Os diamantes são eternos?

Por incrível que pareça, o pequeno diamante encrustado no anel que você deu a sua esposa provavelmente durará, sim, para sempre – pelo menos enquanto a Terra existir. “Como são os minerais mais resistentes do planeta, eles só podem ser derretidos quando expostos a uma temperatura de 5 500oC”, diz o mineralogista Rainer Guttler, professor da Universidade de São Paulo. O problema é que, segundo ele, a atmosfera terrestre nunca chegará nessas condições, mesmo que um enorme meteoro se chocasse contra o nosso planeta e eliminasse todas as formas de vida. “Eles só seriam derretidos se, um dia, a Terra entrasse literalmente dentro do Sol, que tem a temperatura de 5 800oC”, diz Rainer. O curioso é que, segundo os astrônomos, a Terra de fato deverá entrar dentro do Sol daqui a 7,5 bilhões de anos, quando a estrela estiver próximo da morte.

Mesmo assim, quem apostar que, nessa época, os diamantes serão, enfim, aniquilados, pode perder a aposta. “É que quando isso ocorrer, a temperatura do Sol terá baixado para cerca de 3 000oC”, diz o astrônomo Enos Picazzio, da USP. Ou seja: mesmo quando a Terra chegar a ter uma atmosfera tão densa e quente quanto a de Mercúrio, alguns pequenos diamantes poderão ser encontrados por lá.

Onde foram parar o ouro e os diamantes de Minas Gerais?

Pois é! Entre meados do século XVII e o fim do século XVIII – o auge da mineração no Brasil Colonial – foram extraídas da Capitania de Minas Gerais 128 toneladas de ouro, que hoje equivaleriam a 2,8 bilhões de reais. Além disso, foram garimpadas ali cerca de 2,8 toneladas de diamantes – que renderiam, nos valores atuais, 1,1 trilhão de reais. (Conforme a pureza das pedras, essa quantia poderia ser até dez vezes maior!) Moral da história: daria para pagar toda a dívida externa brasileira, avaliada em 511 bilhões de reais, e ainda sobraria mais da metade da grana! “Como a pirataria e o contrabando eram intensos, esses valores devem ter sido muito maiores”, afirma o historiador Luciano Figueiredo, da Universidade Federal Fluminense (UFF). O verdadeiro destino dessa bolada descomunal é um mistério, porque não há documentos históricos sobre o assunto.

Boa parte certamente foi usada para sustentar o luxo da Corte portuguesa, incluindo o pagamento de dívidas para com as maiores potências da época: Inglaterra e Holanda. Outro tanto foi para a construção e a decoração de igrejas. “A riqueza mineral de Minas também contribuiu para a reconstrução de Lisboa, após o terrível terremoto de 1755. Só uma pequena parcela ficou na colônia, aplicada na compra de escravos, na agropecuária e nas nossas igrejas”, diz Luiz Carlos Villalta, historiador da Universidade Federal de Ouro Preto (Ufop).

Um diamante de 1 quilate, ou um quinto de grama, pode valer 1 milhão de dólares

Uma exposição minuciosa mostra todas as formas e cores do brilhante, a mais preciosa das pedras. E revela que os cristais guardam segredos sobre a origem da nossa galáxia.

Um diamante de 1 quilate, ou um quinto de grama, pode valer 1 milhão de dólares. Descoberto na Índia, o brilhante mais precioso fascinou gregos e romanos e conquistou todos os reis da Europa. Deixou de ser privilégio da aristocracia, mas nunca perdeu a aura de distinção. Não é só a beleza que o torna tão especial. Os fragmentos que enfeitam um brinco podem ter 3 bilhões de anos. Um diamante é a matéria mais velha que alguém pode possuir.

Quem for a Nova York até o dia 30 de agosto poderá ver a mais completa exposição já realizada sobre o tema, A Natureza dos Diamantes, no Museu Americano de História Natural. Ela reúne jóias de tirar o fôlego, cristais crus incrustados em rochas vindas do fundo do Terra, gemas de muitos usos e utilidades e tecnologias sofisticadas, da mineração à reprodução artificial.

Entre tantos tesouros magníficos, uma pedra negra passa quase despercebida. Mas não deveria. Trata-se de um pedaço do meteoro Allende, caído em 1969 na cidade mexicana que deu nome à rocha. Incrustado nele, cientistas acharam, em 1987, minúsculos grãos de diamante, nanodiamantes, visíveis apenas em microscópio, mais velhos do que o Sol. Têm entre 4,6 bilhões e 12 bilhões de anos, a idade da estrela e a idade da nossa galáxia, respectivamente.

São diamantes ETs, vindos não se sabe de onde. E em sua composição química carregam informações inéditas sobre a explosão que formou o nosso sistema solar. “São as amostras mais velhas que temos”, disse à SUPER o físico George Harlow, curador da exposição. “Elas podem desvendar fatos ainda não conhecidos sobre a nossa origem” (veja na página 62).

Quebrando a banca

O Incomparável é o terceiro maior diamante do mundo. Tem 407,48 quilates (81 gramas) e foi cortado de um bloco de cristal bruto (ao lado), achado na África do Sul, que pesava 890 quilates (178 gramas). Em 1984, um milionário suíço comprou-o, num leilão na loja Christie’s, em Nova York, por 13,2 milhões de dólares.

Mensagem subliminar

A bela Marilyn Monroe seduziu meio mundo no filme Os Homens Preferem as Loiras, de 1953, cantando a música Os Diamantes São os Melhores Amigos das Garotas. Seu carisma ajudou a popularizar a imagem glamourosa dos cristais e seu comércio. Desde 1930, as grandes joalherias vinham emprestando brilhantes gratuitamente aos estúdios de Hollywood para as atrizes exibirem em filmes. Mas estes, que Marilyn usou, eram de vidro.

