Modulo 5 - OP - Gemas

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Curso de Especializao em Beneficiamento Mineral

Departamento de Engenharia de Minas Escola de Minas de Ouro Preto Universidade Federal de Ouro Preto

Fundamentao mineralgica para a produo mineral

Mdulo 1 - Introduo estrutura da Terra e origem dos elementos Mdulo 2 Mineralogia fundamental Mdulo 3 Formao de rochas e mineralizaes Mdulo 4 Reconhecimento prtico de minerais e rochas Mdulo 5 Mineralogia e geologia de gemas Mdulo 6 Minerais no-metlicos na indstria cermica Avaliao prova escrita

Mdulo 05 Mineralogia e geologia de gemas

Antonio Liccardo

Bibliografia mdulo 5 London D. 2008. Pegmatites. The Canadian Mineralogist. Special publications 10. Mineralogical Association of Canada. 347p. Correia-Neves, J. M. 1997. Provncia Pegmattica Oriental do Brasil. In SCHOBBENHAUS, C.; QUEIROZ, E.T. & COELHO, C.E.S. eds. Principais Depsitos Minerais do Brasil: Rochas e Minerais Industriais. Parte B. Brasilia DNPM/CPRM. V.4. Parte B. p. 343362 Juchem, P. L. 1999. Minerologia, geologia e gnese dos depsitos de ametista da regio do Alto Uruguai, Rio Grande do Sul. So Paulo: IGc-USP, 225p. Chaves, M.L. & Chambel L. 2003 Diamante: a pedra, agema, a lenda. Oficina de Textos, SP. 231 p.

Gemas e gemologia

Maior parte pertence ao reino mineral Minerais com caractersticas especiais como

raridade, beleza, brilho e dureza Maiores valores por volume na extrao mineral Brasil entre as maiores provncias do mundo ptica mineralgica anlise no-destrutiva

Propriedades pticas Importncia da cristalografia Cor e trao Brilho Diafaneidade Refrao Birrefringncia Pleocrosmo Disperso Luminescncia

Cristalografia Isotrpicos Anisotrpicos cbico hexagonal trigonal tetragonal ortorrmbico monoclnico triclnico

Cor

Resulta da absoro seletiva da luz

Idiocromticos: mesma cor Ex. Malaquita, rodocrosita, azurita...

Alocromticos: cor varia com impurezas que entram na estrutura do mineralEx. Corndon (rubi e safiras), turmalinas (rubelita, verdelita...), berilo (guamarinha, esmeralda)

Cor - idiocromticos

RodocrositaMalaquita

Enxofre

Azurita

gua marinha - Fe

Esmeralda - Cr

Cor - alocromticosCorndon Rubi Cr

Safira azul Fe e Ti

Cor - alocromticos

TurmalinaZoneamento de cor Vrias cores no mesmo cristal

Granada

Cor - alocromticos

Cor e variaes do branco em diamante escala Cape

Brilho

o reflexo da luz natural nas superfcies do mineral.Pode ser metlico ou no metlico. adamantino: minerais transparentes a translcidos de alto ndice de refrao. Ex: diamante, zirco, rutilo.

A grande maioria das gemas apresenta brilho no metlico:

vtreo: Semelhante ao vidro. quartzo, topzio, turmalina.

Diafaneidade Minerais transparentes: no absorvem ou absorvem pouco a luz. Ex. quartzo Minerais translcidos: absorvem a luz consideravelmente e dificultam o reconhecimento de imagens atravs deles. Ex. calcednia Minerais opacos: absorvem toda a luz. Ex: elementos nativos metlicos, xidos e sulfetos

Translcidos e opacos so mais adequados para cabocho

PleocrosmoDicroscpio

Em gemas coloridas, transparentes e anistropas pode ser observado o pleocrosmo com um dicroscpio. A gema apresenta cores diferentes conforme a direo cristalogrfica. O pleocrosmo pode ser diagnstico para algumas gemas

No pode ser observado em agregados cristalinos, gemas isotrpicas, incolores ou amorfas

BirrefringnciaEm cristais anistropos ocorre a dupla refrao, onde o raio de luz refratado divide-se em duas componentes em funo do comportamento diferente da luz conforme a direo dos eixos A diferena entre os ndices de refrao mximo e mnimo destes cristais resulta na birrefringncia, cujo valor um bom indicativo para diagnstico da gema.

Exemplos de birrefringncia alta: calcita, zirco, moissanita

ndice de Refrao

IR = V ar/V gema Exemplo: Veloc. luz no ar = 300.000 km/s Veloc. luz no diamante: 125.000 km/s IR diamante = 2,4 IR diamante = 300.000/125.000

O ndice de refrao uma assinatura de cada substncia o que fundamental na identificao de gemas. A compreenso da luz refletida tambm importante na lapidao

Luminescncia

Fluorescncia ao UV

Identificao de imitaes de diamantes em jias antigas ou em lotes

Contextos geolgicos dos minerais gemas

Pegmatitos berilos, turmalinas, espodumnios e minerais raros

Geodos em basaltos ametista, gata, zelitas...

