FENÔMENOS ÓPTICOS OPALESCÊNCIA E IRIDESCÊNCIA

FENÔMENOS ÓPTICOS OPALESCÊNCIA E IRIDESCÊNCIA Marcos Szuecs

Opalescência Este termo é utilizado para definir o aspecto leitoso de alguns materiais gemológicos, especialmente o da opala comum e de algumas pedras-da-lua. A opalescência deve-se ao denominado Efeito Tyndall, que consiste na dispersão da luz através de pequenas partículas de matéria dispostas em sua trajetória, no interior da gema, formando um feixe ou nuvem visível. O fenômeno é exatamente o mesmo que se observa quando um raio de luz ilumina as partículas de pó dispersas na atmosfera de uma habitação. Iridescência Jogo de cores exibido pelas opalas ditas preciosas ou nobres, mas não pelas opalas comuns. À diferença da maior parte das gemas, cujas cores resultam da absorção seletiva da luz, as cores iridescentes da opala preciosa são causadas por fenômenos de difração e interferência da luz devidos, por sua vez, à reflexão e à refração em fissuras ou fraturas no interior da gema. Por  este motivo, as cores iridescentes possuem elevada pureza espectral. Iridiscência ou jogo de cores em Opala Diferentemente de outras gemas, a opala não é um material cristalino, mas um gel de sílica endurecido e hidratado, de composição SiO2.nH2O. Embora tenha assumido o estado sólido, ainda retém quantidades consideráveis de água, que variam, geralmente, entre 3 e 10%. As variedades desta gema são translúcidas - raramente transparentes - e, com exceção da opala de fogo, não devem ser submersas em líquidos densos, devido a sua alta porosidade. A opala ocorre em depósitos primários, preenchendo fraturas em arenitos, ou em depósitos secundários, e procedem, em sua maior parte, de três países: 1) Austrália: opalas branca e negra (maior produtor mundial, em volume e qualidade); 2) México: opalas de fogo, branca e de água; 3) Brasil: opala branca e de fogo; pequeníssima produção de opala negra, em Pedro II (Piauí); opala de fogo em Capão Grande e Campos Borges (Rio Grande do Sul) e opala verde amarelada a marrom amarelada, às vezes com efeito olho-de-gato (Bahia) Esfera de Opala - Foto: Super Marina O principal tratamento a que se submetem as opalas é o tingimento. O processo consiste em submergí-las em solução de açúcar ou mel (para saturar o material) e, em seguida, tratá-las com ácido sulfúrico, para carbonizar o açúcar e torná-las negras. A impregnação com resinas é uma prática corrente, utilizada com a finalidade de melhorar a qualidade e aumentar sua durabilidade. Embora a opala sintética seja comercializada desde 1974, os substitutos encontrados com maior frequência no mercado são as pedras compostas. Entre os dobletes, o mais comum é formado por opala na parte superior, geralmente em forma de domo, e ônix ou outro material escuro na inferior. Entre os tripletes, o mais usual está composto de quartzo, vidro ou outro material incolor na parte superior, em forma de domo, uma fina camada de opala na porção intermediária e ônix ou outro material escuro na parte inferior.

