Pedras preciosas no Brasil

Pedras preciosas no Brasil

Desde o começo da história da arte da humanidade, as pedras preciosas eram consideradas valiosas, principalmente pelo seu valor simbólico, como sua durabilidade, pureza, justiça, nobreza, etc. A atração por joias e objetos preciosos é algo que temos em comum com nossos antepassados. Jóias de Egipcias - Tutankamon - Ilustração feita pela organização.  Desenvolvimento Acredita-se que foram os magos, sacerdotes e anciãos da antiguidade que implantaram o uso e a descoberta dessas pedras, para fins místicos e religiosos. A auto-ornamentação também parece ter sido presente na vida dos homens desde os primórdios, pois as joias mais antigas da história vieram de sepulturas de cerca de 20 000 anos atrás. Além do valor místico que as pedras preciosas tinham nessa época, acredita-se também que elas já tenham sido utilizadas como símbolo de riqueza, status e proteção, na forma de amuletos. As artes decorativas também começaram a ter grande valor com o uso dessas pedras. Esculturas de jade, lápis-lazúli, cornalina, turquesa, ametista e granada de mais de 4500 anos atrás foram encontradas na China e no Egito. Determinadas pedras provocavam fascínio em diferentes povos. Os romanos, por exemplo, tinham grande admiração pelas ágatas, que graças as suas várias camadas de cores, produziam belíssimos camafeus (figuras esculpidas em relevo). Um dos mais conhecidos, é o do imperador Augusto, do período medieval. Acredita-se que as primeiras pedras a chamar a atenção dos homens foram as ágatas de diferentes cores, encontradas nos leitos dos rios. Com a evolução das civilizações, a variação de minerais explorados pelos homens foi aumentando, assim como a sua comercialização organizada. Os egípcios foram os primeiros povos a explorar e comercializar pedras preciosas de forma organizada. Turquesa, ametista e lápis-lazúli eram encontrados em minas de mais de 6000 anos, que produzem até hoje. A Índia, Sri Lanka e Birmânia eram conhecidas pelos seus famosos cascalhos de pedras preciosas, que produziam excelentes diamantes, safiras, rubis e espinelas, séculos e séculos a fio. Na Índia, os diamantes eram uma grande fonte de rendimento para o país. No Brasil, depósitos de ágatas, topázios, turmalinas e crisoberilos foram revelados na época da exploração. No século XIX, os diamantes sul-africanos e as opalas australianas foram duas grandes descobertas, que também se caracterizou pela expansão da indústria de diamantes na Sibéria, Austrália e outros países africanos. No Brasil, a palavra “garimpo” surgiu como expressão também no século XIX, em Diamantina, Minas Gerais. A palavra era usada para denominar a mineração clandestina, que também derivou a palavra “garimpeiro”, ou seja, quem o exercia. Os garimpeiros são os homens que enfrentam o perigo, geralmente dentro de minas e buracos para explorar os metais e pedras preciosas. Eles são a ferramenta de obtenção da matéria prima das pedras e joias raras.

Pedras preciosas no Brasil

O Brasil é um país muito rico em pedras preciosas. As mais presentes nessa região são o diamante, opala, água-marinha, esmeralda, alexandrita, ametista, ágata, citrino, topázio e turmalina. Os garimpos são muito conhecidos e numerosos por aqui, o que faz de nosso país um dos maiores produtores de pedras preciosas do mundo, em se tratando de quantidade, variedade e qualidade. O que faz com que nossa região seja rica nessas gemas é o fato do território brasileiro ser repleto de superfícies de rochas pré-cambrianas, com vários cortes de pegmatitos e rochas metamórficas. Durante 141 anos, o Brasil liderou a produção mundial de diamantes. Atualmente, encontra-se em 5º lugar no ranking de produção mundial de diamante bruto, segundo pesquisa do DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral). A opala é bastante encontrada no Piauí, principalmente na região da Serra dos Matões. A água-marinha pode ser encontrada em diversas regiões, fazendo com que o Brasil seja o maior produtor mundial dessa espécie de gema. A esmeralda, desde a década de 80, também tem sido bastante encontrada, o que fez com que o Brasil se tornasse, desde essa época, um dos maiores fornecedores dessa pedra. A maior região de garimpo da esmeralda é em Carnaíba, na Bahia. A alexandrita, uma das pedras preciosas mais valiosas, foi descoberta em Minas Gerais, no município de Malacacheta. A partir dos anos 70, o Brasil se tornou um dos maiores produtores dessa gema. A ametista, bastante encontrada na região sul do país, também faz com que o Brasil leve o título de maior produtor da espécie de gema. Uma cidade do Rio Grande do Sul, Ametista do Sul, foi até batizada com o nome da pedra. A ágata foi descoberta em jazidas na Bahia, Rio Grande do Sul, Ceará, Espírito Santo, Mato Grosso, Paraíba e Minas Gerais. O citrino, topázio e a turmalina também são gemas encontradas em muita quantidade no Brasil.

História das Jóias

O homem sempre sentiu a necessidade de se adornar. Os primeiros adornos eram feitos com ossos e dentes de animais, conchas, pedras e madeira e simbolizavam o status, o poder ou misticismos.

O ouro é explorado pelo homem há mais de 6.000 anos. Acompanha a evolução humana, assim como as artes, contando a história através de belas jóias.

Em cada período histórico, as características das jóias e das artes se transformaram. Vamos conhecer um pouco sobre essa história através da joalheria.

Pré-história: Eram utilizados materiais como pedras, ossos, sementes e dentes de animais, lapidados de forma rústica.

Egípicios: As jóias deste período eram carregadas de misticismo e simbolismos. Figurativas, essas peças tinham formas de escaravelhos, que representavam o sol e a criação; olho do deus Horus, que protegia contra maus espíritos ou até mesmo de serpentes e escorpiões. Utilizavam muitas cores, que também eram carregadas de simbolismos. A policromia era obtida através de gemas como o lápis-lazúli, feldispato verde e  turquesa ou até mesmo esmalte vitrificado.

Gregos: A princípio os gregos utilizavam formas geométricas. Com influência de outros povos passaram a produzir cenas mitológicas em brincos, braceletes e colares.

Etruscos: As técnicas de filigrana e granulação foram utilizadas com extremo primor

Celtas: A joalheria Celta sofreu grande influência de povos estrangeiros. Adaptaram as técnicas de outros povos à sua arte de trabalhar o metal. Utilizaram  de forma magistral técnicas como: filigrana, gravação, intaglio, fundição, esmalte e granulação.

Romanos:  Os romanos utilizavam o ouro para financiar guerras. Somente em 27 a.C., com novas fontes do metal, é que os romanos passaram a utilizar parte deste ouro na joalheria. Lentamente, as jóias foram se tornando mais populares.

Idade Média: Na Idade Média a arte sofreu grande influência religiosa (teocentrismo). As jóias eclesiásticas ganharam força, sendo muito usados escapulários, crucifixos e relicários por ambos os sexos.

