Antonio Liccardo Mineralogia de silicatos e sua aplicação...
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Antonio Liccardo
Mineralogia de silicatose sua aplicação na gemologia
Área de Mineralogia-Gemologia
UFOP
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Programação
• O que são silicatos
• Polimerização dos silicatos
• Propriedades físicas e químicas
• Gemas do grupo dos silicatos
• Bibliografia recomendada
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• O que são silicatos
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• O que são silicatos
• Silicatos constituem 92% da composição da crostaterrestre.
• A poderosa ligação entre os íons de Si e O é,literalmente o cimento que mantém unida a crosta daTerra.
• Ligação iônica e covalente (50-50%)
• Interpenetração das superestruturas atômicas
• Cada íon de O tem o potencial de ligar-se com outro Oou de entrar em outro agrupamento tetraédricooriginando uma diversidade de configurações.
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• O que são silicatos
O Si4+ localizado naregião central, estárodeado por quatroátomos de oxigênio.
A estrutura básicados silicatos é otetraedro (SiO4)
4-.
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• O aumento de configurações ou agrupamentosé chamado polimerização.
• O compartilhamento de oxigênios entretetraedros adjacentes pode gerar estruturasde um alto grau de coesão (ex. quartzo)
• Quanto mais alta a temperatura deformação mais baixo o grau de polimerização
• Polimerização dos silicatos
Coesita – SiO2 polimorfo de alta pressão do quartzo encontrado em zonas de impacto de meteorito e como inclusão em diamantes
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• Polimerização dos silicatos
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• Polimerização dos silicatos
Elementos que podem participar na estruturaquímica dos silicatos:
• Alumínio, Magnésio, Ferro, Manganês, Titânio,Potássio, Rubídio, Bário, Berílio, álcalis e terrasraras, entre outros.
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• Polimerização dos silicatos
Dana, 1959
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• Polimerização dos silicatos
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• Nesossilicatos
Grupo da Olivina
Grupo da Fenacita
Grupo da Granada
Grupo do Zircão
Grupo do Al2SiO5
Grupo da Condrodita
ForsteritaFayalita
Zircão
CondrolitaDatolitaTitanitaDumortierita
AndaluzitaSillimanitaCianitaTopázioEstaurolita
PiropoAlmandinaEspessartitaAndraditaGrossuláriaUvarovita
FenacitaWillemita
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• Nesossilicatos
Fenacita - Be2 (SiO4)
Ocorre principalmente em rochas ígneas básicas,ultrabásicas e mármores magnesianos. Principalconstituinte do manto superior e da crostaoceânica. Mineral de fácil decomposição
Crisólita - Peridoto
(Mg,Fe)2SiO4Olivina
Zircão - ZrSiO4
Jacinto
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Tsavorita – Ca
Espessartita - Mn
Piropo - Mg
Uvarovita – Ca e Cr
Almandina - Fe Grossulária - Ca
- Aparece em rochas metamórficas, associadas com
hornblenda e augita.- É resistente ao intemperismo- Tipos ricos em Ca alteram-se mais rapidamente do que ostipos ricos em Fe,Mg, Al.- Exemplo de mineral isoestrutural, não obstante a quantidadede elementos que podem participar de sua estrutura
• Nesossilicatos
GRANADA -(Ca,Mg,Fe,Mn)3(Al,Fe,Cr)2(SiO4)3
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Andaluzita – Al2SiO5Pleocroismo forte
• Nesossilicatos
Cianita – Al2SiO5Dureza desigual
Titanita (Esfênio) –CaTiO (SiO4 )IR alto - dispersão
Dumortierita(Al,Fe)7O3 (BO3) (SiO4 )
Quiastolita – Pedra cruzInclusões carbonosas
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Topázio Al2[(F,OH)2SiO4]
Topázio Imperial – Ouro Preto
American Golden Topaz - MG
Topázio azul –Coronel Murta - MG
Tratamento em topázio incolor
• Nesossilicatos
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• Sorossilicatos
ClinozoisitaZoisitaEpidotoAlanita
HemimorfitaZn4(Si2O7)(OH)2.H2O
Lawsonita
Prehnita
Grupo do Epidoto
IdocrásioCa10(Mg,Fe)2Al4(SiO4)5(Si2O7)2(OH)4
Tanzanita – tratamento térmico
Rubi na zoisita
Hemimorfita –dureza 4,5
Vesuvianita
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Tetraedros ligados por oxigênios em
comum, formando estruturas circulares
características
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• Ciclossilicatos
Cordierita
Grupo do Berilo
Be3Al2(Si6O18)
Turmalina
Axinita
Crisocola
Schorlita - FeElbaíta – Na(Li1.5,Al1.5Al6Si6O18(BO3)3(OH)4
Dravita – MgCromodravita– Cr, MgOlenitaBuergerita - FePovondraítaVanádiodravitaLiddicoatitaUvita - MgFeruvitaRossmanitaFoititaMagnesiofoitita
RubelitaVerdelitaIndicolitaAcroítaMelanciaParaíbaDravita
Água marinhaMorganitaEsmeraldaHeliodoroBixbitaGoshenita
Iolita, safira d’água
Cordierita –Mg2Al3(AlSi5O18)Pleocroismo forte
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• Ciclossilicatos
Esmeralda e água marinha são asgemas mais importante entre ossilicatos. Fe e Cr são os cromóforos
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Estrutura cristalina reflete-se nos hábitosprismáticos. Em berilos são comunscanalículos vazios ao longo do eixo c. Estestubos quando visíveis são “defeitos” em águamarinhas.
