil) e em Dundas-District (Tasmânia) (fig. 1). SUBCLASSE MOLIBDATOS E WOLFRAMATOS Nesta classe se reúnem uma série de minerais que quimicamente são sais anídridros dos ácidos molíbdico e wolfrâmico. Compreendem duas séries: a da wolframita, monoclínica e formada pelos sais de Fe e Mn, e a da scheelita, tetragonal, com os sais de Ca e Pb. Série da Wolframita Forma uma série isomorfa com todos os termos intermédios entre a ferberita, WO4Fe, e a hubnerita, WO4Mn. termos extremos que raramente se encontram puros. Os minerais desta série denominamse de wolframita, podendo conter quantidades de ferro que oscilam desde 0% até 100 % e de manganês que, inversamente, podem oscilar de 100 % a 0 %. Cristaliza, na holoedria monoclínica, em grandes cristais de hábito tabular ou prismático; macias freqüentes segundo o 1.º pinacóide, apresentando-se em massas e agregados radiados, a miúdo pseudomórfico de scheelita. De cor parda obscura a negra e brilho metálico, com risco pardo amarelento ou pardo obscuro, tem esfoliação perfeita segundo o 2.º pinacóide. Quanta maior quantidade de Fe contém, tanto mais obscura é e mais opaca. Em pó fino têm se determinado as propriedades ópticas, sendo biáxido positivo, com refração elevada. Às vezes é debilmente magnético. É um minério importante de wolframio e apresenta-se universalmente
associado às rochas graníticas, junto com o quartzo, apatita, turmalina, fluorita, etc. Encontra-se em muitas minas de Bolívia em forma de finas agulhas, nas jazidas estaníferas dos Estados Malaios, no Brasil, etc; é de caráter extraordinário a jazida de wolframita com galena de Neudorf, no Harz. Em Espanha existe, em maior ou menor proporção, em muitas localidades, sendo digna de nota a zona que parte de Galiza e penetra em Portugal. Série da Scheelita Minerais cristalizados na classe paramórfica tetragonal, formam uma série isomorfa notável na sua morfologia pelas faces de prisma é bipirâmides de terceira ordem que apresentam; sua estrutura (fig. 3) tem grupos WO4 tetraédricos semelhantes ao dos sulfatos. SCHEELITA, WO4Ca. — Cristais de hábito piramidal, quase sempre isolados, incluídos ou implantados. Algumas vezes macias de complemento que, ao serem de entrecruzamento, parecem um cristal simples. Como crostas cristalinas sobre o quartzo e pseudomórfico de wolframita. Cor branca cinzenta em tons amarelo e pardo, brilho grasso, translúcido. Opticamente uniáxico positivo, Esfolia-se com facilidade segundo a face de bipirâmide de segunda ordem; não se risca com a unha, porém sim com um canivete. Forma-se em condições semelhantes às da wolframita quando existe um excesso de cálcio. Encontram-se cristais de grande peso em Natas-Mina e em Omaruro (África). Em Espanha é achado nas mesmas localizações em que a wolframita (fig. 4). WULFEMITA, MoO4Pb. — Cristaliza na tetraedria tetragonal, em cristais piramidais, prismáticos curtos ou em finas pastilhas; o desenvolvimento de alguns cristais é tipicamente tetraédrico com pirâmides e formas de terceira ordem. Encontra-se-lhe em massas, crostas cristalinas e pseudomórfico da galena. Bela cor amarela de mel ou de cera, com brilho adamantino, é transparente ou translúcido; em casos excepcionais tem uma bela cor alaranjada. Opticamente uniáxico negativo, com índices de refração elevados e birrefringência meia. Esfoliação segundo a face de pirâmide de segunda ordem, mais brando do que a scheelita pode ser riscado facilmente com a unha. Forma-se na zona de oxidação das jazidas de galena, substituindo à calcita. Em Hamburg-Mine (Arizona) encontram-se cristais tabulares muito tênues (fig. 5).
Classe VII. — FOSFATOS, ARSENIATOS E VANADATOS Classe na que se reúnem numerosos minerais de constituição química análoga e formas cristalinas semelhantes, fornecendo séries isomorfas. Estruturalmente estão constituídos por tetraedros (P, As, V)O4, ao modo dos silicatos, e contém, na sua maioria, água que pode aparecer como oxidrilas ou como água de cristalização, de embebição, ou simplesmente de absorção. Pouco e, relativamente, o que conhecemos destes minerais, existindo uma grande confusão, tanto no que se refere à nomes de espécies, como à composição e natureza dos mesmos. SUBCLASSE MINERAIS ANÍDRIDOS MONAZITA, PO4Ce. — Cristais monoclínicos de hábito tabular ou primário, que geralmente apresentam-se formando areias. Cor amarela clara e parda obscura, com forte brilho resinoso. Opticamente biáxico positivo. Contém até 70 % de terras raras, com o 19% de tório, elemento radioativo importante como matéria prima para os mecheiros de incandescência. Este mineral é encontrado em granitos e gnaiss como elemento disperso. As jazidas secundárias formadas por areias fluviais e costeiras procedentes da decomposição de granitos e gnaiss são as únicas utilizáveis economicamente e cabe citar aqui as jazidas de Antígua, Bahia, Minas Gerais e Caravellos, todas elas localizadas no Brasil. Em Espanha encontra-se nas areias das «Rias Galegas». Grupo do Apatito Cristalizados na classe paramórfica hexagonal, os minerais deste grupo constituem um exemplo claro de série isomorfa. APATITO, (PO4)3(F,CL)Ca5. Cristais de tamanho que pode variar desde os de enorme peso de NewYork e Canadá, até outros que são finas agulhas. Os cristais incluídos têm hábito prismático curto, enquanto que os implantados nas fissuras dos granitos (Alpes), são grossos e tabulares. Quando informes, em agregados compactos, granulosos, fibrosos, etc. Desde completamente incolor e transparente até turvo opaco, passando pelas colorações mais diversas, de entre as quais convém salientar a verde amarelenta, fornecendo a variedade esparraguina (fig. 3), e a verde azulada que dá a moroxita. Brilho vítreo e risco branco. Opticamente uniáxico negativo, com birrefringência débil e, às vezes, pleocróico, embora costume apresentar anomalias ópticas.
Mineral muito abundante entre jazidas de origem diversa, é importante, tanto geológica como tecnicamente devido à ser o principal portador de ácido fosfórico no reino mineral. Ocorre em duas variedades: 1) Como apatito propriamente dito, em formas claramente cristalizadas e agregados cristalinos, associados à rochas eruptivas, como nos filões de cassiterita de Bolívia e nas pegmáticas de Quebec (Canadá) (fig. 2), ou também nos minerais de ferro, como os de Durango (México); 2) Como forforita, variedade amorfo-coloidal, criptocristalina, de natureza pulverosa, formada em virtude de processos sedimentares no seu sentido mais amplo. Esta última variedade tem composição química muito variável e algumas fosforitas afastam-se francamente do apatito, porém, são extraordinariamente importantes como matéria prima dos adubos fosfatados. PIROMORFITA, (PO4)3ClPb5 — Também denominado pó verde, apresenta-se em cristais prismáticos em forma de tonei. De cor, via de regra, verde e brilho grasso ou semiadamantino, tem risco branco. Encontra-se nos afloramentos de galena, devendo sua origem, em parte, ao ácido fosfórico orgânico que ataca o mineral de chumbo. Magníficos cristais verde-amarelentos são achados na mina de Horcajo (Ciudad Real, Espanha). SUBCLASSE MINERAIS HIDRATADOS Grupo da Vivianita Minerais monoclínicos holoédricos, formando uma série isomorfa de fosfatos e arseniatos com 8 moléculas de água. Apresentam-se em cristais prismáticos ou aciculares, ou em agregados fibrosorradiados, fortemente pleocróicos. A vivianita, (PO4)2Fe3.8H2O, denominada também ferro azul devido à bela cor que toma em contato com o ar, e a eritrina, (ASO4)2CO3.8H2O, também chamada flores de cobalto, de bonita cor vermelha de flor de rnelocotão, são os dois minerais típicos representantes desta série. TURQUESA, ((PO4)4/(OH)8)CuAl6.5H2O). Apresenta-se quase sempre em forma de gel arracimoreniforme, ou em diminutos cristais triclínicos. Geralmente opaco, às vezes turvo e transparente reduzido a pó. De cor azul celeste, verde azulado ou verde maçã, tem brilho débil céreo e risco branco. É muito pleocróico. Desde muito antigo é apreciado como pedra preciosa e de enfeite, tendo sido extraído de Novo México pelos Aztecas, assim como da península do Sinai por todos os povos que lá convergiram; especialmente digna de nota, pela sua rara e excepcional beleza, é a de Nishapur (Pérsia) denominada turquesa oriental.