Apareceram as primeiras sociedades de ourives, os quais se instalaram em guildas (corporações de ourives).  As jóias tinham um simbolismo muito forte, não só religioso,  mas também de status e divisão de classes.  Existiam leis para o uso das jóias.

O esmalte foi uma das técnicas em destaque.

Os anéis eclesiásticos, são usados até hoje por cardeais, bispos e pelo papa. A Burguesia utilizou anéis gravados com monogramas como instrumentos de autenticação de documentos.

Os cintos e broches, além de adornar, eram funcionais. O vestuário também era ricamente adornado.  Fios de ouro e gemas eram aplicados às bordas dos tecidos.

As gemas tiveram um papel de destaque. Em uma técnica para realçar sua cor, algumas delas recebiam uma fina camada de metal. Foram criadas leis restringindo o uso desta técnica em conseqüência de seu uso indiscriminado.

As pérolas, rubis, safiras, esmeraldas e granadas foram as gemas mais utilizadas. Além do formato cabochão, pedras com facetas começam a surgir. É o período onde a lapidação começou a se desenvolver.

As Estranhas Propriedades de Alguns Minerais

A identificação macroscópica dos minerais é feita principalmente pela observação de algumas propriedades físicas, como cor, brilho, densidade, clivagem, dureza etc.

Há, porém, algumas propriedades que só algumas poucas espécies apresentam e que são importantes para sua identificação. E também há propriedades comuns que em certas espécies apresentam valores anormais, contribuindo também para seu reconhecimento. Veremos a seguir alguns desses casos especiais.


Magnetismo
Dos minerais comuns, apenas dois, a magnetita (óxido de ferro) e a pirrotita (sulfeto de ferro e níquel), são fortemente magnéticos. Ambos são facilmente atraídos por um ímã comum, e um fragmento de magnetita maciça de uns 8 cm pode atrair pequenas peças metálica, como clips e alfinetes. A foto ao lado mostra cristais de magnetita atraídos por um pequeno ímã.


Fluorescência
Fluorescência é a propriedade que têm certas substâncias, entre elas vários minerais, de se tornarem visíveis sob a ação de uma radiação invisível. Se a luz ultravioleta, que é invisível para o ser humano, incide sobre um mineral em um ambiente escuro, esse mineral deveria permanecer oculto, pois quando enxergamos um objeto o que vemos nada mais é que a luz que incidiu sobre ele e é refletida ou então a luz que o atravessou. Mas se esse mineral for fluorescente, como a calcita, por exemplo, ele ficará iluminado e geralmente com uma cor diferente daquela que tem em luz normal.
As fotos abaixo, feitas por Denise Rippel e Paula Cadermartori com minerais do acervo do Museu de Geologia da CPRM, mostram um cristal de calcita branca em luz normal e, à direita, sob luz ultravioleta. As duas fotos seguintes mostram willemita (silicato de zinco) também em luz normal e em luz ultravioleta.

Cristal de calcita branca

Cristal de calcita sob luz violeta

Silicato de zinco

Silicato de zinco sob luz violeta

Outros minerais que podem mostrar forte fluorescência são diamante, zircão, fluorita (daí vem o nome fluorescência), opala, safira amarela e vários minerais de urânio, como autunita, uranfita, uranocircita, uranofânio, uranopilita, uranospinita etc.
É importante notar que nem todos os espécimes de um mineral fluorescente mostram o fenômeno. Há calcitas que não fluorescem, assim como em um lote de diamantes pode haver alguns que mostram fluorescência enquanto outros não. A fluorescência pode ser útil não só na identificação de um mineral, mas também na sua busca. Em uma área onde se acredita que possa haver scheelita (volframato de cálcio), por exemplo, percorrê-la à noite com uma lâmpada de luz ultravioleta é uma maneira de procurar o mineral.


Birrefringência

Calcita

Quando a luz atravessa um mineral ela sofre um desvio em sua trajetória e uma redução em sua velocidade, uma vez que o mineral é mais denso que o ar. Isso é normal e acontece com qualquer substância. Em muitos minerais, porém, esse desvio varia conforme a direção em que a luz incide, sendo maior em uma direção que em outra.
A diferença é normalmente pequena demais para ser percebida sem instrumentos apropriados, mas na calcita ela é tão grande que as imagens vistas através de um cristal transparente desse mineral aparecem duplicadas (foto ao lado). E quando se gira o cristal uma das imagens fica fixa enquanto a outra gira ao redor dela. O zircão mostra efeito semelhante. Não é tão notável quanto na calcita, mas olhando um zircão lapidado pode-se ver que as arestas da gema aparecem duplicadas.


Sabor
O sabor de um mineral raríssimas vezes é lembrado como uma propriedade útil na sua identificação. Mas há algumas espécies em que ele é muito importante. O exemplo mais conhecido é a halita, nome mineralógico do sal que usamos na cozinha (cloreto de sódio). Nas jazidas de sal, a halita pode aparecer na forma de cristais de vários centímetros de comprimento, e não apenas como os minúsculos grãozinhos que vemos na cozinha.
Menos conhecida, mas mais notável, é a calcantita (sulfato hidratado de cobre), mineral que forma belíssimos cristais com uma forte cor azul-escura. Além de uma cor que ajuda muito na sua identificação, a calcantita tem um sabor muito marcante: ela é extremamente amarga e adstringente. Basta tocar o mineral com a ponta da língua para se sentir, por bastante tempo, o sabor desagradável que ele possui.

Calcantita

Sal de cozinha

Tarnish
Chama-se de tarnish a alteração superficial que sofre a cor de um mineral pelo contato com uma substância rica em enxofre, principalmente o ar. Há vários minerais que sofrem essa alteração, mas a calcopirita e a bornita (sulfetos de cobre e ferro) são os melhores exemplos.
A calcopirita tem uma cor amarelo-latão, mas adquire por ação do enxofre cores avermelhada, azul, verde, púrpura, todas misturadas. A pirita (sulfeto de ferro) tem cor semelhante, mas não mostra tarnish. A bornita é ainda mais notável nesse aspecto. Ela tem uma cor rosada, semelhante à do cobre, mas, exposta ao ar, em poucas horas adquire superficialmente cor azul e/ou púrpura bem intensa.

Bornita

Radioatividade

Monazita

Uma propriedade que não é detectável sem o uso de aparelhos apropriados é a radioatividade. Ela está presente em vários minerais, como os de urânio (uraninita, uranofânio) e de tório (torianita, torita). A monazita , quando contém tório, é radioativa também.
O aparelho mais usado em geologia para detectar e medir a radioatividade é o cintilômetro. Areias de praia que contêm monazita costumam ser radioativas nos pontos onde esse mineral se concentra.


Transmissão de Luz na Ulexita
A ulexita é um borato básico hidratado de sódio e cálcio que forma cristais aciculares extremamente finos, encontrado em regiões desérticas. É branco, incolor ou cinza.
Esse mineral tem uma propriedade única: seus finos cristais, arranjados paralelamente, funcionam como fibras ópticas. Assim, uma placa natural de ulexita transparente ou translúcida colocada sobre uma figura “puxa” a imagem dessa figura para a superfície superior da placa, como se vê na foto.

