História das Minas de Ouro e Diamante: O Ouro Mineiro

História das Minas de Ouro e Diamante: O Ouro Mineiro

Barra de ouro extraído em Minas,em 1809, devidamente quintado.

Em Minas, a descoberta do ouro se deu no final do séc. XVII, simultaneamente, por vários bandeirantes e sertanistas: Salvador Fernandes Furtado descobriu as lavras do Ribeirão do Carmo (Mariana), Antônio Dias Cardoso revelou a existência do metal precioso no vale do Tripuí (Ouro Preto), o padre João Faria descobriu o famoso ouro preto. João Lopes de Lima apontou outras jazidas no Ribeirão do Carmo. Borba Gato revelou as minas de Sabarabuçu (Sabará). Domingos Fonseca Leme descobriu ouro em um afluente do rio das Velhas. Domingos do Prado, no rio Pitangui. Bartolomeu Bueno, no rio Pará. Antônio Garcia Cunha, nas margens do rio das Mortes (São João DeL Rei).
Tantas descobertas simultâneas e em áreas relativamente distantes entre si, evidentemente, não foram meras coincidências. O desabrochar instantâneo de tantas minas tem explicação mais pragmática: em 1694, sucumbindo ao óbvio, a Coroa Portuguesa decidiu modificar a legislação que a tornava dona de todos os minérios encontrados no Brasil. A partir de então, o direito de posse das minas seria concedido ao descobridor, cabendo ao rei apenas e tão-somente um quinto dos achados. Agora, o ouro estava acessível a quem se interessasse por ele. Só então os sertanistas de São Paulo revelaram ao mundo as minas que já deveriam conhecer havia pelo menos 20 anos. O fato teve repercussão global, pois as lavras encontradas nas Gerais configuraram a maior descoberta de ouro registrada no planeta, até então. Foi o maior volume de ouro, explorado da forma mais célere. Portugal instituiu um método, extremamente, eficiente de exploração do ouro mineiro. Em breve, as mais de mil toneladas, oficialmente, arrancadas das entranhas da terra fariam o fausto e a opulência das cortes européias, especialmente da Inglaterra, graças ao Tratado de Methuen (o tratado dos vinhos e dos panos), curiosamente, assinado com Portugal,logo após ao descobrimento das minas auríferas, em 1703, no qual se estabeleceu, entre outros termos, que à Inglaterra caberia metade de todo o ouro descoberto no Brasil. Portugal se beneficiou com pouco do ouro explorado nas Minas Gerais. Boa parte da porção de ouro que caberia aos portugueses, conforme as absurdas cláusulas do tratado, foi parar nas mãos do Vaticano e da Casa Real dos Hapsburgs da Áustria, a monarquia mais influente da Europa, na época.
O ouro extraído de nossas terras criou as condições financeiras necessárias para a mais importante revolução econômica do mundo - a Revolução Industrial. O ouro mineiro permitiu que a circulação de moeda fosse triplicada na Europa, já que o metal era e ainda é usado como lastro para emissão monetária. Diante da abundância monetária conseqüente da abundância de ouro nos mercados europeus, foi possível o acúmulo de capitais que resultaram na Revolução Industrial, primeiramente, na Inglaterra, graças ao tratado dos vinhos, panos e muito ouro.
Mas, o ouro mineiro não foi todo perdido. Ele foi responsável pelo surgimento de uma cultura urbana frenética, complexa e esplendorosa, sem precedentes em terras americanas e ainda há bastante ouro em Minas. O chamado ouro de aluvião que se extraiu facilmente e em grande quantidade nas margens dos ribeiros, este sim se esgotou. O ouro de filões e veios ainda é farto.
O que, definitivamente, encerrou o ciclo do ouro em Minas foi a abolição da escravidão. Sem escravos a atividade se tornou inviável, sob o ponto de vista econômico. Foi quando houve o predomínio das companhias inglesas na exploração do ouro mineiro, as quais implantaram métodos industriais de extração do metal, alcançando grande produção, em continuidade à histórica pilhagem da riqueza de Minas. Posteriormente, diante da onda nacionalista que se irrompeu com o Estado Novo de Vargas e da justificada consternação que a usurpação de nosso ouro, historicamente, tem afetado o imaginário da nação, Getúlio Vargas, finalmente, desmantela grande parte do sistema de exploração aurífera montado pelos ingleses e ,desde então, explorar ouro em Minas se tornou tabu.

Rochas ultramáficas plutônicas do greenstone belt Rio das Velhas

Rochas ultramáficas plutônicas do greenstone belt Rio das Velhas na porção central do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasil

Plutonic ultramafic rocks of the greenstone belt Rio das Velhas in the central portion of the Quadrilátero Ferrífero, State of Minas Gerais, Brazil

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RESUMO
Em Amarantina, distrito de Ouro Preto, encontram-se rochas ultramáficas expostas em duas áreas com cerca de 500 m² cada. As rochas afloram no Complexo do Bação, que é o embasamento gnáissico do greenstone belt Rio das Velhas, na porção central do Quadrilátero Ferrífero (QF). O interesse no estudo petrogenético desses corpos deve-se à preservação parcial de minerais ígneos, ausentes na maior parte das rochas ultramáficas totalmente metamorfizadas do QF. Entre essas rochas, destacam-se os esteatitos e os serpentinitos, devido a sua importância econômica. As rochas ultramáficas de Amarantina possuem textura equigranular, fato que as caracteriza como tendo origem plutônica, isto é, trata-se de metaperidotitos. Possuem grãos maiores de olivina, piroxênio e espinélio da rocha ígnea original distribuídos em matriz metamórfica fina com talco, serpentinas, cloritas, anfibólios e minerais opacos. Escassas arita (NiSbAs) e breithauptita (NiSb) foram formadas a partir de pentlandita durante o metamorfismo associado a hidrotermalismo. A comparação da composição química com a de um metakomatiito com textura spinifex do QF, bem como com rochas komatitiiticas de outras partes do mundo, mostra que os metaperidotitos são, quimicamente, semelhantes aos komatiitos não-desfalcados em alumínio. Portanto é provável que as rochas ultramáficas estudadas correspondam à porção plutônica do magmatismo komatitiitico do Grupo Nova Lima, que é a unidade basal do greenstone belt Rio das Velhas.
Palavras-chave: Rocha ultramáfica, greenstone belt Rio das Velhas, peridotito komatiitico, geoquímica, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais.

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ABSTRACT
In Amarantina, district of Ouro Preto (State of Minas Gerais, Brazil), ultramafic rock exposures are found along two areas of about 500 m² each. The rocks crop out in the Bação complex, which is the gneissic basement of the Rio das Velhas greenstone belt in the central portion of the Quadrilátero Ferrífero (QF). The interest in a petrogenetic study of the ultramafic rocks is the partial preservation of igneous minerals, which are not observed in most of the completely metamorphosed ultramafic rocks in the QF. Among them, the steatites and the serpentinites are the best studied because of their economic importance. The ultramafic rocks from Amarantina are classified as metaperidotites due to the equigranular texture characteristic of plutonic origin. The rocks are made up of large grains of olivine, pyroxene, and spinel preserved from de original magmatic rock, which are distributed in a fine grained mass with talc, serpentine, chlorite, amphibole, and opaque minerals. Scarce arite (NiSbAs) and breithauptite (NiSb) were generated after pentlandite during hydrothermal metamorphism. Comparison of the chemical composition with a metakomatiite with spinifex texture from de QF as well as with known komatiitic rocks from other parts of the world reveals that the metaperidotites are chemically similar to non Al-depleted komatiites. Therefore it is probable that the studied ultramafic rocks correspond to the plutonic portion of the komatiitic magmatism of the Nova Lima group, at the base of the Rio das Velhas greenstone belt.
Keywords: Ultramafic rock, Rio das Velhas greenstone belt, komatiitic peridotite, geochemistry, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais.