• Ciclossilicatos
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• Ciclossilicatos
Morganita, heliodoro, goshenita, bixbita e berilo verde.
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• Ciclossilicatos
Turmalina Na(Li1.5,Al1.5Al6Si6O18(BO3)3(OH)4
Rubelita
Verdelita
Indicolita
Melancia
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Estrutura cristalina da turmalina formada em torno de anéis Si16O18
A complexidade química da turmalina reflete-senum zoneamento de cor dentro do próprio cristal– lâminas de turmalina melancia - Madagascar
• Ciclossilicatos
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Zoneamento de cor pode ocorrer ao longo do eixo c ou ao longo do
eixo a
Turmalina multicolorida dos pegmatitos de Madagascar. Abaixo megacristal de
turmalina verde de Araçuaí - MG
• Ciclossilicatos
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• InossilicatosEnstatitaHiperstênioDiopsídioHedenbergitaEspodumênioJadeíta - JadeEgiritaAugitaRodonitaWollastonitaPectolita - Larimar
AntofilitaTremolitaActinolitaRiebeckitaArfvedsonitaHornblendaNefrita - Jade
Crocidolita
Olho de gato de actinolita
Cadeias simples - piroxênios
Cadeias duplas - anfibólios
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• Inossilicatos
Pectolita – Larimar - Ca2NaHSi3O9
Silicatos de Sódio e Alumínio
Jadeíta ou Nefrita - Jade
Muiariquitã de jade
Rodonita - (Mn,Ca,Fe)SiO3
Piroxênios - XY(Si,Al)2O6
X = Ca, Na, Fe, Mg, Zn, Mn e Li
Y = Cr, Al, Fe. Mg, Mn, Sc, Ti, V
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Espodumênio - LiAlSi2O6
Diopsídio - CaMgSi2O6
• Inossilicatos
Diopsídio
Kunzita
Hiddenita
Cromodiopsídio - CaMgSi2O6
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• Filossilicatos
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Apofilita
Caolinita
Serpentina
Garnierita
Pirofilita
Talco
Moscovita
Flogopita
Zinwaldita
Biotita
Lepidolita
Margarita
Clorita
Sepiolita
• Filossilicatos
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• Tectossilicatos
MarialitaMeiolita
AnalcimaNatrolitaCabazitaHeulanditaEstibnita
Cristal de rochaAmetistaPrasiolitaCitrinoQuartzo rosaFumê
CornalinaSardoCrisiprásioÁgataHeliotrópioÔnixJaspeSílex
QuartzoTridimitaCristobalitaOpala
Pedra da luaPedra do solAmazonitaOrtoclásioLabradorita
MicroclínioOrtoclásioAlbitaAnortita
LeucitaNefelinaSodalitaLazuritaPetalita
Wernerita
Grupo da Sílica
Grupo dos Feldspatos
Grupo dos Feldspatóides
Grupo da Escapolita
Grupo das Zeólitas
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Grupo da Sílica
• Tectossilicatos
Variedades cristalinas
Variedadescrisptocristalinas
Cristal de rochaAmetistaPrasiolitaCitrinoQuartzo rosaFumê
Opala
Fibrosas
CornalinaSardoCalcedôniaÁgataCrisoprásioSardoÔnixSardonixHeliotrópio
Granulares
SílexChertJaspePrásio
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Grupo da Sílica
• Tectossilicatos
Variedades cristalinas
Citrino
Ametista
Prasiolita
Fumê
Cristal de rocha
Quartzo rosa
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Grupo da Sílica – SiO2
• Tectossilicatos
Variedades cristalinas
Quartzo incolor atualmente temsido alvo de grande interessecomo material gemológico,causado por novos processos detratamento de cor e peloaproveitamento de materiaiscom inclusões, antesconsideradas “defeitos”.
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O Brasil é o maior produtor do mundo de ametistas que ocorrem em basaltos. O principal tratamento da ametista é o
aquecimento a 380º C para a produção da variedade amarela citrino.