A pedra mística que deu a volta ao mundo

Lorelei Lee, a nem tão ingênua garota que amava diamantes, interpretada por Marilyn Monroe em Os Homens Preferem as Loiras, talvez fosse até feminista. No filme, ela retruca ao sogro que a acusa de querer o dinheiro do filho: “Quem, eu? Eu, não. Você não sabe que a riqueza do homem é como a beleza da mulher? Você pode não se casar com uma garota só porque ela é bonita. Mas, meu Deus, ajuda, não é?” Para Lorelei, os diamantes são uma espécie de seguro das mulheres contra as juras de amor fáceis dos homens. Bem mais confiáveis.

Nem sempre os cristais foram apreciados pelo valor econômico. Na Índia, textos religiosos do século IV antes de Cristo já descrevem a beleza das gemas como a essência da pureza. Na cultura hindu, a durabilidade da pedra ganhou significação mística e poderes supostamente mágicos.

As caravanas levaram os cristais do Oriente para a Grécia. No século I, os romanos usavam anéis de diamante como talismã contra o azar, mas a pedra não era considerada preciosa. No primeiro milênio em que o cristianismo se expandiu, ela foi quase esquecida na Europa. No Oriente, entretanto, conquistou reis da Pérsia e sultões islâmicos.

Proibido pela lei

O culto europeu começou quando o rei da França Luís IX (1214-1270), proibiu as mulheres de usarem os diamantes, reservando-os ao soberano. No século XV, a insinuante Agnes Sorel, amante do rei Charles VII (1403-1461), tornou-se a primeira mulher a desafiar a lei. E toda a corte francesa imitou-a.

Veneza, capital do comércio com o Oriente, foi o primeiro centro de cristais. A descoberta da rota marítima para as Índias aumentou a oferta deles. No século XV, as alianças de diamantes passaram a freqüentar casamentos nobres, simbolizando, pela durabilidade, os ideais românticos do amor cortesão.

Em 1730, quando já rareavam na Índia, descobriu-se diamante em Minas Gerais. A produção brasileira inundou a Europa, o preço baixou e o culto generalizou-se. Até 1840, o Brasil foi o maior produtor.

Em 1869, o garimpo brasileiro já estava esgotado, mas a abertura das minas na África do Sul ampliou a oferta, novamente. A aura dos brilhantes passou a ser disputada pelas famílias burguesas. Adotada por Hollywood, seu valor tornou-se universal. Lorelei fez milhões de seguidoras.

O maioral

O Golden Jubilee é o maior diamante do mundo. Tem 545,67 quilates (109 gramas). Foi descoberto na África do Sul, em 1994, e pertence à mineradora De Beers. Em 1997, um grupo de empresários tailandeses quis comprá-lo para dar de presente ao rei da Tailândia, por ocasião dos seus 50 anos de reinado. Mas a crise financeira da Ásia abortou o projeto. O preço foi mantido em segredo.

Amor eterno

O Diamante Krupp, com 33,19 quilates (6,5 gramas), foi comprado pelo ator Richard Burton para Elizabeth Taylor, sua esposa, por 305 000 dólares, em 1968. Era um símbolo de eterna fidelidade. Mas o casamento não durou mais que doze anos.

Do Brasil para Portugal

Tiara de 25 estrelas da rainha Maria Pia (1847-1911), de Portugal. Tem 502 diamantes. O do centro da estrela maior tem 21,6 quilates (4,3 gramas). A estrutura é de ouro e prata. Foi feita em 1866, com pedras brasileiras. Pertence ao Museu do Palácio Nacional da Ajuda, em Lisboa. O valor é inestimável.

O arco-íris

Uma amostra de raros diamantes coloridos naturais. Há uma gema com cor para cada 10 000 transparentes. O que tinge os cristais é a combinação de impurezas e átomos não-carbônicos, como o nitrogênio e o boro.

O segredo imemorial dos ETs de pedra

Quando o Sistema Solar se formou, muitos ingredientes originais se derreteram ou se vaporizaram, perdendo sua identidade química. Mas os diamantes saíram ilesos do inferno. Em 1987, os químicos Roy Levis e Edward Anders, da Universidade de Chicago, descobriram grãos de brilhante nos meteoros Allende, que caiu no México em 1969, e Murchison, caído na Austrália, no mesmo ano. Tinham entre 1 e 5 milionésimos de milímetro.

Em 1996, o geólogo Tyrone Daulton, do Laboratório Nacional Aargonne, nos Estados Unidos, descobriu que os nanodiamantes dos meteoros se condensaram no ambiente rico em carbono gerado pela morte de estrelas gigantes vermelhas, há bilhões de anos, quando a nossa galáxia estava se formando. Mais antigos do que o Sol, esses grãos abriram uma janela com vista panorâmica para a evolução das estrelas (veja infográfico, ao lado).

O conhecimento da origem do Sistema Solar depende do exame da composição da nuvem primordial de gás e poeira. Os cristais ETs constituem uma fração dessas partículas que formaram tudo, inclusive nós, os seres humanos. “São uma fonte preciosa de informações”, disse Daulton à SUPER. “Vários átomos de carbono do nosso corpo já foram diamantes pré-solares”.

A microestrutura dos cristais gravou segredos sobre os ciclos de evolução estelar, suas condições químicas e a escala atômica dos mecanismos de condensação. Pode desvendar os graus de pressão, de temperatura e a composição do ambiente das estrelas. O que não é pouco, nota Daulton: “Fica mais fácil descobrir a receita familiar secreta do suflê do seu amigo quando você conhece todos os ingredientes”.

Choque criativo

Meteoros também “fabricam” diamantes. Colisões cósmicas causam o que os geólogos chamam de “choque metamórfico”: um impacto capaz de transformar em cristal o carbono das rochas atingidas. Foi o que aconteceu na cratera de Popigari, na Sibéria (veja infográfico abaixo). Já foram descobertos diamantes em nove das 150 crateras de meteoros da Terra.

Há 65 milhões de anos, lembra Goerge Harlow, um grande impacto cósmico, entre os períodos Cretáceo e Terciário, coincidiu com a extinção dos dinossauros. Os diamantes também registraram isso. “Esta área de pesquisa”, afirma o curador da exposição, “deverá contribuir com descobertas incríveis.”

