Metamictização: O Processo de Destruição Gradual da Estrutura Cristalina dos Minerais
Você já se perguntou quais características definem um mineral?
Pois bem, segundo William D. Nesse em seu livro “Introduction to Mineralogy”, para definir um mineral é necessário identificar cinco critérios principais:
- Ocorrência natural através de processos geológicos: Os minerais devem se formar naturalmente, sem intervenção humana. Contudo, também existem sólidos cristalinos com as mesmas propriedades químicas e físicas que seus equivalentes naturais sintetizados em laboratórios, conhecidos como minerais sintéticos;
- Arranjo atômico ordenado: Os minerais devem ser sólidos cristalinos, o que significa que os átomos e/ou íons que os compõem são arranjados e quimicamente ligados de forma regular e repetitiva em longa escala;
- Sólido homogêneo: Os minerais são sólidos e apresentam uma estrutura interna regular. No entanto, eles podem deformar de forma dúctil sob condições adequadas de temperatura e pressão. O mercúrio é a única exceção, pois não é sólido em temperatura ambiente;
- Composição química definida (comumente não fixa): A composição química da maioria dos minerais pode variar dentro de certos limites, devido à substituição de um elemento químico por outro em posições específicas da estrutura cristalina;
- Formação por processos inorgânicos: Algumas definições requerem que o mineral seja formado por processos inorgânicos. No entanto, alguns materiais de origem orgânica, como conchas de moluscos, ossos e dentes de animais, e estruturas como esqueletos de corais, podem ser considerados minerais, sendo conhecidos como biominerais;
Existem também materiais de origem geológica que, apesar de apresentarem características semelhantes aos minerais, não possuem estrutura cristalina. Esses materiais são chamados de mineralóides e incluem sólidos amorfos e vidros. Exemplos comuns de mineralóides incluem o âmbar, o obsidiana e a opala.
Minerais contendo U(Urânio) e Th(Tório) podem sofrer perturbação devido o decaimento radioativo. Essa perturbação acarreta na danificação da estrutura cristalina do mineral, tornando-o amorfo. Esse processo é denominado metamictização e, uma vez que a estrutura de um mineral se torna metamítica, ele é considerado um mineralóide.
Para que o processo de metamictização ocorra, são necessárias partículas radioativas, como os raios alfa emitidos pelos elementos radioativos presentes no mineral. Essas partículas radioativas interagem com a estrutura cristalina do mineral, causando danos aos átomos e levando à sua desordem.
A metamictização pode afetar as propriedades físicas e químicas do mineral, levando a mudanças em sua cor, densidade e outras características. Um mineral metamítico pode apresentar aspectos como baixa densidade, alta opacidade, cores mais escuras e porosidade. Além disso, sua dureza e brilho podem ser afetados devido à alteração de sua estrutura cristalina original. No entanto, o mineral metamítico comumente mantém a forma externa do cristal e, se aquecido em temperaturas suficientemente altas, pode se cristalizar novamente e readquirir sua estrutura cristalina original.
Minerais metamíticos são indicadores geológicos significativos e essenciais para a datação de rochas e outros minerais. Além disso, desempenham um papel crucial na reconstrução da história geológica de uma região específica, trazendo a compreensão sobre a presença passada de elementos radioativos nesse local.
Alguns exemplos de minerais que podem passar pelo processo de metamictização incluem:
- Zircão (ZrSiO4)
- Monazita ((Ce,La,Nd,Th)PO4)
- Titanita (CaTiSiO4(O,OH,F))
- Allanita ((Ca,Mn,Ce,La,Y,Th)2(Al,Fe3+)Al(Fe2+,Fe3+,Ti)[Si2O7][SiO4]O(OH))
É possível observar vestígios desse processo em lâminas examinadas em microscópio petrográfico, através de marcas em formato de anéis em volta do mineral contendo elemento radioativo. Essas marcas, denominadas halos pleocróicos, são resultantes do decaimento radioativo, especialmente do decaimento alfa. Quando inclusões radioativas estão presentes em uma rocha, elas podem causar o aparecimento de esferas concêntricas de descoloração. Isso ocorre devido à danificação causada pelas partículas alfa emitidas pela substância radioativa. O tamanho do halo é uma característica única da energia de emissão, refletindo o elemento e isótopo envolvidos.
Autor: Matheus Henrique Lopes de Souza
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