Ulexita transparente

Cor da Alexandrita
A alexandrita é uma pedra preciosa rara e valiosa que tem uma curiosa propriedade: em luz natural ela tem cor verde, mas em luz artificial incandescente pode se mostrar vermelho-arroxeada ou amarronzada.

Foto: Editorial Planeta

Tenebrescência
Alguns minerais, como espodumênio, tugtupita e hackmannita, podem também mudar de cor, mas em situação um pouco diferente. Eles têm uma cor em luz natural e ela muda, ainda em luz natural, se o mineral é exposto ao sol, voltando à cor original quando levado de volta para um ambiente fechado. O fenômeno é também chamado de fotocromismo reversível e é usado nas lentes de alguns óculos para sol, que ficam claras em ambiente fechado, escurecendo quando estão ao sol.


Hábito
A imagem que usualmente se tem de rochas e minerais é a de substâncias resistentes a impactos físicos, fraturas, torções etc. Embora isso seja verdade na maioria dos casos, há minerais que são extremamente frágeis.
Em mineralogia, chama-se de hábito a aparência externa do mineral, compreendendo a forma cristalina (ou combinação de formas) e as irregularidades típicas da espécie ou variedade, como estrias, por exemplo. Um mineral pode ter hábito tabular, prismático, colunar estriado, granular etc. Algumas espécies têm hábito acicular muito fino, cristalizando na forma de agulhas extremamente delicadas. Outros são asbestiformes, cristalizando como fios flexíveis.
A foto abaixo à esquerda mostra finíssimas agulhas de alunogênio, um sulfato hidratado de alumínio. A outra foto mostra o crisotilo (silicato básico de magnésio), mineral que forma fios muito delicados e flexíveis, tão flexíveis que podem ser usados para tecer roupas. Apesar de serem tão finas, essas fibras são resistentes ao fogo, de modo que se pode com elas fazer roupas à prova de fogo.

Alunogênio

Crisotilo

Outros minerais de hábito surpreendente são as micas. Só que, em vez de formarem delicados fios ou agulhas, elas formam finas lâminas elásticas, de modo que, com um estilete, podem ser destacadas incontáveis lâminas, por exemplo, de moscovita, a partir de um único cristal.


Dureza

Gipsita

A mesma ideia que a maioria das pessoas tem com relação à resistência física dos minerais e rochas as leva a pensar que minerais são substâncias difíceis de riscar. Nem sempre.
A dureza dos minerais é medida com uma escala que vai de 1,0 (dureza mais baixa) a 10,0 (dureza máxima), a Escala de Mohs. Dureza 10,0 é a do diamante, que risca qualquer substância e só é riscado por outro diamante. Mas dureza 1,0 tem, por exemplo, o talco (sim, o talco, um silicato básico de magnésio, é um mineral), que pode ser riscado até mesmo com a unha. A gipsita, um sulfato hidratado de cálcio, tem dureza maior (2,0), mas também pode ser riscada com a unha. As pedras preciosas é que têm dureza elevada - normalmente acima de 7,0 -, sem o que seu uso em um anel, por exemplo, seria inviável.

Caracterização de quartzo para obtenção de suas variedades gemológicas por irradiação gama

Caracterização de quartzo para obtenção de suas variedades gemológicas por irradiação gama e/ou tratamento térmico

Quartz characterization to obtain its gemological varieties by means of gamma irradiation and/or heat treatment

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RESUMO
Apesar da grande produção de quartzo em Minas Gerais, pouco é conhecido sobre a influência do ambiente geológico na geração das variedades coloridas através de tratamento. Sabe-se que a irradiação gama, seguida ou não de aquecimento, conduz à formação de cores, tais como acontece com a ametista, prasiolita, green gold, beer, cognac, whisky e champagne. Amostras de ambientes hidrotermal e pegmatítico foram submetidas a ensaios por espectroscopia de absorção na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e irradiação gama seguida ou não de tratamento térmico. Os espectros obtidos por FTIR mostram bandas correlacionadas a elementos dopantes, os quais indicam o potencial da amostra pelo aparecimento de cor e permitem determinar as doses que serão aplicadas na irradiação gama e as temperaturas que serão utilizadas no tratamento térmico. Os resultados dos ensaios mostraram que quartzo de ambiente hidrotermal com valores anômalos de ferro, com banda FTIR a 3.585cm^-1, fator fa > 3,3 e área entre 400 e 600u.a*cm^-1, poderá desenvolver a cor violeta; quartzo com anomalias de lítio na estrutura do cristal derivado de núcleo de pegmatitos altamente diferenciados ricos em minerais de lítio apresentando banda FTIR a 3.485cm^-1, fator fLi > 2,0 e irradiado com doses de 65 a 400kGy pode desenvolver cores amarelo-esverdeadas a acastanhadas. É possível concluir que ametista e prasiolita são produzidas de quartzo de ambiente hidrotermal, enquanto variedades gemológicas raras, tais como green gold, beer, cognac, whisky e champagne são produzidas de quartzo de pegmatitos altamente diferenciados, que contêm minerais de lítio.
Palavras-chave: Quartzo, irradiação gama, tratamento térmico, espectro FTIR, gemologia, Minas Gerais.

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ABSTRACT
Despite the large production of quartz in Minas Gerais, little is known about the geological environment influence on the generation of colored varieties by treatment. It is known that gamma irradiation, followed or not by heating, leads to the generation of colors such as amethyst, prasiolite, green gold, beer, cognac, whisky and champagne. Samples from hydrothermal and pegmatitic environments were subjected to tests by absorption spectrometry in the infrared region with the FOURIER transform (FTIR), gamma irradiation and heat treatment. The obtained FTIR-spectra show characteristic bands correlated to doping-elements, which indicates the color appearance potential of the sample, and allow to quantify the applied doses of gamma irradiation and the temperatures in heat treatment. The results of the tests indicate that quartz from a hydrothermal environment with anomalous levels of iron, with FTIR-band of 3585cm^-1, factor fa > 3.3 and area between 400 a 600u.a*cm^-1, may develop a violet color; quartz with lithium anomaly in the crystal structure derived from nuclei of highly differentiated pegmatites rich in lithium minerals, presenting FTIR-band of 3485cm^-1, fLi factor > 2 and irradiated with doses of 65 to 400kGy, may develop yellow-green and brown colors. It is possible to conclude that amethyst and prasiolite are produced from quartz from a hydrothermal environment, while rare varieties such as green gold, beer, cognac, whisky and champagne are generated from quartz from highly differentiated pegmatites that bear Li-minerals.
Keywords: Quartz, gamma irradiation, heat treatment, FTIR-spectra, gemology, Minas Gerais.

