Contribuições às
Ciências da Terra
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
ESCOLA DE MINAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
EVOLUÇÃO CRUSTAL E RECURSOS NATURAIS
ESTUDOS MINERALÓGICOS E MICROTERMOMÉTRICOS DE BERILO
DOS PEGMATITOS IPÊ, FERREIRINHA, JONAS LIMAS E ESCONDIDO,
GOVERNADOR VALADARES, MINAS GERAIS
DANIELA TEIXEIRA DE CARVALHO
2004
Contribuições às Ciências da Terra
ESTUDOS MINER ALÓGICOS E MICROTERMOMÉTRICOS
DE BERILO DOS PEGMATITOS IPÊ, FERREIRINHA,
JONAS LIMA E ESCONDIDO, GOVERNADOR VALADARES,
MINAS GERAIS
ii
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Reitor
Dirceu do Nascimento
Vice-Reitor
Marco Antônio Tourinho Furtado
Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação
Newton Souza Gomes
ESCOLA DE MINAS
Diretor
Antônio Gomes de Araújo
Vice-Diretor
Antenor Barbosa
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Chefe
César Augusto Chicarino Varajão
iii
EVOLUÇÃO CRUSTAL E RECURSOS NATUR AIS
iv
CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA – VOL. 09
TESE DE MESTRADO
Nº 221
ESTUDOS MINERALÓGICOS E MICROTERMOMÉTRICOS DE BERILO
DOS PEGMATITOS IPÊ, FERREIRINHA, JONAS LIMA E ESCONDIDO,
GOVERNADOR VALADARES, MINAS GERAIS
Daniela Teixeira de Carvalho
Orientador
Antonio Luciano Gandini
Co-orientadoras
Maria Lourdes Souza Fernandes
Rosa Maria da Silveira Bello
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais do
Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito
parcial à obtenção do Título de Mestre em Ciências Naturais, Área de Concentração: Petrogênese,
Depósitos Minerais, Gemologia
OURO PRETO
2004
v
Universidade Federal de Ouro Preto – http://www.ufop.br
Escola de Minas - http://www.em.ufop.br
Departamento de Geologia - http://www.degeo.ufop.br/
Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais
Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita
35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais
Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606 e-mail: [email protected]
Os direitos de tradução e reprodução reservados.
Nenhuma parte desta publicação poderá ser gravada, armazenada em sistemas eletrônicos, fotocopiada ou
reproduzida por meios mecânicos ou eletrônicos ou utilizada sem a observância das normas de direito
autoral.
ISSN 85-230-0108-6
Depósito Legal na Biblioteca Nacional
Edição 1ª
Catalogação elaborada pela Biblioteca Prof. Luciano Jacques de Moraes do
Sistema de Bibliotecas e Informação - SISBIN - Universidade Federal de Ouro Preto
De Carvalho, Daniela Teixeira.
C955a
Estudos Mineralógicos e microtermométricos de berilo dos pegmatitos Ipê,
Ferreirinha, Jonas Lima e Escondido, Governador Valadares, Minas Gerais – Ouro Preto:
UFOP: 2004.
ix, 151p.: il. color. (Contribuições às Ciências da Terra, vol. 09)
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas.
Departamento de Geologia. Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos
Naturais.
ISSN 85-230-0108-6
1. Mineralogia. 2 Geoquímica. 3. Água. 4. Pegmatitos. 5. Microtermometria. I.
Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Departamento de Geologia. II.
Título
CDU: 550.4:504
http://www.sisbin.ufop.br
vi
DEDICATÓRIA
Aos meus pais Maria das Mercês Teixeira de Carvalho e Antônio Euzébio de Carvalho.
Aos meus irmãos Andréa, César e Rafael. Ao meu companheiro de todas as horas José Newman.
vii
viii
Agradecimentos
Desejo aqui expressar os meus mais sinceros agradecimentos, à todos que direta ou
indiretamente contribuíram para a conclusão deste trabalho.
Agradeço:
A Deus.
Ao Departamento de Geologia, da Escola de Minas, da Universidade Federal de Ouro Preto, pela
oportunidade da realização de minha especialização acadêmica, pela disponibilização de seu espaço físico
e de seus laboratórios, juntamente com a CAPES, órgão financiador de minha bolsa de estudos. À
Universidade Federal de Minas Gerais pelo financiamento dos custos e por minha inclusão nesse projeto.
Ao Departamento de Química, do Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, da Universidade Federal de
Ouro Preto. Ao Centro de Pesquisa Manoel Teixeira da Costa, ao Centro de Conservação e Restauração da
Escola de Belas Artes, ao Departamento de Física, do Instituto de Ciências Exatas e o Centro de
Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear – BH, entidades das quais, sem o apoio não seria possível
realizar as etapas apresentadas neste trabalho.
Agradecimentos especiais devem ser feitos ao Professor orientador Dr. Antonio Luciano
Gandini, pela incansável contribuição e ajuda, além das inúmeras discussões realizadas durante a
execução deste projeto. À co-orientadora Dra Rosa Maria da Silveira Bello (IGc-USP), pela
disponibilização do espaço físico e dos materiais do laboratório de inclusões fluidas, pelas inúmeras
discussões, sugestões e pela ajuda na obtenção e tratamento dos dados microtermométricos. À Professora
co-orientadora Dra Maria Lourdes Souza Fernandes (IGC-UFMG) pelo acompanhamento de campo e
discussões durante a realização dessa dissertação.
Presto, também, meus agradecimentos à Professora Dra Vitória Régia P. R. Marciano, pelo
acompanhamento de campo, pelo apoio e colaboração prestada na confecção de artigos científicos.
Ao Professor MSc Gabriel de Oliveira Polli, pelas inúmeras discussões acerca da mineralogia e
geoquímica do berilo, além do apoio no preparo das amostras serradas.
Ao Professor César Mendonça pela ajuda na confecção das pastilhas utilizadas nas análises por
microssonda eletrônica e à Fundação GORCEIX, pela disponibilização do espaço físico e material
necessário para a confecção das mesmas.
Ao Professor Dr. Júlio César Mendes, pelo apoio e sugestões.
Ao Professor Dr. Issamu Endo e ao Geólogo Miguel Martins de Souza, pela ajuda na obtenção
das imagens digitais das amostras de berilo.
Aos companheiros de sala pela ajuda com os programas de informática, pelas discussões e pelo
apoio durante o período de finalização da dissertação.
ix
Aos responsáveis pelo laboratório de Inclusões fluidas do CDTN, representados pelo Prof Dr.
Kazuo Fuzikawa, pela disponibilização do espaço físico e materiais, durante a execução das medidas
microtermométricas.
Ao professor Dr. Geraldo Magela da Costa do Departamento de Química, da Universidade
Federal de Ouro Preto, pela ajuda na realização das análises térmicas e por difração de raios X.
Ao Professor Dr. Luiz Antonio Cruz e Souza do CECOR / EBA / UFMG e a funcionária Selma
Martins pela ajuda na obtenção dos espectros de absorção no infravermelho.
Ao Engenheiro Metalúrgico William Tito Soares, ICEx / IF / UFMG, pela ajuda nas análises por
microssonda eletrônica
A todos os funcionários, professores e técnicos administrativos do DEGEO / EM / UFOP, sem a
ajuda dos quais a realização deste trabalho não seria possível.
Aos companheiros do curso de pós-graduação, em especial aos amigos de sempre: Cristina
Maria Martins, Ronal Rafael Parra, Ariana Cristina, Danielly Figueiredo, Miguel Martins de Souza.
Agradeço, em especial, a José Newman, pelo apoio, incentivo, ajuda no tratamento estatístico
dos dados, e pelo carinho de sempre.
A todos MUITO OBRIGADA!!!!
x
Sumário
AGRADECIMENTOS ........................................................................................................... ix
LISTA DE FIGURAS ........................................................................................................... xv
LISTA DE PRANCHAS ..................................................................................................... xvii
LISTA DE QUADROS ........................................................................................................ xix
LISTA DE TABELAS.......................................................................................................... xxi
RESUMO ........................................................................................................................... xxiii
ABSTRACT ........................................................................................................................ xxv
CAPÍTULO 1. CONSIDERAÇÕES GERAIS ..................................................................... 01
1.1. Objetivos.......................................................................................................................... 02
1.2. Localização ...................................................................................................................... 02
1.3. Clima, Fisiografia e Geomorfologia .................................................................................. 05
1.4. Organização da Dissertação .............................................................................................. 07
CAPÍTULO 2. METODOLOGIA E ESTRATÉGIAS DE AÇÃO ...................................... 09
2.1. Etapa de Campo ............................................................................................................... 09
2.2. Etapa de Escritório e Análises Teóricas ............................................................................ 10
2.3. Etapa de Análises Laboratoriais ........................................................................................ 10
2.3.1. Preparação e Seleção de Amostras ....................................................................... 12
2.3.2. Medida da Densidade Relativa ............................................................................. 13
2.3.3. Análises Ópticas .................................................................................................. 13
2.3.4. Caracterização Gemológica ................................................................................. 14
2.3.5. Difratometria de raios X ...................................................................................... 14
2.3.6. Microssonda Eletrônica ....................................................................................... 15
2.3.7. Espectroscopia de Absorção no Infravermelho ..................................................... 16
2.3.8. Análises Petrográficas e Microtermométricas de Inclusões Fluidas....................... 17
2.3.9. Análises Termogravimétricas ............................................................................... 19
2.3.10. Análises Termodiferenciais ................................................................................ 20
CAPÍTULO 3. CONTEXTO GEOLÓGICO ....................................................................... 21
3.1. A Província Pegmatítica Oriental do Brasil ....................................................................... 21
3.1.1. Os Pegmatitos ..................................................................................................... 26
3.1.2. Distrito Pegmatítico de Governador Valadares ..................................................... 33
3.2. Campo Pegmatítico de Marilac-Golconda ......................................................................... 33
3.2.1. Os Pegmatitos do Campo Pegmatítico de Marilac ................................................ 33
3.2.1.1. Mineralogia e Classificação do Pegmatito Ipê ......................................... 34
xi
3.2.1.2. Mineralogia e Classificação do Pegmatito Ferreirinha I e II ..................... 35
3.2.1.3. Mineralogia e Classificação do Pegmatito Jonas Lima I e II .................... 36
3.2.1.4. Mineralogia e Classificação do Pegmatito Escondido .............................. 37
3.2.2. Estratigrafia ......................................................................................................... 40
3.2.2.1. Faixa Cratônica – Núcleo Antigo de Guanhães ........................................ 40
3.2.2.2. Faixa Móvel – Domínio Ocidental .......................................................... 44
3.2.2.3. Granitos Sin- a Tardi-tectônicos .............................................................. 45
3.2.2.4. Rochas Intrusivas de Idade Indeterminada ............................................... 45
3.2.2.5. Terraços Aluvionares .............................................................................. 46
3.2.2.6. Aluviões ................................................................................................. 46
3.3. Contexto Geotectônico Regional ...................................................................................... 46
CAPÍTULO 4. BERILO: CONSIDERAÇÕES GERAIS .................................................... 49
4.1. O Berilo na História do Brasil .......................................................................................... 50
4.2. Cristalografia ................................................................................................................... 52
4.3. Propriedades Cristaloquímicas .......................................................................................... 52
4.4. Propriedades Físicas ......................................................................................................... 59
4.5.Aplicação Industrial do Berilo ........................................................................................... 61
4.5.1. O Berílio ............................................................................................................. 61
CAPÍTULO 5. OS BERILOS DO CAMPO PEGMATÍTICO DE MARILAC ............... 63
5.1. Morfologia dos Cristais .................................................................................................... 65
5.2. Parâmetros de Cela Unitária ............................................................................................. 66
5.3. Propriedades Físicas ......................................................................................................... 68
5.3.1. Cor e Pleocroísmo ............................................................................................... 69
5.3.2. Densidade, Índice de Refração, Birrefringência e Caráter Óptico ......................... 70
5.4. Espectroscopia de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier .................... 70
5.5. Microssonda Eletrônica .................................................................................................... 80
5.6. Análises Termogravimétricas e Termodiferenciais ............................................................ 83
5.7. Caracterização Gemológica do Berilo ............................................................................... 87
CAPÍTULO 6. PETROGRAFIA E INCLUSÕES FLUIDAS DOS BERILOS DO CAMPO
PEGMATÍTICO DE MARILAC ................................................................ 91
6.1. Estudos Petrográficos de Inclusões Fluidas: Morfologia, Distribuição e Modos de
Ocorrência ........................................................................................................... 94
6.1.1. Pegmatito Ipê ...................................................................................................... 95
6.1.2. Pegmatito Ferreirinha .......................................................................................... 98
6.1.3. Pegmatito Jonas Lima .......................................................................................... 98
6.1.4. Pegmatito Escondido ........................................................................................... 99
xii
6.2. Análises Microtermométricas ......................................................................................... 104
6.2.1. Pegmatito Ipê .................................................................................................... 104
6.2.2. Pegmatito Ferreirinha ........................................................................................ 110
6.2.3. Pegmatito Jonas Lima ........................................................................................ 122
6.2.4. Pegmatito Escondido ......................................................................................... 127
6.3. Condições Mínimas de Temperaturas e Pressões de Aprisionamento das Inclusões ......... 134
6.4. Caracterização do Fluido Mineralizante .......................................................................... 135
CAPÍTULO 7. DISCUSSÃO E CONSIDERAÇÕES FINAIS........................................... 141
CAPÍTULO 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 143
BANCA EXAMINADORA (Ficha de Aprovação) .................................................................. i
xiii
xiv
Lista de Figuras
Figura 1.1. Mapa de localização da Província Pegmatítica Oriental do Brasil...........................................03
Figura 1.2. Mapa de localização da área de estudo, mostrando as principais vias de acesso......................04
Figura 3.1. Distribuição dos Pegmatitos portadores de berilo no estado de Minas Gerais.........................22
Figura 3.2. Mapa Geológico da Província Pegmatítica Oriental do Brasil..................................................23
Figura 3.3. Distribuição dos Distritos Pegmatíticos na Província Pegmatítica Oriental do Brasil..............27
Figura 3.4. Representação simplificada da estruturação de pegmatitos simples e complexos zonados......29
Figura 3.5. Bloco-diagrama representando a estruturação interna básica dos corpos pegmatíticos zonados
e a relação entre as zonas............................................................................................................30
Figura 3.6. Mapa Geológico da área de estudo............................................................................................41
Figura 3.7. Mapa do arcabouço geotectônico do Cráton de São Francisco e da Província Pegmatítica
Oriental do Brasil........................................................................................................................47
Figura 4.1. Projeção da face basal (0001) do berilo e projeção correspondente à face do prisma 1 a
ordem{0001}, com eixo c vertical, exemplificando a estrutura do berilo e mostrando a
distribuição de alumínio, sílica e BeO 4.......................................................................................54
Figura 4.2. Modelo do sistema cristalográfico do berilo, mostrando o posicionamento dos eixos
cristalográficos e as relações angulares entre eles......................................................................55
Figura 4.3. Esquema mostrando a presença de moléculas de água do tipo I e II na estrutura do
berilo...........................................................................................................................................57
Figura 4.4. Esquema exemplificando a estrutura do berilo e mostrando a distribuição do elemento
alumínio, e dos tetraedros SiO 4 e BeO4. a) projeção da face basal (0001); b) projeção
correspondente à face do prisma de primeira ordem ( 1 000), com eixo c
vertical.......................................................................................................................................58
Figura 5.1. Diagrama co/ao x n° de amostras, mostrando uma tendência indicativa de correlação positiva
entre
esses
parâmetros,
sugestiva
de
um
trend
de
diferenciação
magmática..................................................................................................................................68
Figura 5.2. Espectros de FTIR referentes a 13 cristais de berilo provenientes dos Pegmatitos Ipê,
destacando as bandas de absorção dos componentes fluidos contidos no
hospedeiro..................................................................................................................................75
Figura 5.3. Espectros de FTIR referentes a 7 cristais de berilo provenientes dos Pegmatitos Ferreirinha I e
II, destacando as bandas de absorção dos componentes fluidos contidos no
hospedeiro..................................................................................................................................76
Figura 5.4. Espectros de FTIR referentes a 9 cristais de berilo provenientes dos Pegmatitos Jonas Lima I e