Classe VIII. — SILICATOS Minerais formados essencialmente por grupos tetraédricos SiO4, que estão unidos entre si diretamente ou por meio de cationtes. São os componentes mais importantes das rochas e constituem, com o quartzo, 95 % da parte conhecida da crosta terrestre; é a parte mais rica cm espécies, e devido à facilidade de sua investigação óptica, constitui uma das melhor conhecidas. Fisicamente reconhecem-se com muita facilidade pela sua falta de cor própria, brilho não metálico, risco branco, elevado índice de dureza e pelo seu aspecto geral bastante característico. A maioria dos silicatos os encontramos como constituintes das rochas eruptivas, formados a temperaturas e pressões elevadas, via de regra, em amplas zonas de variação de ambas, com estruturas densas e carentes de água; o quartzo, os feldspatos e as micas, elementos fundamentais do granito, constituem exemplo típico e latente do anteriormente exposto. Nas condições de formação das rochas metamórficas originam-se uma série de silicatos, alguns deles com estruturas menos densas e com hidroxilas, como sejam as serpentinas, o talco, etc. Pelo contrário, nas rochas sedimentares e devido à ação do ácido carbônico que, nas condições ambientais, destrói os silicatos, não existe formação destes minerais, senão que há fases de transformação dos mesmos, de estruturas geralmente em camadas, com grande quantidade de água de constituição e embebição. Exemplo disto o encontramos nas argilas. Durante muito tempo tentou-se interpretar quimicamente os silicatos, da mesma forma como se tinha feito com os sulfatos, carbonatos, etc. Idearam-se uma série de hipotéticos ácidos silícicos que, partindo do ortossilícico, SiO4H4, pela união de n moléculas com perda de n+1 de água, fornecia os ácidos: metassilícico, SiO3H2, trissilícico, Si3O8H4, etc. Os sais destes ácidos constituíram os silicatos. Assim, a olivina, SiO4 (Mg, Fe)» seria o ortossilicato magnésico ou ferroso, a enstatita, SiO3Mg, o metassilicato magnésico, e a ortosa, Si3O8AlK, o trissilicato alumínico potássico. A partir desta interpretação, Groth ordenou estes minerais dentro de uma classificação eminentemente química que ainda pode observar-se em alguns livros. Os estudos de Bragg, Goldschmidt, Machatshki, Schiebold e tantos outros sobre a estrutura destes minerais têm
permitido: por uma parte, compreender o mecanismo fundamental sobre o que se baseia a sua grande homogeneidade e, ao mesmo tempo, a sua heterogeneidade e por outra, marcar o caminho para uma classificação racional dos silicatos. Atualmente, e apesar de sua complexidade, poucos são os silicatos que não podem ser identificados estruturalmente com um dos esquemas básicos existentes. As propriedades cristaloquímicas dos minerais da classe devem-se, essencialmente, às especiais características do grupo SiO, e ao tipo de arcabouço que resulta de suas uniões ou junções. Sintetizando, podemos considerar todo silicato como sendo um esqueleto de tetraedros SiO,, cheio de cationtes, em alguns casos, com cationtes e água, em outros; ou finalmente, sem nada, como acontece no quartzo. O enlace de Si com os O é de natureza quase que totalmente covalente, apresentando-se os oxigênios dispostos nas direções de valência do silício, ou seja, nos vértices de um tetraedro de 2'6 Å de aresta em cujo centro encontra-se este último a 1'6 Å. Esta disposição coincide com a que apresentaria se o enlace fosse inteiramente polar, já que a relação de raios Si/O corresponde precisamente à coordenação tetraédrica; porém, da resistência à destruição que tem o quartzo, a presença desta configuração em 95% dos minerais da crosta terrestre, e das suas propriedades físicoquímicas (insolubilidade na água e nos ácidos, temperatura de fusão, etc), deduz-se que o tipo de enlace Si-O é quase que totalmente covalente. Estes tetraedros unem-se entre si pelos vértices, de maneira semelhante ao que acontece na polimerização, para darem os vários tipos de estruturas de silicatos que conhecemos. A disposição dos grupos SiO, pode se referir à cinco esquemas gerais: I. Os SiO, acham-se individualmente dispostos na estrutura, unidos entre si unicamente através de cationtes. Formam os nesossilicatos, e correspondem com os antigos ortossilicatos. O zircão, SiO4Zr constitui um exemplo deste tipo. II. Unem-se dois, três, quatro ou seis SiO, pelos vértices fornecendo os três últimos anéis fechados, e estes complexos de tetraedros formam unidades individuais entrelaçadas entre si Cinicamente por cationtes. Os oxigênios dos vértices de enlace não têm carga alguma, possuindo o complexo a soma de cargas dos oxigênios dos vértices restantes.
Denominam-se sorossilicatos, sendo exemplo deles a benitoita, Si3O9BaTi, com
anéis de três SiO4 e o berilo, Si6O18Al2Be3, com anéis de seis SiO4.
III. Os grupos SiO4 unem-se dando cadeias simples ou duplas que correm ao longo de todo o mineral, unidas umas com as outras unicamente por cationtes. São os inossilicatos. Nos primeiros, dois oxigênios de cada tetraedro servem como união deles na cadeia, sendo inertes,
enquanto os dois restantes ficam com uma carga cada um; nos segundos, duas cadeias simples se unem entre si formando uma dupla. O esquema primeiro é característico dos piroxênios, enquanto que o segundo é apresentado pelos anfibólios.
IV. Unindo três vértices de cada tetraedro com os vértices dos vizinhos se forma uma camada de SiO4, dando como resultado os inossilicatos. Na forma mais simples de enlace deste tipo produz-se uma rede plana hexagonal de SiO4; duas destas camadas podem unirse entre si por meio de cationtes de
modo que fiquem fortemente entrelaçadas formando um estrato, os quais unem-se, por sua vez, por outros cationtes, como ocorre na mica, ou simplesmente por moléculas de água, como observamos nos minerais da argila. As camadas podem adotar configuração tetragonal, como podemos comprovar na apofilita.
V. Os tetraedros de SiO4 se unem entre si formando um arcabouço tridimensional que pode ou não ter valências livres. Formam os tectossilicatos. O quartzo é estrutura deste tipo de valências, enquanto que os feldspatos têm cargas repartidas em sua estrutura devido à substituição do Si por Al em alguns tetraedros. Como final, indicaremos que, em algumas estruturas, o Si está parcialmente substituído por Al, deixando cargas
livres, e ficando pontos débeis por onde se produz a ruptura inicial da rede quando o mineral se destrói e decompõe.
SUBCLASSE TECTOSSILICATOS Grupo do Quartzo Incluem-se neste grupo as diferentes modificações do anidrido silícico, tanto as polimorfas cristalinas como as amorfas. Na Natureza existem quatro formas de SiO4: quartzo- tridimita-, cristobalita-e o gel de sílex. As três primeiras: quartzo, tridimita- e a cristobalita-, são formas polimorfas de temperatura superior, inestáveis nas condições ambientais. QUARTZO, SiO2. — Cristais enantiomórficos romboédricos, de conformação variada segundo o tipo de jazida. O quartzo comum apresenta-se em cristais de hábito prismático hexagonal, com dois romboedros de igual desenvolvimento que se parecem com uma pirâmide hexagonal (jacinto de Compostela) (fig. 1), enquanto que as variedades de cristal de rocha (fig. 2) e quartzo defumado (fig. 3), por exemplo, os cristais de quartzo de São Gottard, são ricos em facetas de hábito claramente romboédrico, com faces de trapezoedro trigonal, direito ou esquerdo, e que comunicam ao cristal o seu caráter dextrógiro ou levógiro. A maioria dos cristais de quartzo são macias de complemento de sutura irregular e de compenetração íntima, de modo que parecem cristais simples e somente podem ser reconhecidos pelas faces de trapezoedros ou por meios físicos (piezoeletricidade, atividade óptica, etc). Os cristais se unem nestas macias segundo quatro leis importantes que são: I. Lei do Delfinado: a macia tem atividade óptica e apresenta-se nos quartzos alpinos, em Zinkenslock, maciço de Aare (Suíça). II. Lei do Brasil: o conjunto tem o centro de simetria e não tem atividade óptica. É macia típica do quartzo ametista (fig. 4) que encontra-se no Brasil e cujos exemplares são muito apreciados em joalheria. III. Em alguns cristais observa-se a existência simultânea das duas leis descritas anteriormente. IV. Lei do Japão on da Gardeta (figura 5); apresenta-se com freqüência nos quartzos japoneses. Muitos quartzos alpinos encontram-se en forma de agregado uniplanar, fornecendo os quartzos helicoidais, em que dois cristais com os eixos ternários girados um certo ângulo, unem-se pela face de prisma, tomando aspecto helicoidal. Apresenta-se em grupos e drusas, principalmente nos geodes alpinos, em magníficos cristais, ou bem como elemento fundamental das rochas ácidas (granito, pegmatito, etc). É incolor e completamente transparente, embora possa oferecer variadíssimas colorações e tornar-se translúcido e mesmo opaco (quartzo leitoso). Brilho vítreo. O quartzo rosado não apresenta faces cristalinas e provém dos pegmatitos (Brasil, Bolívia, etc). Opticamente é uniáxico com birrefringência débil e positiva. Tem a propriedade de girar o plano de vibração da luz polarizada (polarização rotatória), quando o raio luminoso segue a direção do eixo de simetria que é eixo óptico do cristal (vide lâmina A/8); este giro realiza-se para a direita ou para a esquerda (cristais dextrógiros e levógiros) coincidindo com a
natureza das faces trapezóides. Mineral duro e frágil, é piezoelétrico, fenômeno que somente apresentam os cristais não centralizados, por cujo motivo tem grande importância técnica no ultrasom. Quimicamente é SiO2 puro, algumas vezes com pequeníssimas quantidades de impurezas que lhe comunicam a cor; somente é atacado pelo FH e por meio da fusão com KOH. É o mineral mais abundante e freqüente da crosta terrestre; elemento fundamental das rochas eruptivas, sedimentares e metamórficas, forma também a ganga da maioria de filões, o denominado quartzo filoniano. Entre as variedades criptocristalinas do quartzo devem ser citadas a Calcedônia (fig. 6), agregados duros e homogêneos com estrutura fibrosa microscópica, translúcido, freqüentemente com belas colorações que, quando reveste vazios amigdalóides recebe o nome de ágata; o ônix e a carnéola (coralina), esta última de cor vermelha sangue, emprega-se em joalheria. O jaspe (fig. 7) é Calcedônia opaca, intensamente colorida; quando tem cor verde com manchas vermelhas muito intensas forma o heliotrópio. Finalmente, a variedade mais abundante em Espanha é a pederneira ou sílex. OPALA, SiO2+água (1 a 21%).— Hidrogel de anidrido silícico, apresenta-se em massas reniformes, em pseudomorfose e como fossilizante. Tem fratura notavelmente concóide, brilho vítreo e pode ser transparente ou translúcido. Origina-se na decomposição térmica dos silicatos. Existem diversas variedades: opala nobre (fig. 8), cor cinzenta azulada a branca do leite e muito apreciada em joalheria; opala comum, em massas de aspecto opalino típico; opala prasia, de bonita cor verde; etc. Variedades polimorfos do SiO2 O SiO2 cristaliza como quartzo abaixo de 870ºC.; como tridimita entre os 870º e os 1470ºC; e como cristobalita, a partir desta temperatura. As duas últimas fases são metais estáveis nas condições ambientais, encontrandose exemplares naturais das mesmas. Distinguem-se na disposição dos SiO4 unidos pelos vérti ces (fig. 9), dando esquemas diversos para cada mineral; o quartzo é romboédrico; a tridimita hexagonal; e a cristobalita, cúbica. Isto explica que sejam metais estáveis já que para passar de uma fase a outra é necessária a ruptura do enlace entre tetraedros, e estes enlaces são muito fortes (resistência do quartzo à erosão). Além destas fases, cada uma delas têm formas de alta e baixa temperatura, perfeitamente reversíveis com pontos de inversão a 574º, 140º e 240º C. Isto obedeceria a um movimento dos tetraedros (fig. 10) que não implica na ruptura dos enlaces tetraedro-tetraedro, o que vem explicar, por outro lado, a reversibilidade do fenômeno.
