FENÔMENOS ÓPTICOS ASTERISMO

FENÔMENOS ÓPTICOS ASTERISMO

Um dos mais exuberantes fenômenos ópticos observados em gemas é o denominado asterismo, termo derivado do grego áster, significando estrela. Este efeito consiste no aparecimento de uma figura com aspecto de estrela em determinadas gemas, quando corretamente lapidadas em estilo cabochão ou em forma de esferas. O efeito-estrela tem lugar quando a luz se reflete em inclusões aciculares (com aspecto de agulhas) dispostas paralelamente na gema, provocando o surgimento de raios luminosos que, ao se cruzarem, dão origem à figura. O fato da estrela parecer mover-se sobre a superfície da gema à medida que esta é girada torna ainda mais espetacular o efeito. A presença de cavidades, canais ou tubos de crescimento, no lugar das inclusões aciculares, também pode ocasionar o fenômeno.O asterismo é mais evidente se observado à luz refletida sob o sol ou proveniente de um único foco artificial; as iluminações difusas ou múltiplas prejudicam a apreciação deste fenômeno.Usualmente, estão presentes 3 ou 6 raios luminosos, dando origem a estrelas de 6 ou 12 braços, respectivamente, embora em alguns tipos de gemas ocorram somente 2 bandas luminosas, originando estrelas de apenas 4 pontas. O coríndon, constituído das variedades rubi, de cor vermelha, e safira, das demais cores e incolor, é o mineral astérico por excelência. Usualmente, o rubi e a safira apresentam 3 raios que se entrecruzam formando ângulos de 60o entre si, dando lugar a uma estrela de 6 braços, idealmente com mesmo comprimento e brilho. Nos casos do rubi e da safira, o asterismo deve-se à presença de inclusões aciculares do mineral rutilo e, em muito menor proporção, dos minerais ilmenita e/ou hematita. Os rubis e safiras astéricos de cores muito atraentes são extremamente raros, sendo as mais belas estrelas geralmente encontradas em safiras translúcidas de cor azul acinzentada. --->Safira Estrela Sintética produzida pelo Método de Fusão à Chama (Verneuil) (Foto: Mitchell Gore) A ocorrência do efeito-estrela não indica, necessariamente, que a gema seja natural, pois desde 1947 obtém-se coríndon astérico sintético de muito boa qualidade, inicialmente nos EUA e mais tarde em vários outros países. A técnica empregada denomina-se Fusão à Chama e é também conhecida como método de Verneuil, em alusão ao seu inventor. O procedimento para obter-se o asterismo consiste em adicionar, além dos elementos que formam parte da composição do mineral e dos cromógenos, uma pequena quantidade de óxido de titânio, que se precipita na forma de finas agulhas de rutilo (TiO2). A distinção entre os coríndons astéricos natural e sintético é feita de maneira semelhante à do material sem asterismo, isto é, observando-se as linhas de crescimento retilíneas e as inclusões minerais presentes no material natural e, por outro lado, as linhas de crescimento curvas e bolhas de gás porventura existentes no sintético produzido pelo método de Verneuil. Ademais, no coríndon sintético, a estrela de 6 braços é mais brilhante e definida que a apresentada pela maior parte dos exemplares naturais e, curiosamente, chega a transmitir ao observador a impressão de que flutua fora da massa da gema. Alguns rubis e safiras naturais possuem dispersos em suas estruturas o titânio necessário para a formação de estrelas e, ao serem aquecidos a temperaturas entre aproximadamente 1100 a 1500 o C, por períodos de tempo relativamente longos, ocasionam a precipitação deste titânio em forma de rutilo, induzindo o desenvolvimento de estrelas. Este procedimento é o mesmo adotado na produção de coríndon sintético estrela. Simultaneamente a este tratamento, no entanto, pode ocorrer um efeito indesejado de mudança de cor ou aumento da opacidade, provocado pela presença de outras impurezas na gema que não o titânio. Além do rubi e da safira, algumas outras gemas podem apresentar asterismo, entre elas:  Quartzo (usualmente exibe estrelas com 6 braços, quando lapidado em forma de esfera, preferencialmente. O fenômeno é melhor observado em luz transmitida e, neste caso,  conhecido como diasterismo, enquanto o efeito mais facilmente visível sob luz refletida denomina-se epiasterismo. As variedades de quartzo nas quais o fenômeno é mais freqüente são a rósea, a fumê, a incolor e a amarelada); Berilo (efeito ocasional e muito débil); Granada Almandina (estrela de 4 ou 6 braços pouco nítidos); Diopsídio (estrela de 4 braços); Crisoberilo (este mineral, o mais característico dentre os que podem apresentar o efeito olho-de-gato, isto é, com apenas um raio luminoso, raramente exibe asterismo, mas quando o faz apresenta duas faixas luminosas, dando lugar a uma estrela de 4 braços); Espinélio (estrêlas de 4 ou 6 pontas, muito raras, cujo aparecimento deve-se à presença de inclusões de agulhas de rutilo e, menos frequentemente, de lâminas do mineral esfênio).