II, destacando as bandas de absorção dos componentes fluidos contidos no
hospedeiro...................................................................................................................................77
xv
Figura 5.5. Espectros de FTIR referentes a 13 cristais de berilo provenientes dos Pegmatitos Escondido,
destacando as bandas de absorção dos componentes fluidos contidos no
hospedeiro...................................................................................................................................78
Figura 5.6. Distribuição dos berilos em relação às bandas das ligações Si-O-Si (1.200cm-1)..................29
Figura 5.7. Distribuição dos berilos em relação às bandas das ligações Be-O (800cm-1).........................79
Figura 6.1. Diagrama das Te variando segundo o número de grupo de inclusões analisadas, mostrando a
evolução do fluido mineralizante..............................................................................................137
Figura 6.2. Diagrama das Te variando segundo as medidas das temperaturas de fusão do gelo, mostrando
a evolução do fluido mineralizante...........................................................................................138
Figura 6.3. Diagrama das Th variando segundo as medidas de salinidade obtidas das medidas
microtermométricas, mostrando a ampla variação nos valores para amostras pertencentes a um
mesmo
pegmatito...................................................................................................................................139
xvi
Lista de Pranchas
Prancha 3.1 - Fotografias respresentando os três corpos pegmatíticos estudados neste trabalho...............39
Prancha 6.1. Fotomicrografias das principais feições encontradas nos berilos dos pegmatitos Ipê,
Ferreirinha e II, Jonas Lima I e II e Escondido. Foram utilizados (objetiva: 10x e ocular: 20x)
e as inclusões possuem dimensões variando de 15 a 50μm.....................................................96
Prancha 6.2. Fotomicrografias das principais feições encontradas nos berilos do Pegmatito Ipê, foram
utilizados (objetiva: 10x e ocular: 25x) e as dimensões médias das inclusões variam de 20 a
60μm......................................................................................................................................100
Prancha 6.3. Fotomicrografias das principais feições encontradas nos berilos do Pegmatito Ferreirinha I e
II, foram utilizados (objetiva: 10x e ocular: 20x) e as dimensões médias das inclusões variam
de 10 a 50μm..........................................................................................................................101
Prancha 6.4. Fotomicrografias das principais feições encontradas nos berilos do Pegmatito Jonas Lima I e
II, foram utilizados (objetiva: 10x e ocular: 20x) e as dimensões médias das inclusões variam
de 20 a 65μm..........................................................................................................................102
Prancha 6.5. Fotomicrografias das principais feições encontradas nos berilos do Pegmatito Escondido,
foram utilizados (objetiva: 10x e ocular: 25x) e as dimensões médias das inclusões variam de
10 a 60μm...............................................................................................................................103
xvii
xviii
Lista de Quadros
Quadro 1.1. Fotografias das duas principais feições morfológicas presentes na área de estudo.................07
Quadro 4.1. Propriedades cristaloquímicas do berilo..................................................................................53
Quadro 4.2. Relações entre a fórmula geral do berilo, sua estrutura e a presença de impurezas sob a forma
de álcalis.....................................................................................................................................56
Quadro 4.3. Relação entre os íons de metais de transição, a cor do berilo e a designação de sua variedade
gemológica..................................................................................................................................59
Quadro 4.4. Reserva e Produção Mundial de Berílio..................................................................................62
Quadro 5.1. Fotografias de alguns cristais amostrados para este trabalho..................................................69
Quadro 5.2 – Diagramas d x nω e d x nε mostrando uma tendência sugestiva de uma correlação
positiva........................................................................................................................................72
Quadro 5.3. Diagramas mostrando a distribuição de Na 2O e CsO, nos 42 cristais analisados...................82
Quadro 5.4. Curvas de ATG, mostrando as perdas de massa do berilo para o pegmatito Ipê e seu
comportamento endotérmico............................................,.........................................................84
Quadro 5.5. Curvas de ATG, mostrando as perdas de massa do berilo para o pegmatito Ferreirinha I e II e
seu comportamento endotérmico................................................................................................85
Quadro 5.6. Curvas de ATG, mostrando as perdas de massa do berilo para o pegmatito Jonas Lima I e II e
seu comportamento endotérmico................................................................................................86
Quadro 5.7. Curvas de ATG, mostrando as perdas de massa do berilo para o pegmatito Escondido e seu
comportamento endotérmico......................................................................................................87
Quadro 5.8. Amostras das variedades gemológicas do berilo do Campo Pegmatítico de Marilac.............89
Quadro 6.1. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra 5541a (A) do Pegmatito
Ipê.............................................................................................................................................107
Quadro 6.1. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra 5541a (B) do Pegmatito
Ipê.............................................................................................................................................108
Quadro 6.3. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra 5540/Am77 do
Pegmatito Ipê............................................................................................................................109
Quadro 6.4. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra FERI D1(B) do
Pegmatito Ferreirinha I.............................................................................................................115
Quadro 6.5. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra FERI D1(A) do
Pegmatito Ferreirinha I.............................................................................................................116
Quadro 6.6. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra FERI D2 do Pegmatito
Ferreirinha I..............................................................................................................................117
xix
Quadro 6.7. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra FERII D2 do Pegmatito
Ferreirinha II.............................................................................................................................118
Quadro 6.8. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra FERII D3 (A) do
Pegmatito Ferreirinha II............................................................................................................119
Quadro 6.9. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra FERII D3 (B) do
Pegmatito Ferreirinha II............................................................................................................120
Quadro 6.10. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra FERII D3 (C) do
Pegmatito Ferreirinha II............................................................................................................121
Quadro 6.11. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra JNLI D1 (A e B) do
Pegmatito Jonas Lima I.............................................................................................................124
Quadro 6.12. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para a amostra JNLII D2 (A e B) do
Pegmatito Jonas Lima II...........................................................................................................125
Quadro 6.13. Histogramas representativos das Te, Tge, TfCO2 Tcl, ThCO2 e Thtot para a amostra JNLII
(MORG) do Pegmatito Jonas Lima II.......................................................................................126
Quadro 6.14. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para as amostras 5731(VL), 5676 e
5731x (B) do Pegmatito Escondido..........................................................................................130
Quadro 6.15. Histogramas representativos das Te, Tge, Tcl e Thtot para as amostras 5731a (g) do
Pegmatito Escondido................................................................................................................131
Quadro 6.16. Histogramas representativos das Te, Tge, ThCO2Tcl, TfCO2 e Thtot para as amostras 5731a
(Y) M e G do Pegmatito Escondido..........................................................................................132
Quadro 6.17. Histogramas representativos das Te, Tge, ThCO2, Tcl, TfCO2 e Thtot para as amostras 5731a
(AC) do Pegmatito Escondido..................................................................................................133
xx
Lista de Tabelas
Tabela 2.1. Dados referentes à coleta de amostras......................................................................................10
Tabela 2.2. Métodos analíticos utilizados no estudo do berilo, listados segundo suas caracterísitcas
principais e laboratórios executores...........................................................................................11
Tabela 3.1. Unidades Litoestratigráficas componentes do Arcabouço Geológico da Província Pegmatítica
Oriental do Brasil.......................................................................................................................24
Tabela 3.2. Relação entre as datações realizadas nos pegmatitos do estado de Minas Gerais e os diversos
autores que os estudaram............................................................................................................25
Tabela 3.3. Várias definições do termo pegmatito de acordo com diversos autores...................................28
Tabela 3.4. Dados comparativos da sistemática das formações pegmatíticas da Província Pegmatítica
Oriental do Brasil........................................................................................................................32
Tabela 3.5. Algumas descrições acerca dos pegmatitos alvo de estudo, do Campo Pegmtítico de
Marilac........................................................................................................................................38
Tabela 3.6. Estratigrafia da região referente á Folha de Marilac, mostrando a distribuição das principais
litologias.................................................................................................................................... 42
Tabela 3.7. Diagramas QAP mostrando a distribuição das rochas pertencentes às unidades 1 e 2 do
Complexo Basal (a e b), Maciço Granítico de Açucena (c), do Antigo Núcleo Guanhães; do
Complexo Mantiqueira (d), Granito Baixa do Bugre (e), da Faixa Móvel Ocidental................43
Tabela 4.1. Principais fatos envolvendo a exploração de gemas no Brasil, ao longo da história do país,
destacando-se a procura por variedades do berilo......................................................................51
Tabela 5.1. Classificação dos tipos de berilo segundo as concentrações de álcalis em sua estrutura.........64
Tabela 5.2. Classificação dos tipos de berilo segundo as concentrações de álcalis em sua estrutura.........65
Tabela 5.3. Classificação dos tipos de berilo segundo as concentrações de álcalis.....................................65
Tabela 5.4. Dados dos parâmetros de cela unitária e da relação c o/ao das amostras de berilo analisadas
provenientes dos 4 pegmatitos estudados. ............................................................................... 67
Tabela 5.5. Propriedades físicas dos berilos do Campo Pegmatítico de Marilac........................................71
Tabela 5.6. Dados referentes às análises por FTIR de 42 cristais de berilo do Campo Pegmatítico de
Marilac........................................................................................................................................74
Tabela 5.5. Dados químicos de 42 cristais de berilo, obtidos por microssonda eletrônica.
...............
81
Tabela 5.8. Dados gemológicos de 12 cristais de berilo do Campo Pegmatítico De Marilac. .................. 88
Tabela 6.1. Dados sobre as características gerais das inclusões fluidas......................................................92
xxi
Tabela 6.2. Temperaturas a serem registradas nos estudos microtermométricos e suas descrições
gerais...........................................................................................................................................93
Tabela 6.3. Dados microtermométricos obtidos do estudo das inclusões fluidas (IF) dos berilos do
Pegmatito Ipê............................................................................................................................105
Tabela 6.4. Parâmetros calculados a partir dos resultados obtidos do estudo das inclusões fluidas dos
berilos do Pegmatito Ipê...........................................................................................................106
Tabela 6.5. Dados microtermométricos obtidos do estudo das inclusões fluidas dos berilos do Pegmatito
Ferreirinha I e II........................................................................................................................110
Tabela 6.6. Parâmetros calculados a partir dos resultados obtidos do estudo das inclusões fluidas dos
berilos do Pegmatito Ipê...........................................................................................................111
Tabela 6.7. Dados microtermométricos obtidos do estudo das inclusões fluidas dos berilos do Pegmatito
Jonas Lima I e II.......................................................................................................................122
Tabela 6.8. Parâmetros calculados a partir dos resultados obtidos do estudo das inclusões fluidas dos
berilos do Pegmatito Jonas Lima I e II.....................................................................................122
Tabela 6.9. Dados microtermométricos obtidos do estudo das inclusões fluidas dos berilos do Pegmatito
Escondido.................................................................................................................................127
Tabela 6.10. Parâmetros calculados a partir dos resultados obtidos do estudo das inclusões fluidas dos
berilos do Pegmatito Escondido...............................................................................................127
Tabela 6.11. Dados de pressão e temperatura mínimas de formação dos cristais de berilo provenientes das
4 lavras pegmatíticas.................................................................................................................134
Tabela 6.12. Valores das Te, salinidade, ThCO2 e Tge, para os grupos de inclusões descritos nos estudos
microtermométricos..................................................................................................................136
xxii
Resumo
Dentre os bens minerais originários do estado de Minas Gerais, ressaltam-se as variedades
gemológicas do berilo. São encontradas esmeraldas, as mais imponentes águas-marinhas, morganitas,
heliodoros e goshenitas.
Os berilos procedentes dos pegmatitos de Minas Gerais, vêm sendo alvo de estudo por parte de
diversos pesquisadores, sendo que a maior parte desses trabalhos dedicam-se à caracterização
mineralógica e cristaloquímica dos mesmos, além de descrições de novas ocorrências. Geralmente essas
estão associadas à pegmatitos graníticos, cuja mineralogia básica se assemelha à de um granito, podendo
ainda serem encontrados em depósitos secundários.
Esta dissertação trata das características físico-químicas e do caráter genético de 42 amostras de
berilo provenientes dos pegmatitos Ipê, Ferreirinha, Jonas Lima e Escondido, situados no Campo
Pegamatítico de Marilac, Distrito Pegmatítico de Governador Valadares, Minas Gerais, que encontram-se
encaixados nos micaxistos da Formação São Tomé, Grupo Rio Doce.
Por meio da razão co/ao, obtidas por difração de raios X, foi possível caracterizar uma evolução
politípica para os berilos que vai desde o normal (N), passando pelo de transição (NT) até o tetraédrico
(T).
Os dados de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR)
permitiram a caracterização dos componentes fluidos, CO2, CH4 e H2O tipos I e II.
Análises Termodiferenciais e Termogravimétricas indicaram três (Jonas Lima e Escondido) ou
dois (Ipê and Ferreirinha) intervalos distintos de perda de massa (H 2O e CO2  álcalis), que variaram de
0,5 a 3,0%. Os dados de densidade variaram de 2,68 a 2,72 e os índices de refração variaram, nω de 1,574
a 1,585 e nε de 1,580 a 1,591.
Os cristais de berilo contêm um grande número de inclusões fluídas monofásicas, bifásicas,
trifásicas ou polifásicas, de origem primária, pseudo-secundária e/ou secundária, compostas basicamente
por soluções aquosas e aquo-carbônicas. Os teores de CO2 presentes nessas inclusões variam de acordo
com o posicionamento da amostra no corpo. Por meio da análise dos resultados das temperaturas do
eutético, pode-se verificar uma tendência evolutiva do fluido mineralizante formador dos quatro corpos
pegmatitos(Ipê, Ferreirinha, Jonas Lima e Escondido). Há uma variação dos componentes do sistema
aquoso tanto dentro dos corpos pegmatíticos quanto entre as 4 lavras. A análise das temperaturas do
eutético, das inclusões fluidas, sugere uma evolução a partir de um sistema aquoso de baixa salinidade,
xxiii
contendo Na+, K+, com possíveis quantidades de Fe2+ e Fe3+, caso do Ipê, para soluções mais ricas em
Ca2+, Al3+, caso do Ferreirinha, passando por um sistema enriquecido em Zn+, Al3+ e Li+, caso do Jonas
Lima e culminando no Escondido que apresenta um sistema aquoso, de salinidade média, rico em Li +,
Zn+, K+, Na+, Ca2+, contendo quantidades subordinadas de boro e ferro. Tais dados representam uma
evolução geoquímica que vai dos pegmatitos menos diferenciados (Ipê/Ferreirinha) em direção aos de
maior grau de diferenciação, contendo maiores teores de CO2 e álcalis (Jonas Lima/Escondido).
xxiv
Abstract
Among the producer states, the Minas Gerais State stands out, and has great part of its territory
inside of the Província Pegmatítica Oriental do Brasil. Among the mineral goods native to Minas Gerais,
the gemologic variety of beryl stands out. Emerald are found, the most imposing aquamarines, morganites,
heliodores, goshenites. The beryl from Minas Gerais’s pegmatites have been studied for several
reseachers, and most of this works are dedicated to mineral and crystal-chemistry characterization, besides
the description of new occurences. These are generally associated to granitic pegmatites, which basic
mineralogy is similar to a granite one, and yet they can be found in secoundary deposits. The Ipê,
Ferreirinha, Jonas Lima and Escondido Pegmatites are situated in the Governador Valadares Pegmatitic
District, Minas Gerais State, and belongs to the Marilac Pegmatitic Field, hosted in the Rio Doce Group.