O método Super-Homem

O personagem de quadrinhos, inventado em 1938 por Jerry Siegel e Joe Shuster, transformava carvão em diamante com as mãos. Seu filho, numa história de 1991, também. A idéia é delirante, mas, teoricamente, possível. Basta aquecer o carvão com visão de raios X até a temperatura de 1 400 graus Celsius e apertá-lo com a pressão de 55 000 quilobares – o equivalente ao peso da Torre Eiffel (2,3 milhões de quilos) sobre uma moeda de 1 centavo. Brincadeira, para o superbebê.

Um ET em 3x4

Asteróides caídos na Terra trouxeram grãos de diamantes incrustados, como mostra esta imagem de microscópio de um cristal de 0,0000020 milímetro do meteoro Allende. A estrutura cristalina está colorida de azul. Os pontos pretos correspondem às colunas de átomos de carbono.

Viagenzinha longa

Durante a explosão das estrelas gigantes vermelhas, ocorrida entre o nascimento do Sol, há 4,6 bilhões de anos, e a formação da nossa galáxia, há 12 bilhões de anos, a condensação dos gases criou grãos de poeira e microdiamantes.

A união e a força
Diamante e grafite são dois tipos de cristal de carbono. A diferença entre eles está no arranjo das moléculas: a ligação entre os átomos faz do diamante a substância mais dura que existe.
O diamante é composto de bilhões de blocos iguais, formados por 8 átomos de carbono, cada um ligado fortemente a 4 vizinhos. A célula tem a forma de cubo. Se você der uma martelada, a pedra nem sente; quem sai perdendo é o martelo.
O grafite é formado por anéis de 6 átomos de carbono, bastante distanciados entre si e sem conexões adjacentes. Quebra fácil. Basta ver a ponta do lápis, que é feita de grafite.
Uma cápsula enviada do fundo da Terra
A maioria dos diamantes formados no planeta têm 3 bilhões de anos. Vêm de 150 quilômetros abaixo da crosta terrestre, da camada do manto superior, onde a temperatura ultrapassa 1000 graus Celsius e a pressão chega a 60 quilobares (1 bar é o peso da coluna de ar que vai do chão até a atmosfera, concentrado em cima de 1 centímetro quadrado).
As gemas concentram-se em dois tipos de rocha, a harzburgita e a eclogita, que sobem à superfície de carona no magma de um vulcão profundo, o kimberlito. Vulcões comuns têm até 60 quilômetros de profundidade e crateras de até 200 quilômetros quadrados. Os kimberlitos chegam a 150 quilômetros de profundidade, com crateras de apenas 1,5 quilômetro quadrado. Parecem uma cenoura enterrada (veja infográfico). O nome vem da mina de Kimberly, na África do Sul.
Hoje, a mineração concentra-se nas regiões árticas do Canadá, Sibéria, Escandinávia e Groenlândia. Mas ainda há diamantes de aluvião, levados para a superfície pelos vulcões e espalhados pela erosão. E depósitos marinhos, no fundo do oceano e em praias.
Mil e uma utilidades
Cem milhões de quilates de gemas naturais são extraídas anualmente e 400 milhões são fabricados em laboratório para fins industriais. Dos naturais, só 25 milhões de quilates acabam em jóias. É claro que os diamantes artificiais não têm o valor dos naturais: podem ser comprados por 1 dólar por quilate.
Poucas substâncias foram tão estudadas. O diamante é utilizado para cortar, modelar e polir. Penetra em tudo, e nada consegue riscá-lo, a não ser outro diamante. As sondas de perfuração de poços de petróleo usam cristais na ponta. As brocas que nos fazem sofrer no dentista têm diamante. A ponta de brilhante de certos bisturis cirúrgicos está sempre limpa e afiada porque ele repele a água, o sangue e os tecidos molhados.
A resistência à alta temperatura e a transparência tornam o diamante o material ideal para janelas de espaçonaves, como a da sonda Pioneer, feita de cristal artificial, que agüentou, em Vênus, uma pressão atmosférica 100 vezes maior do que a da Terra, em 1978.
O campo mais fértil é o dos microchips. A condutividade térmica dos diamantes promete supercomputadores que não esquentam. Graças à força indestrutível dos cristais, as máquinas do futuro poderão ter muito mais potência e velocidade.
O grande buraco
Em 1874, a mina de Kimberley (ao lado) era um pandemônio parecido com o de Serra Pelada, no Pará. Baldes pendurados em cordas levavam a terra escavada para ser examinada na superfície. A mina funcionou de 1869 a 1914, produzindo 150 milhões de quilates de diamantes (30 toneladas). Deixou um enorme buraco vazio, The Big Hole (foto maior), de 200 metros de profundidade.
Mineração na praia
Mina CDM, no litoral sudoeste da África do Sul. Um dique de areia de 15 metros de altura protege a escavação do mar. Retirada a areia, usam-se jatos de ar para procurar diamantes no leito.
Para saber mais
The Nature of Diamonds. Editado por George Harlow.
New York, American Museum of Natural History, 1997.
Na Internet: Centro de Informações de Diamantes De Beers http://www.adiamondisforever.com
Em Nova York: Exposição no American Museum of Natural
History. Central Park West com 79th Street. Até 30 de agosto.
Na Internet: http://www.amnh.org/exhibition/diamonds
As jóias da coroa
A realeza britânica lidera a pompa dos diamantes