FENÔMENOS ÓPTICOS EFEITO OLHO-DE-GATO

FENÔMENOS ÓPTICOS EFEITO OLHO-DE-GATO

Um dos mais belos e instigantes fenômenos ópticos observados em gemas é o denominado efeito olho-de-gato, também conhecido como acatassolamento ou chatoyance. Ele deve-se à reflexão da luz em finas fibras cristalinas, cavidades, canais, tubos de crescimento ou inclusões em forma de agulhas, dispostos paralelamente na gema, resultando no aparecimento de um raio luminoso, sedoso e ondulante perpendicular à direção das inclusões, nos exemplares adequadamente orientados e lapidados em estilo cabochão. Quanto mais numerosas e finas forem essas inclusões, mais perfeita a reflexão e mais definido o raio que parece mover-se, à medida que giramos o espécime.   O efeito olho-de-gato é mais espetacular se observado à luz refletida proveniente de um único foco, preferencialmente pontual, ou diretamente sob luz solar. As iluminações difusas ou múltiplas prejudicam a apreciação deste fenômeno. Entre as gemas nas quais podemos observar o fascínio do chatoyance estão o crisoberilo, o quartzo (inclusive nas variedades olho-de-tigre e olho-de-falcão), a turmalina, o berilo, a apatita, o diopsídio, a alexandrita, a pedra-da-lua, a cianita e as incomuns escapolita, enstatita, petalita, tremolita, prehnita, caroíta e kornerupina. Exemplares de coríndon (rubi e safira), topázio azul, peridoto e zircão também podem, em raras ocasiões, exibir o fenômeno de acatassolamento. Alexandrita Olho-de-Gato sob luz natural (à esquerda) e sob luz incandescente (à direita) Fotografia: Wimon Manorotkul Fonte: Pala International (www.palagems.com) De acordo com as normas técnicas vigentes no Brasil e no exterior, o termo olho-de-gato sem descrição adicional se reserva apenas ao crisoberilo, o mais cotizado dentre os materiais gemológicos que podem apresentar este fenômeno; os demais devem ser designados pelo nome da gema, seguido do mencionado termo (ex: turmalina olho-de-gato). O crisoberilo que exibe este efeito é também denominado cimofana. O olho-de-gato pode confundir-se com algumas gemas de ampla ocorrência no Brasil, sendo o quartzo olho-de-gato seu substituto mais comum, embora este não apresente o feixe de luz ondulante tão bem definido, o sutil fundo translúcido, nem seu polimento alcance a excelência do material genuíno.   O quartzo olho-de-gato costuma ocorrer nas cores castanha clara, castanha amarelada, cinzenta ou amarela esverdeada e as inclusões responsáveis pelo fenômeno são fibras de asbesto ou hornblenda. Além das características visuais mencionadas, faz-se a distinção entre exemplares soltos de crisoberilo e quartzo, facilmente, mergulhando-os em bromofórmio. Neste líquido, de densidade 2,89, o quartzo (d = 2,65) flutua, enquanto o crisoberilo (d = 3,73) afunda. Caso o espécime esteja cravado, é possível identificá-lo mediante a leitura do seu índice de refração médio pelo método de visão distante, com auxílio de um refratômetro. O índice de refração médio do quartzo situa-se por volta de 1,55, enquanto o do crisoberilo está próximo de 1,75. Se a luz se transmitir através do exemplar, a averiguação do seu espectro de absorção, com auxílio de um espectroscópio manual, é igualmente um exame diagnóstico. O crisoberilo exibe uma banda de absorção na região do azul-violeta, centrada em 444 nm (nanômetros), cuja intensidade aumenta com a cor, enquanto o quartzo não apresenta quaisquer linhas ou bandas de absorção na região do espectro visível. Fontes:

TURMALINAS CUPRÍFERAS DO BRASIL, NIGÉRIA E MOÇAMBIQUE 3ª Parte - SUBSTITUTOS

TURMALINAS CUPRÍFERAS DO BRASIL, NIGÉRIA E MOÇAMBIQUE 3ª Parte - SUBSTITUTOS

As turmalinas cupríferas azuis a azuis esverdeadas provenientes do Brasil (Paraíba e Rio Grande do Norte), Nigéria e Moçambique, conhecidas como turmalinas da Paraíba, vêm alcançando cotações crescentes no mercado internacional há alguns anos, o que estimulou o emprego de uma série de substitutos para elas, como ocorre com as mais cobiçadas gemas. Como as turmalinas não são obtidas por síntese para fins gemológicos, mas apenas experimentalmente e com objetivos tecnológicos, outras gemas naturais, compostas e imitações têm sido utilizadas com esta finalidade. Os mais eficazes substitutos são, evidentemente, as turmalinas naturais não-cupríferas de cores algo similares às das legítimas elbaítas da Paraíba. Embora não apresentem a saturação vívida destas, ocasionalmente suscitam dúvidas quanto a sua identidade (cupríferas ou não), o que, infelizmente, não pode ser conclusivamente diagnosticado apenas por meio de ensaios gemológicos usuais. A apatita que, na realidade, trata-se de um grupo de minerais, é a segunda gema natural mais utilizada como substituto da turmalina da Paraíba. Este fosfato de cálcio e flúor é empregado, principalmente, como fertilizante, nas indústrias química e farmacêutica e, em muito menor proporção, destinado à joalheria. Os exemplares azuis e azuis esverdeados de qualidade gemológica provenientes, sobretudo, de Madagascar, do Brasil e de Mianmar possuem aspecto e tons bastante similares aos da turmalina da Paraíba. A distinção entre a apatita e a turmalina é simples quando se dispõe de instrumentos gemológicos básicos, pois, embora estas duas gemas apresentem índices de refração próximos, sua birrefringência, peso específico e espectro de absorção (se presente) são bastante diferentes. A apatita apresenta um suprimento relativamente grande, geograficamente diversificado e regular. O inconveniente em utilizá-la em larga escala na indústria joalheira reside no fato de que sua dureza é de apenas 5 na Escala de Mohs, semelhante à do vidro, o que significa que possui brilho menos intenso e é muito mais facilmente riscável que a turmalina, apresentando, portanto, menor durabilidade que esta. Em vista disso, é recomendável empregá-la na confecção de peças de joalheria menos sujeitas ao contato com outras superfícies, principalmente na forma de brincos ou pingentes, e menos aconselhável em anéis e pulseiras. Recentemente, apareceram no mercado brasileiro zircônias cúbicas de cor azul “neon” muito similar à da turmalina da Paraíba. Felizmente, elas são facilmente identificáveis por sua densidade muito superior à da turmalina, sua natureza isótropa (comporta-se de forma distinta ao exame no polariscópio, extinguindo a luz por completo), por apresentarem leitura negativa no refratômetro (o índice de refração da zircônia cúbica é superior ao limite do instrumento) e por não exibirem o cenário típico de inclusões das turmalinas, caracterizado por inclusões fluidas, tubos de crescimento e/ou minerais. Outros substitutos menos eficazes, mas vistos com enorme freqüência no mercado, por se tratarem de materiais de baixo custo, são os vidros artificiais e as gemas compostas (dobletes e tripletes). Os vidros artificiais que imitam a turmalina da Paraíba possuem peso específico e índice de refração variáveis segundo a composição, mas geralmente muito inferiores aos da turmalina, apresentam completa extinção da luz no polariscópio (por sua natureza monorrefringente) e costumam exibir forte reação à luz ultravioleta (sobretudo de ondas curtas). Além disso, com uma simples lupa de 10 aumentos, pode-se observar o quadro de inclusões característico dos vidros artificiais, com bolhas de gás esféricas e/ou alongadas e estruturas resultantes da distribuição heterogênea dos seus constituintes, conhecidas como “marcas de redemoinho”, ausentes na turmalina.