This work shows the physicochemical and genetical characteristics of 42 beryl samples from these
pegmatites. The beryl type evolution from normal (N), to transitional (NT), and tetrahedral (T) was
obtained from co/ao ratio determined from X-ray diffraction. Fourier Transform Infrared Spectroscopy data
permited the characterization of the fluid components, as CO2, CH4 and H2O types I and II. The mass loss
variation (H2O and CO2  alkaline elements) from 0,5 to 3,0%, showed by the Termogravimetric and
Termodiferential Analyses analysis, was indicated by three (Jonas Lima and Escondido) or two (Ipê and
Ferreirinha) distinct ranges. The density (2,68 as 2,72) and the refractive index data (nω from 1,574 to
1,585 and nε from 1,580 to 1,591). The beryl crystals contain a great number of two, three or multiphase
fluid inclusions, primary, pseudosecondary and/or secondary in origin, with aqueous or aqueous carbonic
solutions. The analysis of the temperatures of the eutectic, of the fluid inclusions, seems to suggest an
evolution from a watery system of low salinity, contends Na +, K+, with possible amounts of Fe2+ and Fe2+ ,
case of the Ipê, for richer solutions in Ca 2+, Al2+, case of the Ferreirinha, passing for a system enriched in
Zn+, Al3+ and Li+, case of the Jonas Lima and culminating in the Escondido one that it presents a watery
system, of average salinity, rich in Li+, Zn+, K+, Na+, Ca2+, contend subordinated amounts of boron and
iron. The last ones show different CO2 contents depending on the sample localization. The data represent a
geochemical evolution from the less (Ipê/Ferreirinha) to the more differentiated (Jonas Lima/Escondido)
alkaline elements and CO2 enriched pegmatite bodies.
xxv
CAPÍTULO 1
CONSIDERAÇÕES INICIAIS
As primeiras informações sobre a utilização das “pedras preciosas” foram obtidas a partir das
viagens de Alexandre Magno, entre 338a.C. e 323a.C, pelo Antigo Oriente Médio. Junto a essas
informações vieram as primeiras referências às lendas envolvendo as gemas em geral (Ori 1980).
O estado de Minas Gerais sempre se destacou como pólo produtor de gemas coradas no Brasil e
no mundo. Compreende uma vasta quantidade de pegmatitos que fazem parte da Província Pegmatítica
Oriental do Brasil (Paiva 1946). Das gemas originárias do território "mineiro", destacam-se as variedades
gemológicas do berilo, que formam um dos mais importantes grupos da classe dos silicatos, o grupo do
berilo. Pertencente a esse grupo, deve ser mencionada a água-marinha, conhecida em todo o mundo como
a pedra brasileira.
A região do Vale do Rio Doce, em especial os distritos de Marilac e Golconda, destaca-se pela
presença de pegmatitos, que contêm variedades gemológicas de berilo e turmalinas, sendo conhecidos
como grandes produtores de minerais industriais, como berilo, feldspato, mica, etc. (Pinto et al. 2002).
Os estudos apresentados nesta dissertação, referem-se à quatro corpos pegmatíticos da área de
Governador Valadares. Tais estudos são extremamente importantes no que se refere à caracterização
gemológica do berilo dessa região, uma vez que nela são descritas ocorrências de algumas variedades
gemológicas deste mineral. São elas: água-marinha, morganita e goshenita (Wegner 1983, Marciano 1985,
Santos 1985, Achtschin et al. 1996, Banko 1997, Gandini 1999, Bello et al. 2000).
As investigações efetuadas anteriormente nesta região trataram, principalmente, aspectos
geoquímicos de diversos pegmatitos, entre eles o do Ipê, Ferreirinha, Jonas Lima e Escondido,
pertencentes ao Campo Pegmatítico de Marilac (Wegner 1983, Marciano 1985, Santos 1985, Marciano
1995, Achtschin et al. 1996, Banko 1997, Gandini 1999, Ribeiro 2002).
Deve-se ressaltar que a explotação do Pegmatito Ferreirinha é realizada em três cavas (galerias)
denominadas respectivamente I, II e III. Para o presente estudo, a galeria III não foi amostrada uma vez
que, nas duas etapas de campo, a galeria se encontrava com a entrada obstruída. Já o Pegmatito Jonas
Lima é explotado em duas cavas (galerias), sendo denominadas, respectivamente I e II.
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Neste trabalho buscou-se realizar análises cristaloquímicas, microtermométricas, gemológicas e
a complementação das análises químicas já existentes para os quatro corpos pegmatíticos acima citados.
1.1 – OBJETIVOS
Constituiu objetivo principal deste trabalho, o estudo das inclusões fluidas presentes em cristais
de quatro corpos pegmatíticos: Ipê, Ferreirinha, Jonas Lima e Escondido, visando a determinação das
condições mínimas de temperatura e pressão de cristalização do berilo e a caracterização físico-química
das soluções envolvidas durante sua formação, de forma a aglomerar dados que possam auxiliar na
interpretação genética desses corpos.
Como objetivo complementar tem-se a caracterização gemológica, mineralógica e a
complementação dos dados químicos referentes aos quatro corpos pegmatíticos, visando comparar esses
resultados com os já disponíveis na literatura, de maneira a auxiliar na interpretação genética destes
pegmatitos.
1.2 – LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO E VIAS DE ACESSO
A área alvo deste estudo insere-se nos domínios da Província Pegmatítica Oriental do Brasil,
situada na parte oriental de Minas Gerais (Paiva 1946), que abrange uma superfície de aproximadamente
75.000km2 da região leste do estado de Minas Gerais (Figura 1.1).
A região de Marilac compreende uma superfície de 3.000km2 da região leste do estado de Minas
Gerais, correspondente à Folha de Marilac do Projeto Leste (Ribeiro 2002; Figura 1.2).
A referida região está delimitada a sul pelo paralelo 19°S, a norte pelo paralelo 18°30’N e pelos
meridianos 42°30’ e 42°, a leste atinge o município de Governador Valadares e a oeste o município de
Guanhães. Trata-se de uma região clássica em ocorrências de bens minerais, destacando-se água-marinha,
morganita e goshenita; além de quartzo, feldspato, mica e berilo industriais (Pinto et al. 2002).
As principais vias de acesso ao município de Governador Valadares, partindo do distrito de Ouro
Preto, são a BR-040 que liga Ouro Preto a Belo Horizonte BR-381 que liga Belo Horizonte a Governador
Valadares. O acesso à área de estudo se dá principalmente pela MG-314 que liga Governador Valadares a
Coroaci, por estradas vicinais e pequenas trilhas. Margeando a BR-381 e o Rio Doce, destaca-se a ferrovia
EFVM, em seu trecho localizado à 6km de Governador Valadares e 10 km da localidade de Pedra Corrida
(Figura 1.2).
2
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
O acesso à área complementa-se pela BR-262 que liga Belo Horizonte a Vitória e pela BR-116
que liga os estados do Rio de Janeiro e Bahia (Ribeiro 2002).
BA
Brumado
Vitória da
Conquista
Área de Estudo
Província Pegmatítica
Oriental do Brasil
Itambé
Teófilo
Otoni
Golconda
Governador
Valadares
Belo Horizonte
ES
ântico
Sabinópolis
Atl
Colatina
Ouro Preto
ce
an
o
Vitória
Juiz de
Fora
SP
O
RJ
Rio de Janeiro
Figura 1.1 - Mapa de localização da Província Pegmatítica Oriental do Brasil, reunindo os limites propostos
por Paiva 1946, Putzer 1976 e Schobbenhaus et al. 1981 e 1984.
3
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Figura 1.2 - Mapa de localização da área de estudo, mostrando as principais vias de acesso (simplificado de
Gandini 1999).
4
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
1.3 - CLIMA, FISIOGRAFIA E GEOMORFOLOGIA
A área de estudo está inserida na zona tropical quente e úmida que se submete a forte radiação
solar. A precipitação atinge o máximo no trimestre de novembro, dezembro e janeiro, no período do
verão, quando a temperatura máxima é de aproximadamente 35°C. A duração do período seco
compreende de 4 a 5 meses, geralmente durante o inverno, apresentando temperaturas mínimas de 14°C.
A precipitação anual média é de aproximadamente 1.250 mm a 1.500 mm (Ribeiro 2002). Essa média
anual sofre acréscimos, sobretudo, quando a região é atingida por frentes frias e outro fenômenos de
ascendência dinâmica (Pinto et al. 2002).
Segundo Santos et al. (1987), o tipo de solo dominante que recobre a região é o podzólico
vermelho-escuro. Trata-se de um solo mineral, não hidromórfico, que apresenta horizonte B textural,
geralmente de coloração vermelho-escuro a vermelho e raramente vermelho-amarelado. Tal solo é
caracterizado por apresentar textura areno-argilosa, sendo desenvolvido por meio da intemperização dos
xistos da Formação São Tomé, em um relevo suave a moderado. É utilizado, basicamente, para pastagens,
sendo seu uso na agricultura condicionado ao relevo.
Outro tipo de solo que abrange uma área expressiva na região é o latossolo vermelho-amarelado,
que apresenta as características gerais deste tipo de solo e se desenvolve no domínio do relevo plano a
montanhoso.
Também são descritas as ocorrências de solos álicos, distróficos e eutróficos; com horizonte A
moderado, proeminente ou fraco, além de textura argilosa, muito argilosa e média.
De acordo com Jordy Filho (1987) a cobertura vegetal é representada pela Floresta Tropical
Subcaducifólia. No entanto, atividades antrópicas transformaram quase toda a região em pastagens e
capoeiranas. Na porção oeste do município de Governador Valadares ocorrem reflorestamentos.
A Floresta Tropical Subcaducifólica está relacionada ao clima de duas estações bastante
contrastantes, uma chuvosa e uma seca. Desenvolve-se tanto no domínio do solo podzólico vermelhoamarelado quanto do latossolo vermelho-amarelado. Remanescentes desta floresta são observados
somente em pequenos sítios, devido à ação antrópica predatória. Dentre as espécies remanescentes
destacam-se o cedro, jequitibá, sapucaia, vinhático, jutaí, copaíba e jatobá.
5
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
As poucas áreas usadas para cultivo situam-se nos vales e em pequenas depressões onde há uma
maior concentração da umidade. A vegetação natural limita-se a pequenos capões de mata e algumas
matas ciliares localizadas (Ribeiro 2002).
Morfologicamente, a área apresenta duas feições bem distintas: a Unidade Dissecada do Rio
Doce e a Superfície Terciária com retrabalhamento no Ciclo Velhas (Jordy Filho 1987).
A primeira feição constituí um domínio morfológico que vem sendo retrabalhado pelo ciclo
atual da Bacia do Rio Doce. Trata-se de uma área fortemente rebaixada cujas cotas variam entre 150m e
350m, com picos de 450m. Ocorre nas orlas dos principais afluentes do Rio Doce, como por exemplo os
rios Itambacuri, Urupuca e Suaçuí Grande (Pinto et al. 2002). De acordo com King (1956) essa feição se
formou, provavelmente, no Ciclo Velhas e vem sofrendo um intenso processo de retrabalhamento no ciclo
atual. Tratam-se de incisões em forma de saliências e reentrâncias que esses principais afluentes vêm
gerando na região. Esse processo está condicionado, intimamente, ao tipo rochoso, ficando mais
acentuado no domínio das rochas xistosas sendo atenuado no domínio das rochas graníticas.
A segunda feição refere-se a uma área mais elevada, com cotas oscilando entre 650m e 1.100m.
Segundo King (1956), constitui uma região que foi amplamente dominada pela superfície Sul-Americana
e vem sendo retrabalhada tanto no Ciclo Velhas quanto no Ciclo Atual, guardando um ligeiro
aplainamento. Como característica marcante desta unidade, tem-se a presença de drenagens de fundo
chato, interflúvios abaulados, aluviões expressivos e alongados.
Todas as feições encontradas são reflexo das atividades dos ciclos geomorfológicos sobre os
diferentes litotipos, imprimindo-lhes características diferentes, com formas próprias de relevo (Ribeiro
2002).
Segundo Pinto et al. (2002), o Núcleo Antigo de Guanhães composto por gnaisses, granitóides,
xistos grafitosos e formações ferríferas pobres, apresenta um modelado diferenciado com morros
rebaixados, arredondados de flancos desnudos, gerando morfologias do tipo “meia laranja” e “pães-deaçúcar” (Quadro 1.1, Fotografia 1).
Já na região onde predominam os micaxistos com quartzitos subordinados, tem-se a ocorrência
de uma morfologia arrasada, gerando uma paisagem de mar de morros côncavo-convexos, rebaixados, de
relevo dissecado e com vales em forma de U. O quartzito, muitas vezes, sustenta a topografia gerando as
cristas alongadas (Quadro 1.1, Fotografia 2).
6
Contribuições às Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Quadro 1.1 – Fotografias das duas principais feições morfológicas presentes na área de estudo (Pinto et al.
2002).
Fotografia 1 – Morfologia típica dos Morros tipo “pães-de-açúcar” do Granito
Caladão, no povoado de Canaã (UTM – 267450/8011750).
Fotografia 2 – Morfologias de morros rebaixados (tipo U), bastante suavizados,
dos granitóides da região de Padre Paraíso, em contraste, ao fundo, com os
morros tipo “pão de açúcar” do Granito Caladão (276400/8022500).
7
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
1.4 – ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO
Pretende-se com esta descrição, facilitar a leitura do conteúdo da dissertação, bem como
descrever a distribuição dos temas aqui abordados.
O primeiro capítulo dedica-se às considerações gerais referentes à dissertação, abordando os
objetivos principais do estudo, a localização da área com suas principais vias de acesso e os aspectos
fisiográficos da área.
Na seqüência, é apresentada, no segundo capítulo, uma descrição detalhada da metodologia
selecionada para a execução deste trabalho. Abrange uma síntese dos métodos analíticos utilizados para a
caracterização física, química e físico-química dos cristais de berilo do Campo Pegmatítico de Marilac,
além da descrição da tecnologia utilizada, dos respectivos laboratórios e entidades envolvidas na execução
deste projeto.
O terceiro capítulo dedica-se à descrição da geologia regional e da área, levando-se em
consideração os trabalhos clássicos, presentes na literatura. Também engloba uma descrição das
características clássicas dos corpos pegmatíticos, além de informações referentes à Província Pegmatítica
Oriental do Brasil, ao distrito Pegmatítico de Governador Valadares, recebendo destaque os Pegmatitos do
Campo Pegmatítico de Marilac.
O capítulo quatro reúne informações acerca do mineral berilo, abrangendo os aspectos
cristaloquímicos.
