Ambientes geológicos e mudanças de cor no quartzo hialino.

Abstract

O Estado de Minas Gerais é o maior produtor mundial de quartzo para utilização industrial, gemológica e amostras de coleção. As variedades hialina, leitosa, ametista, citrino, prasiolita, rósea, fumê ou morion ocorrem em alguns ambientes naturais. Outras variedades coloridas, além da ametista e prasiolita, podem ser obtidas em laboratório, a partir de quartzo hialino, por irradiação gama seguida ou não de tratamento térmico. A partir de 1997 no Brasil, começou a ser utilizada a técnica de irradiação gama para mudança de cor em quartzo. Os espécimes de quartzo hialino oriundos de Minas Gerais, eram vendidos a preços irrisórios e, após a aplicação dessa técnica, eram agregados valores de até 100 vezes daquele inicialmente comercializado. Nada era conhecido no Brasil, sobre a aplicação de irradiação gama seguida ou não de tratamento térmico. Os físicos brasileiros, já dominam a técnica de irradiação gama, e os geólogos e gemólogos, necessitam definir a relação entre ambiente formador do quartzo e seu potencial de mudança de cor sob irradiação gama. Sabe-se que quartzo hialino ocorre preferencialmente em dois ambientes geológicos, aquele de origem hidrotermal e outro associado a núcleos de pegmatitos. Todos os grandes compradores de material hialino para irradiação procuram material oriundo desses ambientes. Portanto, as pesquisas para essa dissertação de mestrado foram conduzidas nos espécimes amostrados nesses dois ambientes. Mais de 150 amostras foram obtidas de veios hidrotermais associados ao Espinhaço Meridional (Minas do Tião e Comecha - na região de Joaquim Felício) e de núcleos de pegmatitos (Minas Boca Rica e do Bode - na região de Galiléia) da Província Pegmatítica Oriental, em Minas Gerais. Esses espécimes foram submetidos à Espectrometria de Absorção na Região do Infravermelho com Transformada de FOURIER (FTIR) com comprimento de onda entre 2.300 e 3.600 cm-1 e, posteriormente, à irradiação gama seguida ou não de tratamento térmico. As amostras, tanto de ambiente hidrotermal quanto pegmatítico, foram analisadas para 27 elementos traços a partir de ICP/AES e por via úmida para o SiO2. Dos ensaios de FTIR foram obtidas as bandas características dos dopantes porventura encontrados no quartzo, os quais são os responsáveis pelo desenvolvimento ou não da cor, após a utilização dessas técnicas. Esses ensaios indicam as doses a serem aplicadas na etapa de irradiação gama, além do intervalo de temperatura a ser aplicada no aquecimento. Concluiu-se que o quartzo hialino de ambiente hidrotermal, com teor anômalo de ferro, com banda de FTIR a 3.585cm-1, fator fa ≥ 3,3 e área entre 400 a 600u.a* cm-1, poderá desenvolver cor violeta; já aqueles de núcleo pegmatítico altamente diferenciado, muito rico em minerais de lítio, com anomalia de lítio na estrutura do cristal, banda de FTIR a 3.485cm-1, fator fLi ≥ 2,0 e irradiados entre 65 e 400kGy, podem mostrar de cor amarelo-esverdeado e acastanhado, após a aplicação de irradiação gama seguida ou não de tratamento térmico. As pesquisas para essa dissertação de mestrado possibilitaram afirmar que, a partir de irradiação gama seguida ou não de tratamento térmico, para o quartzo de ambiente hidrotermal são produzidas as variedades ametista e fumê; já naquelas amostras de núcleos pegmatíticos altamente diferenciados e portadores de minerais de lítio, são criadas as novas variedades, até então desconhecidas no mercado mundial de gemas, denominadas de beer, champagne, cognac, green gold e whisky.