Grupo Feldspatos Conjunto de minerais estreitamente relacionados pela sua morfologia e pelas suas propriedades físicas, cristalizados nas singonias monoclínica ou triclínica, formando dois subgrupos: a série dos feldspatos monoclínicos e a série dos feldspatos triclínicos. Todos eles possuem esfoliação perfeita segundo o 2.º e 3.º pinacóides, que formam entre si um ângulo de 90", nos de simetria monoclínica e de 86", nos de simetria triclínica. Os feldspatos têm o mesmo esquema estrutural. Quatro tetraedros de SiO4 unem-se formando um anel que, por sua vez, se enlaça com outros formando uma cadeia (fig. 1) que corre paralela ao primeiro eixo cristalográfico e que é paralela aos pinacóides 2." e 3.", o que vem explicar a sua esfoliação. Por sua vez, estas cadeias se unem entre si por meio dos oxigênios marcados A e B (figuras 2 e 3), ficando os cationtes nos interstícios, porém em posições mais ou menos fixas. Nos feldspatos triclínicos os cationes Na e Ca são mais pequenos do que nos monoclínicos K e Ba, o que motiva uma distorção do esquema estrutural descrito, sendo esta a causa do triclinismo (fig. 3). Na estrutura destes minerais, uma parte do Si pode estar substituída por Al. Série dos Feldspatos monoclínicos ORTOSIA Si3AlO8K. — Cristais incluídos ou implantados e de proporções muito variadas; os ângulos entre faces variam algo por efeito das misturas isomorfas. Hábito diverso, muito grosso e tabular ou prismático nos cristais inclusos; muito ricos em facetas, os implantados nas drusas e fendas do granito, e grosseiramente romboédricos, na adulária. Macias de entrecruzamento muito freqüentes, com os indivíduos compenetrados parcialmente (fig. 4), denominadas de Carlsbad; de Manebach (fig. 6); e macias de justaposição de Baveno (fig. 7). De incolor e transparente como a água a branco turvo e completamente opaco. A temperaturas elevadas é miscível em todas proporções com a albita, porém, ao esfriar-se lentamente a mistura é instável e produz-se a separação das duas fases denominada demistura pertítica, que consiste na formação de cordões de corpúsculos de albita dentro do cristal de ortosia. Neste caso, os cristais são brancos, amarelentos ou de cor de carne e opacos. Opticamente biáxico negativo, com refringência e birrefringência débeis, as constantes deste mineral variam dentro de certos limites segundo a composição química. Entre as principais variedades da ortosia ou ortoclasita podemos citar: I. Feldspato comum: cor avermelha da a branca, opaco exceto em lâminas muito finas, é a variedade mais freqüentemente encontrada, achando-se magníficos cristais com a macia de Carlsbad em Zarzalejo (Madrid).
II. Adularia: silicato alumínico potássico muito puro, de origem hidrotermal, de aspecto vítreo, claro e transparente ou translúcido; muito freqüente e carac terístico das fendas alpinas (fig. 5). III. Sanidina: existente em rochas vulcânicas jovens como cristais inclusos; contém grande quantidade de Na que não se separa por causa do rápido esfriamento; aspecto vítreo, claro e transparente. Série dos Feldspatos triclínicos Os minerais desta série são: microclina, plagioclásios e anortoclasita. Não formam séries isomorfas entre si, porém cada um deles, exceto a microclina são séries isomorfas com grande número de termos intermédios. As anortoclasitas são feldspatos sodicopotássicos estáveis somente a temperaturas elevadas e encontram-se em algumas rochas vulcânicas. MICROCLINA, Si2AlO8K. — Forma triclínica de feldspato potássico, apresenta estreita relação morfológica com a ortosia da que é muito difícil de se distinguir. Via de regra, os cristais acham-se constituídos por um entrecruzamento de finíssimas lâminas unidas segundo a lei da albita e da periclina, fornecendo uma macia polissintética que, ao ser observada através da luz polarizada, apresenta uma estrutura reticular característica. É muito notável uma variedade de microclina de cor verde intensa: a amazonita (fig. 8). PLAGIOCLÁSIOS. — Série isomorfa cujos termos extremos são a albita, Si3AlO8Na (fig. 9) e a anortita, Si2Al2O8Ca, e cujas propriedades geométricas e físicas variam continuamente entre as destes minerais. Os termos intermédios têm recebido diversos nomes, segundo a proporção de albita e anortita, indicando-se esta proporção por ab5an5, que é a andesita. Apresentam-se sempre em macias polissintéticas, segundo a lei da albita em que as finíssimas lâminas se unem pelo 2.º pinacóide, ou segundo a da periclina em que o eixo de macia é o segundo eixo cristalográfico; estas podem, por sua vez, maclar-se com algumas das leis da ortosia, fornecendo macias múltiplas. Minerais incoloros ou brancos, freqüentemente acinzentados verdosos, com brilho vítreo; a labradorita apresenta reflexos tornasolados (labradorização). É típica de alguns plagioclásios a estrutura zonal de seus grãos. Os termos da série podem ser identificados pelas suas propriedades ópticas, principalmente pelo ângulo de extinção, índices de refração, posição do elipsóide óptico e largura das lâminas da macia polissintética. O estudo óptico dos plagioclásios das rochas se efetua com exatidão por intermédio da platina de Fedorow.
Grupo Nefelino Minerais cuja estrutura pode ser considerada como derivada da -tridimita substituindo-se aproximadamente a metade de Si por Al, e entrando nela iontes de sódio para equilibrar a carga da estrutura. A nefelina, SiAlO4Na, cristaliza na tetartoedria hexagonal em prismas curtos associados ao pinacóide básico, constituindo o grupo de maior importância. Quase sempre de cor branca, apresenta-se também incolor e transparente, com brilho vítreo; nas fraturas tem brilho grasso intenso característico. Opticamente uniáxico negativo com refração e birefringência débeis. Mineral petrográfico de grande importância, contém uma quantidade variável de K que produz fenômenos de demistura similares aos dos feldspatos, dando cristais turvos e coloridos, denominados eleolita. Grupo Leucita Podem considerar-se derivados da cristobalita pelo mesmo fenômeno que o tratado no grupo anterior. São dimorfos com uma forma cúbica de temperatura alta e uma outra forma rôrnbica de baixa temperatura. A leucita, Si2AlO6K, apresenta-se em cristais incluídos, isolados, com formas geométricas perfeitas de trapezoedro regular (fig. 2), integradas por finíssimas lâminas macladas segundo a face do rombododecaedro em macia polissintética que afeta todo o cristal. Estas lâminas são rômbicas, porém ao submeter o cristal a uma temperatura de 600" C. homogenizam-se e o cristal torna-se isótropo; ao cair a temperatura reproduz-se o fenômeno. Branco com tonalidades acinzentadas e brilho vítreo, é translúcido, sendo muito raros os cristais transparentes. Refração e birrefringência débeis; é biáxico positivo, formando parte das rochas vulcânicas como elemento constitutivo (basaltos leucíticos). Grupo da Sodalita (Ultramarinas) A estrutura destes minerais baseia-se no arcabouço tridimensional de tetraedros (Si,Al)O4, tal e como se observa na lâmina E/l, com grupos Cl, SO4, S ou S2 que dispõem-se nos vértices e centros das faces da cela fundamental (fig. 3); cada grupo encontra-se rodeado por quatro oxigênios em disposição tetraédrica. As faces negativas neutralizam-se por Na ou Ca, que estão tangentes a três oxigênios do arcabouço e a um grupo negativo. Os termos principais são: sodalita, Si6Al6O24Na8Cl2, haüynita, Si6Al6O24(Na,Ca)4 - 8 (SO4)4 - 2 e lápis-lazúli ou lazurita, Si6Al6O24Na8S.