O quinto capítulo trata dos aspectos mineralógicos e geoquímicos dos quatro corpos
pegmatíticos, onde são apresentados os dados químicos, físicos e físico-químicos obtidos neste estudo,
muitos deles sob a forma de diagramas, gráficos e tabelas. Buscou-se também associar as informações
obtidas neste estudo com as pertencentes ao acervo bibliográfico. São apresentadas algumas análises
químicas e descrições comparativas, que podem ser visualizadas sob a forma de gráficos e diagramas.
No capítulo seis são apresentados os dados referentes aos estudos petrográficos das inclusões
fluidas, bem como as propriedades físico-químicas do fluido envolvido durante a cristalização dos cristais
de berilo dos pegmatitos do Campo de Marilac e as deduções obtidas a partir dos estudos
microtermométricos.
A parte das considerações finais é abordada no capítulo sete e as referências bibliográficas se
encontram listadas no capítulo oito.
8
CAPÍTULO 2
METODOLOGIA E ESTRATÉGIAS DE AÇÃO
Visando alcançar os objetivos pré-estabelecidos, a metodologia adotada no desenvolvimento
desta dissertação consistiu em três etapas: a etapa de campo, a etapa de análises laboratoriais e a etapa de
escritório.
2.1 – ETAPA DE CAMPO
Os trabalhos de campo foram realizados em duas fases. A primeira, executada no início do curso
de Pós-Graduação, tendo como finalidade o reconhecimento da área de estudo, a descrição dos quatro
corpos pegmatíticos (Ipê, Ferreirinha I e II, Jonas Lima I e II, e Escondido) e a coleta de amostras de
cristais de berilo.
A coleta de amostras foi realizada no intuito de complementar o acervo já disponível no banco
de amostras do Centro de Pesquisa Professor Manoel Teixeira da Costa (CPMTC/IGC/UFMG). Para
tanto, foram coletadas um total de 30 amostras, obedecendo a descrição da Tabela 2.1.
O acesso ao pegmatito do Escondido foi restrito, devido a conflitos existentes entre os atuais
proprietários, comprometendo assim, a coleta de amostras. Logo, realizou-se somente a descrição desse
corpo, sendo que todas as amostras descritas neste trabalho foram fornecidas pelo CPMTC/ICG/UFMG,
disponibilizando 8 cristais, cujas análises necessitavam complementação.
No intuito de reunir um acervo de amostras mais expressivo e de complementar os dados a
serem disponibilizados nesta dissertação, utilizou-se um total de 23 amostras pertencentes a esse acervo de
amostras, cuja distribuição está discriminada na Tabela 2.1.
Para a descrição dos corpos pegmatíticos, utilizou-se como base algumas nomenclaturas, tais
como classificação petrográfica, bem como os mapas geológicos, de localização e topográfico referentes à
folha de Marilac (SE 23-Z-B-VI), confeccionada na escala 1:100.000, a partir do convênio
CPRM/COMIG “Projeto Leste” (Ribeiro 2002). Nesta primeira fase realizou-se a descrição mineralógica
dos corpos pegmatíticos, a caracterização de suas diferentes zonas bem como sua relação com a
encaixante.
De Carvalho, D.T.. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Tabela 2.1 - Dados referentes à coleta de amostras.
Corpo
UTM
Sigla
N° amostras
N° amostras
CPMTC
Coletadas
Variedade*
Pegmatítico
Leste
Norte
Ipê
805100
7925040
IPE
07
08
agm
Ferreirinha I
807356
7926757
FER I
00
04
agm
Ferreirinha II
807440
7926624
FER II
00
06
agm
Jonas Lima I
806370
7926371
JNL I
01
04
agm
Jonas Lima II
805017
7926220
JNL II
03
08
agm, morg
Escondido
809365
7929905
ESC
12
___
agm, morg, gosh
* agm: água-marinha,
morg: morganita,
gosh: goshenita
A segunda fase de campo foi executada no final do curso, tendo como finalidade a elucidação de
dúvidas e a verificação de alguns dados obtidos neste estudo, além de complementar a documentação da
área, por meio de fotografias.
2.2 – ETAPA DE ESCRITÓRIO E ANÁLISES TEÓRICAS
A etapa de escritório foi realizada durante os 24 meses de duração do curso. Consistiu,
basicamente, de uma pesquisa bibliográfica que objetivou reunir dados já descritos na literatura, referentes
à área de estudo, que serviram de base para as discussões comparativas presentes na dissertação. Ademais,
visou contribuir com dados gerais e básicos dos temas aqui abordados e dos alvos de estudo (minerais,
rochas, etc.). Também fizeram parte desta etapa a elaboração de textos científicos, artigos e a confecção
do texto da dissertação, bem como o tratamento dos dados disponibilizados nas outras etapas.
2.3 – ETAPA DE ANÁLISES LABORATORIAIS
Foram empregadas diversas metodologias analíticas no estudo das amostras dos pegmatitos
selecionados, visando a caracterização físico-química dos cristais de berilo da região de Marilac. Estes
métodos encontram-se listados segundo suas características principais na Tabela 2.2.
10
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Tabela 2.2 – Métodos analíticos utilizados no estudo do berilo, listados segundo suas características principais
e laboratórios executores.
Método Analítico
Análises
Químicas
Espectroscopia de
Absorção no
Infravermelho por
Transformada de Fourier
(FTIR)
Princípio
Laboratório
♦ Identificar
fluídos;
a
natureza
dos
♦ Identificar
álcalis;
a
presença
de
♦ Classificar o tipo de molécula
de água.
Microssonda Eletrônica ♦ Obtenção de dados químicos.
Análises
♦ Caracterizar perda de massa e
Termogravimétricas
fluido das amostras e seu
(ATG) e
caráter endo ou exotérmico
Termodiferenciais (ATD)
Análises
FísicoQuímicas
♦ Reconhecimento das inclusões
fluidas;
Microtermometria
Análises Ópticas
Análises
Físicas
Análises Mineralógicas
IF/ICEx/UFMG
DEQUI/ICEB/UFOP
DEGEO/EM/UFOP
♦ Obtenção T e P mínimas de
formação do berilo;
IGc/USP
♦ Caracterização físico-química
do fluido mineralizante
CDTN
♦ Obtenção do índice de
refração, carácter óptico e sinal
óptico
DEGEO/EM/UFOP
♦ Obtenção dos
densidade;
DEGEO/EM/UFOP
valores
de
♦ Descrição das propriedades
físicas do mineral.
♦ Cálculo dos parâmetros de
rede;
Difração de raios X
EBA/CECOR/UFMG
♦ Volume da cela unitária;
♦ Caracterização dos politipos de
berilo.
CPMTC/IGC/UFMG
DEGEO/EM/UFOP
DEQUI/ICEB/UFOP
Na execução desse trabalho, utilizou-se, principalmente, da tecnologia disponível nos
laboratórios de difração de raios X, de gemologia, de mineralogia e de geoquímica do
DEGEO/EM/UFOP, sendo complementadas por análises realizadas no laboratório de difração de raios X e
análises térmicas, ambos do DEQUI/EM/UFOP. Também foram realizadas análises no laboratório de
mineralogia, do Centro de Pesquisa Professor Manoel Teixeira da Costa, CPMTC/IGC/UFMG, no
laboratório de análises por Microssonda eletrônica, do Departamento de Física, IF/ICEx/UFMG, no
laboratório de FTIR do Centro de Conservação e Restauração da Escola de Belas Artes,
11
De Carvalho, D.T.. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
CECOR/EBA/UFMG e nos Laboratórios de Inclusões Fluidas do DEGEO/EM/UFOP, do IGc/USP e do
CDTN.
Levando-se em consideração o fato de que as metodologias empregadas no estudo mineralógico
seguem parâmetros muito específicos, de acordo com a fase mineral, será feito um comentário detalhado
dos procedimentos adotados neste trabalho.
2.3.1 – Preparação e Seleção das Amostras
Conforme descrito anteriormente, foram utilizadas neste estudo amostras referentes a 42 cristais
de berilo, provenientes de quatro corpos pegmatíticos (Ipê, Ferreirinha I e II, Jonas Lima I e II e
Escondido). Essa amostragem foi realizada de maneira a representar as diferentes zonas destes corpos.
As amostras de berilo foram referenciadas de forma que as siglas contivessem três letras
referentes aos pegmatitos (Tabela 2.1), seguidas de uma numeração. No caso dos corpos que possuem
mais de uma lavra, adicionou-se ainda o número desta em algarismo romano. Posteriormente, as amostras
coletadas foram cadastradas no banco de dados do CPMTC/IGC/UFMG. Iniciou-se, então, a
caracterização macroscópica das amostras, com a descrição mineralógica, como por exemplo: hábito,
fratura, cor e diafaneidade.
De posse das técnicas analíticas a serem utilizadas no estudo do berilo, efetuou-se a preparação
das amostras, tomando-se os devidos cuidados para evitar contaminação e seguindo os parâmetros
corretos para cada método analítico a ser empregado.
Primeiramente, foram retiradas fatias dos cristais de berilo. Para tal, utilizou-se de uma serra
gemológica circular para esmeralda. Sempre que possível, procurou-se serrar essas placas paralelamente
ao eixo cristalográfico c, o que facilita a percepção das inclusões fluidas. Finalizando, as placas foram
desbastadas, até atingir uma espessura de 500µm e polidas em ambas as faces. Essas placas foram
utilizadas nas análises gemológicas, microtermométricas e por microssonda eletrônica.
Deve-se ressaltar que, em alguns casos, de um mesmo cristal foram originadas 2 ou 3 placas,
principalmente, nos casos onde não foi possível identificar o eixo cristalográfico. Desta forma, de 60
cristais de berilo foram confeccionadas 81 placas.
As análises de densidade foram realizadas utilizando-se as placas serradas que continham menor
quantidade de jaças (trincas e/ou inclusões cristalinas), sempre com o cuidado de utilizar uma placa de
dimensões não muito pequenas, o que comprometeria o resultado final deste teste.
12
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Para as análises destrutivas como o FTIR e a difração de raios X, foram utilizados os fragmentos
produzidos durante o processo de confecção das placas. Esses fragmentos foram pulverizados em um gral
de ágata, tomando-se os devidos cuidados para evitar contaminações.
2.3.2 – Obtenção dos Valores da Densidade Relativa
Como parte da caracterização mineralógica do berilo do Campo Pegmatítico de Marilac, foram
realizadas as medidas de densidade das amostras selecionadas para este estudo. Para tanto, foram
separadas as placas de dimensões não muito pequenas utilizando-se de uma balança eletrônica analítica da
marca Sartorius Ag. Göttingen, modelo LP6205, de fabricação alemã e com precisão de 0,0001g,
pertencente ao laboratório de mineralogia do CPMTC/IGC/UFMG.
Inicialmente, pesou-se a placa a seco (P1). Em seguida efetuou-se a mesma medida com a placa
submersa em um béquer com água destilada e deionizada (P2), tomando-se a precaução de evitar a
formação de bolhas de ar tanto na superfície na placa, quanto na estrutura de metal na qual a mesma se
encontrava apoiada, uma vez que isso poderia alterar expressivamente a medida final.
De posse dos valores de P1 e P2 o cálculo da densidade relativa obedeceu aos parâmetros
matemáticos expressos na fórmula analítica descrita a seguir.
d = [(P1)/(P1 - P2)] x d líq
onde: d é a densidade relativa do berilo e d líq = d H2O = 1.
2.3.3 – Análises Ópticas
Visando a complementação da caracterização mineralógica dos cristais de berilo, foram
realizadas algumas análises ópticas dos mesmos.
Primeiramente, foi realizada a descrição macroscópica preliminar dos cristais, seguida de um
maior detalhamento, por meio do uso de uma lupa de mão com aumento de 10 vezes. Com isso, foi
possível determinar algumas características físicas e morfológicas, tais como hábito, fratura, cor, além da
presença de alguns minerais associados na amostra.
Propriedades como diafaneidade, pleocroísmo e anisotropia foram descritas nas placas serradas e
polidas em ambas as faces. Estas, ainda, foram utilizadas para a obtenção dos índices de refração dos
cristais.
13
De Carvalho, D.T.. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Para as medidas do índice de refração foi utilizado um refratômetro para sólidos da marca
Rayner, disponível no laboratório de Gemologia do Centro de Tecnologia Gemológica do
DEGEO/EM/UFOP. Como meio de imersão foi utilizado o iodeto de metileno da marca Rayner, cujo
índice de refração é de 1,79, número esse que fica entre o índice de refração do berilo (1,65) e o índice de
refração da placa do refratômetro (1,9). A partir do uso deste aparelho foi possível obter ainda o caráter e
o sinal óptico, além da birrefringência.
Por se tratar de um mineral uniaxial, pertencente ao sistema hexagonal, para cada placa foram
efetuadas cinco medidas, com a amostra em diferentes posições no refratômetro. Nenhuma das amostras
estudadas apresentou um caráter biaxial anômalo.
2.3.4 – Caracterização Gemológica
A caracterização gemológica dos berilos pertencentes ao Campo Pegmatítico de Marilac foi
realizada a partir de 12 amostras lapidadas, obedecendo a diferentes tipos, representativas das variedades
água-marinha, morganita e goshenita. Para tanto, utilizou-se da tecnologia pertencente ao Centro de
Tecnologia Gemológica do DEGEO/EM/UFOP, a partir de equipamentos específicos para a determinação
das propriedades das amostras de berilo lapidado, tais como: dicroscópio, polariscópio, refratômetro e
microscópio gemológico.
A caracterização das propriedades ópticas e da densidade foram realizadas de forma análoga às
descritas nos itens 2.3.2 e 2.3.3. As inclusões presentes nas amostras foram descritas a partir de um
microscópio gemológico marca Rayner. Para a caracterização do pleocroismo, utilizou-se de um
dicroscópio marca Rayner e para a caracterização da polariscopia, utilizou-se de um polariscópio.
2.3.5 – Difratometria de raios X
As análises por difratometria de raios X foram realizadas, em parte (29 amostras), no laboratório
de difratometria de raios X do DEGEO/EM/UFOP, utilizando-se de um difratômetro da marca RIGAKU,
modelo D/Max-2B, com goniômetro horizontal, utilizando-se radiação CuKα, filtro de Ni e condições de
excitação de 20mA e 40kV. A outra parte, 14 amostras, foi analisada no laboratório de difratometria do
DEQUI/ICEB/UFOP, por meio de um difratômetro SHIMADZU, modelo XRD6000, equipado com tubo
de Co e filtro de Fe, com goniômetro horizontal e condições de excitação de 20mA e 40kV
14
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Os registros foram realizados com contagem de 1.000cps , velocidade do goniômetro de 2o/min
e intervalo de exposição de 5-70o. Como fonte de radiação foram utilizados, no primeiro caso, um tubo de
Cu, e no segundo caso, um tubo de Co, ambos com voltagem de 20-60kV e corrente de 2,5-50mA.
No preparo das amostras, foi utilizado o método do pó, em uma mistura de berilo com 10% de
NaCl. As amostras foram, inicialmente fragmentadas com o auxílio de um Morteiro de Abich e,
posteriormente, pulverizadas em um gral de ágata, até alcançarem uma granulometria inferior a 200 mesh.
A partir deste método, foi possível medir os parâmetros e o volume da cela unitária, bem como
identificar os politipos de berilo.
Os parâmetros de cela unitária foram calculados por meio dos programas de informática, JADE,
que se baseia nos valores dos possíveis índices de cada plano reticular e UNITCELL.