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1. Introdução
Desde o século passado, são conhecidos, em Minas Gerais, os depósitos de quartzo hialino de veios hidrotermais encaixados em quartzitos da serra do Espinhaço (Moraes, 1937) e os de núcleos de pegmatitos da Província Pegmatítica Oriental (Paiva, 1946). No Brasil, a partir de 1997, descobriu-se que desse quartzo se pode obter variedades coradas de gemas, quando submetido a doses de irradiação gama variando de 65 a 1.000kGy de uma fonte de Co-60, seguidas, ou não de tratamento térmico (Lameiras, 2007). O cristal pode permanecer incolor, aparecer matizes já conhecidos como o da ametista, citrino, prasiolita e morion ou fumê ou mesmo novas cores denominadas de green gold, beer, cognac, whisky e champagne. Portanto esse trabalho visa a definir quartzo de quais jazidas podem apresentar potencial de mudança de cor, o ambiente geológico no qual elas estão inseridas, as características químicas do cristal, as técnicas analíticas aplicadas nesse processo e os minerais-gemas resultantes do tratamento desse quartzo hialino.

2. Materiais e métodos
Aproximadamente 10kg de quartzo hialino foram coletados em cada uma das minas de ambientes hidrotermal e pegmatítico. No hidrotermal, foram selecionadas as Minas do Tião e Comecha. Na Mina do Tião, situada no topo da serra do Espinhaço em Buenópolis (Minas Gerais), com latitude 17º47'01"S e longitude 43º52'22"W, foram selecionados 60 espécimes com peso variável, entre 6 e 20g; enquanto na Comecha, situada no platô da serra do Cabral em Francisco Dumont (Minas Gerais), com latitude 17º39'35"S e longitude 44º14'26"W, foram selecionadas 40 amostras, com peso entre 10 e 60g. No ambiente pegmatítico, os trabalhos de campo foram feitos nas Minas Boca Rica e do Bode. Da Mina Boca Rica (18º50'37"S e 41º29'44"W), em Galiléia (Minas Gerais), foram escolhidos 25 espécimes de quartzo de núcleo pegmatítico, com peso entre 10 e 110g; da Mina do Bode (19º05'02"S e 41º30'33"W), situada no município de Conselheiro Pena (Minas Gerais) foram separadas 40 amostras pesando entre 6 e 102g. Na Figura 1, é mostrada a localização dessas minas de quartzo hialino nos ambientes hidrotermal (Minas do Tião e Comecha) e pegmatítico (Minas Boca Rica e do Bode).

As amostras selecionadas de quartzo foram submetidas à espectrografia de absorção na região do infravermelho com Transformada de FOURIER (FTIR). Essa técnica permite definir em quais cristais é possível o aparecimento de novos matizes de cores. Caso apareçam novas cores, significa que o quartzo porta elementos dopantes (Al, Fe, Li, Na e H), os quais precisam de ser medidos. Antes das análises químicas, os ensaios de irradiação gama (com doses variáveis) seguidos ou não de tratamento térmico, podem confirmar os resultados de infravermelho. A etapa seguinte consistiu na obtenção de resultados analíticos por via úmida (SiO₂) e por espectrometria de emissão atômica, por plasma de acoplamento induzido (ICP/AES) para os elementos traços, principalmente os possíveis causadores de cores.
Os ensaios de FTIR foram feitos no Laboratório de Espectrometria na Região do Infravermelho e Ultravioleta e Visível (LABESPEC) do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN/BH), utilizando um aparelho Bomem, modelo MB, e outro Perkin Elmer, modelo Spectrum 100. Esses ensaios foram realizados em temperatura ambiente, com resolução de 4cm^-1 e número de varreduras de 16 a 128, com o objetivo de reduzir as incertezas provocadas por ruídos, e numa região de comprimento de onda entre 3.018 e 3.630cm^-1. As amostras utilizadas, nesses ensaios, tinham espessura de 1 a 3mm.
Os ensaios de irradiação gama, utilizando radionuclídeo Co-60, foram realizados no Laboratório de Irradiação Gama (LIG) da CDTN/BH. Nessa etapa, as amostras são colocadas em sacos plásticos, onde são escritas as doses em kGy (65, 200, 300, 400 e 600) a que devem ser submetidas e o tempo de execução sendo determinado pelo técnico responsável.
O tratamento térmico foi feito nos laboratórios da CDTN/BH, utilizando-se de uma mufla, com a mudança de cor sendo observada numa janela de vidro na sua porta. A temperatura foi atingida com aquecimento lento e gradual, para evitar o aparecimento de fratura no cristal. A temperatura e o tempo foram indicados pelos ensaios de FTIR e de irradiação gama, podendo variar de 280 a 325ºC e entre 5 e 60 minutos.
Para a determinação dos elementos maiores e traços, foram feitas análises químicas por via úmida e ICP/AES. Uma amostra de quartzo de cada mina foi selecionada para as análises por via úmida feitas no Laboratório de Geoquímica (LabGeo) do Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto (DEGEO/EM/UFOP), para a determinação da percentagem de SiO₂. Os ensaios de ICP/AES foram feitos no LabGeo, num aparelho SPECTRO, modelo CIROS(CCD), dosando 27 elementos químicos, com limites de detecção na faixa de décimos de ppm.
Num mesmo corpo e em um mesmo ambiente geológico, o teor de impurezas pode variar e o espectro de FTIR indica o potencial de desenvolvimento de cor e/ou matiz resultante no quartzo. A região mais utilizada para a avaliação do FTIR situa-se entre 3.018 e 3.630cm^-1, onde podem ser encontradas 12 bandas associadas às impurezas causadoras de cor (Lameiras, 2007). Os espectros de FTIR foram normalizados de tal forma a obter a absorção em 2.685cm^-1 igual a 1, uma vez que essa banda, presente em todas as amostras de quartzo, não se relaciona à formação da cor (Nunes et al., 2009). A linha de base é definida na faixa entre 4.100 e 5.300cm^-1 e subtraída do espectro normalizado, em função de não se observarem bandas de absorção (parâmetro c). Essa linha de base está associada à orientação do cristal, ao teor de impurezas e às microinclusões. Calcula-se, também, a área sob a curva do espectro normalizado, entre 3.018 e 3.610cm^-1, a qual está relacionada com o teor de impurezas na amostra (Lameiras, 2007). Os parâmetros fa e fLi são calculados conforme Lameiras et al. (2006) e Nunes (2008) pela relação de altura entre bandas e a área no espectro na região do infravermelho. Nos espectros de quartzo hidrotermal, a área e o fator ametista (fa) são indícios da intensidade de cor a ser obtida na irradiação e/ou aquecimento (Nunes, 2008). Um quartzo com banda em 3.585cm^-1, com fator fa > 3,3 e área entre 400 e 600u.a.* cm^-1 possui potencial para cor violeta da ametista; se fa estiver situado entre 2,7 e 3,3, não haverá o aparecimento de cor e, no caso de fa < 2,7 e área > 1.500 u.a.* cm^-1, irá aparecer o matiz esverdeado da prasiolita (Lameiras 2007). No quartzo pegmatítico, o fator lítio (fLi) é o indicador do potencial de geração de cor. Com o fator fLi > 2,0, quando irradiado a 150kGy, aparece o verde-limão do green gold e, acima de 300kGy, aparece a coloração acastanhada. Nos cristais com fLi > 2,0, com área entre 50 e 180u.a.*cm-1, maior será o potencial de aparecimento de cor (Lameiras et al., 2006; Lameiras, 2007; Nunes, 2008).
Nas análises por via úmida e ICP/AES, são medidos os diferentes causadores de cor em quartzo hialino de ambientes geológicos diversos. A aplicação da irradiação gama visa a acelerar o aparecimento de cor devido à expulsão de elétrons no retículo cristalino, em função de defeito causado por íon dopante, e cria centro de cor no mineral. O centro causa instabilidade e quando irradiado (e/ou aquecido) permite o aparecimento de cor. No caso do quartzo, a irradiação, seguida ou não de tratamento térmico, cria cores já existentes na natureza (ametista, prasiolita, citrino e morion ou fumê) e novas variedades gemológicas (green gold, beer, cognac, whisky e champagne). Para Nassau (1994), a aplicação da irradiação não deixa resíduos radioativos e apresenta, como aspecto positivo, a produção de gema com coloração uniforme.