TURQUESA

TURQUESA

Esta gema deve sua beleza a sua extraordinária cor azul celeste e é utilizada desde a mais remota Antiguidade. Há relatos de sua aplicação como pedra ornamental desde aproximadamente 3.000 a.C. e, possivelmente, antes da Primeira Dinastia do Antigo Egito. Era também muito apreciada pelas antigas civilizações astecas do México e da América Central. O termo turquesa, empregado desde a Antiguidade, tem origem incerta. Uma versão sustenta que deriva do francês arcaico “tourques”, que significa “pedra da Turquia”, não por proceder deste país, mas pelo fato de que as pedras provenientes da Península do Sinai chegavam a Europa através dele. Outra versão dá conta de que o termo referia-se a algo estranho ou distante, como tudo que se referia ao Oriente. O certo é que os turcos estavam familiarizados com esta gema, especialmete com exemplares oriundos da antiga Pérsia, o atual Irã. Em termos de composição química, a turquesa consiste de um fosfato hidratado de alumínio e cobre, cuja exeuberante cor deve-se a este último elemento. Geralmente, parte do alumínio é substituída por ferro. À medida que isto ocorre, o material tende a uma tonalidade verde azulada, que geralmente possui menor aceitação comercial. A turquesa é uma das gemas que planteia maior dificuldade de identificação, por conta da existência de minerais de aspecto semelhante, além de possuir um equivalente sintético e inúmeros tratamentos e imitações. Em geral, admite-se que a turquesa é criptocristalina e sua massa está constituída por um sem número de diminutos cristais misturadas com material amorfo e poroso. A textura superficial irregular da turquesa autêntica é muito característica: o material amorfo de cor azul pálida aparece salpicado de partículas de cor branca e frequentemente se observam veios de limonita (um óxido de ferro) escuros. A turquesa é opaca a semi-translúcida, possui brilho céreo (presente em qualquer fratura ou superfície quebrada), dureza 5 a 6,  densidade 2,76 (- 0,45 a + 0,08), índices de refração 1,610 - 1,650 (- 0,006), sendo a leitura do índice médio, pelo método de visão distante, em torno de 1,61 a 1,62. O espectro de absorção da turquesa na região da luz visível apresenta bandas no azul e no violeta, que são dificilmente observáveis, mesmo através das bordas dos exemplares traslûcidos com iluminação intensa. A turquesa ocorre principalmente em rochas sedimentares, na forma massiva compacta ou reniforme, no Irã (minas de Nishapur, na Província de Khorassan), México, China, Perú e EUA (sudoeste do país, nos Estados do Arizona, Colorado, Nevada, Novo México e Califórnia). No Brasil, até onde sabemos, houveram ocorrências sem produção significativa no Estado da Bahia, na região de Casa Nova, hoje encoberta pelas águas da barragem de Sobradinho; e em Minas Gerais, na localidade de Conselheiro Mata. Sua alta porosidade permite a impregnação com ceras, resinas, plásticos ou outras substâncias, com o objetivo de estabilizar a cor e manter o polimento. A turquesa foi obtida por síntese pela primeira vez pelo fabricante Pierre Gilson em 1972. O material tem uma textura superficial diferente do natural e cujo aspecto, curiosamente, se assemelha ao do creme de trigo. Pode ser separado do natural também por meio de susceptibilidade magnética ou da técnica avançada de espectroscopia de infra-vermelho. Vários tipos de turquesa reconstituída são produzidos a partir de turquesa natural de baixa qualidade (muito clara e pouco dura) e dela se diferenciam pelas ausências da típica textura superficial e do espectro de absorção, bem como pela menor densidade e maior porosidade. A turquesa é mais comumente lapidada em cabochões de diversas formas, além de contas, sendo também utilizada em esculturas e outros objetos de adorno.

