HISTÓRIA DA MINERALOGIA TÓPICO - midia.atp.usp.br · quartzo, obsidiana, opala, turquesa,...
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AMBIENTE NA TERRA Evolução
HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4 TÓPI
CO
Daniel Atencio
4.1 Introdução4.2 Antecedentes Pré-históricos e a Antiguidade Clássica4.3 A Idade Média4.4 O Renascimento4.5 A física dos minerais4.6 A química dos minerais4.7 Óptica mineralógica no século XIX4.8 Aplicações petrográficas da óptica mineral4.9 O século XX4.10 Microscopia de minério e microssondas4.11 A Associação Mineralógica Internacional (IMA) 4.12 O presente4.13 A Mineralogia no Brasil
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HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4
4.1 IntroduçãoA história da mineralogia foi tratada em excelentes pesquisas de Hawthorne (1993), Sureda
(2008), Cornejo e Bartorelli (2010) e alguns outros. O texto a seguir é uma colagem de infor-
mações retiradas desses trabalhos.
4.2 Antecedentes Pré-históricos e a Antiguidade Clássica
A utilização dos minerais pelo homem começou muito antes do estabelecimento da Mineralogia
como ciência, conforme ressaltou Sureda (2008). Os dados da antropologia, com a documenta-
ção associada aos locais habitados pelo homem primitivo, permitem comprovar esta afirmação e
enumerar uma longa lista de minerais utilizados na vida cotidiana das antigas sociedades humanas.
O desenho de utensílios, armas, joias e vários objetos de culto ou de decoração, registra o uso de
quartzo, obsidiana, opala, turquesa, malaquita, ouro, cobre, prata, granada, coríndon, topázio, hematita,
olivina, jadeíta, alabastro, lazurita, entre várias dezenas de espécies minerais com características muito
apreciadas para esses fins práticos. A relação de minerais com o homem pré-histórico é muito antiga.
Precede o Holoceno e o Homo sapiens, e é conhecida nas comunidades de pré-hominídeos (Homo
faber, Homo erectus) na forma de utensílios e ornamentos em assentamentos tão antigos como 0,9 e
1,2 Ma. Uso não significa conhecimento científico adquirido e a mineralogia como ciência dos
minerais é iniciada por um registro descritivo e documentado com as propriedades de suas espécies
e variedades. Embora os arqueólogos provem a elaboração de joias em ouro puro e maciço em
Hotnitsa, Bulgária central, um local distante nove milênios do presente, ou a mineração de turquesa,
organizada pelos faraós do Egito na península do Sinai, com mais de 4.500 anos de antiguidade,
sem a versão escrita de uma história coerente sobre as propriedades minerais, não há conhecimento
organizado, ou seja, não há ciência dos minerais. De acordo com Hawthorne (1993), a literatura
mais antiga conhecida, que cita os minerais, são os Vedas, dos indianos, que data de aproximadamente
1100 a.C. Há compilações chinesas de minerais do século VII a.C. e outros manuscritos indianos
do século III a.C. De acordo com Sureda (2008), uma mineralogia incipiente aparece na Grécia
clássica do século V a.C., quando Heródoto (484-420? a.C.) utiliza na “Odisseia” o termo krystallos
para se referir ao gelo. Quase um século mais tarde, Platão (428-348 a.C.) atribui no “Timeu” o
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AMBIENTE NA TERRA Evolução
duplo significado de gelo e cristal de rocha com origem etimológica em kryos = frio e halas = sal.
Estas raízes gregas são preservadas no presente em ciências tão distantes como a cristalografia e a
criogenia. A Grécia é o limiar desta história da mineralogia. Aristóteles (384-322 a.C.), pai das ciên-
cias naturais e o mais proeminente seguidor de Platão, escreveu brevemente sobre minerais em sua
obra “Meteorológica”. Ele, por sua vez, teve um discípulo chamado Teofrasto (372-277 a.C.), que é
considerado precursor da mineralogia, da botânica e da zoologia. Em um ensaio intitulado "Sobre
as pedras" (315 a.C.), Teofrasto descreveu cinábrio, crisocola, magnetita e gipsita, minerais de sua
autoria pelo princípio básico de prioridade em ciência para o pesquisador que introduz o registro
de algo do mundo natural no conhecimento humano, sejam estrelas, planetas, cometas, asteroides ou
espécies biológicas viventes ou fósseis, assim como os próprios minerais. A mineralogia sistemática
atual o coloca como autor das quatro espécies referidas por entender que a descrição é satisfatória e
inequívoca. A cor e a densidade dos minerais são as duas propriedades mais relevantes nas descrições
de Teofrasto. O hidróxido de níquel trigonal, teofrastita de Vermion, Macedônia, Grécia, é o mineral
dedicado à sua memória por Marcopoulus e Economou (1981).
Em Roma, quando a superioridade das legiões romanas contra a falange grega mudou radical-
mente a equação do poder no mar Mediterrâneo após as batalhas de Cinoscéfalos (197 a.C.) e Pidna
(168 a.C.), Marcus Porcius Cato (234-149 a.C.), político e orador, impulsionou a literatura latina
ante o classicismo grego. Sua obra "De agri cultura", junto com a compilação "Praecepta", influen-
ciou a famosa “História natural” de Plínio. Três séculos depois, Gaius Plinius Secundus (23-79 d.C.),
mais conhecido como Plínio, o Velho, foi um romano que até o ano de 77 escreveu uma notável
enciclopédia de ciências naturais "Naturae Historium Libri", em trinta e sete volumes. Os últimos
quatro volumes foram dedicados a minerais. Ágata, alabastro, berilo, calcita, cassiterita, diamante,
electro, galena, hematita, malaquita e ouropigmento são espécies descritas por ele.