O lápis-lazúli (fig. 4), empregado como pedra de ornamentação desde a antigüidade, possui uma belíssima cor azul obscura intensa, não uniforme; translúcido em camadas delgadas, apresenta-se em agregados de grãos pequenos ou muito finos. Mineral de contacto, intimamente ligado às caliças, encontrase-lhe em Badakschan (Afeganistão) e, esporadicamente, no Chile. Grupo das Ceolitas Minerais com estruturas formadas por um arcabouço tridimensional de tetraedros (Si,Al)O4, com amplos canais que percorrem todo o cristal e onde alojam-se moléculas de água e cationtes ou aniontes. Caracterizam-se pelo seu conteúdo variável de água, o qual ao aquecer o cristal desaparece sem que este varie em absoluto de forma, e que colocado ou exposto a uma atmosfera úmida recupera, dependendo a quantidade de água que absorve da tensão de vapor desta última. No cristal desidratado, o lugar da água pode ser ocupado por moléculas neutras (NH3, Co2, álcool, etc). Uma outra característica é a facilidade com que intercambiam os iontes ou aniontes; é suficiente colocar uma ceolita bárica, a edingtonita, em contato com dissoluções que contenham iontes K, Ag, Na, etc, para que estes substituam o Ba, enquanto que este último passa, parte, à dissolução, sem que durante o fenômeno se observe o menor câmbio morfológico no cristal. Isto se deve à que os canais onde se acham os cationtes ou aniontes são suficientemente amplos para permitirem a livre circulação destes últimos, e ao mesmo tempo, a estrutura tridimensional de tetraedros é o suficientemente rígida para não sofrer modificação alguma durante o câmbio. Podemos sub-agrupar as ceolitas em: 1) Ceolitas cúbicas ou pseudocúbicas, com edifício ou estrutura tridimensional na que existem anéis de quatro e seis tetraedros alternativamente, semelhante aos das ultramarinas, como, por exemplo, a analema, Si2AlO6Na.H2O, cúbica (fig. 5) e a chabasita, Si4Al2O12(Ca,Na2).6H2O (fig. 6), romboédrica; 2) Ceolitas fibrosas, com cadeias de tetraedros unidas lateralmente entre si a intervalos irregulares e pouco freqüentes (fig. 7 e 8), como a natrolina, Si3Al2O10Na2.2H2O ; 3) Ceolitas foliadas ou laminares, formadas provavelmente por camadas de tetraedros unidas entre si debilmente e todavia, em alguns casos, estas uniões verificam-se através de moléculas de água ou de cationtes, como a heulandita, Si7Al2O18 Ca. 6H2O.
SUBCLASSE FILOSSILICATOS Nesta classe se reúnem um grande número de minerais com uma propriedade comum derivada da presença de camadas de tetraedros SiO4, em sua estrutura: todas possuem esfoliação perfeita segundo o pinacóide básico. Como já se indicou na lâmina E/l, a disposição dos tetraedros nas camadas pode ser tetragonal, como ocorre com a apofilita (fig. 1), ou bem hexagonal, mais apropriadamente pseudohexagonal, como acontece nas micas e na maioria dos filossilicatos. Filossilicatos com camadas hexaganais A base estrutural destes minerais são as camadas de SiO4, em disposição hexagonal, permanecendo em cada um dos tetraedros um oxigênio livre, e dirigidos todos eles no mesmo sentido (fig. 2). Estas camadas unem-se entre si, de diferentes maneiras, por meio de cationtes, fornecendo os tipos estruturais destes minerais. No talco, Si8O20(OH),Mg6, duas camadas de tetraedros se enlaçam através de ioetes de magnésio, de modo que cada Mg coordena com os dois oxigênios livres de cada camada e com dois grupos OH (fig. 3). O mineral é monoclínico, apresentando-se em agregados escamosos, a esteatita, cuja esfoliação oferece escamas finíssimas e de brilho nacarado e muito flexíveis. Em Espanha são numerosas as pedreiras (canteiras) em exploração, radicando a maioria na Catalunha (fig. 4). Quando os Si dos tetraedros acham-se parcialmente substituídos por Al, os estratos anteriores não ficam equilibrados eletricamente, senão que estão carregados negativamente, se unindo entre si por meio de cationtes alcalinos ou alcalinoterrosos, principalmente K e Ca (figura 5). O edifício continua oferecendo esfoliação fácil paralela à os estratos, porém a sua rigidez é muito maior. É a estrutura das micas, entre elas a moscovita, Si6Al2O20(OH)4Al4K2 e a biotita, Si6Al2O20 (OH)4. (Mg, Fe)6K2. As cloritas, minerais muito parecidos às micas, acham-se formadas por estratos iguais aos do talco, com camadas de brucita e de hidrargilita intercaladas (fig. 6). Sua composição química é extraordinariamente variável, formando-se às expensas das micas a temperaturas baixas. Podemos distinguir as ortocloritas e as leptocloritas; estas últimas sempre em agregados compactos, desprendem água a pouca temperatura. Entre as primeiras, citaremos a penni-na, Si6Al2O20(OH)l6Mg10Al2 (fig. 7), com
cristais de hábito romboédrico, cor verde azulada, brilho nacarino e forte pleocroísmo. Encontra-se-lhe, principalmente, nas piçarras cloríticas. Os minerais agrupados sob a denominação de «minerais da argila», estudam-se na lâmina seguinte. Finalmente, as serpentinas, Si2O9Mg3H4, formam um grupo heterogêneo no qual as camadas de SiO4 podem ficar reduzidas a estreitas faixas proporcionando minerais fibrosos como seja o crisotilo (figura 8) muito próximo aos anfibólios e de grande importância técnica, ou bem se manterem como na antigorita, denominada também de «serpentina foliada». Grupo das Micas Formam um conjunto de minerais com uma série de propriedades comuns. Todos eles têm simetria monoclínica, com hábito pseudohexagonal tabular, e apresentam um curioso polimorfismo estrutural devido à ordenação dos estratos em sua estrutura. Estes estratos são monoclínicos de por si, associados de modo que o conjunto é, por sua vez, monoclínico. Se dois destes estratos se unem de maneira que estejam virados num ângulo de 180", o efeito é corno se houvessem maclado dois cristais monoclínicos, fornecendo simetria rômbica; se são três ou seis os que se unem com giros de 120" ou de 60", o conjunto adquire simetria ternária ou senária, respectivamente. A especial estrutura destes minerais nos permite interpretar a sua composição química, ponto difícil no estudo das micas. Sob este esquema produzem-se uma série de substituições isomorfas, cujos principais termos são: os ricos em K e Al, de grande importância petrográfica, reunidos da família da moscovita, e aqueles que possuem Mg ou Fe, e que formam a família da biotita ou micas negras. Todos eles são biáxicos negativos, sendo suas folhas de esfoliação, excelente material para observar as figuras de interferência. MOSCOVITA, Si6Al2O20(OH,F)4Al2K2. — Cristais monoclínicos, de hábito tabular e de contorno hexagonal. Apresenta-se em agregados foliáceos, escamosos ou compactos, estcs últimos com aspecto de esteatita, denominando-se sericita. Incolor ou com tonalidades diversas, porém nunca obscuras, transparente a translúcido, de brilho nacarado e suave. É muito freqüente, embora não tanto como a biotita (fig. 9). BIOTITA, Si6Al2O20(OH)4(Mg,Fe)6K2. — Muito semelhante à anterior, diferencia-se dela pelas suas cores sempre obscuras e mesmo negras. Tem birrefringência forte e pleocroísmo muito elevado que vai desde uma tonalidade pálida até quase resultar opaca. É a mais abundante de todas as micas, sendo elemento essencial dos granitos junto com a ortosia e o quartzo e dos gneisses e micacitas. Altera-se com muita mais facilidade do que a moscovita, motivo pelo qual não é freqüente nos sedimentos.
Minerais da Argila
Grupo da Haloisita
Conjunto de silicatos alumínicos hidratados, alguns deles com magnésio ou ferro substituindo o alumínio, inteira ou parcialmente, e com metais alcalinos ou alealinoterrosos, como constituintes essenciais em alguns casos. Sempre em particular muito finos, formam a fração argilosa dos terrenos e são os componentes das jazidas argilosas, bentonitas, vermiculitas industriais, etc. Todos eles pertencem aos filossilicatos, agrupando-se de acordo com o tipo de estratos e o modo de se unirem estes na estrutura. Suas propriedades estão ligadas ao esquema estrutural de cada grupo.
A estrutura da haloisita está formada por estratos similares aos que tem a da caulinita, existindo entre eles uma quantidade variável de moléculas que correspondem aproximadamente à fórmula Si4O10(OH)8Al4.4H2O, quando o mineral está completamente hidratado. A haloisita desidrata-se a temperaturas relativamente baixas, perdendo toda a água de maneira irreversível e passando a metahaloisita, de estrutura similar à caulinita. Os cristais são de aspecto tubular (fig. 6), cedendo e absorvendo facilmente água, enquanto não cheguem à desidratação completa. Forma parte de algumas jazidas de bauxitas impurificando a hidrargilita.
Grupo do Caulim Minerais cuja estrutura está integrada por estratos formados por uma camada de tetraedros SiO4, e uma outra de octaedros AlO6, de maneira que os oxigênios livres da primeira formam parte da segunda ocupando dois vértices de cada octaedro e existindo nos outros vértices grupos OH (fig. 1). Os estratos não permitem com facilidade a entrada de cationtes, nem de moléculas de água entre eles, estando enlaçados por pontes hidrogênio, motivo pelo qual a capacidade de mudança da caulinita é muito reduzida. Cristalizam na singonia monoclínica, em massas terrosas, soltas ou compactas, formadas por escamas pequeníssimas, de contorno pseudohexagonal. Existem três espécies minerais que se distinguem, sobretudo, pelas suas diferentes condições de formação: caulinita, Si4O10(OH)8Al4 (figs. 2 e 3), formada a temperatura ambiente por meteorização de feldspatos, e principal componente dos caulins de importância técnica; dickita (fig. 4) de igual composição que o anterior e formado em condições hidrotermais; e nacrita, originado a temperaturas superiores. O caulim ou terra de porcelana é uma mistura destes minerais com alofana, fornecendo massas incoerentes, de aspecto terroso, plásticos quando se lhes agrega água, que se formam em quantidades exploráveis às expensas de rochas ricas em feldspatos (fig. 5). As jazidas de caulim não são freqüentes e onde se encontram têm surgido centros cerâmicos de fama mundial; a China, com seus famosos depósitos da província de Kiangsi é o primeiro pais produtor. Os depósitos de Cornualles e Devon (Inglaterra), os caulins franceses com os quais produzem-se as porcelanas de Limoges e Sévres, os alemães, etc, proporcionam o material para as indústrias cerâmicas e as do papel.