O ESPODUMÊNIO E SUAS VARIEDADES

O ESPODUMÊNIO E SUAS VARIEDADES

O espodumênio é uma espécie mineral cujo nome é menos popular entre os consumidores de gemas e jóias que os de suas variedades kunzita, hiddenita e trifana, sobretudo a primeira delas. A kunzita apresenta exuberantes matizes rosas, lilases e violetas, que se assemelham aos da alfazema, perfeitamente transparentes e de tonalidades claras, às vezes ligeiramente azulados. Ela foi descoberta em Pala, Califórnia, no início do século 20 e deve seu nome a George Frederick Kunz (1856 – 1932), o mineralogista que primeiro a descreveu. A atraente e rara hiddenita, igualmente transparente, possui uma coloração verde-esmeralda intensa, devida a impurezas de cromo, sendo sua designação uma homenagem a William E. Hidden (1853 – 1918), seu descobridor e um eminente colecionador de minerais em seu tempo. A trifana, amarela pálida, cuja cor se atribui a impurezas de ferro, foi a primeira variedade gemológica de espodumênio a ser descoberta, em Minas Gerais, por volta de 1870, nove anos antes que a hiddenita fosse identificada na Carolina do Norte (EUA). A designação trifana não é consensual no meio gemológico, de modo que a tendência atual é designar as variedades com o nome do mineral, seguido pelo sufixo correspondente a sua cor, tal como espodumênio amarelo ou amarelo esverdeado. As variedades kunzita (rosa) e hiddenita (verde produzido pelo cromo) são exceções, pois tratam-se de termos consagrados. Ainda assim, na prática comercial diária, é difícil determinar se um espécime contém ou não cromo, de forma a designá-lo como hiddenita ou simplesmente espodumênio verde. O espodumênio é um silicato de lítio e alumínio, incolor em seu estado puro. Cristaliza-se no sistema monoclínico e ocorre em característicos cristais prismáticos alongados, com terminações achatadas, muitas vezes de tamanhos consideráveis; possui seção freqüentemente quadrada ou retangular e faces longitudinais estriadas, com numerosas figuras de corrosão na forma de triângulos escalenos. Sua dureza varia de 6½ a 7, apresenta clivagem perfeita em duas direções paralelas às faces prismáticas e quase perpendiculares entre si, o que faz com que seja uma pedra de difícil lapidação. Apresenta brilho vítreo (nacarado nas superfícies de clivagem), sendo que a kunzita geralmente exibe fluorescência de cor alaranjada a rosa dourada à luz ultravioleta, muito mais intensa sob comprimentos de onda longos e, adicionalmente, pode apresentar fosforescência. A kunzita e a hiddenita possuem pleocroísmo intenso, perceptível até mesmo à vista desarmada, pela simples rotação dos exemplares, principalmente os mais saturados. A cor mais intensa corresponde a direção paralela à do comprimento do cristal e, para melhor aproveitar o efeito ao lapidar-se a gema, deve-se orientar a faceta principal (mesa) perpendicularmente a esta direção. Por apresentar-se sempre em tonalidades claras, o espodumênio costuma ser lapidado com a maior profundidade possível para obter-se a máxima retenção da cor, procurando-se, contudo, resguardar as proporções esteticamente corretas, o que resulta em gemas de rara beleza. Ao contrário de muitas gemas coradas, que são lavradas principalmente em depósitos secundários, o espodumênio é mais comumente extraído de suas fontes primárias, os pegmatitos graníticos. Os principais países produtores de kunzita e hiddenita são, atualmente, Afeganistão, Brasil, Madagascar, Myanmar, Sri Lanka e EUA. A produção brasileira de espodumênio tem se mostrado irregular nos últimos anos, sendo que os principais depósitos estão localizados no estado de Minas Gerais, nos municípios de Galiléia, Conselheiro Pena, Resplendor, Água Boa e Barra do Cuité. As principais inclusões observadas nos espodumênios são as fásicas, os finos tubos de crescimento com aspecto de agulhas, os planos de geminação e de clivagem, além das inclusões que comprovam sua origem pegmatítica, tais como muscovita, feldspato e minerais de argila. O fascinante matiz lavanda das kunzitas deve-se a traços de manganês, mas esta variedade pode empalidecer se exposta à luz por longos períodos de tempo. A cor pode ser restaurada por irradiação, que deve ser seguida de tratamento térmico a temperaturas entre 200oC e 250oC ou por exposição à luz, com o objetivo de remover os componentes verdes e marrons que simultaneamente se formam. Como a autêntica hiddenita é muito rara, espodumênios de cor verde intensa devem ser vistos com extrema reserva, pois não é raro nos depararmos com material com esta coloração obtido por irradiação, de praticamente qualquer natureza, a partir de espécimes originalmente rosas. A coloração verde-esmeralda resultante deste tratamento é instável e o empalidecimento extremamente rápido, ocorrendo, às vezes, em menos de uma hora. Não há qualquer centro de cor envolvido nesta mudança, mas sim uma alteração no estado de valência do manganês, que passa de Mn3+ a Mn4+.