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1. Introdução
O Quadrilátero Ferrífero (QF) tem sido, desde o século XIX, objeto de pesquisas e estudos geológicos devido aos bens minerais nele presentes, entre os quais se destacam as mineralizações de ferro e ouro. Quanto a bens minerais não-metálicos, são explotadas, entre outras, rochas metaultramáficas do tipo esteatito/serpentinito, de grande importância econômica. Entre as ocorrências de rochas de natureza ultramáfica, encontram-se, muito raramente, corpos que preservam algum mineral ou textura ígnea da rocha original, que são de grande relevância para estudos petrogenéticos, pois podem representar o protólito dos esteatitos e serpentinitos. Nas circunvizinhanças do QF, rochas com minerais ígneos preservados foram descritas por Jordt-Evangelista e Silva (2005), na região de Lamim, ao sul, Fonseca e Pereira (2008), em Lagoa Dourada, a sudoeste, Braga (2006), em Queluzito, também a sudoeste, e Medeiros Júnior e Jordt-Evangelista (2010), em Acaiaca, a leste do QF. O presente estudo visa à caracterização de dois corpos ultramáficos com minerais ígneos parcialmente preservados, localizados em Amarantina, distrito de Ouro Preto.
As rochas metaultramáficas da região do Quadrilátero Ferrífero pertencem ao Supergrupo Rio das Velhas, que constitui um greenstone belt arqueano (Dorr, 1969; Ladeira, 1980; Ladeira & Roeser, 1983; Roeser et al., 1980). O Supergrupo Rio das Velhas é constituído pelo Grupo Nova Lima, inferior, e pelo Grupo Maquiné, superior.
O Grupo Nova Lima é composto, na sua porção basal, principalmente, por esteatitos e serpentinitos derivados de protólitos ígneos ultramáficos (Ladeira & Roeser, 1983), por meio de processos metamórficos associados a transformações metassomáticas. A preservação de texturas spinifex, embora muito rara (Ladeira, 1980; Noce et al., 1990; Pinheiro & Nilson, 1997; Andreatta e Silva, 2008), atesta que, pelo menos, uma parte das rochas ultramáficas primárias era de natureza vulcânica, originada de komatiitos.
O Complexo do Bação, no qual estão inseridas as rochas metaultramáficas de Amarantina, é constituído, predominantemente, por gnaisses de composição tonalítica e granodiorítica (Gomes, 1986 e 1987). O referido complexo compõe o embasamento das rochas supracrustais do greenstone belt Rio das Velhas, que o rodeiam. Subordinadamente ocorrem xistos de derivação pelítica e anfibolitos.
O objetivo desse trabalho é o de caracterizar, mineralogicamente e de forma textural e geoquímica, os litotipos presentes nos corpos metaultramáficos de Amarantina e, também, o de empreender sua interpretação petrogenética. A importância do estudo desses corpos se deve a sua localização geográfica, pois estão inseridos dentro do Complexo do Bação, na região central do QF, o que os distingue das ocorrências anteriormente citadas, que se localizam fora do QF e que, portanto, podem não pertencer ao Grupo Nova Lima.

2. Materiais e métodos
Realizaram-se trabalhos de campo para coleta de amostras, que foram descritas macro e microscopicamente. As lâminas delgadas foram descritas sob microscópio de polarização por luz incidente e luz transmitida. Para se obterem as análises de química mineral, utilizou-se o microscópio eletrônico de varredura (MEV) de marca JEOL, modelo JSM com EDS (espectrometria por dispersão de energia) Thermo Electron acoplado no Laboratório de Microanálise (MICROLAB) do DEGEO-UFOP, que operou sob condições analíticas de 20 kV, com largura de feixe 10 µm e 2000 contagens. Também foram realizadas análises por microssonda eletrônica em equipamento da marca JEOL, modelo JCXA-8900RL no Laboratório de Microanálises do consórcio Física-Química-Geologia da UFMG e CDTN-CNEN. O aparelho operou com uma tensão de 15 kVe corrente de feixe de 20 nA. Análises químicas em rocha total foram obtidas via Espectrômetro de Fluorescência de Raios X (FRX), de marca Philips PW2404, modelo MagiX com amostrador automático PW2504 e tubo de Rh a 2,4 kW, no Laboratório de Preparação de Amostras para Geoquímica e Geocronologia (LOPAG) do DEGEO-UFOP e em Espectrofotômetro de Emissão Atômica com Fonte Plasma (ICP-OES), de marca Spectro e modelo Ciros CCD, no Laboratório de Geoquímica Ambiental (LGqA) do DEGEO-UFOP. O tratamento dos dados geoquímicos foi feito no software Minpet versão 2.02 (Richard, 1995).

3. Corpo metaultramáfico de Amarantina
As rochas metaultramáficas de Amarantina foram encontradas em duas áreas distintas, uma à nordeste e a outra à sudoeste da rodovia BR-352 (Figura 1), distanciadas, aproximadamente, 2,5 km. Elas ocorrem em afloramentos e blocos soltos com tamanho de metros a decâmetros (Figura 2). São rochas maciças, de granulometria fina a média, e que podem apresentar dobras (Figura 2 D). Não se encontraram afloramentos que permitissem verificar as relações de contato com os gnaisses do Complexo do Bação. A área superficial do corpo a leste de Amarantina (Figura 1) é de, pelo menos, 500 m², conforme indica a distribuição dos afloramentos in situ e dos blocos dispersos pelo terreno. O outro corpo tem dimensões semelhantes.