2.3.6 – Microssonda Eletrônica
A microssonda eletrônica constitui um método de análise pontual, não destrutivo e por isso
muito utilizado, que permite a caracterização química tanto qualitativa quanto quantitativa. Além da
geração de um grande número de análises em curto espaço de tempo, tal método associa a difratometria de
raios X com a imagem.
Segundo Gomes (1984), a natureza dos elementos químicos emitentes é obtida por meio da
identificação das linhas dos espectros característicos de raios X, resultando em uma análise química
qualitativa. Ao comparar tais radiações emanadas pelas amostras com os seus padrões adequados obtémse uma análise quantitativa expressa, geralmente, a partir de porcentagem de óxidos.
As análises químicas por microssonda eletrônica foram realizadas no ICEx/IF/UFMG, por meio
da utilização do equipamento JEOL, modelo JXA 8900RL Super Probe, sob potencial de aceleração de
15kV, corrente de feixe de 10nA e diâmetro do feixe de 5 a 1µm. As informações quantitativas foram
disponibilizadas a partir do software JEOL EPMA.
Para este trabalho, foram selecionados 42 cristais polidos para a confecção de cinco pastilhas
utilizando-se resina+acelerador+polimerizador, sendo duas pastilhas referentes ao Pegmatito Escondido,
uma referente ao Jonas Lima, uma referente ao Ferreirinha e, finalmente, uma pastilha referente ao Ipê.
Posteriormente, essas pastilhas foram metalizadas e analisadas, obedecendo aos padrões específicos para a
fase mineral em questão.
15
De Carvalho, D.T.. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Foram analisados 126 pontos, 3 pontos em cada placa, selecionados de forma aleatória. O ponto
da amostra previamente selecionado, recebeu a incidência de um feixe de elétrons, em um diâmetro de,
aproximadamente, 1µm, resultando na formação de fluorescência de raios X característicos que variam de
acordo com a variação dos átomos presentes na estrutura cristalina do mineral.
Todas as análises foram efetuadas segundo o método dispersão do comprimento de onda
(WDS), resultando na análise química dos elementos Al, Si, Na, K, Mn, Mg, Fe, Cr, Ca, V, Ti, Cs, Rb e
Ba; os padrões utilizados foram, respectivamente: SiO2 (berilo), Al2O3 (berilo), RbO (RbAl2Si2O6), CsO
(polucita), TiO2 (rutilo), K2O (microclínio), Cr2O3 (cromita), BaO (BaAl2Si2O8), MgO (olivina), MnO
(rodocrosita), V2O3 (V2O3 - sintético), Fe2O3 (hematita), CaO (wollastonita), Na2O (albita). A
quantificação desses elementos foi realizada por meio de porcentagem de óxidos e a fórmula estrutural do
mineral foi calculada a partir de equações montadas no Excel 7.0.
2.3.7 – Espectroscopia de Absorção no Infravermelho
As análises de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier,
FTIR, foram realizadas no CECOR/EBA/UFMG, a partir de um espectômetro da marca
BOMEM/HARTMANN & BRAUN (Québec, Canadá – 1994), modelo MB 100C23, com detector MCT e
utilizando-se de uma célula de diamante, modelo SPG 466 e uma câmara sob atmosfera inerte com
nitrogênio gasoso. Para o preparo prévio da amostra na célula de diamante foi usada uma lupa da marca
Olympus B 071, com aumento máximo de 40 vezes.
Para a obtenção dos espectros de absorção, o espectômetro foi, previamente, mantido ligado por
um período de uma hora, para que se conseguisse a estabilização do mesmo. Posteriormente, a célula de
diamante, lavada, foi colocada no espectômetro efetuando-se a calibragem do aparelho, procedimento
único para a leitura de várias amostras. Finalmente, a amostra foi colocada na janela de diamante, com o
auxílio de uma lupa binocular e levada até o aparelho, sendo então submetida à incidência de raios
infravermelho, gerando os espectros de absorção, sob a ação de nitrogênio gasoso, produzindo uma
atmosfera gasosa inerte. O espectômetro, conectado a um computador, possibilita o transporte automático
dos dados e os espectros são visualizados a partir do uso do programa Win Bomen Easy, versão 3.01.
Para se obter as análises de FTIR, foi também empregado o método do pó, efetuando-se um
procedimento análogo ao descrito no item 2.3.4 deste mesmo capítulo. Foi utilizado, aproximadamente,
1mg de pó de cada cristal, em uma granulometria menor ou igual à 200 mesh, buscando assegurar a
preservação de parte das inclusões fluidas presentes nos cristais.
16
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
O emprego deste método analítico resultou no conhecimento de grupos moleculares presentes
nas amostras, tais como CO2, H2O, CH4 e, ainda, o tipo de molécula de água presente na estrutura do
berilo. Como resultado têm-se dados referentes à caracterização politípica dos cristais de berilo, bem
como as prováveis substituições químicas que ocorreram na formação do cristal.
2.3.8 – Estudos Petrográficos e Análises Microtermométricas de Inclusões Fluidas
Como fase preliminar aos estudos microtermométricos, efetuou-se o estudo petrográfico das
inclusões fluidas presentes nas 81 placas de berilo, com mapeamento dos principais campos para análise
Essas placas foram desbastadas até alcançarem uma espessura de aproximadamente 300µm,
objetivando preservar as inclusões fluidas presentes, que chegam à dimensão máxima de 100µm.
Posteriormente, foram polidas em suas duas faces planas e paralelas, a fim de minimizar os efeitos da
reflexão total nos contornos das mesmas e da dispersão da luz, fatos que podem prejudicar e dificultar a
visualização e identificação das inclusões fluidas.
Para o procedimento do estudo petrográfico e do mapeamento foi utilizado um microscópio
petrográfico binocular da marca Leitz Wetzlar, com oculares de 10x e 25x e objetivas de 3,5x, 10x e
32x/UT50, disponível no laboratório de microscopia da Pós-graduação do DEGEO/EM/UFOP, IGc/USP e
do CDTN.
O estudo petrográfico objetiva o reconhecimento das inclusões fluidas e sua caracterização
quanto a morfologia, número de fases à temperatura ambiente, distribuição e modo de ocorrência, o que
permite o estabelecimento de uma cronologia relativa. Desse modo, as inclusões podem ser previamente
classificadas como primárias, secundárias e pseudo-secundárias e agrupadas segundo tipos distintos, de
acordo com suas propriedades. Assim sendo, os dados microtermométricos das inclusões classificadas
como pertencentes a um mesmo grupo foram analisados em conjunto.
Com a aplicação dos estudos microtermométricos foi possível caracterizar os fluidos quanto à
composição, salinidade e densidade, bem como determinar as condições mínimas de temperatura e pressão
de aprisionamento e, portanto, de formação do berilo.
Segundo Roedder (1982), são conhecidos registros de estudos de inclusões fluídas desde o
tempo de Santo Agostinho, século IV. No entanto, até fins do século XIX, os trabalhos investigativos
realizados eram puramente descritivos, merecendo destaque os trabalhos de Sorby (1858) e Zirkel (1870).
17
De Carvalho, D.T.. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Uma grande variedade de métodos têm sido utilizados no estudo das inclusões fluídas, visando,
basicamente, caracterizar a composição dos fluidos e sólidos de saturação, a densidade dos fluidos, as
temperaturas e pressões de aprisionamento e, ainda, a história evolutiva dos mesmos. Dentre essas
técnicas, a mais difundida é a da microtermometria.
Trata-se de um método não destrutivo, possibilitando sua repetição ou aplicação de testes
diferentes em uma mesma inclusão ou placa. Esta repetição é viável, excetuando-se os casos onde ocorrem
vazamentos, mesmos que parciais, do conteúdo das inclusões, e os casos onde ocorrem condições
metaestáveis, ou quando ocorrem mudanças expressivas de ph e Eh, devido à perda imperceptível de
voláteis (Roedder 1984 e Fuzikawa 1985).
Os estudos microtermométricos são efetuados em uma platina especial, acoplada a um
microscópio petrográfico, possibilitando a observação da inclusão in situ enquanto estas são submetidas a
processos de aquecimento e resfriamento Essa metodologia permite o acompanhamento dos processos de
mudanças de fase ocorridos nas inclusões observadas e o registro das temperaturas nas quais elas ocorrem.
As principais temperaturas que devem ser registradas para a caracterização das inclusões são: as
temperaturas de fusão do CO2 e do gelo, as temperaturas de homogeneização do CO2 e total, as
temperaturas do ponto eutético das soluções aquosas e, quando possível, as temperaturas de dissolução
dos sólidos de saturação.
De posse destes valores de temperatura, são confeccionados histogramas de freqüência que
agrupam inclusões fluidas semelhantes, pertencentes ao mesmo sistema. Posteriormente, a interpretação é
efetuada por meio de análises comparativas com sistemas experimentais disponíveis na literatura. Como
resultado final, têm-se dados referentes às pressões e temperaturas mínimas de formação do cristal, à
composição química, à salinidade e à densidade destes fluidos.
Conforme descrito por Crawford (1981), a platina especial de resfriamento e aquecimento,
possibilita uma variação de temperatura que vai de 190°C negativos, a 650°C positivos, podendo, em
alguns casos, para modelos especiais, atingir 1.200°C positivos.
A tecnologia utilizada neste trabalho foi a disponível nos laboratórios de Inclusões Fluidas do
DEGEO/EM/UFOP, do IGc/USP e do CDTN. Os estudos foram executados utilizando-se de platinas de
marca Chaix-Meca, (Poty et al. 1976), acopladas a microscópios petrográficos da marca Leitz Weltzlar
com objetivas de 10x, 25x e 32x/UT50 e oculares de 10x e 25x, que geram um aumento máximo de 800x.
Essas platinas permitem o resfriamento das inclusões até –190oC, por meio da passagem de nitrogênio
líquido em seu interior, e seu aquecimento, até 650oC, por meio de uma resistência interna situada muito
18
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
próximo à localização da amostra. A calibração do equipamento, para baixas temperaturas, foi efetuada a
partir de amostras de quartzo da região de Calanda (Suiça) que possui inclusões com CO2 puro (Tf = 56,6oC), o mercúrio com Tf = -38,86oC e a água bi-destilada (Tf = 0oC). Para os intervalos de altas
temperaturas foram utilizados produtos Merk MSP, com pontos de fusão conhecidos, da Merck
Signotherm. A precisão estimada foi de ±0,2oC, para temperaturas de –60 até 25oC, e de ± 5oC, para
temperaturas de 100 a 400oC.
Foram utilizadas as 81 fragmentos, representadas em 100 campos, totalizando, o estudo de,
aproximadamente, 820 inclusões, de forma a caracterizar os quatro corpos pegmatíticos e as variedades
água-marinha, morganita e goshenita, provenientes dos mesmos.
2.3.9 – Análises Termogravimétrica – ATG
Trata-se de uma técnica que viabiliza a verificação de mudanças nas propriedades físicas e/ou
químicas do mineral, a partir das variações de tempo e temperatura, sendo de grande importância na
mineralogia, uma vez que estabelece o grau de pureza de um determinado cristal.
Segundo Vogel (1981), o princípio básico de aplicação desta técnica consiste em avaliar as
mudanças ocorridas na amostra (perda de peso, água, oxidação, etc.), aumentando-se a temperatura
linearmente com o tempo. Os resultados obtidos podem ser apresentados tanto sob a forma de uma curva
termogravimétrica (TG), onde a mudança de peso é expressa em função da temperatura ou do tempo,
quanto de uma curva termogravimétrica derivada (ATG), onde a primeira derivada de TG é expressa
segundo a temperatura ou o tempo.
Para esta dissertação foram analisadas 14 amostras de berilo, dentre elas 10 cristais de águamarinha, 2 de morganita e 2 de goshenita, provenientes dos Pegmatitos Ipê, Jonas Lima (I e II),
Ferreirinha (I e II) e Escondido, as quais foram, inicialmente, pulverizadas com o auxílio de um morteiro
de Abic e um gral de ágata, com uma granulometria abaixo de 200 mesh.
O equipamento utilizado para essas análises foi o SDT 2960 Simultaneous DTA – TGA marca
TA Instruments e o DSC 2010 Differential Scanning Calorimeter marca DP Union, pertencente ao
DEQUI/EM/UFOP. Trata-se de uma termobalança, com forno horizontal para temperaturas de até
1.200°C e porta-amostra de platina com capacidade para 50 mg.
19
De Carvalho, D.T.. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
No caso das 14 amostras de berilo do Campo Pegmatítico de Marilac, os espectros obtidos foram
fruto de uma taxa de aquecimento de 10°C/min, com fluxo de ar sintético especial (20% de O2 e 80% de
N2) da White Martins e o material de referência (padrão) foi o cadinho de alumina.
2.3.10 – Análises Termodiferencial – ATD
A análise termodiferencial consiste na aplicação de aquecimento e resfriamento controlado,
quase sempre de maneira linear com relação ao tempo, na amostra, em pó total, a ser analisada. Para tal
utiliza-se de um material inerte de referência, que no caso deste trabalho foi o pó de alumina.
Para estas análises foram utilizadas as mesmas 14 amostras de berilo descritas anteriormente,
obedecendo o mesmo processo no preparo destas.
Segundo Vogel (1981), quando for observada uma diferença de temperatura nula entre a amostra
e o material inerte, resulta que não houve nenhuma mudança física ou química. Já no caso de serem
observadas diferenças na temperatura, tem-se, conseqüentemente, alterações. Tais alterações se
apresentam sob a forma de curvas endotérmicas, com picos agudos freqüentes, resultado da perda de
cristalinidade ou processos de fusão, ou sob a forma de picos endotérmicos largos, resultantes da
desidratação do mineral. Curvas endotérmicas, geralmente, estão associadas às alterações físicas no
mineral, enquanto que as exotérmicas relacionam-se a processos oxidativos.
Para os fins analíticos desta dissertação, aplicou-se, em conjunto, as análises térmicas de ATD e
ATG, uma vez que os objetivos principais foram a determinação do conteúdo de umidade e a análise de
misturas sólidas nas amostras de berilo.
O equipamento utilizado consiste no mesmo descrito para a técnica anterior, adicionando-se um
forno com capacidade térmica de até 1.500°C e um porta-amostra de alumina com capacidade para até
50mg. Os espectros obtidos foram fruto de uma taxa de aquecimento de 10°C/min., com fluxo de ar
sintético especial (20% de O2 e 80% de N2) da White Martins e o material de referência (padrão) foi o pó
de alumina.
20
CAPÍTULO 3
CONTEXTO GEOLÓGICO
Os corpos pegmatíticos, alvo dos estudos realizados para esta dissertação, encontram-se
inseridos nos domínios da Província Pegmatítica Oriental do Brasil e referem-se à porção oriental do
estado de Minas Gerais, sendo parte integrante da Província Estrutural Mantiqueira. As idades da
Província Estrutural Mantiqueira remontam ao Arqueano (U/Pb ≅ 3.130 ± 8 Ma) com retrabalhamento e
geração de crosta no Transamazônico (2.200–1.800 Ma) e Brasiliano (700–450 Ma) (Cunningham et
al.1996).
De forma geral, a Província Estrutural Mantiqueira se estende desde o sul do estado da Bahia ao
Rio Grande do Sul, numa extensão superior a 2.000km, bordeja o Cráton São Francisco em suas porções
sul e leste e é recoberta pela Bacia Fanerozóica do Paraná, no setor setentrional. É subdividida em diversas
faixas: Araçuaí, Ribeira, Móvel Costeira e Atlântica (Almeida et al. 1976 e Almeida 1977).