3. O quartzo hialino e seus aspectos genéticos
A variedade transparente e incolor de quartzo é denominada de cristal de rocha ou quartzo hialino. Aquela com característica de mineral-gema, portando dopante para irradiação, é encontrada em ambiente hidrotermal e pegmatítico. Em Minas Gerais, os veios hidrotermais com quartzo hialino são encontrados encaixados em quartzitos no segmento oeste do Espinhaço Meridional, na região de Buenópolis e Francisco Dumont. Carvalho (1982) menciona que esses veios estão relacionados a fluidos aquecidos e saturados em sílica, recristalizados ao longo de fratura e/ou falha. Nessa região, nas serras do Cabral e Mineira (uma denominação local para o Espinhaço Oeste), são encontrados espessos veios de quartzo hidrotermal com cristal hialino. Na serra do Cabral é encontrada a Mina Comecha, com veio de quartzo hialino com potencial gemológico; enquanto, na do Tião, o quartzo é hialino e mostra matiz violeta-pálido (ametista fraca). Quanto ao ambiente pegmatítico, o quartzo hialino é retirado do núcleo de pegmatito simples e diferenciado. Cristal hialino, com potencial para irradiação, somente é encontrado em pegmatito zonado e altamente diferenciado. O zonamento pegmatítico é muito bem definido nos pegmatitos diferenciados, sendo constituído pelas zonas de cristalização marginal, mural e intermediária em torno do núcleo quartzoso (Johnston Jr., 1945 a, b, Cameron et al., 1949). O núcleo quartzoso de pegmatito ígneo contém elementos responsáveis pela mudança de cor e, de suas porções hialinas, são obtidas as variedades gemológicas green gold, beer, cognac, whisky e champagne. O quartzo de núcleo pegmatítico de origem anatética não tem interesse gemológico, uma vez que os elementos dopantes não apresentam concentração suficiente para a mudança de cor. Nesse ambiente, não aparece núcleo bem definido, pois sempre existe a cristalização de outros minerais (feldspato e mica) junto com o quartzo. Para que o quartzo apresente potencial gemológico, deve ser hialino e possuir tamanho adequado e essas características só acontecem em pegmatito de sistema ígneo. Outro fator importante é a riqueza de voláteis, o que permite a incorporação de dopante, como o lítio, no quartzo. Os núcleos quartzosos com porções hialinas, passíveis de sofrerem mudança de cor no processo de irradiação, estão inseridos em corpos pegmatíticos portadores de elementos raros. O lítio desempenha um papel importante na mudança de cor e só naqueles pegmatitos onde ocorrem minerais de lítio o quartzo tem potencial para adquirir as colorações das variedades green gold, beer, cognac, whisky e champagne. A região entre Galiléia e Conselheiro Pena é clássica pela ocorrência de pegmatito altamente diferenciado e portador de elementos raros. Em função disso, nela foram amostrados cristais hialinos das Minas Boca Rica e do Bode.