TURMALINAS CUPRÍFERAS DO BRASIL, NIGÉRIA E MOÇAMBIQUE 2ª Parte

TURMALINAS CUPRÍFERAS DO BRASIL, NIGÉRIA E MOÇAMBIQUE 2ª Parte

Até o ano de 2001, o termo “Turmalina da Paraíba” referia-se à designação comercial das turmalinas da espécie elbaíta, de cores azuis, verdes ou púrpureas a violetas, que contivessem pelo menos 0,1% de CuO e proviessem unicamente do Brasil, precisamente dos estados da Paraíba (mina da Batalha, situada próxima à localidade de São José da Batalha) e do Rio Grande do Norte (minas de Mulungu e Alto dos Quintos, situadas nas vizinhanças da cidade de Parelhas). Tudo começou a mudar quando, naquele ano, uma nova fonte de turmalinas cupríferas foi descoberta na Nigéria, na localidade de Ilorin (mina de Edeko), voltando a ocorrer quatro anos mais tarde, em meados de 2005, desta vez em Moçambique, na região de Alto Ligonha, aproximadamente 100 km a sudoeste da capital Nampula. De modo geral, as elbaítas com cobre destes países africanos não possuem cores tão vívidas quanto às das brasileiras, embora os melhores exemplares da Nigéria e de Moçambique se assemelhem aos brasileiros. Análises químicas revelaram que as turmalinas da Nigéria têm concentrações surpreendentemente altas de cobre (até 2,18 % CuO), muito similares aos das encontradas no Brasil (Mina da Batalha: até 2,38 % CuO; Mulungu: até 0,78 % CuO; e Alto dos Quinhos: até 0,69 % CuO). O achado destes depósitos africanos ocasionou acalorados debates no mercado e entre laboratórios, uma vez que as gemas de cores azuis a verdes saturadas procedentes da Nigéria e de Moçambique não podem ser diferenciadas das produzidas no Brasil por meio de ensaios gemológicos usuais e tampouco por análises químicas semi-quantitativas obtidas pela técnica denominada EDXRF. Recentemente, constatou-se ser possível determinar a origem das turmalinas destes 3 países por meio de dados geoquímicos quantitativos de elementos presentes como traços, obtidos por uma técnica analítica conhecida por LA-ICP-MS (abreviatura do termo em inglês laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectometry). De modo geral, as turmalinas da Nigéria contêm quantidades maiores dos elementos Ga, Ge e Pb, enquanto as procedentes do Brasil têm teores mais elevados de Mg, Zn e Sb. As turmalinas cupríferas de Moçambique, por sua vez, exibem conteúdos enriquecidos dos elementos Be, Sc, Ga, Pb e Bi, mas nelas falta Mg. No que se refere às inclusões, o quadro típico das turmalinas da Nigéria guarda similaridade com o do Brasil, e nele se observam inclusões bifásicas (líquidas e gasosas), fraturas cicatrizadas, plumas, minerais e, ocasionalmente, tubos de crescimento. Estes últimos, de cor amarela amarronzada, são muito mais freqüentes - embora não exclusivos - das turmalinas da Nigéria. Em fevereiro de 2006, o Comitê de Harmonização de Procedimentos de Laboratórios, que consiste de representantes dos principais laboratórios gemológicos do mundo, decidiu reconsiderar a nomenclatura de turmalina da “Paraíba”, definindo esta valiosa variedade como uma elbaíta de cores azul-néon, azul-violeta, azul esverdeada, verde azulada ou verde-esmeralda, que contenha cobre e manganês e aspecto similar ao material original proveniente da Paraíba, independentemente de sua origem geográfica. Nos certificados, deve ser descrita como pertencente à espécie “elbaíta”, variedade “turmalina da Paraíba”, citando, sob a forma de um comentário, que este último termo deriva-se da localidade onde foi originalmente lavrada no Brasil. A determinação de origem torna-se, portanto, opcional. Esta política é consistente com as normas da CIBJO, que consideram a turmalina da Paraíba uma variedade ou designação comercial e a definem como dotada de cor azul a verde devida ao cobre, sem qualquer menção ao local de origem. Por outro lado, como essas turmalinas cupríferas são cotizadas não apenas de acordo com seu aspecto, mas também segundo sua procedência, tem-se estimulado a divulgação, apesar de opcional, de informações sobre sua origem nos documentos emitidos pelos laboratórios gemológicos, solicitação que muito poucos terão recursos para atender satisfatoriamente.

TURMALINAS CUPRÍFERAS DO BRASIL, NIGÉRIA E MOÇAMBIQUE 1ª Parte (PARAÍBA)