4. Aspectos petrográficos e química mineral
No corpo metaultramáfico de Amarantina, foram amostrados três litotipos, a saber, espinélio metaperidotito, metaperidotito e tremolita-clorita-serpentina granofels, sendo que este último representa o produto do total metamorfismo dos anteriores. As amostras estudadas foram coletadas nos pontos AM-1 a AM-4, mostrados na Figura 1. Além dos litotipos citados, são encontrados, também, esteatitos, que, devido ao elevado grau de alteração intempérica, não foram amostrados.
O metaperidotito AM-1 (Figura 3 F) possui até 20% de olivina, que ocorre em grãos maiores distribuídos em matriz fina composta por clinoanfibólio, serpentina, clorita, talco, magnetita e ilmenita. Os grãos de olivina, que ficaram preservados da rocha ígnea, são arredondados, medem cerca de 0,8 mm e possuem alteração nas fraturas e bordas em serpentina e talco. A fórmula estrutural média da olivina, obtida por meio de análises de microssonda, é Mg_1,6Fe_0,4Si_0,99 O₄, com 80% do componente forsterita. O clinoanfibólio apresenta-se em cristais prismáticos e incolores, que foi identificado por MSE e MEV/EDS como magnésio-hornblenda. Pela inexistência de feições texturais do tipo spinifex e tendo em vista o hábito da olivina, interpreta-se que a textura original da rocha é plutônica e não vulcânica.
O tremolita-clorita-serpentina granofels AM-2 encontra-se com cerca de 200 m do metaperidotito AM-1. Embora não apresente minerais ígneos preservados, é provável, pela proximidade, que seja produto do metamorfismo do metaperidotito. Tem microestrutura decussada e é constituído por tremolita (15%), serpentina (55%), clorita (20%), talco (5%) e Cr-magnetita (5%).
O espinélio metaperidotito AM-3 (Figura 3 A, B, C, D) possui minerais de origem ígnea, como olivina, ortopiroxênio e espinélio, que somam até 30% do volume da rocha, e proporções variáveis de tremolita, serpentina, clorita, talco, ilmenita, Cr-magnetita, breithauptita e arita, que, juntos, constituem os restantes 70% da rocha. A olivina aparece em cristais anédricos de até 0,8 mm, com alteração para talco e serpentina. A fórmula estrutural média da olivina, obtida por meio de análises de MSE (Tabela 1), é Mg_1,7Fe_0,3 Si_0,99 O₄, que corresponde a 85% do componente forsterita. O ortopiroxênio, com fórmula estrutural Ca_0,33(Mg_1,71Fe_0,29)Si_1,97O₆, isto é, com En 85, encontra-se substituído, parcialmente, por talco, serpentina e tremolita, gerados por reações metamórficas em condições da fácies xisto verde. O espinélio ocorre em grãos anédricos, medindo cerca de 0,2 mm, tem cor verde-escura e encontra-se sempre rodeado por clorita. A sua fórmula estrutural média é (Mg_0,65Fe_0,35)Cr_0,1Al_1,9O₄, o que corresponde a uma composição intermediária entre espinélio s.s. e hercinita, sendo, por isso, classificado como pleonasto.
O metaperidotito AM-4 (Figura 3 E) apresenta-se com cerca de 30% de olivina, que ocorre em grãos maiores distribuídos em matriz fina composta por tremolita, serpentina, clorita, talco e minerais opacos, classificados por MSE e MEV/EDS como ilmenita, magnetita, Cr-magnetita, pirita, pentlandita, breithauptita e arita. Olivina apresenta-se, parcialmente, alterada. Em geral, os grãos estão envoltos por massa fibrosa formada por serpentina, menos frequentemente observa-se clorita e talco. Os grãos chegam até a 1,5 cm. A porcentagem de componente Fo é 87% e sua fórmula estrutural é Mg_1,7Fe_0,3Si_0,99O₄.
Localmente verifica-se que a rocha apresenta-se bandada e dobrada (Figura 4). O bandamento mineralógico é dado pela alternância de bandas, onde a olivina está preservada com bandas ricas em minerais metamórficos, como serpentinas, cloritas, talco ou tremolita. Essas bandas, provavelmente, representam descontinuidades, por onde houve a infiltração dos fluidos aquosos durante o metamorfismo. A ausência de extinção ondulante, nos grãos de olivina, sugere que o peridotito original não estava dobrado, mas que o processo tectonometamórfico levou à geração de dobras por deslizamento ao longo das descontinuidades, onde se formaram os minerais mais dúcteis, como serpentinas, clorita ou talco.
Minerais contendo antimônio e arsênio, como breithauptita e arita (Figura 5), não são comuns. A arita (NiSbAs) representa o membro de composição intermediária da solução sólida niquelina (NiAs) - breithauptita (NiSb), estudada, experimentalmente, por Hewitt (1948). A composição química média de porcentagem em peso encontrada para a pentlandita foi de 36% de Fe, 28% de Ni e 37% de S, para a breithauptita foi de 34% de Ni e 66% de Sb e para a arita de Ni (42-37%), de As (39-32%) e de Sb (25-16%). Breithauptita, arita e pentlandita aparecem com intercrescimento (Figura 5). O intercrescimento da breithauptita com arita e pentlandita reflete processos substitucionais, provavelmente decorrentes de variações na concentração de elementos como As, S e Sb, onde a pentlandita cede ao Ni. Breithauptita pode ser encontrada em depósitos minerais formados em altas pressões e temperaturas, como em peridotitos, em pegmatitos niquelíferos com pirrotita e disseminada em veios de galena-esfalerita. Entretanto sua ocorrência é mais comum em veios hidrotermais com Co-Ni-Ag (Ramdhor, 1969).
Embora minerais de Ni-As-Sb sejam relativamente raros na natureza, eles não são incomuns em variadas mineralizações relacionadas a remobilizados hidrotermais, onde ocorrem associados com minerais de ouro (Cook, 1996). No entanto, a presença de Au, Co e Ag não foi verificada nas rochas estudadas nesse trabalho.
Para fins de comparação com as rochas de Amarantina, coletou-se e analisou-se uma amostra de metakomatiito de Rio Manso, na região noroeste do QF (Andreatta e Silva, 2008). A amostra SPF possui textura spinifex preservada e é composta por 35% em volume de talco, 25% de clorita, 20% de clinoanfibólio, 15% de serpentina, 5% de carbonatos e 5% de minerais opacos.