Diamante kimberlito e depsitos secundrios

Veios hidrotermais - quartzo

PEGMATITOSPEGMATITOS so rochas holocristalinas que apresentam, pelo menos em parte, uma granulao muito grosseira, contendo como maiores constituintes minerais queles encontrados tipicamente em rochas gneas comuns, mas com a caraterstica de apresentarem extremas variaes no que se refere ao tamanho dos gros. Jahns (1955)

Termo aplicado hoje para textura e para definir um corpo de rocha proveniente de fonte gnea ou metamrfica.

quartzo

biotita mica

mica

feldspato

feldspato

Pegmatito em gnaisse - PR Pegmatito grfico Solonpole - CE Pegmatito clssico Galilia - MGmica

feldspato

turmalina

quartzo

mica

feldspato quartzo

Simplificao do mecanismo mais aceito na formao de pegmatitos

Ascenso do magma grantico

Incio do resfriamento do plton

Resfriamento do plton e fraturamento de encaixantes

Magma residual rico em volteis preenche fraturas

Magma residual rico em volteis preenche fraturas

Final de resfriamento

Concentrao de elementos raros

Cristalizao de minerais raros e eventual formao de bolses

Bolses ou pockets podem apresentar cristalizao de turmalinas, euclsio, brasilianitas e outros minerais raros

Importncia econmica

-Minerais industriais feldspato, caulim, mica, minerais de ltio -Minerais-minrio fontes de elementos raros (Li, Nb-Ta, Cs, ETR...), estanho e urnio -Minerais gemolgicos e coleo turmalina, berilo, espodumnio...

Cristal de tantalita e feldspato caulinizado com folhas decimtricas de muscovita Guanhes MG

Escapolita lapidada - MG

Pegmatito Alto do Giz RN Feldspato caulinizado e produo de megacristais de berilo

Pegmatito So Jos da Batalha PB Fenda ao longo da zona de explotao para a turmalina paraba.

Acari, RN Batlitos granticos existentes nas proximidades dos pegmatitos brasileiros. So as possveis fontes para a formao dos pegmatitos

Medina, MG

Quixad, CE

Zoneamento qumico

Zoneamento qumico do sistema se reflete como zoneamento de cor nos minerais

Turmalina multicolorida dos pegmatitos de Madagascar. Abaixo megacristal de turmalina verde de Araua - MG

Extrao de gemas em pegmatitos processos rudimentares

Pegmatitos no Brasil

Distribuio das principais provncias pegmatticas no territrio brasileiro Provncias Oriental e Nordeste

Minerao Brasil produz principalmente feldspato para indstria cermica. O feldspato de pegmatitos responde por cerca de metade da produo da matria prima para a indstria cermica.

So caractersticos em pegmatitos os megacristais de quartzo, pesando s vezes algumas centenas de quilos.

Imagens dos Pegmatitos do Sapo (MG) e Pedra Branca (BA)

Cristais de gua-marinha produzidos em pegmatitos de MG e expostos na Feira Internacional de Tefilo Otoni

Turmalinas produzidas em Araua e Gov. Valadares - MG

Berilos, brasilianita e cristais de quartzo fum de pegmatitos em MG

Morganitas produzidas em pegmatitos de Minas Gerais

Variedades gemolgicas de espodumnio Araua - MG

Ametista biterminada com agulhas de turmalina e micas brancas e violeta tpicos minerais de pegmatitos Minas Gerais

Pegmatitos so os fornecedores de Be para a cristalizao de esmeraldas em Minas Gerais. A interao com rochas metaultramficas proporciona a existncia de Cr para a cor verde. Mina Piteira - MG

Amostra de Anag - BA

Amostra Mina Belmont- MG

Minerais variados produzidos em pegmatitos da Sub-Provncia da Borborema

Espessartita - RN

Quartzo rosa produzido em Acari, RN Almandina - RN

Cristais de euclsio em quartzo Equador - RN

Turmalina melancia em matriz quartzo- feldsptica Parelhas - RN

Pegmatitos em So Jos da Batalha e Junco do Serid, PB

10 mil US$/ct

Turmalina paraba Cuprian-elbaite

Ocorrncia nica no mundo em pegmatitos de So Jos da Batalha - PB

BASALTOSGeodos mineralizados em rochas vulcnicas da Bacia do Paran

Panorama econmico No sul do Brasil encontram-se as maiores jazidas do mundo de gata e ametista/citrino

Certos nveis de derrame basltico do Mesozico apresentam amgdalas preenchidas por quartzo e outros (geodos). o segundo plo de produo de gemas do Brasil. Maior destaque: RS com 300 frentes de garimpo Toda a produo do PR e SC vai para o RS

Chopinzinho - PR

ametista

Ametista do Sul - RS

Ametista do Sul - RS

Ira - RS

Material produzido e lapidado em Chopinzinho - PR

Estoque de chapas de gata em Soledade - RS

Tingimento de gata a quente

Diamante

Mineral especial

DIAMANTE

Diamante encontrado em rochas vulcnicas especiais chamadas kimberlitos e em depsitos secundrios, tipos aluvies, colvios ou em conglomerados

Cristais eudricos a subdricos, cbicos.

Propriedades pticas

Istropo - Sistema isomtrico Cor - vrias Brilho - adamantino Diafaneidade - transparente a opaco ndice de refrao alto 2,42 Birrefringncia anmala Disperso alta 0,044 fogo Fluorescncia Permevel aos raios X Alta condutibilidade trmica

Histric