CRISOBERILO

CRISOBERILO

Uma das mais importantes gemas produzidas no país é o crisoberilo, cujo nome deriva das palavras gregas chrysos (dourado, obviamente em alusão a sua cor) e beryllos (berilo), pois em tempos remotos se imaginava que tratava-se de uma variedade de berilo. Em realidade, o crisoberilo foi identificado como espécie mineral distinta em 1789 e tem em comum com o berilo apenas o fato de ambos apresentarem o elemento berílio em sua composição. O crisoberilo é a terceira gema de maior dureza (81/2), inferior apenas às do diamante e do coríndon (rubi e safira) e não requer qualquer tipo de tratamento para melhorar seu aspecto, seja para intensificar sua cor ou realçar um efeito óptico. Apresenta densidade elevada (~3,73 g/cm3) e cristaliza-se no sistema ortorrômbico. São frequentes as maclas com formas triangulares ou pseudo-hexagonais cíclicas e menos usuais os cristais estriados de hábito tabular ou os cristais de hábito prismático. O crisoberilo "propriamente dito" apresenta-se nas cores amarela clara, amarela esverdeada a verde clara, amarela amarronzada a marrom e, em raríssimos casos, azul clara. Este mineral possui duas raras e valorizadas variedades, a alexandrita, que será o tema do nosso próximo artigo, e o olho-de-gato. Este último, também denominado cimofana - derivada dos termos gregos kyma(onda) e phaein(mostrar), apresenta finos canais, tubos de crescimento ou inclusões minerais aciculares ordenados paralelamente; a reflexão total da luz causa o aparecimento de um raio sedoso ondulante, com direção perpendicular à dos canais, nos exemplares adequadamente orientados e lapidados em cabochão. Este exuberante fenômeno óptico é denominado efeito olho-de-gato, chatoyancy ou acatassolamento e é melhor observado sob luz puntual ou à luz do sol, uma vez que a iluminação difusa não o realça de maneira apropriada. Muitas outras gemas podem exibi-lo, mas o termo olho-de-gato sem descrição adicional se reserva apenas ao crisoberilo; as demais devem ser designadas pelo nome da gema, seguido do mencionado termo (ex: turmalina olho-de-gato). Em casos muito raros, o crisoberilo pode apresentar duas faixas luminosas, em vez de uma única, dando lugar a um asterismo com 4 braços. 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 não apresente o raio ondulante tão bem definido nem seu polimento alcance a excelência do material genuíno. Os termos "crisoberilo propriamente dito" e "olho-de-gato" são, às vezes, erroneamente designados por crisólita e crisoberilo, respectivamente. A denominação crisólita era utilizada na antiga nomenclatura mineralógica para designar a espécie mineral olivina, conhecida na gemologia como peridoto. As principais inclusões encontradas no crisoberilo são os tubos de crescimento finos, de forma acicular, as inclusões minerais (micas, actinolita acicular, quartzo e apatita) e as fluidas (bifásicas e trifásicas). Os planos de geminação com aspecto de degraus são também importantes rasgos internos observados nos crisoberilos. No Brasil, o crisoberilo ocorre associado a outros minerais de berílio, em depósitos secundários, formados pela erosão, transporte e sedimentação de materiais provenientes de jazimentos primários, principalmente pegmatitos graníticos. Esta fascinante gema é conhecida em nosso país desde 1805 e foi lavrada em grandes quantidades em Minas Gerais, nos municípios de Minas Novas, Crisólita e Araçuaí. Atualmente, as ocorrências brasileiras mais significativas localizam-se nos estados de Minas Gerais (Malacacheta/Córrego do Fogo e Padre Paraíso/Vales dos Rios Americana e Santana), Espírito Santo(Colatina, Vila Pancas e Itaguaçú) e Bahia(Jaqueto). Os principais países produtores de "crisoberilo propriamente dito" e olho-de-gato são, atualmente, Sri Lanka(Ratnapura e diversas outras ocorrências), Brasil, Tanzânia (Tunduru), Madagascar (Ilakaka) e Índia (Orissa e Andhra Pradesh).