• Tectossilicatos
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Grupo da Sílica
• Tectossilicatos
Opala SiO2.H2O
Opala de fogo
México
Variedades de opala produzidas em Pedro II, no Piauí
Opala negra Austrália
Opala branca - RS
Jogo de cores é causado pela presença de esférulas
de sílica microscópicas
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Grupo da Sílica
• Tectossilicatos
Variedades crisptocristalinas fibrosas
Calcedônia
Crisoprásio
Heliotrópio
Sardo eSardonix
Cornalina
Ágatas tingidas de preto fornecem 90% do ônix
consumido em joalheria.
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Variedades listradas como o ônix e o sardônix podem
ser trabalhadas em camadas proporcionando efeitos de
cor e relevo.
A técnica milenar da glípticajá era conhecida entre os
egípcios e alguns dos camafeus produzidos ao
longo da história encontram-se em museus entre as obras
de arte.
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Ametista
Quartzo
Ágata
Quartzo
Ágata
Basalto
Heliotrópio
Zeólitas
Ágata
Grupo da Sílica
• Tectossilicatos
Freqüentemente as variedades do grupo da sílica ocorrem associadas, mostrando
mudanças químico-ambientais no processo de formação
No Rio Grande do Sul encontra-se a a maior produção comercial de ágata do
mundo. Entre os processos de beneficiamento está o tingimento.
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Processo de tingimento de ágata – o material é mergulhado em corantes e aquecido durante tempos variáveis. Ágatas são microporosas e com a dilatação dos interstícios o
corante penetra e ressalta muitas vezes o bandamento. São produzidas toneladas de chapas, pirâmides, esferas, porta-livros...
• Tectossilicatos
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cênica concêntrica
Grupo da Sílica
• Tectossilicatos
Variedades crisptocristalinas fibrosas
Classificação comercial de ágatas no Brasil (RS)
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orbicularConforme os núcleosmusgosa
quartzo
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Grupo da Sílica
• Tectossilicatos
Variedades crisptocristalinas granulares
Sílex
Chert
Jaspe
Prásio
Jaspes avermelhados e o “pele-de-leopardo” são
muito utilizados em colares e artesanato mineral
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Grupo dos Feldspatos
(K,Na,Ca)(Si,Al)4O8
• Tectossilicatos
• Aluminossilicatos de K, Ca e Na
• Formam solução sólida – sistema ternário
• Cores variam de branco, amarelo a rosa
• Constituem 60% da crosta
• A composição é fator importante
• Feldspatos sódico-potássicos são mais apropriados para a indústria cerâmica
• Rochas ígneas alcalinas
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Ortoclásio
Anortita
Albita
Nome
Composição
(% em moléculas de Albita
(Ab) e Anortita (An)
Albita 90-100% Ab ; 0-10% An
Oligoclásio 70-90% Ab ; 10-30% An
Andesina 50-70% Ab ; 30-50% An
Labradorita 30-50% Ab ; 70-50% An
Bytownita 10-30% Ab ; 70-90% An
Anortita 0-10% Ab ; 90-100% An
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Grupo dos Feldspatos
• Tectossilicatos
Microclínio – K(AlSi3O8)
A amazonita é o representante gemológico do feldspato Microclínio.
Freqüentemente apresenta intercrescimentos (pertita)
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Grupo dos Feldspatos
Plagioclásio – NaAlSi3O8 – CaAl2Si2O8
Dentro da variação composicional dos plagiclásios alguns
apresentam qualidade gemológica. Estas
variedades são conhecidas como pedra-do-sol, pedra-
da-lua e labradorita
Pedra-do-sol da Índia – feldspato
com efeito aventurino, ou
seja, com inclusões de mica
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Grupo dos Feldspatos
Pedra-da-lua da Índia – adulária com brilho leitoso
Labradorita
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Grupo dos Feldspatóides
Lazurita (Na,Ca)8(AlSiO4)6(SO4,S,Cl)2
Lápis Lázuli
Sodalita Na4(SiAlO4)3Cl
Petalita LiAlSi4O10
• Tectossilicatos
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• Os silicatos como material gemológico
• Sendo o grupo dos silicatos o mais importante epresente na crosta terrestre apresenta o maiornúmero de materiais gemológicos.
• As características estruturais dos silicatos em geralapresentam resistência química e dureza quasesempre alta, tornando-os apropriados paraaproveitamento como gema.
• Em termos de distribuição gemológica tectossilicatos eciclossilicatos apresentam maior variedade, enquantoque filossilicatos são os menos apropriados para o usogemológico.
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Para saber mais...
• Dana, J. D. (1981). Manual deMineralogia. Rio de Janeiro, LivrosTécnicos e Científicos, 2 vols.
• Hurlbut Jr. C.S. & Switzer G.S. 1980.Gemologia. Barcelona, Omega. 243p.
• Klein C. & Hurlbut Jr. C.S. 1993.Manual of Mineralogy. 21. ed. New York,John Wiley & Sons. 681p.