4. Resultados e discussões
As análises de amostras de quartzo por ICP/AES (elementos traços) e por via úmida (SiO₂) visaram a definir as características do quartzo de ambientes hidrotermal e pegmatítico. Dos 27 elementos dosados por ICP/AES, Al, Fe e Li podem ser os responsáveis pela mudança de cor nas etapas de tratamento no quartzo (Lameiras, 2007). No ambiente pegmatítico, o alumínio no quartzo alcança valores até cinco vezes maiores do que no hidrotermal; existe uma similaridade no teor de ferro dos dois ambientes e o lítio, similar ao alumínio, é muito mais elevado no ambiente pegmatítico do que no hidrotermal (Drummond, 2009).
No quartzo de ambiente hidrotermal, os valores de alumínio estão entre 12 e 98,9ppm, na Mina do Tião, e entre 34,2 e 62,3ppm, na Mina Comecha; enquanto naquele de ambiente pegmatítico, os valores ficam entre 267,3 e 300,6ppm, na Boca Rica, e de 274,9 a 370,3ppm, na Mina do Bode. Quanto aos valores de ferro, eles estão compreendidos entre 104,4 e 253,4ppm, na Mina do Tião, e 131,8 e 180,0ppm, na Comecha, e de 80,7 a 165,0ppm, na Mina Boca Rica, e de 89,9 a 192,3ppm, na do Bode. O lítio no ambiente hidrotermal varia de 0,6 a 8,9ppm e de 1,0 a 6,4, respectivamente, nas Minas do Tião e Comecha. No pegmatítico, de 60,2 a 66,3ppm, na Mina Boca Rica, e de 59,3 a 76,1ppm, na do Bode.
O matiz fumê, no quartzo, após irradiação, depende do teor de alumínio e da dose de irradiação (Lameiras, 2007). O ferro é considerado o responsável pela cor na ametista natural de origem hidrotermal, mas amostra com anomalia desse elemento (como as da Mina Comecha), quando irradiada, não apresenta cor comercial. Tal fato pode indicar que somente a presença do ferro, no quartzo de ambiente hidrotermal, não é responsável por ametista gemológica de cor intensa. Pode existir uma associação entre ambiente formador do quartzo e outro elemento químico, que, junto ao ferro, seja o responsável pelo matiz violeta-intenso. Collyer e Martires (1986), Chaves e Coutinho (1992), Cassini (1998) e Favacho-Silva (2000) verificaram a intima relação entre a presença de fonte termal ou a desintegração do K⁴⁰ de argila rica em potássio e o matiz violeta da ametista, em várias regiões do Brasil, inclusive no Espinhaço (Favacho-Silva, 2000).
Os teores de SiO₂ refletem a pureza do quartzo, mas não influenciam na mudança de cor no tratamento por irradiação e aquecimento. No ambiente hidrotermal, o teor de SiO₂ foi 99,94%, na Mina Comecha, e de 99,51%, na do Tião. Teoricamente, o quartzo da Mina do Tião pode portar mais íons dopantes e maior probabilidade de mudança de cor, fato esse comprovado nesse trabalho. No entanto, não explica a ausência de cor nos cristais hialinos da Mina Comecha, mesmo após o tratamento, já que esses também possuem valores relativamente elevados de ferro. No ambiente pegmatítico, o teor de SiO₂ é 99,98%, na Mina Boca Rica, e de 99,12%, no Bode. Esses percentuais não influenciam nos matizes criados na irradiação e no aquecimento e na entrada de dopantes, exceto no percentual de lítio (Drummond, 2009).
As amostras da Mina do Tião mostram banda de FTIR a 3.585cm^-1 (Figura 2), um indicativo da criação de cor violeta. Para aplicação da dose de irradiação, foi considerado o fator ametista (fa), associado ao formato do espectro na região entre 3.018 e 3.610cm^-1 (Nunes, 2008). As doses aplicadas foram 200, 400 e 600kGy.
As amostras da Comecha mostram bandas de FTIR em 3.380, 3.404, 3.434, 3.485 e 3.510cm^-1 (Figura 3), indicando a possibilidade de criação do matiz acastanhado, quando irradiado a 300kGy (Lameiras, 2007). Após irradiação gama, se confirmou o aparecimento da cor acastanhada. Alguns cristais, quando submetidos a tratamento térmico, retornam a incolor ou amarelo levemente pálido.
As bandas de FTIR a 3.400 e 3.510cm^-1 sempre ocorrem associadas e podem ser devidas à presença do ferro compensado por hidrogênio na estrutura do quartzo (Lameiras, 2007). A de 3.380cm^-1 está presente em qualquer quartzo e não é considerada no desenvolvimento de nova cor, enquanto aquela a 3.485 cm^-1 fornece indício do matiz amarelo-esverdeado, devido ao alumínio compensado pelo lítio. Para a banda a 3.434cm^-1, é admitida uma associação do alumínio compensado pelo hidrogênio ou sódio (Lameiras, 2007).
Quanto ao quartzo de ambiente pegmatítico, as amostras da Mina Boca Rica mostram espectros de FTIR muito semelhantes (Figura 4). Para um comprimento de onda entre 2.300 e 3.500cm^-1, existem quatro bandas intensas. Uma primeira, a 3.595cm^-1, está possivelmente associada ao ferro compensado pelo lítio; a outra, a 3.484cm^-1, sobressaindo-se entre as demais e de intensidade muito forte, é atribuída ao alumínio compensado pelo lítio e é responsável pelo desenvolvimento da cor amarelada a acastanhada; uma terceira, entre 3.433 e 3.450cm^-1, é relacionada à presença de alumínio compensado pelo sódio e uma última, a 3.380cm^-1, presente em todo quartzo natural, ocorre devido a ligação de hidrogênio com uma ligação longa Al_Si - O (Lameiras, 2007).
Os espécimes da Mina do Bode (Figura 5) mostram espectros similares aos da Boca Rica, podendo ser identificadas as mesmas quatro bandas, inclusive aquela a 3.484cm^-1, indicativa para o aparecimento do matiz amarelado e acastanhado.
Nessas duas minas de ambiente pegmatítico, se fLi > 2,0 e a dose de irradiação for inferior a 150kGy, será criado o matiz amarelo-esverdeado (típico do green gold) e, para doses de irradiação de 300kGy, haverá o aparecimento do matiz acastanhado (típico do whisky) e matiz de conhaque (cognac), com valor comercial (Lameiras, 2007). O fator fLi é sempre maior nos cristais em que a banda é mais intensa, podendo atingir valores de até 3,5 e, sempre, está relacionado à intensidade de cor após irradiação e aquecimento.
As amostras das Minas Boca Rica e do Bode, após irradiação, foram submetidas a tratamento térmico com temperatura da ordem de 300ºC, num período de tempo variando de 5 a 30 minutos (irradiadas a 65kGy) e de 30 a 60 minutos (aquelas irradiadas a 400kGy).
Do quartzo de ambientes hidrotermal e pegmatítico, foram criados os matizes de cor representados na Figura 6. O cristal 2 possui 100% de SiO₂. No caso do cristal 3, a cor acastanhada a preta é criada na irradiação e, quando aquecido entre 180 e 360ºC, ele pode retornar a cor inicial (amostra 5 - Mina Comecha) ou aparecer matiz variando de amarelo a acastanhado (amostras 6, 7 e 8 - minas Boca Rica e do Bode), de acordo com aplicação de dose 65 ou 400 kGy. No cristal 4, dependendo da dose em kGy a que é submetido, pode surgir matiz violeta da ametista, já, na irradiação gama,como é o caso daqueles da Mina do Tião (Drummond, 2009).

A Figura 7 exemplifica o resultado dos trabalhos iniciados com a obtenção dos espectros de FTIR e finalizados com irradiação gama e tratamento térmico. Trata-se de um cristal de quartzo bruto de origem pegmatítica da Mina do Bode. O exemplar irradiado e aquecido e a pedra lapidada dele oriunda são exemplos de um produto que pode ser obtido por meio das técnicas que conduzem à criação de cor no quartzo hialino. A cor resultante mostrada na Figura 7 é de um green gold de qualidade muito boa e que tem grande aceitação no mercado mundial de artesanato e de pedras preciosas.

5. Considerações finais
As diferentes doses de irradiação aplicadas aos espécimes das minas de origem hidrotermal mostram que a criação de cores é diferenciada nas Minas do Tião e da Comecha. O quartzo hialino do Tião é o único até então conhecido, de onde é possível obter ametista com matiz intenso e muito homogêneo, quando submetido a doses de 200, 400 e 600kGy, sem a necessidade de tratamento térmico. Em quartzo da Mina Comecha, após irradiação, houve o desenvolvimento da coloração acastanhada e em somente uma amostra foi observada a cor preta (morion). Algumas amostras, quando submetidas ao tratamento térmico, retornam ao incolor (Drummond, 2009).
Quanto aos resultados de amostras de ambiente pegmatítico, não houve uma grande variação de cor após irradiação gama, sempre seguida de tratamento térmico. Tanto nos espécimes da Mina Boca Rica, quanto na do Bode, quando irradiado a 65kGy e aquecido, foi criado matiz amarelado com um tênue esverdeado, produzindo o green gold, e matiz acastanhado, quando irradiado a 400kGy (Drummond, 2009).
As bandas características de FTIR demonstram que a coloração amarelada, em ambiente pegmatítico, é devida à presença do lítio, que atua como compensador do alumínio na estrutura do quartzo. Os resultados apontam para a importância do elemento lítio e sua relação com cores a serem criadas no quartzo de origem pegmatítica. Em pegmatito rico em minerais de lítio, o quartzo apresenta grande potencial para o aparecimento de matizes, tais como green gold, beer, cognac, whisky e champagne.
Finalizando, deve ser ressaltado que análises de FTIR representam indicadores seguros de que o quartzo hialino, de origem hidrotermal e pegmatítica, poderá desenvolver cor depois de submetido à irradiação gama seguida ou não de tratamento térmico. A única ressalva dessa técnica é quanto à definição segura do matiz a ser criado.