4.3 A Idade Média O declínio da civilização greco-romana mergulha a Europa na escuridão do misticismo e na
irracionalidade pelos próximos quinze séculos. O próximo trabalho a ter uma abordagem mais
científica é o do cientista persa Abu Rayhan Ahmad al-Biruni (973-1048), um intelectual de fé
muçulmana, que foi destaque em astronomia, antropologia, geodésia, geologia, química e física.
Abrigou uma mente científica e enciclopédica, como historiador, filósofo, geólogo, matemático e
farmacêutico. Ele escreveu o livro “Gemas” no final de sua vida.
A mineralogia também documenta a contribuição de um médico árabe radicado no sul da
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HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4
Espanha, Abu Ali al-Hosain ibn Abdullah Ibn Sina (980-1037 d.C.),
Avicena em textos latinos, que escreveu “Ille Canon” (a regra) e esta-
beleceu, em Granada, a primeira ordem sistemática dos minerais em
quatro grupos, de acordo com antigas aplicações médicas. A aborda-
gem sistemática de Avicena os separou em: 1. as pedras que não dão
metais (refratárias ao fogo); 2. os metais ou pedras metálicas (deixam
resíduo metálico ao queimar); 3. os enxofres (completamente voláteis
ao queimar); e 4. os sais (solúveis em água). Avicenita, um óxido de
tálio cúbico de Bukhara Usbeque, cordilheira Zirabulak, Samarkand, no
Uzbequistão foi nomeado em sua memória por Karpova et al. (1958).
Durante o período pré-Renascença, o número de minerais co-
nhecidos cresceu rapidamente e a abordagem fenomenológica pelos
filósofos mais rigorosos foi essencial para o desenvolvimento da Mineralogia como uma ciência
útil, conforme destaca Hawthorne (1993).
4.4 O RenascimentoO Renascimento foi acompanhado por uma grande expansão da atividade econômica na
Europa. Em particular, extensos trabalhos de mineração e fundição tiveram lugar na Alemanha no
início do século XVI. Sobressai a figura do alemão Georg Bauer (1494-1555), que teve grande
influência intelectual, a ponto de ser considerado o pai da mineralogia da Renascença europeia.
Mais conhecido como Agrícola, seu pseudônimo latino, estudou filosofia, teologia e medicina em
Leipzig, Tübingen, Bolonha, Pádua e Ferrara. Ele se formou em 1526 e se estabeleceu na cidade
de Joachimsthal, agora na República Checa, um centro de mineração, onde praticou medicina
(1527). Ali se interessou muito pelo estudo dos minerais utilizados em medicamentos. Estendeu
suas investigações ao campo da mineralogia e da teoria do minério e às técnicas utilizadas na
mineração. Agrícola foi melhor mineralogista do que médico, embora as necessidades humanas
em saúde continuassem a estimular seu conhecimento dos minerais. Seus trabalhos publicados,
De orto et causis subterraneorum (1544), De natura eorum quae effluunt ex terra (1545), De natura
fossilium (1546), De natura possibilium, De veteribus et novis metallis (1546), De animantibus subterraneis
(1548) e De l'arti dei metalle (1563), são textos originais de mineralogia escritos com seus métodos
para identificar minerais e preparar remédios. Suas técnicas de mineralogia determinativa foram
basicamente corretas e seus princípios têm perdurado até hoje. Descreve cor, brilho, transparência,
Figura 4.1: Avicenna (C. 980 - 1037)
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densidade, clivagem e fratura entre as propriedades físicas, e foi o primeiro a reconhecer a origem
orgânica dos fósseis, mas o tratamento das formas cristalinas ainda necessitava de futuros estudos.
A sistemática moderna o reconhece como descobridor de almandine, bismuto, bórax, fluorita e sal
amoníaco. Três das espécies são fundentes muito bons e o processamento de minerais é a disciplina
que deve mais ao talento de Agrícola, também reverenciado como o pai da metalurgia. Tanto seu
primeiro livro, Bermannus, sive de re metallica dialogus (1528), quanto o último, De re metallica libri
XII (1556), tratam de mineração e metalurgia, com uma descrição precisa dos métodos de mine-
ração e benefício do minério extraído. Em 1536, Agrícola se mudou para a cidade de Chemnitz,
um importante centro da indústria mineira da Alemanha, e foi eleito Bürgermeister (prefeito)
em 1546. Morreu de um derrame no meio de um acalorado debate religioso com um pastor
protestante, depois de ter servido nove anos no governo da cidade. De re metallica foi sua obra
máxima e a razão para a sua merecida fama. Publicado em Basileia um ano após sua morte, teve
uma divulgação notável com um alcance global como texto de consulta em mineração.
Mais ou menos contemporâneo de Agrícola foi Vannoccio Biringuccio, de Siena, Itália. Em
seu trabalho de metalurgia, Pirotecnia, que apareceu em 1540, ele desenvolveu uma classifica-
ção de minerais, similar em escopo à de Agrícola.