3.1 – A PROVÍNCIA PEGMATÍTICA ORIENTAL DO BRASIL
Esta província, de caráter também gemológico, foi delimitada e caracterizada na década de 40,
século XX, por Paiva (1946). Os pegmatitos portadores de berilo do estado de Minas Gerais (Figura 3.1)
estão inseridos, em sua totalidade, na Província Pegmatítica Oriental e compõem a maior parte desta
(Moura 1989, Cassedanne 1991, Garibaldi 1994 e Morteani et al. 1998).
A Província Pegmatítica Oriental do Brasil está situada na Faixa Araçuaí e no Cinturão
Atlântico. Engloba inúmeros corpos pegmatíticos, tanto de origem ígnea, cristalizados a partir de magmas
graníticos residuais intrusivos, de idade Brasiliana (450 a 650 Ma), quanto anatética, os quais possuem
mineralogia mais simples e as dimensões são menores, formados a partir da fusão parcial e mobilização de
material félsico (Correia Neves et al. 1986, Pedrosa Soares et al. 2001; Figura 3.2).
As principais unidades litoestratigráficas que hospedam os depósitos gemíferos em Minas Gerais
são: as Suítes Graníticas G1, G2, G3-I, G3-SW, G4 e G5, diretamente associadas à sua origem; as rochas
do Grupo Rio Doce, representadas pelas formações São Tomé, Salinas, Ribeirão da Folha e Capelinha; as
rochas do Complexo Guanhães; as rochas dos Supergrupos Rio das Velhas e Minas e os corpos graníticos
da Suíte Borrachudos (Tabela 3.1; Pedrosa Soares et al. 2001).
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
MONTEZUMA
PARDO
SÃO JOÃO DO
PARAISO
RIO PARDO
DE MINAS
o
o
42
48
PARDO
o
JORDÂNIA
INA
S
16
PEDRA GRANDE
SAL
SANTA CRUZ
DE SALINAS
PEDRA AZUL
o
20
OPEDR
SÃ
BH
JEQUITINH
ONHA
ALMENARA
MEDINA
SALINAS
RUBELITA
O
ILHA ALEGRE
ITAOBIM
CORONEL MURTA
SÃO PEDRO DO
JEQUITINHONHA
JOAIMA
ITINGA
VIRGEM
DA LAPA
RIO DO PRADO
ARAÇUAI
A
AR
HA
N
O
NH
IT
I
JE
Q
U
PONTO DE MARAMBAIA
RO
NE G
S TA C
RUZ
CRISÓLITA
CATUGI
PAVÃO
PRETO
BOM JESUS
DO LUFA
BA
M
Ã
PAMP
L
BA
IA
TU
SE
ARAÇUAÍ
PADRE PARAÍSO
M
RIU
MINAS NOVAS
Á
U
SU C
TURMALINA
Í
PIAU
GRAVAT
BERILO
DOIS DE ABRIL
NOVO CRUZEIRO
CAPELINHA
ITAMARANDIBA
RI
CU
MU
MALACACHETA
ITAMARANDIBA
TEÓFILO
OTONI
FAQ
SANTA MARIA
DO SUAÇUI
SERRO
GUANHÃES
BRA
Ç
RIO O NO
SÃO RTE D
MAT
O
E US
ÃO
SÃO JOSÉ DA SAFIRA
MARILAC
RE
BUG CASIMIRO
GRAJAÚ
SABINÓPOLIS
U IM
GOVERNADOR
VALADARES
CI
BR
NACIP RAYDAN
SUAÇUI GRANDE
MU
CU
RI
URUCU
ITAMBACURI
SANTO ANTÔNIO DO ITAMBÉ
TOPÁZIO
SAPUCAIA DO NORTE
DIVINO DAS
LARANJEIRAS
SAPUCAIA DO SUL
FERROS
BELO HORIENTE
DO
CE
GALILÉIA
BARRA DO CUITÉ
CONSELHEIRO PENA
SANTA MARIA
DO ITABIRA
CALIXTO
RESPLENDOR
DOCE
ITABIRA
ANTÔNIO DIAS
DO
CE
C IC
RIO PIRACICABA
PIR
A
BELO HORIZONTE
AB A
NOVA ERA
MOURA (1987)
CASSEDANNE (1991)
GARIBALDI (1994)
MORTEANI et al. (1995)
ESPERA FELIZ
0
30
60
90km
JUIZ DE FORA
Figura 3.1 - Distribuição dos Pegmatitos portadores de berilo no estado de Minas Gerais (Gandini et al. 2001).
22
Figura 3.2 - Mapa Geológico da Província Pegmatítica Oriental do Brasil (Pedrosa Soares et al. 2001).
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Tabela 3.1 – Unidades Litoestratigráficas componentes do Arcabouço Geológico da Província Pegmatítica
Oriental do Brasil (Pedrosa Soares et al. 2001).
Unidade
Principais Rochas
Idade
Coberturas Cenozóicas
rochas sedimentares e sedimentos detríticos, solos
eluviais e coluviais
Terciário e
Quaternário
Suíte G5
biotita-granito e charnoquito
530 – 500 Ma
Suíte G4
granito a duas micas
530 – 500 Ma
Suíte G3 – S
granito com granada e cordierita
580 – 560 Ma
Suíte G3 – I
biotita-granito
585 – 570 Ma
Suíte G2
granito, ultramáficas
530 – 500 Ma
Suíte G1
tonalito e granodiorito gnaissificados
625 – 585 Ma
Grupos Bambuí e Rio
Pardo
calcário, dolomito, pelito, arenito e conglomerado,
metamorfoseados
Neoproterozóico
Formação Capelinha
quartzito, micaxisto e xisto grafitoso
Neoproterozóico
Formação Ribeirão da
Folha
micaxisto, micaxisto feldspático, metachert,
formações ferríferas, grafita-xisto, anfibolito, rocha
cálcio-silicática, mámore
Neoproterozóico
Formação Salinas
micaxisto, metagrauvacas, rocha cálcio-silicática,
grafita-xisto, metaconglomerado
Neoproterozóico
Grupo Rio Doce
micaxisto, biotita-gnaisse, rocha cálcio-silicática
Neoproterozóico
Complexos Jequitinhonha
e Paraíba do Sul
biotita-granada-gnaisse, kinzigito, grafita-gnaisse,
quartzito, mármore, granulito cálcio-silicático
Neoproterozóico
Grupo Macaúbas Oriental
metadiamictito, quartzito, filito, metapelito, formação
ferrífera e mármore
Neoproterozóico
Supergrupo Espinhaço
quartzito, metapelito, metaconglomerado, mármore,
rochas metavulcânicas félsicas e máficas
Paleoproterozóico e
Mesoproterozóico
Suíte Borrachudos
granito gnaissificado
Paleoproterozóico
Supergrupo Minas
itabirito, quartzito, filito, xisto, conglomerado,
mámore
Paleoproterozóico
Complexo Juiz de Fora
granulito, gnaisses
Paleoproterozóico
Supergrupo Rio das
Velhas
rochas metassedimentares e metavulcânicas, rochas
metaultramáficas
Arqueano
Complexos Gnáissicos
gnaisses, migmatito, granito, rochas metamáficas,
formação ferrífera, quartzito
Paleoproterozóico e
Arqueano
24
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
De acordo com os trabalhos de diversos autores, sintetizados em Correia Neves et al. (1986),
Marciano 1995 e Gandini 1999, as idades dos pegmatitos da Província Pegmatítica Oriental do Brasil foi
correlacionada à das manifestações pós-tectônicas tardias da Orogenia Brasiliana A Tabela 3.2 mostra a
relação entre os diversos autores e as datações realizadas nos pegmatitos de Minas Gerais.
Tabela 3.2 - Relação entre as datações realizadas nos pegmatitos do estado de Minas Gerais e os diversos
autores que os estudaram (adaptado de Correia Neves et al. 1986, Marciano 1995, Gandini 1999).
Autor/ Ano
Mineral ou Rocha Investigado
Dirac & Ebert (1967)
muscovitas / Manhuaçu1 e Bicas2
Resultados Obtidos
(1)
K/Ar: 556 ± 16 e 505 ± 10 Ma
(2)
K/Ar: 511 ± 14 e 483 ± 12 Ma
Ledent & Pasteels (1968)
feldspato / Eugenópolis (Caparaó)
Rb/Sr: 469 ± 15 e 492 ± 15 Ma
Herz (1970)
feldspato / Rio Piracicaba
Rb/Sr: 545 Ma
Bigazzi et al.(1971)
muscovita / Serra dos Órgão (Rio de
Janeiro)
K/Ar: 471 ± 14 Ma
Cordani (1973)
muscovitas / norte de Galiléia
(Governador Valadares)
K/Ar: 480 ± 8 Ma
Cordani et al. (1973)
biotita / Serra dos Órgãos(Rio de
Janeiro)
K/Ar: 464 ± 25 Ma
(3)
Cordani & Teixeira (1979)
3
4
Micas e feldspatos / EugenópolisCaparaó
Rb/Sr*: 452 ± 15 Ma
K/Ar: 469 Ma
(4)
Sá (1977)
xistos5, granitóides6 / Araçuaí
Moura (1977)
muscovitas
Andrade et al. (1978)
xistos5, granitóides6 / Araçuaí
Teixeira (1982)
feldspatos alcalinos / João Monlevade
Marciano (1985)
muscovitas7 e microclínio8 /
Governador Valadares
Rb/Sr: 492 ± 15 Ma
(5)
Rb/Sr: 673 Ma
(6)
Rb/Sr: 538 Ma
K/Ar: 480 Ma
(5)
Rb/Sr: 673 Ma
(6)
Rb/Sr: 538 Ma
Rb/Sr: 545 Ma
(7)
Rb/Sr: 501 ± 14 Ma
(8)
Rb/Sr: 497 ± 13 Ma
Mascarenhas et al. (1987)
Muscovitas / Vitória da Conquista
K/Ar: 709 ± 20 Ma e 660 ± 37 Ma
Nalini Jr. (1997)
Muscovitas / Vitória da Conquista
K/Ar: 709 ± 20 Ma e 660 ± 37 Ma
*todas as idades Rb/Sr referem-se à λ = 1,42 x 10 –11 anos-1
25
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Segundo Correia Neves et al. (1986) e Pinto et al. (2002), a análise dos dados geocronológicos
obtidos na Província Pegmatítica Oriental do Brasil, permite concluir que no fim do Ciclo Brasiliano
houve a geração de uma grande quantidade de material pegmatítico. Logo, grande número dos pegmatitos
que compõem esta província pertencem a uma época metalogenética de idade compatível com tal evento.
Conforme descrito por Ginsburg et al. (1979), Černý (1982a e b) e Černý (1991a e b), adotar-seá a descrição do berilo pegmatítico de Minas Gerais segundo seus atributos, tais como: afinidades
estruturais, ígneas, geoquímicas, mineralógicas e geocronológicas. Para tal utilizar-se-á das definições de
distritos e campos pegmatíticos.
Os Distritos Pegmatíticos são porções de uma província que englobam vários Campos
Pegmatíticos separados entre si por caracteres territoriais ou geológicos (Figura 3.3). Já os Campos
Pegmatíticos compreendem territórios inferiores à 1.000m2, ocupado por grupos pegmatíticos de
ambiências geológicas e estruturais afins. São gerados em um mesmo estágio termo-magmático, a partir
do mesmo tipo de fonte granítica e possuindo idades semelhantes (Pinto et al. 2002).
A Província Pegmatítica Oriental do Brasil encontra-se dividida, no estado de Minas Gerais, em
sete Distritos Pegmatíticos (Araçuaí, Governador Valadares, Ataléia, São José da Safira, Santa Maria de
Itabira, Padre Paraíso e Medina-Pedra Azul), que por sua vez se subdividem em 21 Campos Pegmatíticos,
conforme descrito por Pinto et al. (2002). Os Pegmatitos estudados nesta dissertação pertencem ao
Distrito Pegmatítico de Governador Valadares e ao Campo Pegmatítico de Marilac, caracterizado por
conter pegmatitos turmaliníferos e muscovíticos encaixados em gnaisses, migmatitos e xistos (Pedrosa
Soares et al. 1994).
3.1.1 – Os Pegmatitos
O termo pegmatito foi utilizado pela primeira vez pelo padre R. J. Haüy, em 1801, para designar
as rochas apresentando intercrescimento geométrico de quartzo e feldspato. Desde então, novas
designações vêm sendo propostas levando-se em consideração aspectos mineralógicos, geológicos,
genéticos, etc. A Tabela 3.3 apresenta, resumidamente, a denominação do termo pegmatito de acordo com
os principais estudiosos do tema.
Existem diversas maneiras de se classificar os corpos pegmatíticos, as quais levam em
consideração vários aspectos, tais como: forma, tamanho, disposição em relação as encaixantes,
mineralogia, gênese, estrutura e textura interna. Geralmente, essas classificações agrupam dois ou mais
aspectos. Os corpos pegmatitos caracterizam-se por apresentarem uma grande variedade de formas,
dimensões, orientações e disposição segundo suas encaixantes.
26
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
43°
42°
41°
40°
Itaobim
17°
18°
18°
Distrito de
Ataléia
Campo de Marilac
Governador Valadares
S.Maria
Itabira
Distrito de
Conselheiro Pena
Ipatinga
Itabira
19°
19°
Nanuque
Teófilo Otoni
Deistrito de São
José da Safira
MG
Aimorés
Caratinga
Distrito de
Sta Ma de Itabira
ES
Distrito de
Caratinga
20°
20°
17°
Distrito de
Padre Paraíso
Araçuaí
43°
42°
41°
40°
21°
21°
Ponte Nova
75
100
Distrito Pegmatítico Araçuaí
Distrito Pegmatítico de Padre Paraíso
Distrito Pegmatítico Governador Valadares
Distrito Pegmatítico de Ataléia
Distrito Pegmatítico de Conselheiro Pena
0
25
50
(Km)
Distrito Pegmatítico de Santa Maria de Itabira
Distrito Pegmatítico de Caratinga
Figura 3.3 – Distribuição dos Distritos Pegmatíticos na Província Pegmatítica Oriental do Brasil (adaptado de
Ribeiro 2002).
27
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Tabela 3.3 - Várias definições do termo pegmatito de acordo com diversos autores (César-Mendes 1994,
Marciano 1995, Gandini 1999)
Autor/Ano
Haüy (1801)
Brogniart (1813)
Definição
Rocha apresentando intercrescimento geométrico entre quartzo e feldspato.
granitos com textura gráfica.
Delesse (1849)
qualquer rocha granítica de granulometria grossa.
Nauman (1854)
rochas de composição granítica e granulometria grossa.
Bastin (1911)
rochas de composição granítica e granulometria grossa apresentando irregularidade
do tamanho dos grãos.
Kemp (1924)
rocha cimentada em uma estrutura.
Shaller (1925)
Rocha formada a partir de uma rocha ígnea, onde o hidrotermalismo teria um papel
muito ativo.
Fersman (1931)
associou os pegmatitos graníticos à corpos filonianos, cristalizados entre 700 e
350°C, cuja granulometria é notavelmente grande.
Landes (1933)
rochas intrusivas holocristalinas cujo tamanho dos minerais formadores são maiores
do que o presente em seus correspondentes plutônicos.