Grupo da Montmorillonita Estes minerais, que somente existem formando partículas extremamente pequenas, acham-se formados por estratos de duas camadas de tetraedros SiO4, unidas por Al, de modo que cada alumínio coordena com dois oxigênios libres de cada camada e com dois grupos OH (figura 7). Entre os estratos situam-se cationtes e moléculas de água, podendo separar-se ou aproximar-se de maneira reversível, ao aumentar ou diminuir, tanto a quantidade de cationtes, como o seu tamanho, ou bem a quantidade de água absorvida. Apresenta-se em massas suaves, escorregadiças, e que incham-se com a água, porém não chegam a serem plásticas, a diferença da caulinita. O seu nome provém das jazidas deste mineral existentes em Montmorillon, em Vienne (França). Grupo da Ilita Minerais que podem ser incluídos no grupo das micas, delas se diferenciando por se apresentarem sempre em partículas muito reduzidas e não tão bem cristalizadas (fig. 8). A sua estrutura é muito semelhante à da moscovita. Grupo da Vermiculita Denominam-se vermiculitas os minerais procedentes, por perda de álcalis e enriquecimento de água, de micas das mais variadas espécies. Todas elas têm a propriedade de folhar-se e curvar-se em forma de verme pela calor (fig. 9). As vermiculitas assim expansionadas empregam-se como isolante do frio e da calor nas modernas construções e têm grande aplicação como substratos em cultivos agrícolas artificiais.
SUBCLASSE INOSILICATOS Acha-se integrada por um conjunto bem definido de minerais que, apesar de variar amplamente em composição química, guardam relações muito concretas em suas propriedades ópticas, morfológicas e em sua esfoliação. A estrutura destes minerais contém infinitas cadeias de tetraedros SiO4, unidos entre si pelos vértices, permanecendo os oxigênios de cada tetraedro livres para enlaçarem com cationtes. As cadeias podem ser simples ou duplas (vide lâmina E/l), sendo esta a diferença essencial entre os dois grupos de minerais desta subclasse: piroxênios e anfibólios. As cadeias dispõem-se paralelamente ao terceiro eixo cristalográfico, ficando unidas entre si por cationtes; isto determina o aparecimento de uma esfoliação perfeita segundo as faces do prisma vertical, cujas linhas de cruzeiro formam ângulos distintos em ambos os grupos, devido à diferente largura em ambas as cadeias (fig. 1); este ângulo é de 87", nos piroxênios) e de 124", nos anfibólios, observando-se perfeitamente no pinacóide básico ou uma seção paralela a ele. Grupo dos Piroxênios Minerais petrograficamente muito importantes, cristalizados nas singonias monoclínica e rômbica, em formas mui similares, constituindo as séries dos piroxênios monoclínicos e dos piroxênios rômbicos. Todos eles possuem refração bastante elevada, birrefringência mediana e pleocroismo quase sempre débil. Série dos Piroxênios monoclínicos Contém dois grupos de cationtes de raio algo diferente, pelo que formulam-se Si2O6XY com Y= Ca, Mn, Na, K, e X = Mg, Fe, Al. DIOPSÍDIO, Si2O6MgCa. — Cristais prismáticos, com predomínio do 1" e 2" pinacóides, dando uma seção reta quase quadrada; macias polissintéticas segundo o 1." pinacóide. Também se apresenta em agregados granulosos e fragmentos informes. Via de regra, de cor verde a verde escura, às vezes incolor, amarela ou cinzenta. Brilho vítreo e transparente ou translúcido. Biáxico positivo, apresenta dispersão nas extinções. AUGITA, Si2O6MgCa, com Al2O3 e Fe2O3. Cristais incluídos ou implantados, de hábito diverso segundo a temperatura de formação, geralmente prismáticos curtos e de contorno octagonal. Agregados granulosos, ou informe e disseminado. Cor negra de piche a negra esverdeada e mesmo verde de alhoporro, dependendo a tonalidade da quantidade de ferro que contém. Risco verde acinzentado. Opaco, porém, translúcido em lâminas
delgadas. Biáxico positivo ou negativo, tem pleocroismo débil, porém perfeitamente perceptível e forte dispersão nas extinções (fig. 4). A proporção de Al2O3 oscila entre 4 e 12 por 100, e a de Fe2O3, entre 4 e 16 por 100. Mineral muito difundido e comum, é elemento essencial de muitas rochas, magmáticas, especialmente nas vulcânicas básicas. Série dos Piroxênios rômbicos Com somente cationtes de raio pequeno, podem ser considerados como termos da série isomorfa SiO3Mg-SiO3Fe. A sua estrutura é quase idêntica à do diopsídio (fig. 5). As propriedades ópticas variam com a relação Mg/Fe, sendo biáxicos positivos e pouco pleocróicos, os pobres em Fe, e negativos e com pleocroismo forte, os ricos em Fe. Têm extinção reta e birrefrigência débil. Cor verde clara a negra de piche, com brilho vítreo. Os componentes mais importantes são; enstatito, SiO3Mg (fig. 6), bronzita, SiO3(Mg,Fe) e o hiperstênio, SiO3 (Fe,Mg). Grupo dos Anfibólios (Antibólios) Similarmente aos piroxênios, cristalizam nas singonias monoclínica e rômbica, dando as séries de anfibólios monoclínicos e rômbicos. Não correspondem pela sua fórmula química a metassilicatos, contendo em sua molécula grupos hidroxilas, expressando-se (Si,Al)8O22X2Y5 (OH,F)2, com Y = Mg, Fe, Al, Mn, e X = Ca, Na, K. Série dos Anfibólios monoclínicos Distinguem-se dos piroxênios, essencialmente, no intenso pleocroismo, no ângulo das linhas de esfoliação e na extinção que forma um ângulo pequeno com o eixo vertical. ACTIONITA. — Mineral característico das piçarras cristalinas, apresenta-se em cristais prismáticos alongados, com o prisma vertical bem desenvolvido. Podemos distinguir duas variedades: a tremolita, Si8O22Ca2Mg5(OH)2, cuja estrutura (fig. 7) demostra a semelhança com o diopsídio; é de cor branca acinzentada ou verde muito clara, facilmente confundível com a wollastonita, apresentando-se em agregados radiados; uma outra variedade é a actinolita, com grandes quantidades de FeO, de cor verde obscura, em cristais prismáticos alongados incluídos. Por sua vez, a actinolita tem uma variedade denominada amianto, de grande interesse industrial, e que se apresenta em agregados fibrosos, de estrias muito flexíveis; algumas vezes, os agregados tornamse compactos, perdendo a sua flexibilidade e constituindo o couro de montanha.
HORBLENDA, Si8O22Ca2Mg5(OH)2, com Al2O3 e Fe2O3. Cristais de contorno hexagonal devido à existência do prima vertical e o 2." pinacóide, com poucas faces, de hábito prismático curto, e terminados por três faces que lhe dão aspecto de romboedro. Macias segundo o 1." pinacóide. Em agregados fibrosos, muito raro granulosos. Cor negra a negra esverdeada, com risco verde. Brilho vítreo. Forte pleocroísmo e extinção, formando ângulo algo maior, com o eixo vertical, do que o da actinota; biáxico negativo, via de regra. Mineral muito difundido e comum, é elemento essencial e acessório de muitas rochas eruptivas, encontrando-se-lhe também nas piçarras cristalinas, principalmente nas anfibolitas. SUBCLASSE SOROSILICATOS Grupo da Turmalina Minerais de fórmula complicada, com grande variação na sua composição química, formando uma série isomorfa com todos os termos de trânsito; o seu aspecto geral e propriedades físicas variam marcadamente com a composição química e a jazida. Podem referir-se à fórmula aproximada (Si6O27B3) (OH,F)4 XY.Y8 na que X representa cationtes grandes e o Y cationtes medianos. Cristalizam na hemiedria hemimórfica romboédrica, com hábito prismático devido à existência de um ou de mais prismas trigonais, que a miúdo apresentam curvaturas e estriação, coroados por pirâmides trigonais. Algumas vezes adquirem aspecto romboédrico ao desenvolver-se as faces de pirâmide numa e noutra extremidade do cristal (turmalina parda de Gouverneur, New York). Muito raro, cristalizam em macias. Não tem esfoliação. As variedades férricas são negras, apresentando as restantes as cores mais diversas, alguma vez com coloração zonal. Pleocroísmo muito forte, absorvendo o raio ordinário totalmente, motivo pelo qual empregam-se como instrumento para polarizar a luz. O seu hemimorfismo é patente nas propriedades físicas, sendo fortemente piroelétricas. Mineral tipicamente de contacto, de formação neumatolítica, presença de boro, acha-se ligado às rochas profundas e filonianas, especialmente com o granito. Atualmente tem se demonstrado que o B pode provir das rochas sedimentares. Abundante em paragênesis com quartzo nos pegmatitos. É encontrado en numerosas localidades, entre as que destacaremos o estado de Minas Gerais (Brasil) (fig. 1), nos filões bolivianos, ao que parece de origem hidrotermal, e na Califórnia (fig. 3). Em Espanha é muito abundante, encontrando-se-lhe em Cabo
Creus, Salamanca, Tibidabo, etc. As variedades se distinguem umas das outras pela sua cor: acroita, incolor; rubelita. vermelha (fig. 2); indigolita, azul, etc. Grupo do Berilo O berilo, Si6O18Al2Be3, é um sorossilicato com anéis de seis tetraedros sobrepostos em direção vertical de modo a formarem um cilindro com eixo senário; os anéis acham-se unidos entre si, vertical e lateralmente, por átomos de Al e Be, em coordenação senária e quaternária, respectivamente. A estrutura possui canais verticais onde podem ficar retidos iontes estranhos. Cristais holoédricos hexagonais, incluídos ou implantados, de hábito prismático, que podem ser de tamanho enorme. Macias muito raras. Esfoliação perfeita segundo o pinacóide básico; frágil. Cor branca com matiz esverdeado a diversas tonalidades de verde, amarelento, azulado, etc; transparente como a água a turvo e opaco. Brilho vítreo. Opticamente uniáxico negativo, com refração e birrefringência médias, costuma apresentar anomalias ópticas devido à tensões. É o mais freqüente dos minerais de berilo, formando-se nos pegmatitos, ou por ação hidrotermal, como as esmeraldas colombianas. Devemos distinguir duas variedades: o berilo nobre e o berilo comum. O primeiro, transparente e de belas colorações, constitui uma das pedras preciosas mais estimadas; a esmeralda, de cor verde intensa, sendo especialmente belas as da mina Muzo (Colômbia); a água-marinha, de cor amarela, verde-mar e azul, sendo famosas as encontradas em Minas Gerais (Brasil) (fig. 5), com exemplares de 48 cm. de longitude e 110 kg. de peso; a morganita, de cor rosada, etc. Grupo da Vesubiana A vesubiana ou idocrasa Si9O34(OH)4 (Mg,Fe)2Al4Ca10, possui uma estrutura estreitamente relacionada com a das granadas, de grande complexidade com grupos Si2O7 e SiO4 independentes e que enlaçam-se através do Mg e do Fe em coordenação octaédrica. Cristaliza na holoedria tetragonal, em prismas curtos de magnífico desenvolvimento, ou em agregados granulosos: a colofonita de Arendal. Cor parda e verde de várias tonalidades, a miúdo com cor de groselha e colofônia; transparente a translúcida resinosa. Uniáxica negativa, com birrefringência muito débil. Mineral metamórfico característico, encontra-se-lhe nas piçarras cristalinas de numerosos lugares; no rio Wilui (Sibéria Oriental) existe uma variedade denominada wiluita (fig. 6).