Em 1905, um bloco de mais de meio quilo de diamante bruto, 3,106 quilates, 621 gramas exatamente, foi descoberto na mina de Kimberley, na África do Sul. O governo da província do Transvaal deu-o de presente ao rei Eduardo VII, da Inglaterra. A pedra foi dividida em nove brilhantes. O Cullinan I, de 530 quilates (106 gramas, o segundo maior diamante do mundo), foi instalado no cetro real (à direita), e o Cullinan II, de 317 quilates (63 gramas), foi montado na coroa. Em 1953, quando subiu ao trono, a jovem rainha Elizabeth II usou as jóias reais na sua foto oficial (acima). Tinha 27 anos.
Trombada metamórfica
A queda de asteróides na Terra pode transformar pedra em diamante.
1. Há 35 milhões de anos, um meteoro despencou na Terra, formando a cratera de Popigari, na Sibéria, com 60 quilômetros de diâmetro.
2. O choque esmagou rochas que possuíam átomos de carbono. A pressão enorme sobre elas e a temperatura, altíssima, provocaram uma metamorfose.
3. O grafite rico em carbono que havia na cratera virou cristal, formando diamantes de até 1 centímetro de diâmetro.
O cano de magma
A maior parte dos diamantes do planeta é extraída de um vulcão chamado kimberlito.
Cratera estreita
Os kimberlitos transbordam de crateras estreitas e têm entre 50 milhões a 1,6 bilhão de anos. Carregam cristais do fundo que chegam a ter 3,3 bilhões de anos.
Tubo profundo
Um tubo longo e estreito carrega para a superfície a erupção do kimberlito. Ela funciona como um elevador de cristais.
Massa quente
O magma sobe 150 quilômetros do manto da terra até a superfície, através de fissuras geológicas, transportando rochas de harzburgita e eclogita que contêm diamantes.
Como produzir um diamante
Métodos de laboratório cada vez mais simples fabricam cristais.
Diamantes sintéticos, como os da ponta desta broca (foto), podem ser condensados pelo processo CVD (sigla em inglês para Deposição de Vapor Químico). Na teoria, é simples: junta-se um pouco de hidrogênio, uma pitada de metano, uma fatia de silício e leva-se a mistura a um forno de microondas de alta potência. A uma temperatura de 800 graus Celsius, as microondas quebram as moléculas dos gases e formam um plasma, onde grãos de cristal se condensam, leatoriamente. À medida que a operação prossegue, os núcleos se multiplicam e fundem-se, criando um cristal contínuo.

Minas investe na coloração de gemas

Minas investe na coloração de gemas

Matéria-prima é o que não falta. Minas Gerais é o maior produtor mundial de gemas coradas, mais conhecidas como pedras preciosas. Mas, apesar de ser responsável por cerca de 25% da produção mundial, quando se trata de exportação de jóias, Minas não atinge a marca de 5% do mercado brasileiro, quantia insignificante no cenário mundial. Parte das gemas mineiras são incolores em seu estado natural e necessitam de tratamentos especiais para adquirir cor, beleza e valorização no mercado.

O grande problema é que a maioria das pedras preciosas de Minas Gerais sai daqui em seu estado bruto. O tratamento e a lapidação são feitos fora do estado, na maioria das vezes no exterior. É fácil perceber os prejuízos com a venda da pedra bruta, muito barata em relação à mesma pedra depois de beneficiada (veja o quadro de preços). O lucro é transferido para quem agrega valor ao produto. No caso das pedras preciosas, muitas vezes elas retornam para o Estado tratadas e lapidadas ou em forma de jóias.

João Bosco da Silva mostra pedra de US$ 15 mil

Através do desenvolvimento da pesquisa científica e tecnológica, incentivada pelo governo estadual, este quadro está mudando. O Programa de Gemas e Jóias é uma das metas prioritárias estabelecidas pelo Conecit - Conselho Estadual de Ciência e Tecnologia, responsável pela formulação da política pública em C&T e P&D em Minas Gerais. Esta iniciativa, coordenada pela Secretaria de Estado de Ciência e Tecnologia, com financiamento da FAPEMIG, está gerando uma série de pesquisas na área, com formação de recursos humanos, e que deve resultar em mais empregos nas atividades de garimpo, lapidação, tratamento, coloração, designer e comércio de pedras preciosas em Minas Gerais. O objetivo final é promover a capacitação para tratamento de gemas, além de formar recursos humanos adequados para reforçar a interface entre a iniciativa privada e os centros de pesquisa envolvidos no projeto. 

A importância social deste projeto ganha maiores proporções ao considerarmos os possíveis benefícios para regiões como o Vale do Jequitinhonha, uma das mais pobres do país, mas rica em recursos naturais de pedras coradas, turmalina e diamante. Quanto ao retorno econômico para o Estado, ele certamente se dará através da arrecadação de impostos. 

Segundo o Instituto Brasileiro de Gemas e Metais Preciosos - IBGM -, o mercado internacional de pedras coradas, que não inclui o diamante, é de R$1,5 bilhão/ano. O Brasil participa com 4%, embora a estimativa é a de que seja responsável por 30% da produção comercializada no mercado internacional. Minas Gerais, conforme cálculos do instituto, produz metade das pedras coradas brasileiras. 

Tratamento de gemas

Garimpeiros buscam topázio imperial em mina de Ouro Preto.

Tingimento, impregnação, recobrimento, irradiação, tratamento térmico e outros. São muitas as técnicas de tratamento e coloração de pedras preciosas. A mais usada no mundo é a irradiação. A FAPEMIG financia projetos mineiros considerados dos mais importantes desenvolvidos no país: o Projeto Corgema, desenvolvido em parceria pelo CDTN - Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear - e a UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais -, que abrange várias ocorrências geológicas de Minas Gerais e atua com ênfase para o processo de irradiação, e o projeto de Tratamento Termoquímico do Topázio, inédito no país, realizado pela Ufop - Universidade Federal de Ouro Preto.

Seja por irradiação ou processo termoquímico, o objetivo das tecnologias é o de agregar valor à pedra preciosa. A escolha depende da característica e finalidade da gema. Algumas pedras não suportam as temperaturas elevadas do tratamento termoquímico, como o quartzo, por exemplo. Outras, como o topázio, são difíceis de “pegar” a cor por irradiação. Independente do processo, quem manda no final das contas é o mercado. “Os processos não são concorrentes. Pelo contrário, muitas vezes, se complementam”, é o que diz o Prof. Fernando Lameiras, do CDTN, um dos coordenadores do Corgema. Dependendo da origem e da característica da gema, o melhor resultado pode surgir da combinação de técnicas diferentes, segundo o Prof. Luiz Orlando Ladeira do Departamento de Física da UFMG, também coordenador do Corgema. A pesquisa da Ufop, coordenada pelo Prof. Antônio Claret Sabioni, possibilita a produção de topázios das mais diversas cores.