Jahns (1955)
acrescentou à idéia anterior características como fenômenos de substituição e
zoneamento dos corpos.
Brisbin (1986)
sofre influência da pressão de fluido pegmatítico, das condições de plasticidade,
pressões litostáticas, reologia, etc.
Atualmente, os diversos autores adotam tratar-se de uma rocha proveniente de fonte ígnea ou
metamórfica, caracterizada tanto pela textura quanto pela granulometria grossa, destacando-se as
dimensões dos cristais e a presença de minerais raros de aproveitamento econômico.
Levando-se em consideração características mineralógicas, os pegmatitos podem ser
classificados em ácidos, intermediários e básicos que, por sua vez, ainda podem ser simples ou complexos
(Landes 1933).
Quanto às características texturais estes se classificam em homogêneos, de textura uniforme, e
heterogêneos com alto grau de diferenciação textural, apresentando zonamento interno (Figura 3.4,
Johnston Jr. 1945).
Segundo Cameron et al. (1949), os pegmatitos podem ser classificados em zonados e não
zonados, de acordo com os aspectos texturais e composição mineralógica. Os corpos zonados
28
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
caracterizam-se por apresentarem camadas concêntricas sucessivas, denominadas: a) zona de borda ou
marginal, b) zona mural, c) zona intermediária e d) núcleo (Figuras 3.5).
Figura 3.4 – Representação simplificada da estruturação de pegmatitos simples e complexos zonados – modelo
proposto por Uebel (1977).
29
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Superfície
-30m
-60m
Zona Marginal ou de Borda
Zona Intermédia
Zona Mural
Núcleo
Preenchimento de Fratura
Corpo de Substituição
0
15
30
45
60m
Escala
Figura 3.5 - Bloco-diagrama representando a estruturação interna básica dos corpos pegmatíticos zonados e a
relação entre as zonas (modificado de Gandini 1999).
30
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
Segundo Correia Neves et al. (1986), baseando-se nos trabalhos de Rudenko et al. (1975),
Ginsburg et al. (1979) e Černý (1982a), a caracterização das centenas de pegmatitos que compõem a
Província Pegmatítica Oriental do Brasil acompanha a seguinte sistemática: pegmatitos abissais,
constituem pegmatitos quase autóctones encaixados em rochas metamórficas da fácies anfibolito alto à
granulito, originados por fusão parcial dos metamorfitos de alto grau; pegmatitos muscovíticos,
característicos dos metamorfitos Barrovianos, encontram-se encaixados em micaxistos da fácies
almandina-anfibolio (Winkler 1979), tendo sido originados pelo fracionamento restrito de granitos
primitivos ou ainda por anatexia; pegmatitos com elementos raros, característicos do metamorfismo tipo
Abukuma de baixa pressão, originaram-se a partir do fracionamento de granitos alóctones diferenciados e
consolidados, em rochas da fácies anfibolito de Winkler (1979), sendo enriquecidos em um ou mais dos
elementos Li, Rb, Cs, Be, Zn, Nb, Ta, Zr, Hf, Ga, Bi e Mo +/- B, P e F; e pegmatitos miarolíticos
formados confinados nas cúpulas de granitos alóctones, epizonais à subvulcânicos, ocorrendo, ainda, em
veios preenchendo fraturas ou bolsões, podendo estar enriquecidos em elementos raros, quartzo e fluorita
óptica (Tabela 3.4).
A composição mineralógica de tais pegmatitos é simples, destacando-se como minerais
essenciais o feldspato potássico (cinza, róseo e verde), caulinita, muscovita e quartzo (branco, hialino e
fumé). Dentre os acessórios um dos principais minerais é o berilo, encontrado nas cores azul, esverdeada,
amarela, rósea e incolor, tanto sob a forma de escória (berilo industrial) quanto como cristais de
aproveitamento gemológico. Ainda é possível encontrar turmalina, biotita, albita, granada, ferrocolumbita,
topázio, fluorita, monazita, apatita, bismutita, óxidos e hidróxidos de manganês e ferro (Marciano 1985,
Correia Neves et al. 1986, Pinto et al. 2002).
Os corpos exibem as mais variadas dimensões, sendo no entanto raro que aflorem por inteiro, o
que dificulta as classificação quanto às dimensões. Segundo Issa Filho et al. (1980), quanto à espessura
estes corpos podem ser classificados em: muito pequenos (<0,5m), pequeno (0,5 a 5,0m), médio (5,0 a
15,0m), grande (15,0 a 50,0m) e muito grande (>50,0m). Quanto a sua forma, existe uma diversidade
muito grande, destacando-se as formas tabulares, lenticulares, ramificadas, em massas irregulares,
elípticas e circulares.
É importante ressaltar que nem todo pegmatito possui reservas minerais economicamente
significativas, destacando-se, nesse aspecto, os pegmatitos complexos enriquecidos à elementos raros.
Deve-se ressaltar que as rochas pegmatíticas e os depósitos hidrotermais representam os depósitos
primários de gemas do estado de Minas Gerais, as quais podem ainda ser encontradas em depósitos
secundários, sob a forma de elúvios, colúvios e aluviões (Issa Filho et al. 1980, Pedrosa Soares et al.
2001).
31
Tabela 3.4 - Dados comparativos da sistemática das formações pegmatíticas da Província Pegmatítica Oriental do Brasil (Rudenko et al. 1975,
Ginsburg et al. 1979, Černý 1982a).
Formações
Pegmatíticas
Condições de Formação
Pegmatitos
Abissais
P* = 4 à 9 kbar; Þ = 17 à 27 km, T =
700-800oC
fácies anfibolito alto à granulito
Relações com Granitos
•
•
Características
nenhuma
segregação
leucossomas
anatéticos
•
•
•
Pegmatitos
Muscovíticos
P = 5 à 8 kbar, Þ = 13 à 20 km, T =
650-580oC
fácies almandina- anfibolito; subfácies
cianita + almandina
P = 4 à 6 kbar, Þ = 15 à 18 km, T =
Pegmatitos a
550-650oC
Elementos raros /
fácies almandina- anfibolito; subfácies
Muscovíticos
cianita + almandina; Tipo Barrowiano
Pegmatitos a
Elementos Raros
P = 2 à 4 kbar Þ = 7 à 13 km
metamorfismo Abukuma, fácies
anfibolito com cordierita; subfácies
andaluzita +cordierita +muscovita
mineralizações em gemas, minerais
industriais, minerais cerâmicos
•
•
corpo anatético
de marginal
exterior
a
•
•
corpo anatético
de marginal
exterior
a
•
12interior a marginal
ou exterior
345-
Pegmatitos
Miarolíticos
P = 1 à 2 kbar, Þ = 3 à 6 km
formado nas cúpulas de granitos
epizonais, subvulcânicos, Tipo
hipersolvus
* P – pressão; þ – profundidade de formação
•
interior a marginal
encontram-se localmente enriquecidos em U,
Th, ETR, Nb, Ti, Zr
mineralização pobre a moderada
são depósitos de muscovita e feldspato
potássico
• ocasionalmente
apresentam
conteúdos
subordinados de Be, Nb, ETR, U e Th
• mineralização pobre moderada em micas e
minerais cerâmicos
• elementos menores misto (entre as classes
superior e inferior
• mineralizações mistas
• faixas colisionais
podem ser divididos em:
Tipo rico em Be, Y, ETR, Nb>/<Ta, Ti, U, Th
Tipo rico em berilo-columbita (Be, Nb>/< Ta ±
Sn, ETR P B)
Tipo pegmatitos complexos ou bandados (Li, Rb,
Cs, Be, Ta > Nb, Sn ± B)
Tipo quase homogêneo com espodumênio (Li, Be,
Nb ≥ Ta ± Sn)
Tipo rico em lepidolita (F, Li, Rb, Fe, Ta > Nb ±
Cs, Sn)
• enriquecido em elementos raros, fluorita
óptica e quartzo piezoeléctrico
• mineralização em gemas (pobre)
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
3.1.2 – Distrito Pegmatítico de Governador Valadares
Esse distrito pegmatítico destaca-se pelo grande número de pegmatitos que engloba em seus
domínios, sendo estes bem distintos no que se refere à geologia de suas encaixantes, onde a mais comum é
o biotita-xisto São Tomé, com ocorrências de rochas granitóides no Campo de Galiléia-Conselheiro Pena
e de quartzitos no Campo de São José da Safira (César-Mendes 1995, Nalini Jr. 1997, Ribeiro 2002).
Wegner (1983), Santos (1985), Marciano (1985), Gandini (1999) e Ribeiro (2002) cadastraram
dezenas de corpos pegmatíticos pertencentes ao referido distrito, destacando-se os Campos Pegmatíticos
de Marilac-Golconda, de Galiléia-Conselheiro Pena e de São José da Safira. Este último é formado apenas
por duas dezenas de corpos pegmatitos.
No que se refere à mineralogia, destacam-se: em Marilac-Golconda, berilos e turmalinas; em
Galiléia-Conselheiro Pena, minerais de lítio e fosfatos e em São José da Safira, turmalinas coradas. Devese ressaltar que excetuando-se a esmeralda e a bixbita (termo gemológico que designa a variedade
vermelha do berilo), todas as variedades gemológicas de berilo são encontradas nesta área (Wegner 1983,
Moura 1985, Santos 1985, Correia Neves et al. 1986, Marciano 1995, Nalini Jr. 1997, Ribeiro 2002,
Gandini 1999, Gandini et al. 2001).
3.2 – CAMPO PEGMATÍTICO DE MARILAC-GOLCONDA
Vários foram os trabalhos já publicados referindo-se ao berilo deste campo pegmatítico. Dentre
eles, destacam-se os de: Correia Neves et al. 1984, Marciano 1985, Correia Neves et al. 1986, Achtschin
& Marciano 1996, Achtschin et al. 1996, Gandini et al. 1998, Gandini 1999, Bello et al. 2000, Gandini et
al. 2000, Gandini et al. 2001, Pinto et al. 2002, Ribeiro 2002.
Quanto à coloração dos cristais de berilo, são descritas as variedades azuladas à esverdeadas
(escória), as azuis (águas-marinhas), que são muito comuns, e, raramente, os cristais incolores (goshenita)
e róseos (morganita).
3.2.1 – Os Pegmatitos do Campo Pegmatítico de Marilac
A Província Pegmatítica Oriental do Brasil ocupa uma faixa de 800km de comprimento por
150km de largura, estendendo-se de NNE para SSW, ao longo da porção Oriental do estado de Minas
Gerais. Os corpos pegmatíticos distribuídos no Distrito Pegmatítico de Governador Valadares, situado a
nordeste da folha de Marilac, afloram ao longo do Vale do Rio Doce. Em geral, encontram-se encaixados
33
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
concordantemente aos micaxistos e, subordinadamente, em granodioritos, gnaisses e quartzitos. São, em
sua maioria, zonados simples e complexos, com dimensões médias compreendidas entre 15 e 35m de
espessura (Issa Filho et al. 1980, Marciano 1995, Gandini 1999, Pedrosa Soares et al. 2001, Pinto et al.
2002).
Trata-se de uma região de grande importância econômica mineral, na extração de gemas
coradas, minerais de coleção e minerais industriais. Dentre os minerais mais comuns têm-se quartzo
(hialino, fumé, róseo, leitoso e amarelado), feldspato potássico, caulinita, mica (muscovita, muscovita
litinífera e biotita), albita (por vezes cleavelandita), granada, nióbio-tantalatos, turmalinas (negras, azuis e
róseas) e berilo (industrial, água-marinha, morganita e goshenita). Nos pegmatitos dessa região foram
realizados intensos trabalhos de explotação, que remontam à Segunda Guerra Mundial. As lavras são
basicamente subterrâneas e/ou a céu aberto e os trabalhos de extração são basicamente primários,
realizados por microempresários e garimpeiros, com a utilização de compressores, bombas hidráulicas,
martelos, tratores, caçambas e etc.
Os quatro corpos pegmatitos alvo deste estudo (Ipê, Ferreirinha, Jonas Lima e Escondido) estão,
em sua totalidade, encaixados em quartzo-biotita-xistos pertencentes à Formação São Tomé do Grupo Rio
Doce, apresentando disposição concordantes com as encaixantes e formas que variam de tabulares a
lenticulares (Barbosa et al. 1964, Gandini 1999, Netto et al. 2002). Constituem corpos pegmatíticos
berilo-ferrocolumbita-tantalíferos enriquecidos em muscovita (Tabela 3.5).
Nenhum dos pegmatitos estudados encontra-se exaurido, estando, no entanto, paralisados os
trabalhos de extração. São corpos de grandes dimensões, com ocorrência de cristais métricos de quartzo e
feldspatos, grandes livros de mica que chegam a 2m de altura, além dos minerais-gema, berilo e turmalina,
e minerais industriais, tais como: quartzo, mica, caulinita, berilo e turmalina negra.
3.2.1.1 – Mineralogia e Classificação do Pegmatito do Ipê
Trata-se de um corpo pegmatítico de grande porte, apresentando 25m de altura, na parte
aflorante, e comprimento superior a 200m. Possui morfologia tabular e está disposto concordantemente
com a encaixante, de maneira sub-horizontal (Prancha 3.1, Fotografia a).
A mineralogia principal desse corpo é representada por feldspato potássico, plagioclásio
pertítico, quartzo, muscovita, biotita e raramente mica litinífera. Já a mineralogia acessória é constituída
34
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
por caulinita, apatita, albita berilo, tantalita-columbita, granadas e turmalinas, principalmente as de
coloração negra (schorlita).
Nesse pegmatito é possível visualizar uma estrutura zonada, sendo a zona marginal caracterizada
por possuir poucos centímetros de espessura. A zona intermediária foi quase que totalmente explotada em
feldspato industrial, feldspato com textura gráfica e quartzo, para as indústrias de vidro e cerâmica, e a
zona mural apresenta-se, como a de maior espessura tendo como característica marcante a presença de
“ripas” de biotita de até dois metros de comprimento. Estas apresentam o eixo c paralelo ao contato do
pegmatito com a encaixante, resultando em sua seção basal quase perpendicular ao mesmo. Os cristais de
granada apresentam-se com uma borda de alteração de coloração negra à acinzentada indicando a presença
de manganês em sua estrutura cristalina.
As unidades ou corpos de substituição são de ocorrência pouco freqüente e apresentam-se sob a
forma de cavidades preenchidas por cristais euédricos de quartzo fumé e incolor, além de “livros” de
muscovita, cristais euédricos de berilo, apatita e etc.
A explotação deste pegmatito remonta à Segunda Guerra Mundial e, durante o período do
conflito, destacou-se como grande produtor dos minerais estratégicos, tais como: mica, feldspato, berilo e
quartzo. Atualmente, é conhecido como produtor de feldspato, berilo e quartzo de aplicação industrial,
além das variedades gemológicas água-marinha, quartzo róseo e fumé.
3.2.1.2 – Mineralogia e Classificação do Pegmatito do Ferreirinha
Trata-se de um corpo de grande porte (15 a 50 metros de espessura) com zonamento uniforme,
contendo feldspato, quartzo, ferrocolumbita/tantalita e berilo, na zona intermédia. Nota-se também, a
ocorrência de cleavelandita, muscovita, água-marinha e granada, nos corpos de substituição, e quartzo
hialino à róseo, no núcleo. Deve-se ressaltar que a explotação neste corpo é realizada em três cavas
(galerias), segundo cotas distintas, as quais recebem, respectivamente, os nomes de Ferreirinha I, II e III
(Prancha 3.1, Fotografia b).