4.5 A física dos minerais Lucretius (99-55 a.C.) primeiramente propôs que a matéria (ele explicitamente incluiu minerais)
consistia de átomos dos “elementos” terra, ar, fogo e água. Esta foi,
porém, uma proposição essencialmente axiomática. O primeiro
trabalho indutivo sobre a constituição interna dos minerais é
atribuída a Johannes Kepler. Em 1611, ele fez a primeira descri-
ção da simetria hexagonal dos flocos de neve, propondo que eles
eram compostos de um arranjo de empacotamento compacto de
“átomos” esféricos de gelo, e reconheceu a natureza única dos
arranjos cúbico e hexagonal compactos de esferas.
Em 1669, Nicolau Steno (ou Niels Stensen) mostrou que
os ângulos interfaciais dos cristais de quartzo são constantes,
independentemente do hábito cristalino. Ele também propôs o
crescimento dos cristais pela adesão de partículas provenientes de Figura 4.2: Johannes Kepler
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HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4
um fluido externo, e concluiu que o crescimento cristalino é direcional
na natureza, com o hábito cristalino dependente das taxas de fluxo
de material nas diferentes direções. A hipótese de Steno é um avanço
muito importante, pois ele estabeleceu a Cristalografia como uma ci-
ência quantitativa, e a forma externa tornou-se de grande importância
na descrição e classificação de minerais. O zênite foi atingido quando
Abraham Werner (1750-1817), professor de Mineralogia em Freiburg,
Alemanha, desenvolveu um esquema completo de classificação de apro-
ximadamente 300 minerais, que foi importante para a padronização de
descrições e nomenclatura de minerais. Ele foi o primeiro a introduzir
nomes de minerais a partir de pessoas: prehnita (em homenagem ao
coronel Hendrik von Prehn, que descobriu o mineral), torbernita
(para Torbern Olof Bergman, um proeminente mineralogista e analista
sueco) e witherita (para William Withering, que descreveu originalmente o mineral). Apesar de a
classificação de Werner ter sido muito importante, o desenvolvimento da mineralogia química já se
havia iniciado, assinalando o fim das propriedades físicas como a base da classificação mineral.
Após o desenvolvimento do goniômetro por Carangeot em 1780, Jean Baptiste Louis
Romé de l'Isle (1736-1790) confirmou a hipótese de Steno, estabelecendo a lei da constância
dos ângulos interfaciais. O maior avanço desse período, entretanto, deve-se a René-Just Haüy
(1743-1822). Em seu Tratado de Cristalografia, publicado em 1784, Haüy propôs que os cris-
tais consistiam de moléculas internas idênticas, empilhadas juntas, e mostrou como diferentes
modificações do mesmo empilhamento poderiam dar lugar a diferentes formas cristalinas. A
similaridade de suas ideias com as de cela unitária e retículo espacial é impressionante. Em
1815, Christian Weiss desenvolveu a ideia de eixos cristalográficos e sua relação com os eixos
de simetria, e reconheceu os sistemas cúbico, tetragonal, ortorrômbico, hexagonal e trigonal.
Em 1825, Friedrich Mohs, inventor da escala de dureza de Mohs descobriu os sistemas
monoclínico e triclínico. Em 1830, Johann Hessel derivou as 32 classes cristalinas. Auguste
Bravais derivou os 14 retículos de Bravais em 1848. A derivação dos 230 grupos espaciais
são de autoria de E.S. Fedorov, Artur Schoenflies e William Barlow. Barlow também deu
os primeiros passos em direção a um melhor entendimento dos fundamentos da estrutura
cristalina, propondo o arranjo da estrutura cristalina da halita, o que foi completamente
ignorado pela comunidade científica da época, ficando à espera da tecnologia do século XX.
Figura 4.3: A formação de cristais de neve por empacotamento compacto de "átomos de neve", segundo Kepler
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4.6 A química dos mineraisEm 1758, Kronstedt desenvolveu uma classificação de minerais que era híbrida de critérios
químicos e físicos, e o estudo químico de minerais começou a acelerar, particularmente com
os estudos sistemáticos de Torbern Bergman (1735-1784). Muitos mineralogistas químicos
clássicos realizaram estudos analíticos dos minerais conhecidos na época. Numerosos minerais
novos e 25 novos elementos químicos foram descobertos entre 1790 e 1830. Um fator-chave
foi a descoberta das leis da estequiometria pelo químico inglês John Dalton (1766-1844). Com
o desenvolvimento da teoria atômica de Dalton, a importância da constituição química dos
minerais foi prontamente estabelecida e todas as classificações mineralógicas sérias subsequentes
foram baseadas na química mineral. Neste período, destaca-se a figura de Jon Jacob Berzelius
(1779-1848). Esse famoso mineralogista e químico sueco desenvolveu uma classificação mi-
neralógica baseada na eletronegatividade dos elementos, criando as classes dos óxidos, haletos,
fosfatos, sulfatos e silicatos. Nessa época, François Beudant e William H. Wollaston (que dizia
que nomear minerais a partir de pessoas não era uma boa ideia) descobriram o conceito de so-
lução sólida nos minerais; e Eilhardt Mitscherlich (1794-1863) propôs a ideia de polimorfismo.
Essas ideias acarretaram um rápido crescimento no número de espécies minerais.