As pesquisas envolvem técnicas diferentes mas têm vários aspectos em comum. Ambas são interdisciplinares - gemologia, geologia, mineralogia, química, física, engenharia de materiais e engenharia nuclear -, e têm a finalidade de desenvolver tecnologia para as pedras encontradas (ocorrências geológicas) em Minas Gerais, agregando valor ao produto e formando recursos humanos para o setor. 

Projeto Corgema 

Segundo os coordenadores do Corgema, o projeto abrange várias gemas com ocorrência no Estado - quartzo, topázio, turmalina, água-marinha, diamantes, alexandritas e outras - e prevê etapas que começam na localização da ocorrência geológica, seguida pela caracterização física e química da gema e a engenharia da cor, com o objetivo de estabelecer o tratamento mais adequado para cada gema, até o desenvolvimento de processos de coloração, quando for o caso. Eles garantem que o processo, quando bem aplicado, resulta em gemas estáveis e duráveis, ou seja, não perdem a cor e não quebram. 

Na coloração por irradiação de raios gama, a cor é definida pela dose de radiação e pelas impurezas da pedra. Existem mitos que rondam este processo, especialmente os relacionados com a radioatividade que causa danos à saúde. Os pesquisadores explicam que a origem do preconceito pode estar no processo de irradiação por nêutrons, proibido pelas normas brasileiras. “Dependendo da impureza da pedra, este tipo de radiação pode gerar radioatividade residual, sendo necessário manter a pedra tratada em um longo período de quarentena”, diz o Prof. Lameiras. A irradiação por feixe de elétrons - carga elétrica muito forte que dá a tonalidade azul ao topázio -, feita no Brasil apenas em escala de laboratório, também pode exigir a quarentena. 

Mas a irradiação por raios gama - usada no Brasil em larga escala - não oferece perigo. “É como se fosse um banho de luz na pedra”, dizem os pesquisadores, exemplificando que até frutas passam por este processo, para a eliminação de microrganismos passíveis de deterioração, sem causar nenhum mal à saúde de quem as consome. É neste tipo de irradiação que a pesquisa do Corgema se concentra. A expectativa dos pesquisadores agora é a compra de um espectrômetro de ressonância magnética e ótica, que permite detectar o tipo de impureza e a cor que ela determina, e de um novo irradiador, que serão de grande utilidade na caracterização das gemas e na coloração, respectivamente. 

UFOP - pioneira no processo termoquímico
Atualmente, o topázio imperial só é encontrado em Ouro Preto. A cidade é a única no mundo que produz esta pedra preciosa. Há algum tempo podia ser encontrada também no Paquistão, que hoje está com as suas reservas praticamente esgotadas. A característica desta gema é a cor amarelada - os tons variam do alaranjado ao champagne - e, quanto mais forte a cor, mais valiosa é a pedra. O topázio azul também existe na natureza, mas, além de raro, apresenta tonalidades muito pálidas.

Já o topázio incolor é encontrado em todo o país, especialmente em Minas Gerais e Rondônia, e pode adquirir praticamente todas as cores do espectro a partir do tratamento termoquímico, como explica o Prof. Claret. O projeto foi totalmente financiado pela FAPEMIG, inclusive na infra-estrutura do Laboratório de Difusão em Materiais do Departamento de Física da Ufop onde é desenvolvido. O resultado da pesquisa é inédito no país e tem importância estratégica para Minas Gerais e, por enquanto, é sigiloso para garantir a patente. O Prof. Claret ingressou em abril deste ano com o depósito de patentes junto ao INPI - Instituto Nacional de Propriedade Industrial - em nome da Universidade.

Antes da pesquisa desenvolvida pela Ufop, o tratamento térmico de gemas era realizado de maneira empírica, com baixos rendimentos e perdas elevadas. Baseado na pesquisa científica, o processo termoquímico - combinação de temperatura com reações químicas - permite maior aproveitamento da gema, com melhor rendimento, além de possibilitar a reprodução exata das cores que podem ser até mesmo definidas em catálogo. O Professor Claret afirma que a cor da gema através do processo termoquímico é mais estável do que a obtida por irradiação e, até mesmo, do topázio colorido natural.

Em comparação com o processo de irradiação, o pesquisador enumera outras vantagens, como o baixo custo no processo de coloração, que não necessita de equipamentos sofisticados, o que facilita na formação de recursos humanos para a execução do trabalho.

Jóia com topázio imperial

A Ufop está se preparando para comercializar o produto. Segundo o Prof. Claret, a instituição pretende atuar desde a captação de matéria-prima até a venda das pedras coradas com o selo da instituição, passando pelo processo de lapidação com design exclusivo e, é claro, pelo tratamento termoquímico.

A pesquisa movimentou a pós-graduação da universidade. No ano passado os cursos de mestrado e doutorado em Geologia integraram a disciplina Tratamento Térmico de Gemas. O interesse extrapolou as fronteiras do país: já há solicitação de pesquisador estrangeiro para pós-doutorado na área de tratamento térmico de gemas. 

Mercado de pedras coloridas

Ouro Preto, patrimônio da humanidade, recebe turistas o ano inteiro. Grande parte são estrangeiros que se encantam com as pedras preciosas. Maria Helena Coelho, proprietária de uma das mais tradicionais joalherias da cidade, conta que a pedra mais procurada pelos turistas é o topázio imperial. O topázio azul também é bastante procurado, segundo ela, seguido pelo branco ou incolor. A cor similar ao topázio azul que passa pelo processo de coloração é encontrada na água-marinha em sua forma natural. O preço é bastante diferente. Enquanto o topázio azul custa de R$10 a R$ 20 o quilate, a água-marinha varia de R$ 50 a R$ 2.700 o quilate, dependendo da tonalidade e da lapidação.

