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Departamento de Engenharia de Minas – Escola de Minas de Ouro Preto Universidade Federal de Ouro Preto
Curso de Especialização em Beneficiamento Mineral
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• Módulo 1 - Introdução à estrutura da Terra e origem dos elementos
• Módulo 2 – Mineralogia fundamental
• Módulo 3 – Formação de rochas e mineralizações
• Módulo 4 – Reconhecimento prático de minerais e rochas
• Módulo 5 – Minerais não-metálicos na indústria cerâmica
• Módulo 6 – Mineralogia e geologia de gemas
• Avaliação – prova escrita
Fundamentação mineralógica para a produção mineral
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Módulo 01 – Introdução à estrutura da Terra e origem dos elementos
Antonio Liccardo
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• Decifrando a Terra
Teixeira, Toledo, Fairchild & Taioli – Ed.Oficina de Textos
• Para Entender a Terra
Press, Siever, Grotzinger e Jordan – Ed. Bookman
• Geologia Geral
Leinz e Amaral – Ed. Nacional
• Geologia Geral
Popp – Ed. Livros Técnicos e Científicos
Bibliografia módulo 1
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• Imaginário e alegorias
• Culturas
• Religiões
• Renascimento
• Ciência
Origem da Terra e do universo
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• Gênesis
• Criacionismo
• Dilúvio
• Chuvas de fogo e cinzas
• Terremotos
Bíblia
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A Divina Comédia de
Dante Alighieri séc XIV
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O conceito medieval da idade da Terra.
Publicado na Crônica de Cooper, Londres,
1560.
Cálculo detalhado do arcebispoJohn Usher
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• Iluminismo
• Alquimia
• Fundamentos da ciência
• Galileu
• Newton...
Renascimento e ciência
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• Os alquimistas descobriram centenas de novassubstâncias e conheciam muito das propriedades dosminerais
• O alquimista árabe Gabir Ibn Haiyan (721-803),, propôsuma classificação baseada em propriedades físicasobserváveis ou determináveis.
• Três grupos: “minerais quebradiços e pulverizáveis”,fusíveis ou não; “minerais metálicos”, fusíveis emaleáveis; e “minerais vaporizáveis” pelo fogo, a quechamou “espíritos”.
Mineralogia e a alquimia
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Nome Data Descobridor
Carbono Antiguidade
Ouro Antiguidade
Prata Antiguidade
Cobre Antiguidade
Enxofre Antiguidade
Estanho Antiguidade
Chumbo Antiguidade
Mercúrio Antiguidade
Ferro Antiguidade
Arsênio 1250Crê-se que terá sido Alberto Magno
o primeiro a isolar o elemento.
Antimônio 1450 ou outra data, antes de 1500
Descrito cientificamente nos textos,
provavelmente apócrifos, de Basil
Valentinus, hoje atribuídos a Johann
Tholden
Zinco 1526Identificado como metal único por
Paracelso
Bismuto século XV?
Pode ter sido descrito em escritos
atribuídos a Basil Valentinus,
identificados definitivamente por
Claude Geoffroy Junine em 1753
Fósforo 1669Hening Brand, mais tarde descrito
por Robert Boyle
Cobalto 1732 George Brandt
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O geólogo – pintura de Carl Spitzweg - séc. XIX
Geologiaé a ciência que estuda a Terra, sua composição, estrutura, propriedades físicas, história e os processos que lhe dão forma.
Relações do homem com este arcabouço
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“Big Bang”
A teoria mais aceita para a origem do universo propõe que ele seja oresultado duma grande explosão, logo após a qual a matéria estavaextemamente densa, comprimida e quente. Essa matéria primordialera composta, principalmente, de partículas elementares, como quarkse elétrons
Ciência moderna Astronomia e Geologia
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De acordo com o modelo do Big Bang, o Universo se expandiu a partir de um estado extremamente denso e quente e continua a se expandir atualmente.
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Radiação de Fundo resultante do Big Bang –sinais do início do universo!
A nucleossíntese foi a formação inicial dos primeiros núcleos atômicos elementares (hidrogênio e hélio). Ela ocorreu porque a atuação da Força Nuclear Forte acabou atraindo prótons e nêutrons que se comprimiram em núcleos primitivos
Isso se deu em torno de 10 mil anos após o impulso inicial. Com a queda da temperatura universal, os núcleos atômicos recém-formados se ligaram aos elétrons, formando assim átomos completos de hidrogênio, hélio e lítio
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Pesquisas realizadas nos últimos trinta anos, consideram duas principais fontes responsáveis pela síntese dos elementos químicos:
1. Nucleosíntese durante o Big Bang;2. Nucleosíntese durante a evolução estelar.
Os elementos mais pesados do que o lítio foram sintetizados nas estrelas. Durante os últimos estágios da evolução estelar, muitas das estrelas compactas queimaram e formaram o carbono (C), o oxigênio (O), o silício (Si), o enxofre (S) e o ferro (Fe).