O ano de 1837 é um marco na história da Mineralogia. Ele assinala a data de publicação da pri-
meira edição de A System of Mineralogy, de James Dwight Dana (1813-1895). A quarta edição de
seu trabalho surgiu em 1854 e, nessa edição, Dana introduziu o "moderno" esquema de classificação
química de Berzelius, e o aplicou sistematicamente a todos os minerais conhecidos na época.
4.7 Óptica mineralógica no século XIX No século XIX, aconteceu uma revolução com o uso de microscopia de polarização em
Mineralogia e Geologia. Transcorreram dois séculos desde que o holandês van Leeuwenhoek in-
ventou o microscópio e criou a microbiologia até o nascimento do microscópio de luz polarizada, a
ferramenta notável que impulsionou drasticamente o estudo dos cristais minerais e o conhecimento
das rochas através da petrografia. O mérito maior deve-se ao italiano Giovanni Battista Amici (1786-
1863), que adaptou, em 1827, uma fonte de luz plano-polarizada ao velho microscópio simples dos
biólogos, criando assim o microscópio petrográfico, e ao escocês William Nicol (1771-1851), que
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HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4
criou, em 1829, um prisma (que hoje leva o seu nome) para fornecer uma fonte confiável de luz
plano-polarizada. A produção industrial de microscópios de polarização desenvolveu-se muito, no
final do século XIX e início do século XX, ante uma demanda mundial difundida após as novas
técnicas de óptica mineral e petrografia. O estudo das rochas em seções delgadas sob a luz polarizada
criou uma demanda de instrumental, que a esmerada produção artesanal de pioneiros como Amici,
Talbot, Nachet, Dick, Chevalier, Highly, Spencer, Picard, Frankenheim, Bulloch, Koristka, Ross,
Plössl, Queen, Ladd, Körner, Oberhauser, entre outros, se viu incapaz de cobrir. O fabricante alemão
Carl Zeiss (1816-1888) iniciou, então, a produção em série de microscópios e acessórios.
4.8 Aplicações petrográficas da óptica mineralAté a metade do século XIX e com o microscópio de polarização como ferramenta básica,
começou na geologia um crescente movimento global para a investigação dos minerais e rochas
pela refração da luz plano-polarizada. Pierre Louis Antoine Cordier (1777-1861), engenheiro
de minas francês, descobriu a cordierita e descreveu suas propriedades microscópicas já entre
1813 e 1815, bem antes de usar os prismas de polarização. Henry Clifton Sorby (1826-1908)
é hoje reconhecido como o pai inglês da petrografia microscópica, nova ciência do estudo de
rochas e minerais em lâminas delgadas. Habilidoso geólogo britânico, no ano de 1849 foi um
dos pioneiros no uso do microscópio de polarização e lâminas delgadas de rochas, percebendo a
profundidade que reside na possibilidade de seu uso para a petrologia e outras ciências da terra.
4.9 O século XX Na virada do século, uma profunda mudança teve lugar com os
métodos de trabalho e as ferramentas disponíveis em cristalografia. As
primeiras décadas do século XX assistiram ao uso maciço da difração
de raios X por cristais e ao domínio crescente da cristalografia estru-
tural e da cristaloquímica. Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923)
foi um físico alemão, que descobriu os raios X em 1895. Ele estudou
na Technische Hochschule Eidgenössische, Zurique, e, em seguida,
ingressou formalmente em engenharia mecânica na Polytechnikum
de Zurique para frequentar aulas de física Rudolph Julius Emmanuel
Figura 4.4: Rontgen - 1895 - descoberta dos raios x
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AMBIENTE NA TERRA Evolução
Clausius (1822-1888) e trabalhar no laboratório de August Kundt (1839-1894), ambos destacados
físicos com forte influência em sua vocação e carreira. Quando Kundt substituiu Clausius na cadeira
de Física, tomou Röntgen como assistente e, juntos, reorganizaram o laboratório de física experi-
mental. Ele defendeu seu doutorado em Física pela Universidade de Zurique em 1869. Ocupou
vários cargos como professor de física nas universidades de Estrasburgo (1874), de Giessen (1877)
e de Würzburg (1888), onde trabalhou com os famosos colegas Helmholtz e Lorenz, e, finalmente,
na Universidade de Munique (1890) para substituir o falecido Eugen Cornelius Joseph Lommel
(1837-1899), diretor do Physikalische Institut der Universität München, onde Röntgen resolveu
passar o resto de sua vida. Em novembro de 1895, quando testou o impacto de raios catódicos sobre
um anticátodo de metal, observou em uma placa opaca de papelão a fluorescência de cristais de
cianeto de platina e bário, fluorescência emitida em correspondência com a descarga de elétrons
rápidos e sua brusca frenagem pelo anticátodo. Ele repetiu o teste para verificar se uma radiação se-
cundária penetrante, atravessando o material opaco ordinário, emergia do anticátodo pela frenagem
violenta dos elétrons acelerados. Chamou de raios X esta radiação, utilizando a letra que representa
uma incógnita em matemática, em alusão à incerteza da sua natureza, corpuscular ou ondulatória.
Esse nome é preservado até hoje. Röntgenografía é a disciplina que estuda a teoria e aplicações dos
raios X ou raios röntgen. O artigo Über eine neue art von Strahlen, comunicando a descoberta,
veio apenas sete semanas mais tarde, em dezembro de 1895. Röntgen recebeu o Prêmio Nobel de
Física de 1901. Röntgenita é um flúor-carbonato de cálcio e terras raras
de simetria trigonal, descoberto em Narssârssuk, Groenlândia (Donnay
1953). Em 2004, a União Internacional de Química Pura e Aplicada
(IUPAC) homenageou a memória de Röntgen, nomeando röntgênio
o elemento químico de número 111.