Ela acredita no mercado para o topázio das diversas cores que o processo termoquímico possibilita, mas acha essencial identificá-lo junto aos clientes, que pedem inclusive explicações sobre os processos, a estabilidade da cor e a durabilidade da pedra. 

I Simpósio Brasileiro de Tratamento e Caracterização de Gema

Ouro Preto - MG

Pesquisadores, professores, estudantes e profissionais que atuam na área de gemologia vão se reunir pela primeira vez em Ouro Preto, de 5 a 8 de novembro de 2000, no I Simpósio Brasileiro de Tratamento e Caracterização de Gemas, promovido pela Universidade Federal de Ouro Preto, com o apoio da FAPEMIG. O seminário vai discutir a importância econômica das gemas tratadas, os diversos tipos de tratamento, as técnicas de fabricação de gemas sintéticas e artificiais, além da identificação e caracterização das pedras. O objetivo do encontro é estabelecer o estado da arte do tratamento e caracterização de gemas no Brasil e no exterior, a integração entre os setores acadêmico e produtivo e a gemologia nacional e internacional. 

Inclusões fluidas em topázio do Complexo Granítico Estanífero de Massangana (RO)

Inclusões fluidas em topázio do Complexo Granítico Estanífero de Massangana (RO)

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RESUMO

O complexo granítico de Massangana, localizado na região central de Rondônia, sudoeste do Cráton Amazônico, Brasil, é um importante exemplo da Província Estanífera de Rondônia. Esse complexo possui dimensões batolíticas, marcantes estruturas anelares relacionadas às sucessivas fases magmáticas e hospeda mineralizações de Sn, W, Nb, Ta, topázio e berilo associadas a pegmatitos. Esse trabalho apresenta a composição química e as condições mínimas de aprisionamento dos fluidos nos cristais de topázio encontrados no complexo granítico estanífero de Massangana. O topázio, de cor azul, apresenta qualidade gemológica e possui cinco grupos de inclusões fluidas de natureza H₂O-NaCl, cuja salinidade equivalente varia de 3,4 a 11,7% em peso de NaCl, densidade em torno de 0,75g/cm³ e temperatura de homogeneização total (Th) entre 320 e 350ºC. Devido à íntima associação do topázio com cassiterita, wolframita e columbita-tantalita nos corpos pegmatíticos, admite-se que esse intervalo de Th também corresponda ao intervalo mínimo de cristalização desses outros minerais metálicos. Considerando que os pegmatitos no complexo granítico de Massangana estão associados às últimas fases magmáticas, é provável que a profundidade de posicionamento desses corpos pegmatíticos seja inferior a 3 km e a uma pressão estimada entre 1 e 1,5 kbar.

Palavras-chave: complexo granítico de Massangana, topázio gemológico, inclusões fluidas, Roraima.

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ABSTRACT

The Massangana granitic complex, located in the central region of the State of Rondônia, State, southwestern of the Amazon craton, Brazil, is an important example of the Rondônia Tin Province. The complex represents a batholitic body with conspiscuous ring structures related to successive intrusion events hosting Sn, W, Nb, Ta, topaz and beryl mineralizations associated to pegmatite. In this paper we determine the chemical composition and the minimal conditions of capture of the fluids in topaz from the Massangana granitic complex. The blue topaz has gemological quality and presents five groups of H₂O-NaCl fluid inclusions, with salinity between 3,4 to 11,7% weight % NaCl equivalent, density about 0,75g/cm³ and homogenization temperature between 320 to 350ºC. The close association of topaz with cassiterite, wolframite and columbite-tantalite in pegmatites suggests the same minimal homogenization temperature for the crystallization of the mentroned metalic minerals. The pegmatitic bodies in the Massangana Complex are associated with the last magmatic phases and their probable emplacement depth is less than 3 km corresponding to an estimated pressure between 1 to 1,5 kbar.

Keywords: Massangana granitic complex, gemological topaz, fluid inclusions, Roraima.

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1. Introdução

O complexo granítico estanífero de Massangana está localizado na região central de Rondônia, distante cerca de 220km ao sul da capital Porto Velho (Figura 1). Essa região abriga os principais depósitos de estanho da Província Estanífera de Rondônia e foi alvo de intensa atividade de mineração por cerca de 40 anos (Dall'Igna, 1996). Atualmente, devido ao baixo preço do estanho no mercado internacional, apenas poucos garimperiros atuam na área do complexo granítico de Massangana, extraindo principalmente topázio e um pouco de cassiterita ao longo de pequenos aluviões. O topázio é comercializado como gema e seu jazimento primário está associado a corpos pegmatíticos, os quais foram, em grande parte, erodidos e transportados para os aluviões.

Esse trabalho objetiva caracterizar a composição química e as condições mínimas de aprisionamento dos fluidos nos cristais de topázio encontrados no complexo granítico estanífero de Massangana. A metodologia de trabalho envolveu estudos petrográfico e microtermométrico em quatro seções polidas em ambas as faces. No estudo microtermométrico utilizou-se a platina Chaixmeca modelo 871 do Laboratório de Inclusões Fluidas do Instituto de Geociências da Universidade de Brasília (IG-UnB). O equipamento foi calibrado utilizando-se inclusões fluidas sintéticas, com precisão variando de ±1ºC para resfriamento até -100ºC e de ±5ºC para aquecimento até 350ºC, com velocidade de aquecimento de cerca de 1ºC por minuto. Duas inclusões fluidas foram ainda submetidas à análise por espectroscopia micro-Raman no Instituto de Física da Universidade Federal de Minas Gerais.

