Biotite

A biotita é um grupo de minerais filossilicatos pertencentes à família das micas, com fórmula química geral K(Mg,Fe)₃AlSi₃O₁₀(F,OH)₂. Forma uma série de soluções sólidas, tendo a annita como membro final rico em ferro e a flogopita como membro final rico em magnésio; variedades mais aluminosas incluem a siderofilita e a eastonita. Até 1998, a Associação Mineralógica Internacional tratava a biotita como uma espécie mineral única, mas agora ela é classificada como um grupo mineral. O nome ainda é usado em campo para micas escuras que não foram quimicamente analisadas. J.F.L. Hausmann a nomeou em 1847 em homenagem ao físico francês Jean-Baptiste Biot, que estudou as propriedades ópticas da mica. A estrutura da biotita consiste em lâminas de ferro, magnésio, alumínio, silício, oxigênio e hidrogênio, fracamente unidas por íons de potássio. A biotita rica em ferro é às vezes chamada de "mica de ferro", mas esse termo também pode se referir a uma forma lamelar e micácea de hematita; o termo de campo "lepidomelana" evita essa confusão para biotita rica em ferro não analisada. Também é conhecida como "mica preta", em contraste com a "mica branca" (muscovita), e ambas podem ocorrer juntas nas mesmas rochas, às vezes lado a lado. Como outras micas, a biotita possui clivagem basal perfeita e forma lâminas ou lamelas flexíveis que se desprendem facilmente. Seu sistema cristalino é monoclínico, com cristais tabulares a prismáticos terminando em um pinacoide proeminente; quatro faces de prisma e duas faces de pinacoide criam uma forma pseudo-hexagonal. A fratura é irregular, embora difícil de ver devido à clivagem. A cor varia de esverdeada a marrom ou preta, tornando-se amarela quando intemperizada. Pode ser transparente a opaca, com brilho vítreo a perolado e traço cinza-branco. Cristais grandes são chamados de "livros" porque se assemelham a páginas empilhadas. A dureza é de 2,5 a 3 na escala de Mohs. A biotita se dissolve em soluções ácidas e alcalinas, com dissolução mais rápida em pH baixo, e a dissolução é altamente anisotrópica — as superfícies das bordas dos cristais reagem 45 a 132 vezes mais rápido que as superfícies basais. Em lâmina delgada, a biotita mostra relevo moderado e cor verde-acastanhada ou marrom pálida a profunda, com pleocroísmo moderado a forte. Possui alta birrefringência, muitas vezes mascarada por sua cor intrínseca profunda. Sob luz polarizada cruzada, extingue-se aproximadamente paralelamente às linhas de clivagem e pode exibir uma extinção característica "olho de pássaro" — um padrão mosqueado resultante da distorção de lamelas flexíveis durante a moagem da lâmina delgada. Seções basais são tipicamente hexagonais e aparecem isotrópicas sob luz polarizada cruzada. A estrutura cristalina da biotita é TOT-c: camadas TOT paralelas fracamente ligadas por cátions (c). Cada camada TOT possui duas lâminas tetraédricas (T) fortemente ligadas a ambos os lados de uma única lâmina octaédrica (O). A ligação iônica fraca entre as camadas TOT confere à biotita sua clivagem basal perfeita. As lâminas tetraédricas são feitas de tetraedros de sílica (silício rodeado por quatro oxigênios), com um em cada quatro átomos de silício substituído por alumínio. Cada tetraedro compartilha três de seus quatro oxigênios com os vizinhos, formando uma lâmina hexagonal; o oxigênio apical restante se liga à lâmina octaédrica. A lâmina octaédrica é trioctaédrica, estruturada como uma lâmina de brucita, com magnésio ou ferro ferroso como cátions típicos. Os oxigênios apicais substituem algumas hidroxilas da lâmina de brucita, ligando firmemente as lâminas tetraédrica e octaédrica. As lâminas tetraédricas carregam uma forte carga negativa (composição geral AlSi₃O₁₀⁵⁻), enquanto a lâmina trioctaédrica tem uma carga positiva (M₃(OH)₂⁴⁺, onde M é um íon divalente). A camada TOT combinada tem uma carga negativa residual (M₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂⁻), neutralizada por íons de potássio interlaminares. Como os hexágonos nas lâminas T e O diferem ligeiramente em tamanho, a ligação distorce as lâminas, quebrando a simetria hexagonal para monoclínica, embora a simetria original ainda seja visível na forma pseudo-hexagonal do cristal. Os minerais do grupo da biotita ocorrem em muitas rochas ígneas e metamórficas. Por exemplo, a biotita é encontrada em lava do Monte Vesúvio e no complexo intrusivo de Monzoni, nos Dolomitas ocidentais. No granito, a biotita tende a ser mais pobre em magnésio do que em seu equivalente vulcânico, o riolito. É um fenocristal essencial em alguns lamprófiros. Cristais grandes e cliváveis são ocasionalmente encontrados em veios de pegmatito, como na Nova Inglaterra, Virgínia e Carolina do Norte, EUA, e em Bancroft e Sudbury, Ontário, Canadá. A biotita é um componente chave de muitos xistos metamórficos e se forma em uma ampla faixa de pressões e temperaturas em composições adequadas. Estima-se que constitua até 7% da crosta continental exposta. Uma rocha ígnea composta quase inteiramente de mica escura (biotita ou flogopita) é chamada de glimerita ou biotitita. A biotita pode ser encontrada junto com seu produto de alteração comum, a clorita.