ALEXANDRITA

ALEXANDRITA

A mais rara e valiosa variedade de crisoberilo exibe as cores verde e vermelha, as mesmas da Rússia Imperial, e seu nome é uma homenagem a Alexandre Nicolaivich, que mais tarde se tornaria o czar Alexandre II; de acordo com relatos históricos, a sua descoberta, nos Montes Urais, em 1830, deu-se no dia em que ele atingiu a maioridade. Como uma das mais cobiçadas gemas, esta cerca-se de algumas lendas, a mais difundida das quais diz que o referido czar teria ordenado a execução de um lapidário, depois que este lhe devolveu uma pedra de diferente cor da que lhe houvera sido confiada para lapidar. Esta lenda deve-se ao fato de que a alexandrita apresenta um peculiar fenômeno óptico de mudança de cor, exibindo uma coloração verde a verde-azulada (apropriadamente denominada “pavão” pelos garimpeiros brasileiros) sob luz natural ou fluorescente e vermelha-púrpura, semelhante a da framboesa, sob luz incandescente. Quanto mais acentuado for este cambio de cor, mais valorizado é o exemplar, embora, para alguns, os elevados valores que esta gema pode alcançar devam-se mais a sua extrema raridade que propriamente à sua beleza intrínseca. Esta instigante mudança de cor deve-se ao fato de que a transmissão da luz nas regiões do vermelho e verde-azul do espectro visível é praticamente a mesma nesta gema, de modo que qualquer cambio na natureza da luz incidente altera este equilíbrio em favor de uma delas. Assim sendo, a luz diurna ou fluorescente, mais rica em azul, tende a desviar o equilíbrio para a região azul-verde do espectro, de modo que a pedra aparece verde, enquanto a luz incandescente, mais rica em vermelho, faz com que a pedra adote esta cor. Este exuberante fenômeno é denominado efeito-alexandrita e outras gemas podem apresentá-lo, entre elas a safira, algumas granadas e o espinélio. É importante salientar a diferença entre esta propriedade e a observada em gemas de pleocroísmo intenso, como a andaluzita (e a própria alexandrita), que exibem distintas cores ou tons, de acordo com a direção em que são observadas e não segundo o tipo de iluminação a qual estão expostas. Analogamente ao crisoberilo, a alexandrita constitui-se de óxido de berílio e alumínio, deve sua cor a traços de cromo, ferro e vanádio e, em raros casos, pode apresentar o soberbo efeito olho-de-gato, explicado detalhadamente no artigo anterior, no qual abordamos o tema do crisoberilo. As principais inclusões encontradas na alexandrita são os tubos de crescimento finos, de forma acicular, as inclusões minerais (micas, sobretudo a biotita, actinolita acicular, quartzo, apatita e fluorita) e as fluidas (bifásicas e trifásicas). Os planos de geminação com aspecto de degraus são também importantes características internas observadas nas alexandritas. Atualmente, os principais países produtores desta fascinante gema são Sri Lanka (Ratnapura e diversas outras ocorrências), Brasil, Tanzânia (Tunduru), Madagascar (Ilakaka) e Índia (Orissa e Andhra Pradesh). No Brasil, a alexandrita ocorre associada a minerais de berílio, em depósitos secundários, formados pela erosão, transporte e sedimentação de materiais provenientes de jazimentos primários, principalmente pegmatitos graníticos. Ela é conhecida em nosso país pelo menos desde 1932 e acredita-se que o primeiro espécime foi encontrado em uma localidade próxima a Araçuaí, Minas Gerais. Atualmente, as ocorrências brasileiras mais significativas localizam-se nos estados de Minas Gerais (Antônio Dias/Hematita, Malacacheta/Córrego do Fogo, Santa Maria do Itabira e Esmeralda de Ferros), Bahia (Carnaíba) e Goiás (Porangatú e Uruaçú). A alexandrita é sintetizada desde 1973, por diversos fabricantes do Japão, Rússia, Estados Unidos e outros países, que utilizam diferentes métodos, tais como os de Fluxo, Czochralski e Float-Zoning, inclusive na obtenção de espécimes com o raro efeito olho-de-gato. A distinção entre as alexandritas naturais e sintéticas é feita com base no exame das inclusões e estruturas ao microscópio e, como ensaio complementar, na averiguação da fluorescência à luz ultravioleta, usualmente mais intensa nos exemplares sintéticos, devido à ausência de ferro, que inibe esta propriedade na maior parte das alexandritas naturais. Na prática, a distinção por microscopia é bastante difícil, seja pela ausência de inclusões ou pela presença de inclusões de diferente natureza, porém muito semelhantes, o que, em alguns casos, requer ensaios analíticos mais avançados, não disponíveis em laboratórios gemológicos standard. O custo das alexandritas sintéticas é relativamente alto - mas muito inferior ao das naturais de igual qualidade - pois os processos de síntese são complexos e os materiais empregados caros. O substituto da alexandrita encontrado com mais frequência no mercado brasileiro é um coríndon sintético “dopado” com traços de vanádio, que também exibe o câmbio de cor segundo a fonte de iluminação sob a qual se observa o exemplar. Eventualmente, encontram-se, ainda, espinélios sintéticos com mudança de cor algo semelhante à das alexandritas.