Por mais de uma década, os enigmáticos raios X foram utiliza-
dos em aplicações médicas, sem que fosse esclarecida a sua natureza.
Max Theodor Felix von Laue (1879-1960) e seus auxiliares Walter
Friedrich e Paul Knipping, da Universidade de Munique, realizaram,
em 1912, a experiência fundamental para difratar um feixe de raios
X através de um cristal de esfalerita. Esta experiência validou simulta-
neamente a teoria atômica de Dalton, a existência de uma rede tridi-
mensional de Bravais, cujo espaçamento tem a ordem de grandeza do
comprimento de onda dos raios X, os quais, por sua vez, adquiriram Figura 4.5: Von laue - 1912- interação raios x - cristais
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HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4
significado como parte do espectro eletromagnético da radiação natural, descrito por Maxwell em
1865. Laue alcançou sua capacitação de professor, em 1906, com o tema Über die Entropie von
interferierenden Strahlenbündeln e lecionou no Institut für Physik Theoretische der Universität
München a partir de 1909. Ele ocupou o cargo de professor de física teórica na recém-fundada
Goethe-Universität de Frankfurt do Meno, e foi agraciado com o prêmio Nobel de Física por
difração de raios X em 1914. No final da Primeira Guerra Mundial, escolheu trabalhar no Kaiser-
Wilhelm-Institut für Physik (agora Max Planck Institut), Universidade de Berlim (1919), e foi seu
diretor a partir de 1933. Um método de difração de raios X nos cristais leva o seu nome. Laueíta
é fosfato hidratado de manganês e ferro com simetria triclínica, do pegmatito Oberphalz, Baviera,
Alemanha, descoberto e nomeado por Strunz (1954).
No desenvolvimento posterior das técnicas röntgenográficas aplicadas à cristalografia, desta-
cam-se William Henry Bragg (1862-1942) e William Lawrence Bragg (1890-1971), dois físicos
australianos, pai e filho, que receberam o Prêmio Nobel de Física em 1915 por seu trabalho. Tão
logo Laue relatou sua experiência em Munique, os Bragg, em Cambridge, abordaram a questão
de uma forma integrada: William Henry tornou-se mais interessado pela natureza dos raios
X e pela concepção dos equipamentos de difração experimental; William Lawrence escolheu
abordar as estruturas cristalinas de substâncias sólidas e os fundamentos da química do cristal.
Em 1913, apresentaram a famosa Lei de Bragg, relacionando o ângulo formado pelo feixe
difratado com os planos cristalográficos, o espaçamento entre esses planos e o comprimento de
onda dos raios X utilizados. No mesmo ano, publicaram a estrutura de halita, que demonstrou a
ausência de moléculas de cloreto de sódio no cristal, mas uma alternância de íons Cl e Na em
um poliedro regular octaédrico. O Bragg pai recebeu as medalhas Rumford (1916) e Copley
(1930) da Royal Society de Londres, instituição que presidiu entre 1935-1940. Bragg filho
o sucedeu no cargo apenas a partir de 1954, mas foi diretor do Laboratório Cavendish, em
Cambridge, onde James Watson e Francis Crick descobriram, em fevereiro de 1953, a estrutura
helicoidal da molécula de DNA com a ajuda de raios X. O mineral braggita, sulfeto de platina,
paládio e níquel, tetragonal, encontrado no Complexo Bushveld, Transvaal, África do Sul, foi
nomeado em honra de ambos por Bannister e Hey (1932).
Linus Pauling capitalizou o trabalho dos Bragg e produziu suas famosas regras que formam
uma das bases da moderna cristaloquímica. Estas contribuíram significativamente para a solução
e interpretação de algumas das estruturas mais complexas de silicatos. Quando Warren (1929)
solucionou a estrutura cristalina da tremolita, ele usou a terceira lei de Pauling para mostrar que
a tremolita contém OH essencial, que ocupa a posição O(3).
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AMBIENTE NA TERRA Evolução
4.10 Microscopia de minério e microssondasTambém pertence ao século XX a história da microscopia de polarização para estudo de
minerais opacos, aqueles minerais que não deixam passar a luz em lâminas delgadas e não podem
ser examinados por refração no microscópio petrográfico. A microscopia de minério necessitou da
concepção de um epiluminador eficaz para projetar e refletir a luz polarizada verticalmente sobre
a superfície polida horizontal de minerais opacos. Ela também exigiu técnicas especiais para a
confecção de máquinas de polimento capazes de proporcionar um acabamento espelhado de alta
qualidade, em seções polidas contendo minerais de dureza e microestrutura muito contrastadas. A
microscopia de minério tornou-se um suporte importante para a geologia econômica de depósi-
tos minerais metalíferos, e o seu desenvolvimento ampliou o conhecimento das espécies minerais
nas classes dos elementos, sulfetos, sulfossais, óxidos e hidróxidos, nas quais predominam minerais
opacos. Técnicas complementares de fotometria e microdureza complementam o estudo, deter-
minando-se quantitativamente a refletividade e a dureza nesses minerais. Sem dúvida, os avanços
tecnológicos na química analítica instrumental foram cruciais para a análise química de qualidade,
quantitativa e pontual, mediante o emprego do microscópio eletrônico e das microssondas analí-
ticas (eletrônica, protônica e de íons pesados). Assim se pode estabelecer a composição de minerais
ou fases vítreas que formam inclusões muito pequenas em outros minerais, com dimensões de
poucos micrômetros, cristais zonados, crescimentos autigênicos de diferentes idades etc.