2. Contexto geológico

O complexo granítico de Massangana é um dos principais representantes dos chamados Granitos Jovens de Rondônia (Kloosterman, 1967 e 1968). Possui dimensões batolíticas e se destaca nas imagens de satélite e fotografias aéreas pelo seu formato elíptico e alongado na direção ESE-WNW, contendo estruturas anelares relacionadas às sucessivas fases magmáticas que constituem a história evolutiva desse batólito (Kloosterman, 1967 e 1968; Warghorn, 1974; Isotta et al., 1978). Romanini (1982) caracterizou quatro fases magmáticas, denominando-as de Massangana, Bom Jardim, São Domingos e Taboca (Figura 1). A fase Massangana é a principal e mais antiga, com idade U-Pb em zircão de 991±14Ma (Bettencourt et al., 1999), sendo constituída por um biotita granito cálcio-alcalino a alcalino, de cor rosa-claro, com textura porfirítica média a grossa e contendo megacristais de feldspato potássico. As fases Bom Jardim e São Domingos são intrusivas na fase Massangana, apresentam idade Rb-Sr em rocha total da ordem de 956±9Ma, com razão inicial 87Sr/86Sr de 0,7104±0,0056 (Priem et al., 1989), sendo representadas por dois stocks de biotita granito de composição alcalina, exibindo cor rosa-claro, textura inequigranular fina a média e contendo xenólitos de diferentes tipos de rochas. A fase Taboca é considerada mais jovem, pois é intrusiva na fase Bom Jardim e é representada por apófises sieníticos a quartzo-sieníticas, com textura inequigranular fina a média, também contendo xenólitas das rochas encaixantes.

Os depósitos de estanho no complexo granítico Massangana estão relacionados às fases Bom Jardim e São Domingos, com a cassiterita associada a veios de quartzo, greisens e corpos pegmatíticos, normalmente contendo wolframita, berilo, topázio e columbita-tantalita (Romanini, 1982; Bettencourt & Dall'Agnol, 1995; Bettencourt et al., 1997). Os cristais de topázio comercializados como gemas ocorrem nas zonas intermediária e central dos corpos pegmatíticos heterogêneos, normalmente associados a berilo, cassiterita, wolframita e columbita-tantalita. Esses cristais de topázio são euédricos, de hábito prismático com terminações piramidais, com tamanho entre 3 e 12cm, são pouco fraturados, transparentes a translúcidos e apresentam cor variando de azul, amarelo a incolor.

3. Inclusões fluidas

O estudo de inclusões fluidas foi realizado em cristais de topázio azul, devido ao seu maior interesse comercial como uso gemológico (Figura 2A) e por apresentar um número mais representativo de grupos de inclusões fluidas (Figura 2B a 2F).

A observação petrográfica à temperatura ambiente (±25ºC), com base na morfologia, número e volume de fases envolvidas no sistema fluido, permitiu identificar cinco grupos de inclusões fluidas de natureza aquosa, sendo quatro grupos com características de inclusões fluidas primárias e um grupo com característica de inclusões fluidas pseudo-secundárias. Os grupos de inclusões fluidas primárias (L₁, L₂, S₁ e S₂) ocorrem, normalmente, nas partes mais centrais dos cristais de topázio, distribuídos em grupos e/ou alinhados ao longo de planos de crescimento do cristal, enquanto que as inclusões fluidas pseudo-secundárias (L₃) tendem a ocorrer nas bordas dos cristais, distribuídas de modo aleatório.

O grupo L₁ é do tipo bifásico, pois apresenta uma fase líquida e uma fase gasosa, exibe formato em bastonete com tamanho entre 20 e 40µm, é transparente a levemente rosada, com contornos finos e o volume da fase gasosa (Vg) em relação à fase líquida variando de 40 a 50% (Figura 2B). Ocasionalmente, contém uma fase sólida de cor preta, hábito granular e tamanho inferior a 1µm, a qual é interpretada como provável agregado mineral capturado durante a formação da cápsula hospedeira de fluidos e gases.

O grupo L₂ é do tipo bifásico e é o mais freqüente. Apresenta formato elíptico a levemente prismático, ocasionalmente como cristal negativo, seu tamanho varia de 2 a 8µm, é transparente a translúcido, com contornos mais grossos e bem definidos, e Vg variando de 40 a 50% (Figura 2C).

O grupo S₁ é raro, apresenta a mesma morfologia e Vg das inclusões fluidas do grupo L₁, porém é constituído de inclusões fluidas trifásicas, pois apresentam uma terceira fase representada por um sólido de saturação incolor, de hábito cúbico e isótropo, interpretado como um sal do tipo halita, o qual ocupa um volume (Vs) em torno de 3% da inclusão fluida (Figura 2D).

O grupo S₂ é do tipo trifásico e é o mais raro, apresenta formato elíptico a levemente prismático, tamanho entre 4 e 8µm, um Vg entre 50 e 60% e uma fase sólida de saturação com Vs inferior a 3% (Figura 2E).

O grupo L₃ é constituído por inclusões fluidas bifásicas e é pouco freqüente. São consideradas como inclusões fluidas pseudo-secundárias por exibir formato irregular e tamanho variando de 40 a 90µm. Essas inclusões fluidas são transparentes, com contornos finos e Vg entre 20 e 30% (Figura 2F).

A observação microtermométrica permitiu caracterizar esse sistema fluido como do tipo H₂O-NaCl, o que foi comprovado por meio da espectroscopia micro-Raman (Figuras 3A e 3B). Durante o resfriamento das inclusões fluidas (até -120ºC), o sistema fluido apresenta um intervalo de congelamento total entre -70 e -80ºC. Já durante o processo de aquecimento (até +360ºC), esse sistema fluido apresenta a primeira mudança de fase entre -24,2º e -18,6ºC, correspondente à temperatura do eutético (Te), a qual é uma medida pouco precisa e muitas vezes de difícil observação. Segundo Shepherd et al. (1985), o intervalo de temperatura do eutético para o sistema fluido H₂O-NaCl varia de -21,2º a -20,8ºC. A segunda mudança de fase, correspondente à temperatura de fusão do gelo (Tfg), ocorre no intervalo de -8º a -2ºC (Figura 3C), sendo que para as inclusões fluidas L₃ a Tfg = -3,8º a -2ºC, para L₁ a Tfg = -6,8 a -3,6ºC e para L₂ a Tfg = -8 a -5,3ºC . A temperatura de homogeneização total (Th) nas inclusões fluidas L_1, L₂ e L₃ ocorre para a fase líquida no intervalo de 320 a 350ºC, porém com maior freqüência entre 330 e 340º C (Figura 3D). Nos casos das inclusões fluidas contendo sólidos de saturação (S₁ e S₂), a fase sólida apresenta temperatura de dissolução (Tds) logo após a temperatura de homogeneização das fases líquida-gasosa (L+G=L), ou seja, no intervalo entre 345 a 350ºC (Figura 3D).