SUBCLASSE NESOSSlLICATOS Grupo da Olivina Minerais pseudohexagonais, cuja estrutura é aproximadamente um empacotamento hexagonal compacto de oxigênios, no qual os Si acham-se em espaços de simetria tetraédrica independi/ando grupos tetraédricos SiO4, e os Mg ou Fe em espaços de simetria octaédrica coordenados com os oxigênios por enlace polar (fig. 1). Esta disposição comunica ao mineral forte birrefringência, grande dureza e peso específico elevado. A olivina pode ser considerada como uma mistura isomorfa da forsterita, SiO4Mg2, da fayalita, SiO4Fe2 e da tefroita, SiO4Mn2, sendo o mais freqüente a mistura isomorfa equimolecular das duas primeiras. Cristais soltos ou incluídos da holoedria rômbica, com numerosas facetas. Macias de compenetração em cristais granulosos. Esfoliação boa segundo o 2." pinacóide. Cor verde de garrafa a verde obscura, às vezes, amarelenta, parda e até incolor. Biáxica negativa, apresentando freqüentemente estrutura zonal. É elemento essencial das rochas eruptivas básicas, formando por si só uma rocha denominada peridotito (fig. 2); é encontrado como mineral metamórfico ' em piçarras cristalinas. Em Espanha abunda, especialmente na província de Gerona. Grupo das Granadas Minerais de composição química muito variável, respondendo à fórmula (SiO4)3X3Y2, com Y = Fe, Al, Cr, Ti (trivalentes) e X=Ca, Mg, Fe, Mn (divalentes). A sua estrutura, bastante complicada, está formada por uma rede de tetraedros de SiO4 e de octaedros AlO6 unidos entre si pelos vértices, com átomos de Ca nos interstícios, coordenando com oito oxigênios (fig. 3). Cristalizam em rombododecaedros da holoedria regular, combinados com o trapezoedro, e menos freqüentemente, com o trioctaedro. Cristais isolados, incluídos ou implantados, às vezes, de grande tamanho; soltos em pedras iodadas e nas areias. Esfoliação muito imperfeita. De todas as cores, exceto a azul, com maior freqüência são vermelhos tirando a pardacentos, transparentes a opacos, com brilho vítreo. Refração elevada e, às vezes anômalos opticamente. Apresentam estrutura zonal. Minerais petrográficos de grande importância e muito freqüentes, jazem em rochas diversas, segundo as suas variedades. As mais importantes são: grossulária, Si3O12Al2Ca3, incolor,
vermelha jacinto ou amarela de âmbar (fig. 4); andradita, Si3O12Fe2Ca3, parda e mesmo negra, brilho grasso ou resinoso intenso; mineral típico de contacto, é encontrado disseminado e nas fendas das piçarras cristalinas; melanita, igual fórmula que a anterior, porém com elevado conteúdo de titano, de forte cor negra, é elemento primário das rochas eruptivas; piropo, Si3O12Al2Mg3 (fig. 5), cor vermelha de sangue, em grãos arredondados; é apreciado em joalheria, sobretudo os exemplares procedentes das serpentinas de Merowitz denominados granadas de Bohemia; almandina, Si3O12Al2Fe3 (fig. 6), cor vermelha ou parda, algumas vezes com reflexos azulados, incluído em gneisses e micacitas; espessartita, Si3O12Al2Mn3, cor amarela a parda avermelhada, encontra-se principalmente em pegmatitos, embora possa também ser encontrada intercalada como verdadeira rocha: a espessartinita, entre as piçarras cristalinas de Minas Gerais (Brasil). Grupo do Epídoto Conjunto de minerais de fórmula geral (SiO4)3(OH) (Al,Fe)3 Ca2, na que uma parte do Ca pode estar substituído por terras raras. O epídoto cristaliza na holoedria monoclínica, em cristais com grande número de formas, alongadas ou compridas, segundo a direção do eixo de simetria, acumulando-se as facetas em ambas as extremidades e dando magníficos desenvolvimentos zonais (figs. 7 e 8). Macias freqüentes segundo o 1." pinacóide. Apresenta-se em cristais em forma de lança, reunidos em feixes, e também em massas informes em agregados radiados que, quando são verdes, constituem a pistacita. Esfoliação perfeita segundo o 3." pinacóide. Via de regra, de cor verde escura e brilho vítreo, é raras vezes transparente, podendo, porém, com freqüência, ser translúcido. Risco cinzento. Opticamente biáxico negativo, tem dispersão forte e marcado pleocroísmo. Mineral muito difundido, é o principal elemento de contacto metamórfico, como componente das caliças granulosas; forma-se também na decomposição térmica dos feldspatos, sendo encontrado em cristais implantados nas drusas e fendas dos granitos; são magníficos, pela sua beleza, os cristais de Zermatt (Suíça). Em Espanha é mineral muito comum. Grupo dos Aluminissilicatos
Série Andaluzita - Distênio - Sillimanita Minerais de igual composição química, SiO5Al2, formam um caso notável de polimorfismo. A estrutura destas três
formas polimorfas contém cadeias de grupos AlO6, nos que os oxigênios ocupam os vértices de um octaedro algo deformado, unidos entre si por uma aresta. Na sillimanita, estas cadeias se enlaçam por meio de átomos de silício que estão entre quatro oxigênios em disposição tetraédrica, formando grupos SiO4, independentes, e por átomos de alumínio exatamente na mesma disposição. Os átomos de Si e de Al estão colocados em disposição, alterna (fig. 1). Na andaluzita, estas cadeias encontram-se unidas lateralmente por átomos de Si que, situados entre quatro oxigênios, formam grupos SiO4, do mesmo modo que na sillimanita, porém, os Al estão coordenando com cinco oxigênios. Este é o único caso conhecido em que o Al apresenta uma coordenação deste tipo (figura 2). No distênio as cadeias se unem por meio de átomos de Si fornecendo o grupo SiO4, e por átomos de Al, embora em coordenação senária, de modo que os oxigênios estão assim mesmo nos vértices de um octaedro (fig. 3). O conjunto de oxigênios acha-se disposto de modo similar ao de um empacotamento compacto. A diferença essencial entre os três minerais consiste no tipo de coordenação de um dos Al da fórmula, que é de ordem quatro, na sillimanita; cinco, na andaluzita; e seis, no distênio. Apesar da existência de cadeias de AlO6, os grupos SiO4 encontram-se isolados na estrutura, devendo ser incluídos entre os nesossilicatos. ANDALUZITA, SiO5Al2 — Cristais muito simples da holoedria rômbica, em forma de prismas grossos, de seção quase quadrada (fig. 4), podendo ser encontrados também prismas compridos e delgados que contém um núcleo obscuro, geralmente de forma cruciforme, formado por resíduos de matéria carbonosa interpostos no cristal; esta variedade denomina-se quiastolita, e os cristais acham-se incluídos em piçarras argilosas (fig. 5). Via de regra, de cor cinzenta avermelhada, pode apresentar-se em diversas colorações. Brilho vítreo e translúcido; muito raro, transparente. Opticamente biáxico negativo. É um mineral tipicamente metamórfico, muito difundido, encontrando-se em massas consideráveis naqueles lugares onde as piçarras estão em contacto íntimo com o granito. DISTÊNIO ou CIANITA, SiO5Al2 — Cristais triclínicos holoédricos, incluídos, lineares, de hábito prismático-tabular, com o 1.º pinacóide ligeiramente ondulado e
riscado transversalmente. Apresenta-se em macias segundo numerosas leis, uma delas com o 1." pinacóide como plano de macia, sendo, a miúdo, polissintético. Abundante em agregados radiais, tem esfoliação perfeita segundo o 1." pinacóide, e patente, segundo o 2." pinacóide. É típica deste mineral a diferença de dureza na direção vertical (paralelamente ao prisma), de 2 a 4 1/2 e na transversal, de 6 a 7. Via de regra, de cor azul, pode também apresentar-se com outras cores; brilho nacarado, na superfície de esfoliação, e vítreo, no resto. Mineral metamórfico e característico das piçarras cristalinas, é componente dos gneisses e das micacitas. São encontrados belos cristais nas piçarras de Monte Campione, em Tessino (Suíça) (fig. 6). Grupo Topázio - Estaurolita TOPÁZIO, (SiO4/F2) Al2. — Mineral cristalizado na holoedria rômbica, tem uma estrutura composta de grupos octaédricos, em redor do Al, e tetraédricos, em redor do Si, como nos restantes minerais deste grupo. Quatro dos seis átomos que rodeiam o Al são oxigênios pertencentes a grupos SiO4, enquanto que os dois restantes são F. Estes últimos podem estar parcialmente substituídos por OH (figura 7). Apresenta-se em cristais implantados muito ricos em formas, quase sempre prismáticos curtos, podendo também ser encontrado em massas informes, em grandes pedaços semelhantes ao feldspato. Esfoliação perfeita segundo o 3." pinacóide, com linhas de cruzeiro muito patentes. Dureza elevada e peso específico semelhante ao do diamante. Quase sempre de cor amarela do vinho, também incolor, azul marinho, rosado, etc; os cristais de coloração intensa costumam palidecer por efeito da luz diurna. Brilho vítreo; transparente a translúcido. Opticamente biáxico positivo, com refração e birrefringência médias; alguns topázios têm inclusões líquidas microscópicas. A substituição parcial do F por OH é a causa da variabilidade no seu comportamento óptico. Este mineral é tipicamente neumatolítico, especialmente ligado à granitos, associado com a cassiterita. Magníficos, cristais de topázio são encontrados no Brasil, onde existe uma variedade original denominada pingos d'água, notável pela grande quantidade de inclusões líquidas que contém (figs. 8, 9 e 10).