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Os destroços de explosões de supernovas sofreram influência de forças gravitacionais e produziram
uma nova geração de estrelas.
Alguns desses destroços são coletados por pequenos corpos que entram em órbita em torno de uma
estrela. Estes corpos são os planetas, e um deles é a terra.
Toda a matéria na terra, foi formada pelo mecanismo da morte de uma
estrela.
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Abundância de elementos no universo
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Início da formação da Terra
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Início da formação da Terra
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A Lua
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Configuração do Sistema solar
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Fonte
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Informações trazidas por meteoritos
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Informações trazidas por meteoritos
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TerraVênus
Marte Mercúrio Plutão
Relação de tamanho entre os corpos do sistema solar
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Júpiter
Saturno
UranoNetuno
Terra
Plutão
Relação de tamanho entre os corpos do sistema solar
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Sol
Júpiter
Terra
Plutão
Relação de tamanho entre os corpos do sistema solar
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Diferenciação
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Terra – um sistema aberto
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Um planeta dinâmico
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Comportamentodos feixes
Informações sobre a
estrutura da Terra
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Informações sobre a
estrutura da Terra
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Informações sobre a
estrutura da Terra
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• Base da divisão: ondas sísmicas P e S e seções geológicasna superfície da terra
• Crosta Continental: Superior e inferior
• Manto: Superior, transicional e Inferior
• Núcleo: Externo e Interno
Três camadas composicionais da Terra
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Três camadas reológicas da Terra
• Litosfera: Continental e o oceânica
• Astenosfera
• Mesosfera
Viscosidade e plasticidade dos fluidos
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Estrutura interna da Terra (Camadas Composicionais e Reológicas)
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Litosfera Continental: 100-150 Km
Litosfera Oceânica: 70-80 Km
Estrutura interna da Terra (Camadas Composicionais e Reológicas)
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100 a 350/400 Km
400-660 Km
Estrutura interna da Terra (Camadas Composicionais e
Reológicas)
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Abundância dos elementos na Terra
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5 %
95 % 25 %
75 %
• Crosta Continental:
- Composição Granítica a granodiorítica (andesítica)
- Espessura: média entre 30 e 40 Km. Pode alcançar 70 Km (himalaia, placas continentais em colisão)
- 41 % em área e 79 % em volume da superfície da terra.
- Idade: Várias desde 4.3 G.a até o recente.
• Crosta Oceânica:
- Composição Basáltica (gabróica)
- Espessura: média 5 Km. Pode ser zero ?
- 59 % em área e 21 em volume da superfície da terra.
- Idade: até 200 Ma.
Crosta Continental e Oceânica
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Manto
• Composição: Peridotítica (Olivina, piroxênio e espinélio e granada).
• Espessura: 2885 Km
• Manto Superior: (rígido)
• Manto Inferior: (plástico, viscoso)
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Núcleo
• Espessura Total: 3486 Km
• Núcleo Externo: (plástico/viscoso a liquido)
espessura: 2270 Km
• Núcleo Interno: (rúptil, rígido)
espessura: 1216 Km
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Magnetismo - geodínamo
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Litosfera (movimento das placas litosféricas)
• Camada rígida, de alta viscosidade e ocorre da superfície até 100-150 km(espessura) de profundidade.
• Litosfera continental: Crosta continental + Manto litosférico (rígido)
• Litosfera oceânica : Crosta oceânica + Manto litosférico (rígido)
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Deriva Continental e Tectônica de Placas
• Alfred Wegener: hipótese da DerivaContinental (Continental Drift) e a tectônica deplacas, a existência do supercontinente Pangea(200 Ma) que se fragmentou em váriospequenos continentes.
Evidências:• Contornos e geometria dos continentes. Ex:
porção W da África e E da América do sul.• Similares depósitos glaciais (gelo) e eólicos
(vento) na América do sul, África e Índia.• Similares idades do conteúdo fossilífero e em
rochas sedimentares de diferentes continentes• Semelhanças litológicas, estruturais e
geocronológicas entre rochas de várioscontinentes
• Paleomagnetismo
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Mapa tectônico da Terra
Mapa tectônico atual da terra (fonte: Nasa)
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Correntes de
convecção
somente na
astenosfera
Correntes de
convecção no
manto inteiro
Dinâmica das correntes de convecção – “motor das placas”
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Abertura de um oceano
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Cadeia meso-Atlântica
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Colisão de placas
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• Himalaia aumenta mais de 1 cm/ano.
A placa da Índia avançou a uma velocidade de 15 a 20cm por ano, até
a colisão com a Eurásia.
A Índia avançou cerca de 2.000Km para dentro da placa eurasiana - cerca
de 800km para dentro da Ásia.
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Quatro principais ambientes fornecedores (fontes) de magmas (4 fontes em duas camadas: crosta e manto)
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Processo magmáticoVulcão na Islândia
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Salar na Bolívia Processo sedimentar
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Mármore de Carrara - Itália Processo metamórfico
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Resultado dos vários processos geológicos atuantes no planeta: minerais
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Extração bens minerais
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Mineração