A salinidade do sistema H₂O-NaCl, para as inclusões fluidas bifásicas (L_1, L₂ e L₃), foi calculada com base na temperatura de fusão do gelo (Tfg), aplicando-se a equação proposta por Bodnar (1993), onde se obteve um intervalo de salinidade equivalente de 3,4 a 11,7% em peso de NaCl, distribuído no seguinte modo: inclusões fluidas L₃ entre 3,4 e 6,1%, L₁ entre 6 a 10,2% e L₂ entre 8,3 e 11,7% em peso de NaCl equivalente. Para as raras inclusões fluidas trifásicas (S₁ e S₂), a salinidade foi calculada com base na temperatura de dissolução da fase sólida (Tds), aplicando-se a equação proposta por Sterner et al. (1988), onde se obteve uma salinidade equivalente entre 42 e 42,5% em peso de NaCl. A densidade das inclusões fluidas mais comuns (L₁ e L₂), estimada com base no diagrama que relaciona salinidade por temperatura de homogeneização total (Shepherd et al. 1985), apresenta um valor entre 0,65 e 0,75 g/cm³.

4. Considerações finais

Em geral, nos corpos graníticos portadores de pegmatitos com mineralizações de Sn, W, Nb, e Ta e gemas, os sistemas fluidos são aquosos a aquo-carbônicos, apresentam baixa a moderada salinidade, baixa densidade e temperatura mínima de aprisionamento entre 350 e 500ºC (Campbell & Panter, 1990; Linnen & Williams-Jones, 1994; Lu & Lottermoser, 1997). Estudos de inclusões fluidas em quartzo, topázio, fluorita e cassiterita nos sistemas de veios e greisens de outros depósitos de Sn e W na região central de Rondônia demonstram que a temperatura mínima de aprisionamento desses fluidos varia de 270 a 420ºC (Souza & Botelho, 2002; Leite Júnior, 2002).

No complexo granítico estanífero de Massangana, o sistema fluido no topázio, com características gemológicas, é de natureza essencialmente aquosa (H₂O-NaCl). Entretanto esse sistema apresenta salinidade variando de baixa a alta, ou seja, nas inclusões fluidas bifásicas (L₁, L₂ e L₃) a salinidade equivalente varia de 3,4 a 11,7% em peso de NaCl, enquanto que nas raras inclusões fluidas trifásicas (S₁ e S₂) a salinidade equivalente varia de 42 a 42,5% em peso de NaCl. Essa variação no valor da salinidade é indicativa da provável mistura de fluidos de diferentes naturezas (por exemplo, magmático e meteórico) durante a ascensão do sistema fluido associado às fases Bom Jardim e São Domingos, modificando desse modo a salinidade dos fluidos mais primordiais, provavelmente representados pelas inclusões fluidas S₁ e S₂. Entretanto o modo de distribuição dos grupos de inclusões fluidas no interior dos cristais de topázio sugere uma variação nos valores de salinidade, de temperatura de homogeneização (Th) e de cronologia das inclusões fluidas, reflexo dos estágios progressivos de crescimento dos cristais. Nesse sentido, os primeiros grupos de inclusões fluidas formados apresentam os maiores valores de salinidade e Th (L₁, L₂, S₁ e S₂) e ocupam as partes mais centrais dos cristais, ao contrário do grupo de inclusões fluidas pseudo-secundário (L₃) consideradas mais jovens e apresentando valores mais baixos de salinidade e Th. Todavia, o contraste entre os valores de Th para os grupos de inclusões fluidas primárias e pseudo-secundárias não é tão marcante, o que sugere que a temperatura no interior dos corpos pegmatíticos permaneceu elevada por um considerável período de tempo.

Com base nos critérios propostos por Van den Kerkhof e Hein (2001), esse sistema fluido apresenta característica de aprisionamento homogêneo, pois seu volume Vg varia muito pouco, tanto nas inclusões fluidas primárias, como nas pseudo-secundárias, o que demonstra também baixa variação na densidade desse fluido. Logo, a temperatura de homogeneização total aqui apresentada (Tht = 320 e 350ºC) pode ser considerada como a temperatura mínima de aprisionamento desse fluido. Devido à íntima associação nos corpos pegmatíticos do topázio com cassiterita, wolframita e columbita-tantalita, admite-se que o intervalo de temperatura entre 320 e 350ºC também corresponderia ao intervalo mínimo de cristalização desses outros minerais metálicos. Assim, é provável que o principal intervalo mínimo de temperatura de precipitação da cassiterita nos depósitos de estanho de Rondônia oscile na faixa de 300 a 400ºC.

Os complexos graníticos com estruturas anelares são, normalmente, alojados em níveis crustais rasos e ao longo de falhamentos transcrustais (Johson et al., 2002). Segundo Okida (2001), os Granitos Jovens de Rondônia foram alojados em estruturas de alívio ao longo de linhas de fraquezas crustais, através da atuação de movimentos progressivos transpressivos-transtensivos. Considerando que os corpos pegmatíticos portadores de minerais de Sn, W, Nb, e Ta e gemas no complexo granítico estanífero de Massangana estão associados às últimas fases magmáticas (Bom Jardim e São Domingos), é provável que a profundidade de posicionamento desses corpos seja inferior a 3 km e a uma pressão estimada na ordem de 1 a 1,5kbar.