4.11 A Associação Mineralógica Internacional (IMA)
De acordo com Sureda (2008), durante o século XX e em sua evolução como ciência dos
minerais, a mineralogia atingiu um nível de maturidade sem precedentes, situação que lhe permitiu
evitar obstáculos nacionais, a influência excessiva de personalidades fortes, o uso de termos técnicos
inadequados e a admissão de espécies minerais de existência duvidosa, com estudos insuficientes. Um
fator decisivo para esse avanço notável foi a criação conjunta, em 1958, da Associação Mineralógica
Internacional (IMA), uma verdadeira federação internacional de associações de mineralogistas, esta-
belecida com o propósito de racionalizar a nomenclatura mineralógica e controlar, em nível mundial,
a aceitação oficial dos novos minerais e nomes propostos pelos seus descobridores. Presentemente,
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HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4
proposições de novos minerais e seus nomes passam por um mecanismo de avaliação e aprovação
pela Comissão de Novos Minerais, Nomenclatura e Classificação (CNMNC), ex-Comissão de
Novos Minerais e Nomes de Minerais (CNMMN), da Associação Mineralógica Internacional. Há
um formulário específico para submissão de propostas a essa comissão. As pesquisas sobre a priori-
dade e a originalidade da proposta, assim como o controle do estudo exaustivo da espécie mineral
com técnicas modernas, para excluir possíveis erros de identidades ou sinônimos, constituem o
principal esforço dos membros da CNMNC-IMA. Desde a sua criação, a IMA aprova as novas
propostas, depura a nomenclatura prévia revisando os grupos minerais complexos ou as espécies
duvidosas, propiciando, além disso, estudos históricos sobre prioridades. Nesse sentido, também de-
sacredita a nomenclatura que se revela falsa (nomes obsoletos) e distingue as categorias de nomes
válidos propostos antes de 1959 (G); nomes questionáveis descritos antes de 1959 (Q), e os nomes
publicados depois de 1959 sem a aprovação da IMA (N). A história da CNMMN foi relatada por
Fourestier (2002), e no site http://pubsites.uws.edu.au/ima-cnmnc/ são encontradas todas as
informações e publicações relacionadas a novos minerais, nomenclatura e classificação. A mineralogia
sistemática atual reconhece cerca de 4.800 espécies, e a ela se incorporam, em média, 80 novos
minerais descobertos e aprovados a cada ano.
4.12 O presenteAtualmente, conforme ressaltou Sureda (2008), a mineralogia apresenta uma tendência
a se adaptar, em termos gerais e interdisciplinares, com a aplicação de seus métodos e seus
laboratórios para as nanotecnologias no desenvolvimento de novos materiais com pro-
priedades inovadoras para a indústria e a sociedade. Esse contexto heterogêneo, que hoje
é chamado frequentemente de Ciência dos Materiais, reúne mineralogia, física do estado
sólido, química orgânica e inorgânica e a informática. A mineralogia de alta pressão, que
começou com grandes prensas hidráulicas e continuou com bigornas de diamante e o feixe
analítico dos síncrotrons, permitiu investigar o comportamento da matéria no interior do
planeta, sob pressões que já chegam a centenas de GPa, e a fronteira entre o manto e o
núcleo da Terra. A cristalografia e a cristaloquímica projetam suas linhas de investigação
sobre a cinética da cristalização dos minerais petrográficos em ambientes sem gravidade,
investigações que permitem interpretar a evolução da matéria nas nebulosas protoestelares
e seus resíduos presentes no sistema solar.
54
AMBIENTE NA TERRA Evolução
4.13 A Mineralogia no BrasilA história da mineralogia no Brasil foi tratada em alguns poucos textos, destacando-se os de
Leonardos (1955), Franco (1981), Atencio (2000) e, mais recentemente, Cornejo e Bartorelli
(2010). As informações a seguir foram extraídas desses trabalhos. Os minerais, em nosso país,
começaram a ter utilidade a partir dos povos indígenas, desde o pré-descobrimento, através de
diversos objetos líticos e afrescos em cavernas (minerais, suas variedades e rochas), onde são
encontrados principalmente amazonita, calcedônia, grafita, hematita, jadeíta, malaquita, nefrita,
hematita, opala, quartzo, quartzo aventurino, quartzo hialino, sílex,
sillimanita, anfibolito, copal, basalto, diabásio, diorito, esteatito, filito,
gabro, gnaisse, granito, jaspe, quartzito e xisto.