5. Geoquímica
A Tabela 2 apresenta os resultados das análises químicas das amostras estudadas e rochas similares selecionadas da literatura para comparação. As rochas da literatura são o komatiito peridotítico de Yakabindie, na Austrália (Naldrett & Turner, 1977 in Naldrett & Cabri, 1976) e o komatiito de Abitibi, no Canadá (Sun & Nesbitt, 1978 in Arndt, 2008). Embora totalmente metamorfizada, a amostra de metakomatiito SPF, da região de Rio Manso no QF, foi incluída por ainda preservar a textura spinifex e, portanto, por ser uma rocha representativa dos derrames ultramáficos do Grupo Nova Lima.
Verifica-se que as rochas de Amarantina, tal como o metakomatiito de Rio Manso e as rochas da literatura, possuem altos teores de MgO, de 25 a 33% em peso e Cr e Ni muito elevados (Cr: 1771 a 3555 ppm; Ni: 843 a 1572 ppm). Os teores anômalos de As e Sb, em média, 470 e 500 ppm, respectivamente, são devidos à presença dos minerais breithauptita (NiSb) e arita (NiSbAs).
Segundo Arndt e Nisbet (1982), peridotitos komatiiticos caracterizam-se, quimicamente, por teores de MgO acima de 18% em peso e TiO₂ abaixo de 0,9%. Dentro desses critérios, todas as rochas analisadas são peridotitos komatiiticos (Tabela 2), pois o teor de MgO varia entre cerca de 25 e 33% em peso e o TiO₂ é inferior a 0,3%.
Segundo Viljoen e Viljoen (1982) e Arndt e Nisbet (1982), outro aspecto importante na definição da suíte komatiitica diz respeito à razão CaO/Al₂O₃ que deve estar situada no intervalo entre 0,8 e 1,0. Nos litotipos estudados, as razões de CaO/Al₂O₃ estão entre 0,6 e 2,73 (Tabela 2). Os litotipos que apresentam razões relativamente elevadas são rochas com grande quantidade de tremolita (AM-1, AM-3). No caso dos litotipos com baixas razões de CaO/Al₂O₃ (0,6), trata-se de amostras com altos teores de clorita. Portanto a razão CaO/Al₂O₃ não é primaria nas rochas estudadas, possivelmente devido à mobilidade do cálcio durante o processo de metamorfismo acompanhado de infiltração de fluidos aquosos, que propiciaram a geração de minerais hidratados como talco e serpentinas à custa de minerais anidros como olivina e piroxênios.
Nesbitt et al. (1979) e Beswick (1982, in Arndt & Nisbet, 1982) propõem uma classificação para os komatiitos em dois grupos baseados na razão Al₂O₃/TiO₂. O primeiro grupo apresenta valores aproximadamente condríticos com razão Al₂O₃/TiO₂ em torno de 20,4, o que caracteriza a suíte de komatiitos não-desfalcados em Al. O segundo grupo, classificado como dos komatiitos Al-desfalcados, é caracterizado por apresentar razões próximas da metade dos valores condríticos, o que o ocorre nos komatiitos do oeste da Austrália (Beswick 1982). A maioria das amostras estudadas apresenta razão Al₂O₃/TiO₂ próximas ou maiores do que 20,4 correspondendo à suíte de komatiitos não-desfalcados em Al.
Para caracterizar, quimicamente, as rochas de Amarantina, as análises foram lançadas em diagramas discriminantes (Figura 6 A); para fins de comparação também foram utilizadas as análises da literatura e o metakomatiito de Rio Manso. No diagrama de Jensen (1976), verifica-se que as amostras possuem características químicas de peridotitos komatiiticos, com exceção do tremolita-clorita-serpentina granofels (AM-2), que se situou no campo de Basalto Komatiitico, provavelmente por ter sido mais afetado pelo processo metamórfico/metassomático.
No diagrama MgO-CaO-Al₂O₃ (Figura 6 B) de Viljoen e Viljoen (1969), também se verifica que as rochas estudadas possuem características geoquímicas de peridotitos komatiiticos.

6. Discussão e conclusões
Por se localizarem no Complexo do Bação, que é o embasamento das rochas supracrustais da porção central do Quadrilátero Ferrífero, os dois corpos estudados de Amarantina constituem uma ocorrência ímpar para o estudo das rochas ultramáficas da região. A textura equigranular das amostras, que ainda preservam minerais ígneos, como olivina, indica que as rochas são de origem plutônica, isto é, que não se trata de derrames de komatiito que se caracterizam pela textura spinifex, conforme encontrados localmente no QF. Os resultados de análises químicas mostram que as rochas estudadas são, quimicamente, semelhantes a komatiitos não-desfalcados em Al. Portanto as rochas ultramáficas de Amarantina, provavelmente, correspondem à porção plutônica do magmatismo que deu origem ao Grupo Nova Lima, que é a unidade basal do greenstone belt Rio das Velhas. Ao atravessar a crosta primitiva gnáissica, parte do magma gerador das rochas ultramáficas vulcânicas komatiiticas pode ter preenchido condutos, fraturas ou formado corpos de pequeno porte, conforme os encontrados em Amarantina, cristalizando-se como rocha plutônica. A transformação metamórfica foi somente parcial em talco, serpentinas, anfibólios e/ou carbonatos, o que contrasta com a esteatitização ou serpentinização completa da maior parte das rochas ultramáficas encontradas no QF. A referida transformação deve ser decorrente do aporte insuficiente de fluidos aquosos durante o ciclo tectonometamórfico do Transamazônico.

Rubi e safiras de Minas Gerais, Brasil

Rubi e safiras de Minas Gerais, Brasil

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RESUMO
Rubis e safiras de quatro depósitos em Minas Gerais, denominados Sapucaia, Indaiá e Palmeiras, na região de Caratinga-Manhuaçu, e Malacacheta, mais ao norte, foram caracterizados em termos geológicos, gemológicos, químicos e espectroscópicos, com o objetivo de interpretar causas de cor, gênese, bem como analisar o potencial econômico dos depósitos. Resultados de análises químicas e espectroscopia UV-visível mostram que a provável causa da cor azul é transferência de cargas entre Fe²⁺ e Ti⁴⁺, enquanto Cr³⁺ causa tonalidades violeta e púrpura, efeito alexandrita e fluorescência. A ausência de Ce e La e o teor relativamente mais alto de Ga distinguem as amostras de Malacacheta das demais. Além de sugerir particularidades genéticas, a diferença em termos de elementos-traços, pode ser utilizada como indicador de proveniência das gemas. Inclusões de um polimorfo de Al₂SiO₅ e indícios de campo sugerem que o coríndon deve ter sido gerado por processos metamórficos regionais, o que expande as possibilidades para a descoberta de novas ocorrências de rubi e safiras nos terrenos de alto grau metamórfico do leste de Minas Gerais.
Palavras-chave: Coríndon, rubi, safira, Minas Gerais, elementos traços, gemologia.

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ABSTRACT
Rubies and sapphires from four deposits in Minas Gerais named Sapucaia, Indaiá and Palmeiras, in the region of Caratinga-Manhuaçu, and Malacacheta, farther north, were characterized in terms of geology, gemology, chemistry and spectroscopy in order to interpret causes of color and genesis. The economical potential of the deposits was also analyzed. Chemical analyses and UV-visible spectroscopy reveal that the probable cause of the blue color is a charge transfer between Fe²⁺ e Ti⁴⁺, while Cr³⁺ causes violet and purplish tints, alexandrite effect and fluorescence. Absence of Ce and La and relatively higher Ga-contents distinguish the Malacacheta samples from the others. Besides suggesting genetic particularities, the difference in terms of trace elements might be used as a provenience indicator for the gems. Inclusions of an Al₂SiO₅ polimorph and field evidences suggest that the origin of corundum might be due to regional metamorphic processes, thus expanding the possibilities for the discovery of new occurrences of ruby and sapphires in the high grade metamorphic terrain in eastern Minas Gerais.
Keywords: Corundum, ruby, sapphire, Minas Gerais, trace-elements, gemology.

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1. Introdução
Nos últimos anos, novas ocorrências de coríndon surgiram em Minas Gerais, conhecido produtor de gemas coradas e diamante. Os depósitos de Palmeiras, Indaiá, Sapucaia e Malacacheta produzem safiras azuis, com tons violeta ou púrpura e rubi de tamanhos pequenos, mas com boa intensidade de cor e transparência. Indaiá é um depósito já conhecido (Epstein et al. 1994; Liccardo, 1999) e que teve sua produção interrompida em 1996, mas que, esporadicamente, apresenta alguma produção por garimpeiros. Do mesmo modo que em Indaiá, Palmeiras e Sapucaia, descobertas recentes na mesma região, apresentam um bom potencial gemológico, com gemas de tonalidades variando do azul ao púrpura, às vezes com efeito alexandrita, eventualmente com presença de rubi (Liccardo e Jordt-Evangelista, 2001). O depósito de Malacacheta, conhecido há várias décadas como produtor de alexandrita, sempre produziu safiras azuis como subproduto nas minerações. Atualmente tais safiras estão sendo comercializadas como material lapidável e sendo tratadas termicamente em Bangkok. Esse artigo reporta características desses depósitos e suas gemas, assim como mais informações sobre as já conhecidas safiras de Indaiá.