Região do Vale do Rio Doce, riqueza do seu solo, abundante em ouro e pedras preciosas

Região do Vale do Rio Doce

Organização Espacial do Vale Rio Doce:

A região do Vale do Rio Doce se organizou após a construção da estrada de Ferro Vitória-Minas, quando as matas foram devastadas para fornecimento de carvão para a ferrovia, para as siderúrgicas que se instalaram no Alto Rio Doce e as atividades madeireiras. Aos poucos foram estabelecidas áreas de pastagens e também as culturas de café que por sua vez foram substituídas por pastagens plantadas e algumas agriculturas de subsistência. Na área de Peçanha, Santa Maria do Suaçuí e municípios próximos a ocupação foi mais antiga, correspondendo a um ciclo de mineração que deu origem aos primeiros centros urbanos, sendo que ainda há extração de mica e pedras coradas semi-preciosas. 

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A Bacia do Rio Doce:

O rio Doce nasce numa altitude superior a 1.000m, nas serras do Complexo do Espinhaço e da Mantiqueira no estado de Minas Gerais e percorre 853 Km, correndo entre os vales dos rios Piracicaba e Piranga, perfazendo uma grande curva para leste na altura de Governador Valadares em direção ao litoral Atlântico do estado do Espírito Santo, onde deságua. Sua área de drenagem abrange 83.400 km2, dos quais 86% pertencem a Minas Gerais e 14%, ao Espírito Santo.
Sua população é de 2,8 milhões de habitantes, sendo que, somente 12 cidades têm uma população acima de 30.000 hab, 163 municípios estão localizados na área da bacia (153 em Minas e 10 no Espírito Santo), com 70% de suas cidades tendo uma população inferior a 5.000 habitantes.
O regime do rio Doce é considerado como sub-equatorial, com vazões máximas em janeiro e fevereiro e mínimas em setembro (fim da estação invernal).
A bacia não é atualmente muito explorada em termos de potencial hidrelétrico. Foi feito um estudo pela ELETROBRÁS que detalha a possível formação de cerca de aproximadamente 70 reservatórios destinados a produção de energia elétrica. A produção total de todos os aproveitamentos contemplados seria próxima a 3.700 MW.
Na bacia a água é captada para satisfazer três usos principais: irrigação, abastecimento industrial e abastecimento doméstico. A degradação atual da qualidade das águas da Bacia do Rio Doce é resultante de impactos poluidores: fontes de poluição pontuais (industriais e centros urbanos) e fontes de poluição difusas (propriedades rurais, uso de pesticidas e herbicidas, atividades de garimpo, uso inadequado das terras - erosão).
Com a rápida devastação da floresta natural aumentada nos anos 40, as cargas de sólido em suspensão aumentaram acentuadamente, especialmente durante as fortes chuvas de verão, como demonstram os dados históricos. A tabela a seguir nos mostra o uso da terra por área total da bacia:

	Cultivo permanente	Cu ltivo temporário	Pastos	Floresta  Natural	Floresta  Cultivada	Outros  usos
Área estimada  (há)	195.286	672.376	4.853.254	609.347	188.805	1.917.432
% da Bacia	2,3	8,0	57,8	7,2	2,3	22,4

Em 1980 as florestas naturais ocupavam menos de 7,2% da área total da Bacia.

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As Atividades Econômicas:

As atividades econômicas da Região do Vale Rio Doce concentram uma população economicamente ativa, principalmente no setor primário. A agricultura é extensiva e caracterizada por métodos tradicionais de baixa tecnologia, com baixa produtividade, dando destaque ao café, a criação de gado e as culturas de subsistência. Economicamente, a criação de gado é a atividade mais representativa e distribuída em toda a bacia. A tendência indica a substituição das lavouras de café por pastagens ou reflorestamento com pinus ou eucalipto. Nota-se a diminuição da população rural com êxodo para as cidades.
As atividades industriais são fortemente ligadas à mineração e atividades correlatadas, são de primordial importância na bacia. Esta inclui boa parte do Quadrilátero Ferrífero, que é responsável por cerca de 61% da produção brasileira de minério de ferro, e onde se localizada 31% da produção de aço. Atividades de menor importância incluem indústrias produzindo açúcar e álcool, papel e celulose e outras mecânicas, químicas e metalúrgicas.
Os principais pólos das áreas de mineração estão localizados na parte ocidental da bacia: Itabira, Marina e Antônio Dias. A produção já supera 70 milhões de toneladas, principalmente pela Cia. Vale do Rio Doce (CVRD), o que mostra sua importância em termos importância em termos do desenvolvimento econômico da bacia. A produção é transportada por uma ferrovia ao longo do curso do Rio Doce que chega a Vitória (ES).
A siderurgia é composta por quatro empresas que operam na sub-bacia do rio Piracicaba: a USIMINAS (Usinas Siderúrgicas de Minas Gerais), a ACESITA (Aços Especiais Itabira), a COSIGUA (Cia. Siderúrgica da Guanabara) e a Cia Siderúrgica Belgo-Mineira. 

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Vegetação

No meio de muitas áreas onde a antiga Floresta Atlântica cobria solos lateríticos pobres, que foram transformados em pastagens e hoje são áreas de verdadeiros desastres ecológicos, a mais emblemática destas regiões é o Vale do Rio Doce. Considerada economicamente próspera, por ter atraído grandes siderúrgicas alimentadas pelo minério de ferro do Quadrilátero Ferrífero, a região que há cinqüenta anos era coberta por uma das mais belas florestas tropicais da terra, apresenta hoje uma paisagem quase de deserto. Na realidade é pior do que um deserto, pois não tem vegetação típica do deserto e está sujeita às fortes chuvas que abrem voçorocas e acabam com o solo.
A maior parte da área transformada em pastagem para pecuária extensiva está em franca decadência. Um riquíssimo patrimônio de biodiversidade foi sacrificado para se obter uma produção cada vez menor de carne e leite. O que ainda ameniza um pouco a situação são as plantações de eucalipto para celulose e carvão vegetal, que criam utilidade econômica para algumas parcelas do solo.
Sob a ótica de uma economia ecológica, transformar uma rica floresta tropical em uma pastagem de baixa produtividade e curta duração é a mais irracional e predatória das atividades humanas. 

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Aspecto geológico:

Apresenta no aspecto geológico embasamento cristalino do pré-cambriano, com topografia acidentada, apresentando altitudes que variam de 200 a 1.000 m e superfície de 62.076km2. O subsolo da região apresenta amianto, argila, mica, pedra coradas (semi-preciosas), quartzo e outras.
No campo mineral, toda região fornece um panorama positivo, desde grandes explotações de minério de ferro bem como produção de pedras preciosas, ouro e diamante.