ESTAUROLITA, 2SiO5Al2Fe(OH)2 — Cristais pertencentes à holoedria rômbica, de hábito prismático, muito simples de formas; macias de compenetração muito freqüentes, com os dois individuos formando ângulo reto: cruz de Bretanha, ou bem um ângulo aproximado de 60": cruz de Santo André (fig. 1). Sua estrutura, parecida com a do distênio, é um empacotamento cúbico compacto de oxigênios, situando-se os Si e Al em espaços tetraédricos e octaédricos, respectivamente; de fato, podemos considerá-lo como sendo um mineral composto de camadas alternadas de distênio e hidróxido ferroso, coordenadas entre si. Tem esfoliação patente segundo o 2.º pinacóide, é duro, de brilho vítreo, de parda avermelhada a parda tirando a negra e translúcido ou opaco. Opticamente biáxico positivo e muito pleocróico. É mineral metamórfico, a miúdo associado com distênio em algumas piçarras. É famosa a estaurolita de Santiago de Compostela (Espanha), sendo muito abundante nas areias das rias de Galíza. Grupo Zircão Mineral cristalizado na holoedria tetragonal, formado estruturalmente por grupos tetraédricos SiO4 unidos através de iontes Zr, de modo que cada cationte está rodeado de oito oxigênios dispostos a distâncias iguais quatro a quatro (fig. 3). O zircão SiO4Zr, apresenta-se em cristais incluídos e desenvolvidos em lodo o seu contorno, com hábito prismático ou piramidal (fig. 4). Freqüentemente, em cristais rodeados e soltos em grãos, nunca em massas informes. Via de regra, de cor parda e vermelha pardacenta, às vezes, amarela, cinzenta, verde e incolor. Brilho vítreo, quase adamantino. Transparente e translúcido (zircão nobre) ou turvo a opaco. Opticamente uniáxico positivo, com refringência forte e birrefringência média. As variedades do zircão, muito apreciadas em joalheria, constituem o jacinto, de cor vermelha amarelenta, e o jargão de Ceilão, incolor ou ligeiramente amarelento. Quimicamente contém até 4% de hafnio e algo de tório substituindo o zircônio; é elemento radioativo das rochas que o contém. A decomposição radioativa do tório transforma a rede do mineral, observando-se pouca dureza, coloração turva e grande diminuição da refringência e birrefringência. Nas rochas eruptivas acha-se muito difundido ao estado microscópico. Devido à sua dureza, encontrase-lhe como pedra rodada em parcéis gemíferos e nas areias de rios e mares, juntamente com a espinela e o coríndon. Distingue-se das pedras preciosas com as que jaz nos parcéis, pelo seu elevado peso específico, superior ao de todas elas. Em Espanha é encontrado, principalmente, nas areias das rias de Galíza.
Grupo do Titanita A titanita, SiO5TiCa, apresenta-se em cristais de tipo muito diverso, pertencentes à holoedria monoclínica; os cristais contidos nas rochas eruptivas têm forma de envelope, variedade denominada grothita, e os implantados nas fendas alpinas são tabulares ou fortemente prismáticos. Macias de compenetração freqüentes com o 1.º pinacóide como plano de macia. Esfoliação manifesta segundo as faces de prisma vertical; dureza média e peso elevado. Cor amarela esverdeada ou parda tirando a vermelha e negra; brilho resinoso imenso; transparente a opaco. Opticamente biáxico positivo, com refração e birrefringência fortes. Sua estrutura acha-se composta por grupos de SiO4 unidos através de átomos de Ti em coordenação octaédrica com seis oxigênios, e de Ca, rodeado por sete oxigênios, dando um grupo difícil de ser encontrado em outros minerais (figura 5). Quimicamente, contém terras substituindo o titânio; e nas variedades em que o ítrio substitui parcialmente o cálcio, o titânio é, por sua vez, substituído por Al ou Fe para compensar as cargas elétricas. Os cristais implantados, amarelos ou verdes, que jazem em lendas de rochas eruptivas, denominam-se esfênio (fig. 7). A titanita comum das rochas eruptivas e piçarras cristalinas é sempre de cor parda avermelhada. Nas caliças granulosas de Greenville e Elmsley (no Canadá), existem bons cristais. Em Espanha, em Roca Negra, perto de Olot. Grupo dos Borossilicatos Minerais de estrutura pouco conhecida, porém com dureza, peso específico e índices de refração próprios de uma estrutura em tetraedros SiO4 isolados. AXINITE, (SiO4)4Al2BHCa2(Fe, Mg Mn). Cristais triclínicos, de hábito mais ou menos tabular e de arestas geralmente cortantes. Apresenta-se em massas informes e em agregados testáceos. Esfoliação bastante marcada segundo o 2." pinacóide. De cor parda, tirando a cinzenta e violeta, azul ou esverdeada, vermelha, muito raro; brilho vítreo forte; transparente a translúcido. Opticamente biáxico negativo, com refração e birrefringência médias; à luz, ultra-violeta, apresenta pleocroísmo muito forte. É piroelétrico (fig. 6). Mineral pertencente à zona de contacto das rochas eruptivas, encontram-se belos cristais nas jazidas de magnetita da Saxônia. Em Espanha podemos citar a localidade de Montmany.
Classe MINERAIS RADIOATIVOS A principal fonte de minerais radioativos, economicamente beneficiáveis, são os óxidos e sais de urânio. Nos últimos anos têm se descrito uma série de elementos radioativos, porém, a sua quantidade e as condições de jazer, fazem com que se os deva considerar como etapas de transição, ou bem como formações muito raras que se apresentam extraordinariamente localizadas. Apesar de o urânio ser um elemento raro na crosta terrestre, devido a se encontrar muito disseminado em rochas intrusivas, principalmente pegmatitos, são escassas as jazidas exploráveis que se encontram. Os minerais de urânio mais importantes são os óxidos, anídridos ou hidratados, que podem reunir-se no grupo da uranita e os fosfatos duplos, de radical uranilo e de um cationte divalente, que se congregam nos grupos da tobernita e da metatorbernita. Grupo da Uranita Compreende os óxidos de zircônio, urânio e tório, badeleita (brasilita), ZrO2, uranita, UO2 e torianita, ThO2, e urna série de produtos de alteração da uranita, alguns deles não cristalinos, com conteúdo de água variável, brilhantemente coloridos de laranja e de amarelo e com esfoliação perfeita segundo o plano basal, cujos princípios representantes são a gumita, UO3.nH2O (fig. 1) e a curita, 2PbO.5UO3. 4H2O (fig. 2). Estas últimas fórmulas são aproximadas, já que a quantidade de chumbo existente nestes minerais, no suposto que todo ele é radiogênico, fornece a idade de sua formação com bastante aproximação. Por este método conhece-se que as jazidas de Joachimstal têm 207 milhões de anos, as de Katanga, 665, e as de Dakota do Sul, 1667. URANINITA, UO2 — Cristais cúbicos, nas jazidas encravadas em pegmatitos; nos filões, apresenta-se em massas informes e compactas. Quase sempre alterado fortemente por decomposição radioativa. Estrutura tipo fluorita, igual à da torianita, com o U ou o Th em posição do Ca, e os O na posição do F. A badeleita tem o mesmo tipo estrutural, ligeiramente distorcido.
Cor negra de piche a parda ou verde; risco verde obscuro a negro pardo; brilho pardo, nas fraturas recentes, e, via de regra, mate. Opticamente, isótropo e opaco. Encontram-se ricos depósitos de uranita no Congo Belga, no Canadá (fig. 3) e na Tchecoslováquia. Atualmente tem se descoberto jazidas uraníferas perto de Ciudad Rodrigo, em Salamanca e em Cáceres (Espanha). Grupos da Torbernita e da Metatorbernita Minerais que respondem aproximadamente à fórmula (PO4)-(UO2)2A.nH2O, sendo A=Cu, Ca, Ba ou Mg. Ambos os grupos possuem estruturas estreitamente relacionadas. Contém camadas de tetraedros PO4, junto com octaedros distorcidos nos que o urânio está no centro, e nos vértices há oxigênios, porém, de maneira que dois deles estão a distância menor, isolando o grupo uranilo UO2. Estas camadas acham-se unidas pelos cationtes divalentes e por moléculas de água que possuem bastante mobilidade, apresentando analogias com as ceolitas folhosas. A diferença entre os dois grupos se estriba na posição relativa das camadas, deslocadas uma metade da aresta fundamental num grupo respectivo do outro. TORBERNITA, (PO4)2(UO2)2Cu.8-12H2O. Cristais holoédricos tetragonais com poucas facetas e hábito tabular grosso ou piramidal. Esfoliação perfeita segundo o pinacóide básico. De cor verde esmeralda a verde erva, com brilho adamantino e transparente ou translúcido, tem um aspecto belo e magnífico. É um produto de oxidação da uranita; portanto, é mineral secundário. Encontra-se em abundância en Kasolo, Chinkolobwe, e em todo o distrito de Katanga (fig. 4). ANTUNITA, (PO4)2(UO2)2Ca.10-12H2O. — De propriedades morfológicas e físicas muito semelhantes à torbernita, possui cor amarela limão a verde amarelenta ou verde pálida. À luz ultra-violeta é extraordinariamente fluorescente, com cor amarela esverdeada (fig. 5).