2. Histórico
A presença de coríndon no Brasil tem sido mencionada há muito tempo em literatura (Hussak, 1916; Guimarães, 1934), sem que existisse, no entanto, uma produção de material com qualidade-gema. A primeira menção de safiras azuis com qualidade para lapidação foi em Coxim, Mato Grosso do Sul (Eppler, 1964). Nesses depósitos, a safira é encontrada como mineral satélite em cascalhos produtores de diamante e nunca houve produção constante, sendo que algumas pedras são esporadicamente comercializadas.
Em Malacacheta, pequenos cristais de safira azul e incolor/leitosa foram retirados juntamente com crisoberilo e alexandrita durante anos, desde a década de 80, contudo com pouca produção comercial.
A descoberta dos depósitos de Indaiá no início da década de 90 foi a mais promissora até então, tendo sido descrita por Themelis (1994) como a primeira ocorrência comercial de coríndon no Brasil. Em 1999, iniciou-se uma pequena produção em Sapucaia, cerca de 25km ao sul de Indaiá, com gemas muito semelhantes, inclusive com moderado efeito alexandrita (Liccardo & Jordt-Evangelista, 2000). Em 2000, surgiram notícias sobre o depósito de Palmeiras, cerca de 60km a sudeste de Sapucaia, com gemas semelhantes aos depósitos anteriores, mas com tons predominantemente mais avermelhados. A falta de tradição na exploração de rubi e safira, em meio a tantas outras gemas no Estado de Minas Gerais, faz com que os garimpeiros que atuam nos pegmatitos da região concentrem-se na extração de outras gemas, principalmente água-marinha e, em Malacacheta, alexandrita e crisoberilo.

3. Localização e acessos
Três dessas ocorrências situam-se no eixo Manhuaçu-Caratinga, cerca de 250km a leste de Belo Horizonte (Figura 1). A ocorrência de Indaiá pertence ao município de Vargem Alegre, aproximadamente a 20km a noroeste de Caratinga, a montante do Córrego São Gabriel.No município de Sapucaia, cerca de 25km a sudoeste de Caratinga, nas cabeceiras do córrego Ferrugem, encontra-se a segunda ocorrência. O depósito de Palmeiras situa-se no município de Manhuaçu, no distrito de mesmo nome, 12km a noroeste da cidade. Nessas ocorrências, o acesso, em parte, é feito por estradas de terra, que, na estação das chuvas (setembro a janeiro), tornam-se dificilmente transitáveis.

Os depósitos de Malacacheta situam-se às margens do córrego do Fogo e ribeirão Soturno, a aproxidamente 12km a norte da cidade de Malacacheta. O acesso a essa região é um pouco melhor que os das anteriores, mesmo na estação de chuvas. Malacacheta está cerca de 270km da região de Indaiá, Palmeiras e Sapucaia.
4. Contexto geológico regional
O coríndon da região de Manhuaçu-Caratinga se encontra em depósitos secundários sobre terrenos gnáissicos-migmatíticos, com presença eventual de litotipos granulíticos e charnoquíticos, além de inúmeros corpos pegmatíticos que entrecortam todas as rochas (Figura 2). Os terrenos fazem parte do núcleo do Orógeno Neoproterozóico Araçuaí (Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000).
Em Malacacheta, os depósitos também são colúvio-aluvionares encaixados em rochas metamórficas pré-cambrianas. Regionalmente, o contexto geológico mostra a existência de um batólito granítico intrudido em xistos peraluminosos das Formações Salinas e Capelinha e rochas metaultramáficas que cortam os xistos da Formação Capelinha (Figura 2). O corpo granítico, sem indícios de metamorfismo, foi datado em 537±8 Ma (Basílio, 1999) e as rochas encaixantes são de idade proterozóica.

5. Características dos depósitos
Na faixa que compreende os depósitos de coríndon, ocorrem litologias pertencentes a terrenos metamórficos de médio até alto grau, como xistos, gnaisses, granulitos e charnoquitos. Esses terrenos são cortados por corpos pegmatíticos pouco diferenciados, por vezes mineralizados em água-marinha. O coríndon é sempre encontrado em depósitos sedimentares recentes, sem indícios da possível rocha que o originou.
Os depósitos podem abranger cinco tipos gerais: aluviões recentes, paleoaluviões de terraço suspenso, paleoaluviões de fundo de vale, colúvios e elúvios. A grande maioria dos depósitos de coríndon está associada a paleoaluviões plio-pleistocênicos, formados sob condições de fluxos torrenciais e retrabalhamento (Addad, 2001). Os depósitos ocupam atualmente as partes mais profundas dos preenchimentos sedimentares de vales, onde armadilhas de relevo condicionaram sua deposição, ou terraços aluvionares suspensos, relacionados ao desenvolvimento de paleosuperfícies. A alta densidade do coríndon faz com que esteja associado a pesados blocos de quartzo e fragmentos de encaixantes, nas porções mais inferiores.
Nesse contexto secundário, o retrabalhamento sedimentar fragmenta e "seleciona" os clastos e os concentra em níveis e pláceres. Do ponto de vista do seu aproveitamento gemológico, essa seleção fornece fragmentos com menor quantidade de defeitos de cristalização, de fraturas e inclusões, que correspondem a partes com maior resistência mecânica a impactos e abrasão. Isto significa que, a partir de uma população original de fragmentos, existe uma tendência segundo a qual, após o transporte por uma determinada distância dentro de um fluxo sedimentar, os clastos recuperados apresentam uma maior porcentagem de qualidade gema, pela eliminação de fragmentos mecanicamente mais frágeis.

6. Métodos de extração
Os depósitos de coríndon, usualmente inconsolidados, mostram uma relativa facilidade mecânica de explotação. Camadas de sedimentos cobrem os níveis mineralizados, geralmente cascalheiras aluvionares ou porções grosseiras de colúvios. O descapeamento não oferece maiores dificuldades técnicas, salvo quando se trata de aluviões recentes ou paleoaluviões posicionados sob leitos ativos de cursos de água, quando é necessário o bombeamento da água infiltrada ou o isolamento da porção a ser trabalhada. As gemas podem, então, ser separadas por processos que envolvem classificação granulométrica, lavagem e concentração-catação.
Em Indaiá, após o rush da extração, em meados de 90 (Epstein et al. 1994), os garimpos paralisaram os trabalhos e hoje a extração é realizada individualmente nos leitos dos rios. O mesmo acontece em Sapucaia, que ao final da década era trabalhada com tratores e calhas para a concentração do material. Na área de Palmeiras, somente garimpos em aluvião estão produzindo, apesar de tentativas de mecanização. A extração organizada tem esbarrado em problemas ambientais e, por isso, está paralisada.
Em Malacacheta, as áreas de extração (cerca de 4x4m) são escoradas com madeira para contenção de terra e a água é bombeada continuamente com motores movidos a diesel ou gás. Equipes de até cinco pessoas trabalham em cada área, retirando o material mineralizado e buscando, principalmente, a alexandrita, que ocorre associada.