O primeiro registro mineral no Brasil deve-se ao espanhol Felipe de
Guilhem, que, em 1550, aventou, baseado em relatos indígenas, a ocor-
rência de esmeralda na chamada Serra Resplandecente. O primeiro
historiador a relatar incursões ao sertão brasileiro foi o português Pero
de Magalhães Gandavo (1576), com a narrativa da possível ocorrência
de ouro nativo na região correspondente ao atual estado de Minas
Gerais. O também português Gabriel Soares de Sousa, que residiu na
Bahia de 1567 a 1584, escreveu o Tratado Descritivo do Brasil (1587),
no qual mencionou as pedras de construção dos arredores da cidade de
Salvador, descreveu as rochas calcárias do rio Jaguaribe e de Alcântara,
falou da obtenção de cal a partir de conchas e corais da região de
Taparica, assegurou a existência de minérios de ferro, cobre, ouro e
prata; falou de gemas azuis e verdes, referiu-se ao “cristal finíssimo” e às “esmeraldas que nascem
dentro do cristal e como elas crescem muito, arrebentam o cristal”, falou de ametistas muito escuras,
exibindo um roxo de púrpura muito fino, de granadas muito vermelhas e de geodos de quartzo.
Os moradores de Santos, Afonso Sardinha, pai (português) e filho (brasileiro), em 1589, descobriram
a jazida de ferro (magnetita) do Morro de Araçoiaba, na região correspondente a Ipanema (atual
Sorocaba). Surgiu, assim, a primeira atividade metalúrgica do Brasil em 1591.
No século XVII, a busca de pedras preciosas (e de índios para escravizar) pelas mãos dos
bandeirantes ajudou a empurrar a fronteira da América portuguesa para além da linha de
Figura 4.6: Djalma Guimarães (1895 -1973)
55
HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4
Tordesilhas. Foi também quando Fernão Dias Paes Leme atravessou o sertão de Minas Gerais
em busca de esmeraldas, encontrando pedras verdes que, na verdade, eram turmalinas. O paulista
seria vingado três séculos depois, com a descoberta de esmeraldas no sertão mineiro na década
de 1920. Hoje, o Brasil é o segundo maior produtor mundial de esmeralda, só ficando atrás da
Colômbia. Menos conhecida que a saga bandeirante é a atuação de José Bonifácio de Andrada
e Silva (1763-1838), o patrono da Independência, como geólogo e mineralogista. Formado
em filosofia natural pela Universidade de Coimbra, José Bonifácio foi estudar mineralogia na
Alemanha (Alexander von Humboldt foi um de seus colegas). Numa viagem à Suécia, descre-
veu 12 minerais - quatro deles eram novos. Em 1789, os geólogos alemães Abraham G. Werner
e D.L.G. Karsten determinaram o primeiro mineral-tipo do Brasil, denominado crisoberilo,
coletado em aluviões da região de Araçuaí, Minas Gerais.
José Vieira Couto, a partir de 1798, indicou a ocorrência de chumbo, diamante, ouro
nativo, cobre nativo, estanho e platina nativa, nas localidades de Serro Frio, Abaeté,
Diamantina (Arraial do Tijuco), Conceição do Mato Dentro e Ouro Preto, em Minas
Gerais. José de Sá Bittencourt Câmara, em 1822, mencionou a ocorrência de nitro,
especularita (variedade de hematita) e crocoíta, na região de Catas Altas (Minas Gerais).
Os alemães Karl Friederich Phillip von Martius e Johann Baptiste von Spix, relataram
a presença de topázio imperial em Vila Rica (atual Ouro Preto), e foram os primei-
ros cientistas a visitarem o meteorito siderítico Bendegó, encontrado em Monte Santo,
sertão da Bahia, em 1784. Augustin Alexis Damour, mineralogista francês, descreveu o
mineral-tipo brasileiro goyazita, proveniente da Lavra Ribeirão do Inferno, próximo a
Diamantina, em 1894. O petrologista austríaco Eugen Hussak, juntamente com o mine-
ralogista inglês George Thurland Prior, descreveram em 1895 os minerais-tipo brasileiros
derbylita (procedente de Tripuí, Ouro Preto, Minas Gerais), além de tripuhyíta, senaíta
e florencita (Ce). Em 1906, Hussak descreveu o mineral-tipo brasileiro gorceixita, em
homenagem ao geólogo francês Claude-Henri Gorceix, fundador da Escola de Minas e
Metalurgia de Ouro Preto, em Minas Gerais.
O primeiro brasileiro a formular um mineral-tipo para o Brasil foi o eminente professor
Djalma Guimarães (1895-1973), que, em 1925, determinou o mineral arrojadita (que hoje em dia
constitui um grupo), em homenagem ao geocientista brasileiro Miguel Arrojado Ribeiro Lisboa.