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Estrutura fundiária:

A estrutura fundiária concentra uma média de 80% das terras nas mãos de apenas 16% da população, em estabelecimentos de mais de 100 ha, cujas terras são constituídas em sua maior parte por pastagens extensivas, predatórias e antiprodutivas. Mas isto pouco contribui para o desenvolvimento integrado agricultura-indústria, que existe em estágio mais avançado em outras regiões mineiras, como, por exemplo, o sul de Minas e o Triângulo Mineiro.
Com relação à população do Rio Doce o que se observa é um a falta de absorção e fixação dos habitantes na região. Esse fenômeno, aliás, é comum não só em nosso Estado, como em nosso país e mesmo na América Latina: esvaziamento da região rural e aumento das regiões urbanas. Esta população está em acentuada queda numérica, a área rural apresenta aproximadamente 42% da população e a urbana 58%.

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Hidrografia:

As bacias hidrográficas dos rios Jequitinhonha, Mucuri e Doce de caráter exorreico, constituem as redes de drenagem mais importantes, com número elevado de caudais volumosos serpeando por regiões, outrora abundantes em cobertura de florestas tropicais. A precipitação média é de 1.250mm e de abril a setembro o tempo é seco. A temperatura fica entre 15o C a 30o C.
A qualidade de água dos rios e córregos da região do Rio Doce em termos gerais apresenta problemas que estão associados a processos erosivos das margens dos rios, das áreas mineradoras e dos solos desprotegidos, acentuados durante a estação chuvosa; processos de revolvimento (após chuvas) de partículas decantadas, contendo possivelmente metais pesados resultantes da mineração do processamento mineral, da siderurgia e das atividades de garimpo; mecanismos clássicos de poluição, envolvendo diluição, transporte e autodepuração. Algumas observações de pescadores e de habitantes ribeirinhos testemunharam recentes modificações na qualidade de água do rio durante aproximadamente os últimos 20 anos, observaram diminuição da transparência das águas do rio Doce, aumento e turbidez durante o período da estiagem, poluição orgânica estimada pela freqüência de odores desagradáveis, desenvolvimento de espécies menos nobres de peixes que são mais tolerantes à poluição, sugerindo assim uma queda significativa na qualidade biológica do Rio.
A freqüência das últimas enchentes sugere que a sedimentação no rio doce modificou o regime das águas, uma clara demonstração do impacto causado pela falta de um uso adequado das terras marginais aos rios.
A presença ou ausência de peixes é um aspecto importante da qualidade de águas na bacia. Em outras épocas, o rio Doce foi bem mais piscoso. O nome de um dos rios da bacia ("rio do Peixe") sugere abundância de pescado ou predominância de uma determinada espécie em suas águas. Alguns afluentes são considerados com naturalmente pobres em piscosidade.

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Uso da água da Bacia do Rio Doce:

Os seguintes usos podem ser definidos na bacia:

- Abastecimento de água e sistema de esgoto, que são gerenciados por empresas estuais ou serviços municipais. Todos os centros urbanos que cercam a região dispõem de abastecimento de água potável.
- Demanda industrial de água: principalmente devida à mineração e à siderurgia. As principais empresas operam suas próprias captações de água e estações de tratamento.
- Uso agrícola: a irrigação só é feita em pequena escala, em locais dispersos, com uma maior importância nos municípios de Caratinga, Conselheiro Pena, Aimorés e Colatina.
- Produção de eletricidade: a capacidade de produção instalada é de 326 MW, gerados por 12 unidades. Estas, em sua maioria, são propriedade de empresas de mineração. A maior usina da bacia está localizada próximo à fronteira MG-ES (Mascarenhas).
- Navegação: o Rio Doce costumava ser navegável entre Regência e Mascarenhas (143 Km), o que a alta sedimentação e outras obstruções tornaram atualmente impossível. Em 1983 houve o projeto de uma aquavia, mas não foi implementado.
- Pesca e piscicultura: a drástica redução de ictiofauna na bacia, devido às atividades humanas, tornam essas atividades de prática mais difícil. Foram feitos estudos quanto à piscicultura em conexão com reservatórios de hidrelétricas. A prática da pesca ainda é comum na bacia, menos na poluída bacia do Rio Piracicaba.
- Controle de cheias: é um problema em muitas áreas da bacia, com altos danos para as propriedades e os próprios indivíduos, como ocorreu diversas vezes em 1979/80. Houve um estudo para controle de cheias que propunha construir algumas barragens. A existência da ferrovia Vitória-Minas, ao longo do Rio Doce até o Piracicaba, impede a construção de barragens no curso principal.
- Meio ambiente: a floresta tropical e os rios pagaram um tributo muito alto ao desenvolvimento econômico da região. A maioria das florestas nativas do estado de Minas Gerais foram derrubadas (mais de 90%).

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Limites:

O Vale do Rio Doce faz limite com as regiões Quadrilátero Ferrífero, Diamantina, Campo das Vertentes, da Mata, Jequitinhonha e os estados da Bahia e Espírito Santo.

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Principais rodovias:

A região apresenta um regular sistema viário, destacando-se as rodovias federais BR-101, BR-116, BR-259 e BR-418, além de diversas rodovias estaduais. Merece destaque a Estrada de Ferro Vitória-Minas, pela sua importância no transporte de minério de ferro da região do Quadrilátero Ferrífero, no estado de MG, para o porto de Tubarão, em Vitório (ES).
A região do Vale do Rio Doce é cortada pela estrada de ferro Vitória-Minas e pelas rodovias: BR-120, BR-259, BR-116, BR-418, BR-381, BR-314, BR-409, BR-105, BR-217, BR-120 e MG-211. As rodovias mais importantes são a BR-116 (Rio-Bahia), BR-418 (Estrada do Boi) e a BR-381.

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Clima:

O clima da região do Vale do Rio Doce caracteriza-se com altas temperaturas registradas ao longo dos anos, e pequena amplitude térmica. A irregularidade determina claramente um período chuvoso e outro seco, sendo que seu potencial climático é favorável à economia regional. 

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Garimpo:

A história do desenvolvimento de Minas Gerais baseia-se principalmente na riqueza do seu solo, abundante em ouro e pedras preciosas. O desenvolvimento das atividades de exploração de minérios deve-se aos pioneiros. Não foi considerado nenhum planejamento no passado, nem mesmo recentemente. Na bacia do Doce o garimpo foi historicamente predominante e levou à criação de Ouro Preto (que já foi uma das cidades mais importantes do continente americano) e recentemente, conduziu a uma formação acelerada de cidades, como é o caso do Rio Piracicaba. Apesar do garimpo ser uma atividade histórica nessa região, o emprego sistemático de mercúrio parece ser uma prática recente. As recentes medidas políticas adotadas contra os garimpeiros fizeram muita publicidade desta atividade, como o fechamento de muitas áreas, inclusive de todas que eram localizadas no Piracicaba. Os garimpeiros reagiram criando cooperativas, ou simplesmente se mudando para outras áreas de outros rios.
As primeiras medidas de controle desta ativadade na região são recentes, e a experiência demonstrou que faz-se necessário um estudo aprofundado do problema. Não existe no momento, nenhuma política global para as atividades de garimpo.