7. Amostras e análises
Amostras de coríndon, juntamente com seus minerais satélites, foram coletadas com lavagem de cascalho e peneiramento. A quantidade de material em bruto permitiu análises destrutivas e algumas amostras coletadas puderam inclusive ser lapidadas. Em Palmeiras, foram obtidas 16 gemas facetadas e 18 cabochões; em Sapucaia, 6 facetadas e 4 cabochões; em Malacacheta, 4 facetadas e, em Indaiá, 5 facetadas.
As amostras das quatro ocorrências foram submetidas a análises gemológicas tradicionais e, ainda, cinco exemplares de cada depósito foram moídos para análises químicas por INAA (Análise por Ativação Neutrônica Instrumental) e uma por ICP-OES (Plasma Indutivamente Acoplado com Espectrometria de Emissão Óptica), para complementação de alguns elementos. Além disso, foram realizadas análises em espectroscopia UV-Visível, ATD/ATG (Análises Termodiferencial e Termogravimétrica) e MEV/EDS (Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectrometria de Energia Dispersa). As amostras submetidas à espectroscopia foram preparadas em secções cortadas perpendicularmente ao eixo c dos cristais. Os testes termodiferencial e termogravimétrico realizados em um mineral anidro (coríndon) resultam na identificação de fases hidratadas associadas a esse mineral, como a bohemita e o diásporo.

8. Características e resultados
8.1 Malacacheta
A safira de Malacacheta ocorre em cristais euédricos transparentes, no formato típico de barrilete e tamanho normalmente pequeno (<1cm). A maior parte apresenta um marcante zonamento de cor, sendo incolor com um núcleo ou mancha de coloração azul intenso, boa transparência, tendendo a translúcida, principalmente na parte incolor. O pleocroísmo nas amostras azuis costuma ser moderado, de azul-escuro a azul-claro. Fotografias representativas de amostras de Malacacheta encontram-se nas Figuras 3 e 4. Análises gemológicas convencionais resultaram num índice de refração variando de 1,759 a 1,764 para o raio extraordinário e 1,767 a 1,770 para o raio ordinário. A birrefringência média é de 0,009 (Tabela 1). Sob luz UV essas safiras mostram resposta moderada a fraca, de tons avermelhados para todas as amostras azuis, tanto em SW como em LW. Uma amostra incolor a levemente rosada apresentou reação muito forte ao UV de ondas longas (LW).
As inclusões sólidas identificadas em microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura foram ilmenita, ilmenita magnesiana e um polimorfo de Al₂SiO₅. O comportamento, na análise termogravimétrica, indica ausência de diásporo ou boehmita, comumente presentes em coríndon e causadores de perda de transparência.
As análises químicas resultaram, para as amostras de Malacacheta, na seguinte composição em elementos menores e traços: Cr 20 a 58ppm, Fe 3582 a 4415ppm; Ga 180 a 192ppm; Ti 392ppm; Na 69-90ppm; Mn 13ppm; La 0 a 3ppm e V 18ppm (Tabela 2 - para o Ti, Mn e V somente uma análise). A presença desses elementos indica que, muito provavelmente, a coloração azul das safiras de Malacacheta tenha como causa uma transferência de cargas eletrônicas entre os íons Fe⁺² e o Ti⁺⁴. Considerando-se esses teores de Fe e Ti e as características ópticas da safira, é possível que um tratamento térmico sob condições adequadas possa redistribuir a coloração azul ou mesmo transformar a cor branca leitosa em azul profundo na maior parte do material produzido em Malacacheta. Os espectros UV-Visível mostraram picos intensos nas regiões de 485 e 585nm, possivelmente associados à presença de Fe³⁺ (Figura 6).