Apenas 54 minerais são considerados espécies-tipo válidas do Brasil. Destes, 19 foram publi-
cados antes de 1959, quando a CNMMN (hoje CNMNC) - IMA foi estabelecida:
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AMBIENTE NA TERRA Evolução
Ano Espécie Autores1789 Crisoberilo D.L.G Karsten, A.G. Werner
1792 Euclásio R.J.Hauy
1809 Paládio W.H.Wollaston
1853 Joseíta A.Kengott
1884 Goyazita A.Damour
1895 Derbylita E.Hussak e G.T.Prior
1897 Tripuhyita E.Hussak e G.T.Prior
1898 Senaíta E.Hussak e G.T.Prior
1899 Florencita - (ce) E.Hussak e G.T.Prior
1906 Gorceixita E.Hussak
1945 Brazilianita F.H.Pough e E.P.Henderson
1947 Souzalita W.T.Pecora e J.J.Fahey
1947 Scorzalita W.T.Pecora e J.J.Fahey
1949 Frondelita M.L.Lindberg
1953 Faheyíta M.L.Lindberg e K.J.Murata
1953 Moraesita M.L.Lindberg, W.T.Pecora, e A.L.M.Barbosa
1954 Barbosalita M.L.Lindberg e W.T.Pecora
1954 Tavorita M.L.Lindberg e W.T.Pecora
1955 Arsenopaladinita M.H.Hey
Tabela 1
De 1959 a 2000, 18 espécies minerais brasileiras aprovadas seguem sendo válidas (0,43 por ano):
Ano Espécie Autores1974 Tantalaeschynita-(Y) M.S aDUSUMILI
1974 aTHENEÍTA A.M CLARK, A.J CRIDDLE
1974 Isomertieíta A.M.Clark, A.J.Criddle, E.E.Fejer
1976 Bahianita P.B.Moore, T.Iraki
1977 Palladseíta R.J.Davis, A.M.Clark, A.J.Criddle
1978 Whiteíta-(CaFeMg) P.B.Moore, J.Ito
1978 Whiteíta-(MnFeMg) P.B.Moore, J.Ito
1980 Lantanita-(Nd) A.C.Roberts, G.Y.Chao, F.Cesbron
1986 Minasgeraisita-(Y) E.E.Foord, R.V.Gaines, J.G.Crock, W.B.Simmons, Jr., C.P.Barbosa
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HISTÓRIA DA MINERALOGIA 4
1986 Parabariomicrolita T.S.Ercit, F.C.Hawthorne, P.Cerny
1988 Lantanita-(La) E.H.Nickel, J.A.Mandarino
1990 Arupita V.F.Buchwald
1990 Zanazziíta P.B.Leavens, J.S.White, J.A.Nelen
1994 Yanomamita N.F.Botelho, G.Roger, F.d'Yvoire, Y.Moëlo, M.Volfinger
1997 Quintinita-2H G.Y.Chao, R.A.Gault
2000 Dukeíta J.A.R.Stirling, A.C.Roberts, P.C.Burns, A.J.Criddle, M.N.Feinglos
2000 Serrabrancaíta Th.Witzke, R.Wegner, Th.Doering, H.Pöllmann, W.Schuckmann
inédito Fluornatromicrolita
Tabela 2
Nos últimos oito anos (2003 a 2010): 17 novos minerais foram descritos (2,125 por ano): 2004 Coutinhoíta D.Atencio, F.M.S.Carvalho, P.A.Matioli
2004 Lindbergita D.Atencio, J.M.V.Coutinho, S.Graeser, P.A.Matioli, L.A.D.Menezes Fo.
2005 Oxikinoshitalita L.N. Kogarko, Yu.A. Uvarova, E. Sokolova, F.C. Hawthorne, L. Ottolini, J.D.Grice
2006 Atencioíta N.V. Chukanov, R.K. Rastsvetaeva, St. Möckel, A.E. Zadov, L.A.Levitskaya
2006 Kalungaíta N.F. Botelho, M.A. Moura, R.C. Peterson, C.J. Stanley, D.V.G. Silva
2006 Matioliíta D. Atencio, J.M.V. Coutinho, Y.P. Mascarenhas, J.A. Ellena
2006 Arrojadita-(PbFe) C. Chopin, R. Oberti, F. Cámara
2007 Ruifrancoíta D. Atencio, N.V. Chukanov, J.M.V. Coutinho, L.A.D. Menezes Fo., V.T. Dubinchuk, St. Möckel
2008 Menezesita D. Atencio, J.M.V. Coutinho, A.C. Doriguetto, Y.P. Mascarenhas, J.A. Ellena, V.C. Ferrari
2008 Guimarãesita N.V. Chukanov, D. Atencio, A.E. Zadov, L.A.D. Menezes Fo., J.M.V. Coutinho
2008 Brumadoíta D. Atencio, A.C. Roberts, P.A. Matioli, J. A. R. Stirling, K.E. Venance, W. Doherty, C.J. Stanley, R. Rowe, G.J.C. Carpenter, J.M.V. Coutinho
2010 Qingheiíta-(Fe2+) F. Hatert, M. Baijot, S. Philippo, J. Wouters
2010 Bendadaíta U. Kolitsch, D. Atencio, N.V. Chukanov, N.V. Zubkova, L.A.D. Menezes Fo., J.M.V. Coutinho, W.D. Birch, J. Schlüter, D. Pohl, A.R. Kampf, I.M. Steele, G. Favreau, L. Nasdala, G. Giester, D.Yu. Pushcharovsky
2010 Manganoeudialita S.F. Nomura, D. Atencio, N.V. Chukanov, R.K. Rastsvetaeva, J.M.V. Coutinho, T.K. Karipidis
2010 Hidroxicalcioromeíta D. Atencio, M.B. Andrade, A.G. Christy, R. Gieré, P.M. Kartashov
2011 Carlosbarbosaíta D. Atencio, A.C. Roberts, M.A. Cooper, L.A.D. Menezes Fo., J.M.V. Coutinho, J.A.R. Stirling, N.A. Ball, E. Moffatt, M.L.S.C. Chaves, P.R.G. Brandão, A.W. Romano.
inédito Uvita C.M. Clark, F.C. Hawthorne, J.D.Grice
Tabela 3
58
AMBIENTE NA TERRA Evolução
Bibliografia
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