TURMALINAS CUPRÍFERAS DO BRASIL, NIGÉRIA E MOÇAMBIQUE 1ª Parte

As turmalinas conhecidas sob a designação ”Paraíba”, em alusão ao Estado onde foram primeiramente encontradas, causaram furor ao serem introduzidas no mercado internacional de gemas, em 1989, por suas surpreendentes cores até então jamais vistas. A descoberta dos primeiros indícios desta ocorrência deu-se sete anos antes, no município de São José da Batalha, onde estas turmalinas, da espécie elbaíta, ocorrem na forma de pequenos cristais irregulares em diques de pegmatitos decompostos, encaixados em quartzitos da Formação Equador, de Idade Proterozóica, associadas com quartzo, feldspato alterado, lepidolita, schorlo (turmalina preta) e óxidos de nióbio e tântalo, ou bem em depósitos secundários relacionados. Estas turmalinas ocorrem em vívidos matizes azuis claros, azuis turquesas, azuis “neon”(ou fluorescentes), azuis esverdeados, azuis-safira, azuis violáceos, verdes azulados e verdes-esmeralda, devidos principalmente aos teores de cobre e manganês presentes, sendo que o primeiro destes elementos jamais havia sido detectado como cromóforo em turmalinas de quaisquer procedências. A singularidade destas turmalinas cupríferas pode ser atribuída a três fatores: matiz mais atraente, tom mais claro e saturação mais forte que os usualmente observados em turmalinas azuis e verdes de outras procedências. Estes matizes azuis e verdes estão intimamente relacionados à presença do elemento cobre, presente em teores de até 2,38 % CuO, bem como a vários processos complexos envolvendo íons Fe2+ e Fe3+ e às transferências de carga de Fe2+ para Ti4+ e Mn2+ para Ti4+. Os matizes violetas avermelhados e violetas, por sua vez, devem-se aos teores anômalos de manganês. Uma considerável parte dos exemplares apresenta zoneamento de cor, conseqüência da mudança na composição química à medida que a turmalina se cristalizou. Em fevereiro de 1990, durante a tradicional feira de Tucson, nos EUA, teve início a escalada de preços desta variedade de turmalina, que passaram de umas poucas centenas de dólares por quilate a mais de US$2.000/ct, em questão de apenas 4 dias. A mística em torno da turmalina da Paraíba havia começado e cresceu extraordinariamente ao longo dos anos 90, convertendo-a na mais valiosa variedade deste grupo de minerais. A máxima produção da Mina da Batalha ocorreu entre os anos de 1989 e 1991 e, a partir de 1992, passou a ser esporádica e limitada, agravada pela disputa por sua propriedade legal e por seus direitos minerários. A elevada demanda por turmalinas da Paraíba, aliada à escassez de sua produção, estimulou a busca de material de aspecto similar em outros pegmatitos da região, resultando na descoberta das minas Mulungu e Alto dos Quintos, situadas próximas à cidade de Parelhas, no vizinho estado do Rio Grande do Norte. Estas minas passaram a produzir turmalinas cupríferas (Mina Mulungu com até 0,78 % CuO e Mina Alto dos Quinhos com até 0,69 % CuO) de qualidade média inferior às da Mina da Batalha, mas igualmente denominadas “Paraíba” no mercado internacional, principalmente por terem sido oferecidas muitas vezes misturadas à produção da Mina da Batalha. A valorização desta variedade de turmalina tem sido tão grande que, nos últimos anos, exemplares azuis a azuis esverdeados de excelente qualidade, com mais de 3 ct, chegam a alcançar cotações que superam os US$20.000/ct, no Japão. Embora as surpreendentes cores das turmalinas da Paraíba ocorram naturalmente, estima-se que aproximadamente 80% das gemas só as adquiram após tratamento térmico, a temperaturas entre 350 oC e 550 oC. O procedimento consiste, inicialmente, em selecionar os espécimes a serem tratados cuidadosamente, para evitar que a exposição ao calor danifique-os, especialmente aqueles com inclusões líquidas e fraturas pré-existentes. Em seguida, as gemas são colocadas sob pó de alumínio ou areia, no interior de uma estufa, em atmosfera oxidante. A temperatura ideal é alcançada, geralmente, após 2 horas e meia de aquecimento gradativo e, então, mantida por um período de cerca de 4 horas, sendo as gemas depois resfriadas a uma taxa de aproximadamente 50 oC por hora. As cores resultantes são a cobiçada azul-neon, a partir da azul esverdeada ou da azul violeta, e a verde esmeralda, a partir da púrpura avermelhada. Além do tratamento térmico, parte das turmalinas da Paraíba é submetida ao preenchimento de fissuras com óleo para minimizar a visibilidade das que alcancem a superfície. Até 2001, as turmalinas cupríferas da Paraíba e do Rio Grande do Norte eram facilmente distinguíveis das turmalinas oriundas de quaisquer outras procedências mediante detecção da presença de cobre com teores anômalos através de análise química por fluorescência de raios X de energia dispersiva (EDXRF), um ensaio analítico não disponível em laboratórios gemológicos standard. No entanto, as recentes descobertas de turmalinas cupríferas na Nigéria e em Moçambique acenderam um acalorado debate envolvendo o mercado e os principais laboratórios gemológicos do mundo em torno da definição do termo “Turmalina da Paraíba”, sobre o qual trataremos no artigo do próximo mês.