8.2 Indaiá
Safiras de colorações que variam de azul profundo ao violeta, quase púrpura (Figuras 3 e 4), são encontradas em depósitos coluvionares e aluvionares de Indaiá. Os cristais apresentam-se anédricos, geralmente de tamanho pequeno (<1cm) e alguns mostram um moderado efeito alexandrita de azul para azul-púrpura e de púrpura para púrpura-violeta.
As análises gemológicas mostraram um pleocroísmo forte de azul para azulvioleta e de azul-claro para púrpura. Os índices de refração variam de 1,760 a 1762 para o raio extraordinário e 1,770 para o raio ordinário, com birrefringência variando de 0,008 a 0,010. Sob luz UV de ondas longas (LW), as amostras apresentam fluorescência variável de moderada a forte com coloração avermelhada (Tabela 1).
As inclusões são constituídas de rutilo, ilmenita, zircão, moscovita, monazita (Figura 5), espinélio, biotita (Figura 5) e um dos polimorfos de Al₂SiO₅.
Análises químicas e espectroscópicas mostraram a presença de Fe, Ti e Cr como prováveis elementos causadores de cor nessas safiras. O efeito de mudança de cor (efeito alexandrita) e a forte fluorescência são associados à presença do íon Cr³⁺. Os elementos menores e traços quantificados foram: Cr 191 a 390ppm, Fe 2626 a 3615ppm; Ga 60 a 93ppm; Ti 185ppm; Na 57-78ppm; Mn 13 ppm; La 19 a 81ppm; Ce 66 a 159ppm e V 44ppm (Tabela 2 - para o Ti, Mn e V somente uma análise).
Em termos de cor e transparência, as safiras mostram um bom potencial para aproveitamento gemológico, o qual pode ser sensivelmente aumentado com tratamento térmico adequado. Themelis (1994) sugere que 80% do material produzido nessa localidade se prestaria ao tratamento por aquecimento, com base em testes que realizou em atmosfera oxidante e temperatura em torno de 1750ºC.
Os espectros referentes às amostras de Indaiá são muito semelhantes aos obtidos em Palmeiras e Sapucaia, mostrando uma banda de absorção entre 370 e 420nm, que, em safiras azuis do Sri Lanka, Mianmar, Vietnam e outras (Smith et al., 1995), é associada à presença de Fe³⁺. A faixa entre 500 e 600nm, região indicativa do mecanismo Fe²⁺ - Ti⁴⁺ e da presença de Cr³⁺, apresenta-se na forma de bandas largas e suaves (Figura 6).
8.3 Sapucaia
A safira de Sapucaia ocorre em cristais euédricos, subédricos e fragmentos irregulares, nas cores azul, púrpura, violeta e preta (Figuras 3 e 4). Apresenta-se em prismas hexagonais alongados e, muitas vezes, terminados em bipirâmide, sendo a superfície externa dos cristais normalmente lisa e freqüentemente recoberta por muscovita microcristalina. A maior parte dos cristais mostra dimensões em torno de 1cm, variando desde alguns milímetros até 8cm de comprimento (o maior exemplar encontrado).
Os cristais exibem pronunciada partição basal e romboédrica nos planos de geminação polissintética. Em termos de diafaneidade, são opacos até transparentes e parte pode ser aproveitada como gema, apesar das abundantes fraturas. Nos exemplares translúcidos e transparentes, foi verificada uma distribuição irregular da cor, além de inclusões opacas. Como efeitos ópticos especiais, foram observados o efeito alexandrita (safiras azuis em luz natural tornam-se violetas sob iluminação incandescente), o efeito seda (brilho prateado sedoso) e, nas safiras pretas, ocorre, ainda, o asterismo com a formação de estrela de seis pontas.
As análises gemológicas mostraram pleocroísmo moderado a acentuado nas amostras azuis, púrpura e violeta. Os índices de refração variam de 1,759-1,762, para o raio extraordinário, e 1,768-1,770, para o raio ordinário, com birrefringência média de 0,009 (Tabela 1). Sob iluminação ultravioleta de ondas curtas (SW), as safiras mostraram uma reação fraca a moderada (violeta); em ondas longas, as amostras, nas cores violeta e púrpura, apresentaram reação de fluorescência muito forte (vermelha) e, nas outras cores, reação moderada (violeta).
As principais inclusões identificadas foram mica castanha (Figura 5), rutilo, ilmenita e um polimorfo de Al₂SiO₅, além da constatação de diásporo nos planos de geminação polissintética, muito semelhante ao material de Indaiá. As análises químicas mostraram os seguintes teores dos elementos menores e traços: Cr 54 a 1092ppm, Fe 4603 a 9312ppm; Ga 94 a 293ppm; Ti 361ppm; Na 58 a 169ppm; Mn 18 ppm; La 3 a 206ppm; Ce 21 a 300ppm e V 62ppm (Tabela 2 - para o Ti, Mn e V somente uma análise).
Os estudos dessas safiras apontam boas possibilidades de aproveitamento gemológico, à semelhança da safira de Indaiá, principalmente em relação às de cor azul e violeta e com efeitos ópticos especiais. Possivelmente, esse aproveitamento poderá ser aumentado se essas safiras forem tratadas termicamente. Os espectros UV-Visível são semelhantes aos de Indaiá, com banda de absorção mais abrupta em torno de 370nm e uma banda suave entre 520 e 580nm, provavelmente relacionadas ao mecanismo de cor Fe²⁺ - Ti⁴⁺ (Figura 6).
8.4 Palmeiras
Os cristais encontrados em Palmeiras são euédricos, de coloração predominantemente avermelhada (rubi ou safira rosa), em menor escala também violeta ou púrpura e, raramente, azul, com hábito prismático alongado e em "barrilete", com tamanho variando de 0,5 a 4cm (Figuras 3 e 4). Alguns exemplares pequenos também mostraram o efeito alexandrita, semelhante a Indaiá e Sapucaia, mas o efeito óptico especial, que predomina nessas amostras, é o efeito seda e, esporadicamente, alguns rubis apresentam discreto asterismo. Uma parte dos cristais apresenta-se transparente, porém a maioria varia de opaca a translúcida.
Amostras de coloração vermelha e rosa apresentam pleocroísmo moderado para tons mais escuros e os cristais azuis e violeta possuem pleocroísmo fraco. Os índices de refração variam de 1,761 a 1,763, para o raio extraordinário, e 1,769 a 1,771. para o raio ordinário. A variação da birrefringência é de 0,008 a 0,010. Sob luz ultravioleta de ondas curtas (SW), a reação foi muito fraca e, em ondas longas (LW), as amostras de cores vermelha e rosa mostraram fluorescência muito forte (Tabela 1).
Como inclusões sólidas ocorrem zircão, rutilo (arredondado e acicular), apatita, ilmenita, hematita, monazita e mica (Figura 5). Também, nessas amostras, o diásporo encontra-se nos planos de geminação polissintética.
Os teores dos elementos menores e traços são: Cr 596 a 1293ppm, Fe 2022 a 3733ppm; Ga 71 a 114ppm; Ti 172ppm; Na 63 a 73ppm; Mn 9 ppm; La 16 a 150ppm; Ce 98 a 368ppm e V 57ppm (Tabela 2). A espectroscopia UV-Visível mostrou resultados muito semelhantes a Indaiá e Sapucaia, com banda de absorção de 370nm a 420nm e uma banda suave entre 520 e 580nm, provavelmente relacionadas à presença de Fe²⁺ - Ti⁴⁺ nas amostras azuladas e Cr⁺³ nas amostras rosadas ou avermelhadas
9. Discussão
A descoberta de diversas ocorrências de coríndon com qualidade gemológica em áreas relativamente próximas é um forte indicativo do potencial para a existência de outros depósitos e de aumento da produção de rubi e safiras no Brasil.
As análises químicas apontam as causas de cor azul como sendo o mecanismo de transferência de cargas entre Fe²⁺ e Ti⁴⁺ e a presença de Cr³⁺, possivelmente, influencia nas tonalidades violeta e púrpura, assim como pode estar associada ao efeito alexandrita e à forte fluorescência de algumas amostras, principalmente em Palmeiras e Indaiá. Nas amostras de coloração vermelha e com tonalidades rosa, os teores de Cr são sensivelmente mais altos, podendo ser vinculados como causa dessas cores. Os espectros em UV-Visível são coerentes com essas possibilidades.
A ausência de Ce e La e o teor relativamente mais alto de Ga distinguem o coríndon de Malacacheta do coríndon da região de Manhuaçu-Caratinga, o que pode sugerir diferenças genéticas e esse fato pode ser utilizado como indicador de proveniência.
Indícios de campo, como as rochas predominantes nas regiões, sugerem que a gênese do coríndon pode ser associada a processos metamórficos regionais, o que expande as possibilidades de existirem novas ocorrências em todo o leste de Minas Gerais, cujo contexto geológico é muito semelhante.
Os resultados analíticos e as características físicas descritas indicam que a aplicação de tratamento térmico adequado no coríndon estudado pode vir a melhorar significativamente a qualidade das gemas produzidas e viabilizar uma produção sistemática. Malacacheta, por apresentar produção constante, e Indaiá, pela qualidade de suas safiras, são as ocorrências com melhores possibilidades para a sistematização da extração.