ÍNDICE ALFABÉTICO Acroíta ........................... Actinolita ....................... Adularia ......................... Ágata .............................. Aguamarinha ................ Albita ............................ Alexandrita ..................... Almandina ..................... Alumogel ...................... Amazonita .................... Amianto ......................... Analcina ........................ Andaluzita ..................... Andesita ........................ Andradita ............... Anglesita ....................... Anidrita ......................... Anortita ........................ Antigorita ..................... Antimonita ..................... Apatito .......................... Apofilita......................... Aragonito ...................... Argentita ....................... Atacamita ...................... Autunita ......................... Axinita .......................... Azurita .......................... Baddeleyita.................... Baritina.......................... Bauxita .......................... Berilo ............................ Biotita ........................... Bismutita ...................... Blenda ........................... Boracita ........................ Bórax ............................. Bronzita ........................ Calcanita ....................... Calcedônia ..................... Calcita .......................... Calcopirita .................... Calcosina ...................... Caolinita .................. Carnalita ....................... Carneola......................... Casiterita ................. Caulim ........................... Celestina ....................... Cerusita ........................ Cinábrio.......................... Clorita ........................... Cobaltina ...................... Cobre ............................. Colemanita .................... Colofonita ..................... Coríndon ........................ Criolita ........................... Crisoberilo ..................... Crisotilo......................... Cristal de rocha Crocoíta ... ..................... Curita ............................. Chabasita .......................
E/8 E/7 E/3 E/2 E/8 E/3 C/3 E/9 C/6 E/3 E/7 E/4 E/10 E/3 E/9 D/4 D/4 E/3 E/5 B/7 D/7 E/5 D/3 B/4 C/2 F/l E/11 D/3 F/l D/4 C/6 E/8 E/5 B/7 B/4 D/l D/l E/7 D/5 E/2 D/2 B/5 B/4 E/6 D/l E/2 C/5 E/6 D/4 D/3 B/6 E/5 B/8 B/l D/l E/8 C/4 C/2 C/3 E/5 E/2 D/6 F/l E/4
Diamante ....................... Diáspora ........................
B/3 C/6
Dickita .....................
E/6
Diopsídio ...................... Distênio ......................... Edingtonita ................... Eleolita .......................... Enxofre .......................... Enstatita ........................ Epídoto ......................... Epsomita ....................... Eritrina .......................... Esfênio ......................... Esmeralda ..................... Esparraguima ... Espato de Islândia. Espessartita ................... Espinela ........................ Estaurolita ..................... Esteatita ...................... Estibinita ....................... Fayalita ......................... Ferberita ................. Fluorita ......................... Forsterita ....................... Fosforita ....................... Caiena ........................... Gesso ............................ Grafito ........................... Granada ........................ Grosulária ..................... Grothita ......................... Gummita ...................... Halloysita ..................... Haüynita ....................... Heliotrópio..................... Henlandita..................... Hidrargilita ................... Hiperstênio ................... Horblenda ..................... Hübnerita ...................... Idocrasa.......................... Illita .............................. Indigolita ...................... Jacinto ..................... Jargão de Ceilão ... Jaspe ............................. Kernita .......................... Labradorita ... Lápis-lazúli .................. Leucita .......................... Limonita ........................ Magnetita ...................... Malaquita ...................... Marcassita ..................... Melanita ........................ Melanterita..................... Metatorbernita ... Microclina .................... Millerita ........................ Mispíquel ...................... Monazita ................ Montmorillonita ... Morganita .....................
E/7 E/10 E/4 E/4 B/2 E/7 E/9 D/5 D/7 E/11 E/8 D/7 D/2 E/9 C/3 E/10 E/5 B/7 E/9 D/6 C/2 E/9 D/7 B/6 D/5 B/2 E/9 E/9 E/11 F/1 E/6 E/4 E/2 E/4 C/6 E/7 E/8 D/6 E/8 E/6 E/8 E/11 E/11 E/2 D/l E/3 E/4 E/4 C/6 C/3 D/3 B/8 E/9 D/5 F/l E/3 B/5 B/8 D/7 E/6 E/8
Moroxita ....................... Moscovita ..................... Nacrita .......................... Natrolita ........................ Nefelina ........................ Nigrina .......................... Niquelina ...................... Nitrato sódico ... Oligisto .......................... Olivina ........................... Ônix ............................... Opala ............................. Opala, variedades da ............................... Orpimento .................... Ortosa ............................ Ouro............................... Pennina ......................... Pirargirita ...................... Pirita ............................. Piromorfita ................... Piropo ........................... Pirrotina ........ Pistacita ........................ Prata ............................. Proustita ........................ Quartzo........................... Quartzo, variedades do .............................. Realgar .......................... Rubelita ........................ Rubi oriental ................. Rutilo ...................... ... Safira oriental ... Sal gema ........................ Sanidina ... .................... Scheelita ........................ Sílex .............................. Sillimanita ..................... Silvina ........................... Sodalita ......................... Sperrylita ....................... Talco .............................. Tefroíta ......................... Tetraedrita ..................... Tiranita .......................... Topázio ......................... Torbernita ...................... Torianita ........................ Tremolita ....................... Turmalina....................... Turquesa ....................... Uraninita ........................ Vermiculita ................... Vesubiana ..................... Vivianita ....................... Wiluita .......................... Witerita ......................... Wolframita ..................... Wulfenita ...................... Wurtzita ......................... Zircão ...........................
D/7 E/5 E/6 E/4 E/4 C/5 B/5 D/l C/4 E/9 E/2 E/2 E/2 B/7 E/3 B/l E/5 B/7 B/8 D/7 E/9 B/5 E/9 B/l B/7 E/2 E/2 B/7 E/8 C/4 C/5 C/4 C/l E/3 D/6 E/2 E/10 C/l E/4 B/8 E/5 E/9 B/5 E/11 E/10 F/l F/l E/7 E/8 D/7 F/l E/6 E/8 D/7 E/8 D/3 D/6 D/6 B/4 E/11
QUADRO DAS MATÉRIAS CRISTALOGRAFIA A1. — Que é um mineral? — Estrutura interna da matéria cristalina. A2.
— Simetria cristalina. — Sistemas cristalinos. — Constantes cristalográficas. — Formas cristalinas. A3. — Sistema cúbico o regular. A4. — Sistema tetragonal e sistema hexagonal. A5. — Sistema romboédrico, sistema digonal e sistema triclínico. A6. — Agregados cristalinos. A7. — Propriedades ópticas dos cristais.— Sinal óptico. A8. — Microscópio polarizante. — Polarização rotatória.
MINERALOGIA Classe I. Elementos
Classe V. Oxisais com oxigênio em coordenação ternária D1. — Subclasse Boratos, e Subclasse Nitratos. D2. — Subclasse Carbonates: Série da Calcita. D3. — Subclasse Carbonatos: Série do Aragonito.
Classe VI. Oxisais com o oxigênio em coordenação quaternária D4. — Subclasse Sulfatos anidros. D5. — Subclasse Sulfatos hidratados. D6. — Subclasse Cromatos, e Subclasse Molibdatos e Wolframatos.
Classe VII. Fosfatos, Arseniatos e Vanadatos D7.
— Subclasse Minerais anídridos, Subclasse Minerais hidratados.
B1. — Metais. B2. — Não metais: Enxofre e grafita
Classe VIII. Silicatos
B3. — Não metais: Diamante.
Classe II. Sulfuretos B4. — Grupos: Argentita-Calcosina, BlendaWurtzita. B5. — Grupos: Calcopirita, e da Niquelita. B6. — Grupos: Caiena, e do Cinábrio. B7.
— Grupos: Antimonita, das Pratas Vermelhas, e Realgar-Orpimento. B8. — Grupo Pirita-Marcassita.
Classe III. Sais halóides C1. — Sal gema, Silvita, e Carnalita. C2. — Fluorita, Criolita, e Atacamita.
Classe IV. Óxidos C3. — Grupo Espinela-Magnetita. C4. — Grupo Coríndon. C5. — Grupo do Rutilo. C6. — Hidróxidos e Hidratos: Hidróxidos de Alumínio, e de Ferro.
e
E1. — Silicatos (Generalidades). E2. — Subclasse Tectossilicatos: Grupo do Quartzo E3.
— Subclasse Tectossilicatos: Grupo Feldspatos: Séries dos monoclínicos e dos triclínicos.
E4.
— Subclasse Tectossilicatos: Grupos Nefelina, Leucita, da Sodalita (Ultramarinas) e das Ceolitas. E5. — Subclasse Filossilicatos: Grupo das Micas. E6. — Subclasse Filossilicatos: Minerais da Argila. E7. — Subclasse Inosilicatos. E8. — Subclasse Sorosilicatos. E9. — Subclasse Nesossilicatos: Grupos da Olivina, das Granadas, do Epídoto e dos Aluminossilicatos. E10.
— Subclasse Nesossilicatos: Topázio-Estaurolita.
Grupo
E11. — Subclasse Nesossilicatos: Grupos Zircão, da Titanita e dos Borossilicatos.
Classe Minerais radioativos F1. — Minerais radioativos.
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