Corundum

Corundum
General
Category	Oxide mineral – Hematite group
Formula (repeating unit)	Aluminium oxide, Al 2O 3
Strunz classification	04.CB.05
Dana classification	4.3.1.1
Crystal symmetry	Trigonal (32/m)
Unit cell	a = 4.75 Å, c = 12.982 Å; Z=6
Identification
Color	Colorless, gray, brown; pink to pigeon-blood-red, orange, yellow, green, blue to cornflower blue, violet; may be color zoned, asteriated mainly grey and brown
Crystal habit	Steep bipyramidal, tabular, prismatic, rhombohedral crystals, massive or granular
Crystal system	Trigonal (Hexagonal Scalenohedral) Symbol (32/m) Space group: R3c
Twinning	Polysynthetic twinning common
Cleavage	None – parting in 3 directions
Fracture	Conchoidal to uneven
Mohs scale hardness	9 (defining mineral)[1]
Luster	Adamantine to vitreous
Streak	White
Diaphaneity	Transparent, translucent to opaque
Specific gravity	3.95–4.10
Optical properties	Uniaxial (–)
Refractive index	nω = 1.767–1.772 nε = 1.759–1.763
Pleochroism	None
Melting point	2044 °C
Fusibility	Infusible
Solubility	Insoluble
Alters to	May alter to mica on surfaces causing a decrease in hardness
Other characteristics	May fluoresce or phosphoresce under UV light
References	[2][3][4][5]
Major varieties
Sapphire	Any color except red
Ruby	Red
Emery	Black granular corundum intimately mixed with magnetite, hematite, or hercynite

Corundum is a crystalline form of aluminium oxide (Al
2O
3) with traces of iron, titanium and chromium.^[2] It is a rock-forming mineral. It is one of the naturally clear transparent materials, but can have different colors when impurities are present. Transparent specimens are used as gems, called ruby if red and padparadscha if pink-orange. All other colors are called sapphire, e.g., "green sapphire" for a green specimen.
The name "corundum" is derived from Tamil word Kuruvindam or Sanskrit word Kuruvinda meaning ruby.^[6]
Because of corundum's hardness (pure corundum is defined to have 9.0 Mohs), it can scratch almost every other mineral. It is commonly used as an abrasive on everything from sandpaper to large machines used in machining metals, plastics, and wood. Some emery is a mix of corundum and other substances, and the mix is less abrasive, with an average Mohs hardness of 8.0.
In addition to its hardness, corundum is unusual for its density of 4.02 g/cm³, which is very high for a transparent mineral composed of the low atomic mass elements aluminium and oxygen.^[7]

Geology and occurrence

Corundum from Brazil, size about 2 cm × 3 cm (0.8 in × 1 in).

Corundum occurs as a mineral in mica schist, gneiss, and some marbles in metamorphic terranes. It also occurs in low silica igneous syenite and nepheline syenite intrusives. Other occurrences are as masses adjacent to ultramafic intrusives, associated with lamprophyre dikes and as large crystals in pegmatites.^[5] It commonly occurs as a detrital mineral in stream and beach sands because of its hardness and resistance to weathering.^[5] The largest documented single crystal of corundum measured about 65×40×40 cm (26×16×16 in), and weighed 152 kg (335 lb).^[8] The record has since been surpassed by certain synthetic boules.^[9]
Corundum for abrasives is mined in Zimbabwe, Russia, Sri Lanka and India. Historically it was mined from deposits associated with dunites in North Carolina, USA and from a nepheline syenite in Craigmont, Ontario.^[5] Emery grade corundum is found on the Greek island of Naxos and near Peekskill, New York, USA. Abrasive corundum is synthetically manufactured from bauxite.^[5] Four corundum axes dating back to 2500 BCE from the Liangzhou culture have been discovered in China. The surfaces of the axes are remarkably smoothly polished.^[10]

Synthetic corundum

In 1837, Marc Antoine Gaudin made the first synthetic rubies by fusing alumina at a high temperature with a small amount of chromium as a pigment.^[11] In 1847, Ebelmen made white synthetic sapphires by fusing alumina in boric acid. In 1877 Frenic and Freil made crystal corundum from which small stones could be cut. Frimy and Auguste Verneuil manufactured artificial ruby by fusing BaF
2 and Al
2O
3 with a little chromium at temperatures above 2,000 °C (3,632 °F). In 1903, Verneuil announced he could produce synthetic rubies on a commercial scale using this flame fusion process.^[12]

Crystal structure of corundum

The Verneuil process allows the production of flawless single-crystal sapphires, rubies and other corundum gems of much larger size than normally found in nature. It is also possible to grow gem-quality synthetic corundum by flux-growth and hydrothermal synthesis. Because of the simplicity of the methods involved in corundum synthesis, large quantities of these crystals have become available on the market causing a significant reduction of price in recent years. Apart from ornamental uses, synthetic corundum is also used to produce mechanical parts (tubes, rods, bearings, and other machined parts), scratch-resistant optics, scratch-resistant watch crystals, instrument windows for satellites and spacecraft (because of its transparency in the ultraviolet to infrared range), and laser components.
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Coríndon

Corundum - Coríndon

Coríndon, Corindo ou Corundum é um mineral à base de óxido de alumínio, que representa valor 9 em dureza, na escala de Mohs. Naturalmente transparente, pode ter cores diferentes de acordo com impurezas que estejam incorporadas à sua matriz. Os espécimes translúcidos, são usados como jóias; o de coloração vermelha é chamado de rubi, ocorrendos outras variações: amarelo, rosa, púrpura, verde e cinzento; o azul é chamado de safira.

Etimologia

A palavra corindon, vem do francês que significa rubi.

Descoberta

Identificado pela primeira vez na Índia, cujas variedades preciosas são o rubi e a safira, é empregado para fabricação de jóias, em mecanismos de precisão, como relógios, motores especiais, como abrasivo e esmeril para polimento.

Características físico químicas

Composição

É um mineral à base de óxido de alumínio, Al₂O₃, cristaliza no sistema hexagonal.

Cristalografia

Estrutura cristalina do coríndon

Seus cristais são geralmente prismáticos, embora possam, algumas vezes, apresentar-se arredondados, à semelhança de pequenos barris, em que é freqüente a presença de estriações horizontais profundas. O mineral ocorre na forma de cristais hexagonais perfeitos ou em granulometrias de diversas configurações, ora grossas, ora finas.

Translucidez e pureza

Com brilho adamantino, os cristais têm dureza nove na escala de Mohs, que vai até dez pontos. O peso específico oscila entre 4,0 e 4,2. Podem ser transparentes, translúcidos e opacos.

Colorimetria

É um mineral alocromático, com diversas cores ou matizes diferentes de uma mesma cor, graças à presença de impurezas metálicas em sua composição. Essa propriedade, é responsável pelo grande número de variedades encontradas na natureza.
O rubi, vermelho vivo, contém cromo, enquanto a safira, azulada, é composta de ferro ou titânio. Pode apresentar-se, ainda, nas cores lilás, amarela, verde, arroxeada e outras. As variedades constituídas exclusivamente de óxido de alumínio são incolores e se denominam safiras incolores.

Ocorrência

Mineral relativamente comum, encontra-se principalmente nos calcários cristalinos, micaxistos e gnaisses. Algumas rochas magmáticas possuem o coríndon como um de seus minerais primários, é encontrado em formações rochosas e nos aluviões dos rios.
No Brasil, é encontrado em formações rochosas e nos aluviões dos rios nos estados do Rio Grande do Norte, Roraima, Paraíba, Ceará, Minas Gerais, São Paulo, Rio de Janeiro e Paraná.

Procedência artificial

O coríndon artificial possui a mesma composição química, estrutura cristalina e as mesmas propriedades do natural, pode ser fabricado a partir da bauxita, Al₂O₃.nH₂O, e do óxido de alumínio puro.

Início da fabricação

Safiras e rubis sintéticos têm sido produzidos desde 1902 pelo processo Verneuil e, posteriormente, por processos hidrotermais ou por fusão em fluxos. Os primeiros fabricantes eram suíços, franceses e alemães. A partir de 1940, passou a ser produzido também nos Estados Unidos.