Esse pegmatito é conhecido como produtor de feldspato e berilo tanto de aplicação industrial,
como das variedades gemológicas, água-marinha e turmalina (lavras II e III).
35
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Lavra do Ferreirinha I
Refere-se à cava superior ou de maior cota, onde é possível observar a estruturação zonada do
pegmatito. Sua mineralogia é constituída por quartzo, feldspato potássico, albita (cleavelandita), biotita,
muscovita e berilo. Apresenta, neste nível, total ausência de turmalina.
É possível observar, nos corpos de substituição, o contato de cristais métricos de feldspato com
cristais centimétricos de albita. Deve-se ainda destacar, a presença de livros de mica de até 2m de altura.
Lavra do Ferreirinha II
Refere-se à cava intermediária, onde também é possível identificar a estrutura zonada do
pegmatito. Sua mineralogia é representada pela presença de quartzo, feldspato potássico, albita, biotita,
muscovita e berilo. Deve ser ressaltada a presença abundante de turmalina negra neste nível do corpo
pegmatítico.
3.2.1.3 – Mineralogia e Classificação do Pegmatito do Jonas Lima
O pegmatito encontra-se encaixado entre o contato do ortognaisse do Complexo Mantiqueira e o
xisto da Formação São Tomé. Trata-se de um corpo zonado, subhorizontal, contendo albita, cleavelandita,
mica e quartzo, no corpo de substituição e água-marinha e berilo industrial, além de cristais métricos de
quartzo e feldspato, na zona intermédia. Trata-se de um corpo de grande porte, com espessura variando de
15 à 50 metros. A explotação neste corpo é realizada em duas cavas, conhecidas, respectivamente, como:
Jonas Lima I e II (Prancha 3.1, Fotografia c).
Lavra do Jonas Lima I
Refere-se à cava superior ou de maior cota, sendo possível observar a estrutura zonada do corpo.
Neste nível pode-se observar a presença de quartzo hialino e fumé, feldspato potássico (microclínio),
muscovita e biotita, em agregados drúsicos, sob a forma de “livros” de até 20cm de altura. Os minerais
acessórios mais comumente encontrados são turmalina (verde e negra) e água-marinha.
Deve-se ressaltar a presença de cristais métricos de feldspato na zona gráfica, cuja ocorrência
está associada a mica de coloração lilás. Os cristais de granada também apresentam borda de alteração de
36
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
coloração negra à acinzentada. Outro destaque é a presença de quartzo fumé como componente do núcleo
desse corpo pegmatítico.
Lavra do Jonas Lima II
Trata-se da cava inferior ou de menor cota, sendo que tanto a estruturação quanto a mineralogia
observadas neste caso são as mesmas anteriormente descritas.
3.2.1.4 – Mineralogia e Classificação do Pegmatito do Escondido
Por se tratar de um corpo não aflorante, onde o acesso ao mesmo é realizado por uma abertura de
0.90 x 1,60m, cavada no capeamento, totalmente alterado, do pegmatito, não é possível estimar suas
dimensões e morfologia. Sabe-se apenas que o túnel escavado possui cerca de 50m de comprimento,
sendo classificado como de médio porte. Geoquimicamente é considerado um corpo altamente
diferenciado. Está disposto concordantemente, de maneira sub-horizontal, com os xistos da Formação São
Tomé. Esse pegmatito não foi fotografado devido a impossibilidade de acesso, uma vez que a entrada da
galeria encontrava-se trancada nas duas idas ao campo.
A mineralogia essencial desse corpo é representada por feldspato potássico de aplicação
industrial, quartzo (hialino, róseo, leitoso, fumé e amarelo), mica (muscovita litinífera, biotita). Já a
mineralogia acessória é constituída por caulinita, apatita, cleavelandita, autunita, berilo (água-marinha,
morganita e goshenita), turmalina (negra, verde e rósea) e nióbio-tantalatos nos corpos de substituição
(Gandini 1999).
Nesse pegmatito é possível visualizar uma estrutura zonada, onde a zona marginal é
caracterizada por possuir poucos centímetros de espessura. A zona mural atualmente é explotada em
feldspato industrial, turmalina negra e berilo industrial e a zona intermediária é explotada em turmalinas
coradas, água-marinha, goshenita e morganita. As unidades ou corpos de substituição são de ocorrência
freqüente, apresentando-se sob a forma de cavidades preenchidas por cristais euédricos de quartzo fumé e
incolor, além de livros de muscovita, cristais euédricos de berilo, apatita, cleavelandita e nióbio-tantalatos.
Trata-se de um corpo pouco conhecido e estudado, tendo sido descrito pela primeira vez por
Gandini (1999).
37
Tabela 3.5 - Algumas descrições acerca dos pegmatitos alvo de estudo, do Campo Pegmtítico de Marilac (adaptado de Ribeiro 2002)
Coordenadas
UTM
Dimensão
Morfologia
Rocha
Encaixante
Mineralogia Principal
Mineralogia Acessória
tabular muito
grande
quartzomicaxisto
feldspato potássico, quartzo,
muscovita, biotita
caulinita, albita, apatita, autunita, berilo,
nióbio-tantalatos, granada, turmalina
Ferreirinha I 806370 7926371
tabular
grande
micaxisto
feldspato potássico, biotita,
quartzo, muscovita
caulinita, albita, apatita, autunita, berilo,
nióbio-tantalatos, granada, turmalina
Ferrerinha II 805017 7926220
tabular
grande
micaxisto
feldspato potássico,
muscovita, biotita, quartzo
caulinita, albita, apatita, autunita, berilo,
nióbio-tantalatos, granada
Jonas Lima I 807356 7926757
tabular muito
grande
quartzomicaxisto
feldspato potássico, quartzo,
muscovita
caulinita, albita, autunita, berilo, nióbiotantalatos, granada, turmalina
Jonas Lima
II
807440 7926624 tabular muito
grande
biotitaquartzomicaxisto
feldspato potássico, quartzo,
muscovita
caulinita, albita, apatita, autunita, berilo,
nióbio-antalatos, granada, turmalina
Escondido
809365 7929905
lenticular
muito grande
micaxisto
feldspato potássico, quartzo,
muscovita
berilo, caulinita, cleavelandita, autunita,
apatita, nióbio-tantalatos, turmalina
Pegmatito
E
Ipê
N
805100 7925040
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
a
Vista geral do Pegmatito Ipê, evidenciando seu posicionamento concordante com a
encaixante
b
Vista Geral do Pegmatito do ferreirinha, evidenciando as cavas I (maior cota) e II
(menor cota).
c
Vista da entrada do Pegmatito Jonas Lima I, evidenciando a deformação do mesmo
juntamente com a rocha encaixante
Prancha 3.1 - Fotografias representando os três corpos pegmatíticos estudados neste trabalho.
39
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
3.2.2 – Estratigrafia
Os corpos pegmatíticos do Ipê, Ferreirinha (lavras I e II), Jonas Lima (lavras I e II) e Escondido
estão inseridos em uma região pertencente à Folha de Marilac, contida no domínio ocidental da Faixa
Araçuaí e no Núcleo Antigo Retrabalhado de Guanhães (Figura 3.6). A distribuição estratigráfica da área é
aqui descrita segundo a coluna estratigráfica proposta por Ribeiro (2002) (Tabela 3.6).
3.2.2.1 – Faixa Cratônica – Núcleo Antigo de Guanhães
As rochas pertencentes à esse contexto estão representadas pelo Complexo Basal e pelo Grupo
Guanhães, com idade Arqueana e compõem o conjunto mais antigo da Folha de Marilac.
De acordo com Grossi Sad (1993), o complexo basal agrupa informalmente as rochas do tipo
tonalito-trondjemito-granodiorito (TTG), gnaissificadas e em parte migmatizadas, divididas em duas
unidades. Ribeiro (2002) o subdivide em duas unidades: a unidade 1, refere-se à gnaisses quartzofeldspáticos, homogêneos, bandados e foliados contendo pouca biotita. A unidade 2 refere-se à gnaisses
quartzo-feldspáticos, bandados, levemente foliados, altamente friáveis e com escassez de biotita.
Os diagramas QAP a e b, apresentados no Quadro 3.1, indicam que para a unidade 1 existe uma
variação de composição das rochas, que vai de granito a granodiorito, monzonito e tonalito. No caso da
unidade 2, há a predominância das composições graníticas e tonalíticas com leve tendência à
granodioríticas (Ribeiro 2002).
O Grupo Guanhães possui distribuição territorial restrita, seguindo a borda do Maciço Granítico
Açucena. É representado por uma seqüência vulcano-sedimentar composta por xistos grafitosos,
aluminosos, calciossilicáticos, ultramáficos e máficos, além de gnaisses grauvaquianos, mármores,
formações ferrífera e magnesífera, quartzitos e quartzitos ferruginosos. Seu metamorfismo, analogamente
ao ocorrido no Complexo Basal, é da fácies anfibolito, datado em 2.0Ga, referindo-se ao Arqueano
(Grossi Sad et al. 1990 e Ribeiro 2002).
De acordo com Ribeiro (2002), os granitos pré- a sin-tectônicos da Suíte Intrusiva
Paleoproterozóica, são leucocráticos, de composição essencialmente quartzo-feldspática, contêm pouca
biotita e possuem foliação ausente a discreta. Já os Granitos da Suíte Borrachudos pertencem ao
Mesoproterozóico, compreendendo migmatitos tardi- a pós-tectônicos em relação ao Ciclo
Transamazônico. O diagrama QAP c, do Quadro 3.1, mostra a composição dominante das rochas
pertencentes ao Maciço Granítico de Açucena, que vai de granítica com tendência granodiorítica a
40
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
quartzo-monzonítica, diorítica e tonalítica. Ambas as unidades sofreram metamorfismo da fácies
anfibolito.
42o15'
42o10'
42o05'
42o00'
Chonim
Salvador
FST2
18o40'
o
18 40'
Chonim
de Baixo
4
Golconda
FST1
QT
3
2
2
1
18o45'
18o45'
CM
0
CB
2,5
Santo Antônio
do Pontal
MG - 3
BR - 116
MA
14
Governador
Valadares 18 50'
5,0 km
o
18o50'
o
42 10'
o
42 05'
Pegmatitos estudados
o
42 00'
MA - Maciço Granítico Açucena
CB - Complexo Basal
Outros pegmatitos
Vila
FST1 - Formação São Tomé
FST2 - Formação São Tomé
Falha de empurrão
Contato litológico definido
Rodovia Federal
Rodovia Estadual
Estrada de terra
CM - Complexo Mantiqueira
QT - Quartzito
Figura 3.6 – Mapa Geológico da área de estudo (adaptado de Gandini 1999 e Comig 2002)
41
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Quaternário
Cenozóico
Fanerozóico
Tabela 3.6 – Estratigrafia da região referente á Folha de Marilac, mostrando a distribuição das principais
litologias (Ribeiro 2002).
65 Ma
Qha
Aluvião
Núcleo Antigo de Guanhães
Terraços Aluvionares
Faixa Móvel
Domínio Ocidental
Neopreoterozóico
Granitos Sin a Tarditectônicos
Nbb
Granito Baixa do Bugre
Grupo Rio Doce
Nst1
Nst2
Formação São Tomé
1.000 Ma
Mesoproterozóico
Proterozóico
570 Ma
Qht
Granitos Pré a Tardi-Tectônicos
MA
Granito Açucena
Arqueano
2.600 Ma
Paleoproterozóico
1.800 Ma
Granitos Pré a Sin-Tectônicos
Pj
Granito Jenipapo
Grupo Guanhães
Ag
Complexo Basal
Ab1
Ab2
42
Complexo Mantiqueira
Cm
qt
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
Quadro 3.1 - Diagramas QAP mostrando a distribuição das rochas pertencentes às unidades 1 e 2 do
Complexo Basal (a e b), Maciço Granítico de Açucena (c), do Antigo Núcleo Guanhães; do Complexo
Mantiqueira (d), Granito Baixa do Bugre (e), da Faixa Móvel Ocidental (adaptado de Ribeiro 2002).
a
b
c
d
e
43
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
3.2.2.2 – Faixa Móvel – Domínio Ocidental
Complexo Mantiqueira
As rochas componentes deste domínio possuem idades mais antigas que vão do Proterozóico
Inferior ao Superior. O complexo Mantiqueira engloba gnaisses migmatizados ou não, contendo,
basicamente, quartzo, feldspato potássico, biotita, microclínio, granada e hornblenda. Foram submetidas a
metamorfismo da fácies anfibolito e, localmente, granulito (Silva et al. 1978a, Viana 1991 e Ribeiro
2002). O diagrama QAP d, do Quadro 3.1, mostra que a composição desses gnaisses é,
predominantemente, tonalítica com tendências graníticas e granodioríticas.
Em seqüência estão dispostas as rochas Neoproterozóicas da Formação São Tomé, do Grupo Rio
Doce, cujo contato é por falha de empurrão em toda sua extensão. Finalizando, ocorrem os granitos
Neoproterozóicos sin- a tardi-tectônicos, localizados na região Baixa do Bugre (Ribeiro 2002).
Grupo Rio Doce
A primeira referência a este grupo foi realizada por Barbosa et al. (1964), que o caracterizou na
região do médio Rio Doce.
Está posicionado na porção oriental da Faixa Araçuaí, onde está localizada a área alvo deste
estudo. Encontra-se também sotoposto a terrenos mais antigos do Cinturão Atlântico e refere-se a rochas
de idades que vão do Proterozóico Inferior ao Médio (Pedrosa Soares et al. 1994).
O Grupo Rio Doce foi dividido por Barbosa et al. (1964) em três formações: as formações
Tumiritinga e São Tomé, que lateralmente são correlatas representando as unidades basais do grupo, e a
Formação João Pinto, sotoposta às anteriores, formando a unidade superior. É constituído ainda por rochas
de caráter xistoso não descriminadas em formações (Cunninghan et al. 1996, Ribeiro 2002)
Esta unidade é de extrema importância no que se refere ao caráter econômico da região, uma vez
que engloba os pegmatitos produtores de gemas coradas, minerais de coleção e minerais industriais. Os
pegmatitos estão encaixados nos xistos da Formação São Tomé. A ocorrência destes pegmatitos é rara no
domínio oriental da Faixa Móvel (Pinto et al. 2002).
Estruturalmente, encontra-se altamente deformado e metamorfizado na fácies anfibolito.
Generalizando, este grupo representa uma seqüência psamo-pelítica sem componentes conglomeráticos. À
44
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
oeste está em contato tectônico, por falha de empurrão, com os metagranitos do corpo Açucena (Silva et
al. 1987b, Grossi Sad et al. 1990 e Pedrosa Soares et al. 1994).
Formação São Tomé
Os metassedimentos contidos nesta formação foram primeiramente descritos e estudados por
Barbosa et al. (1964). Representam xistos, cuja composição essencial engloba quartzo, mica, feldspato,
sillimanita e ocorrências locais de granada e turmalina (Ribeiro 2002). São descritos ainda, a presença de
numerosos filões de quartzo e a ocorrência de dezenas de corpos pegmatíticos encaixados nos
metassedimentos desta formação. Sendo esses, responsáveis pela produção de quartzo, feldspato e berilo
industriais; minerais de coleção; além de água-marinha, morganita, goshenita, turmalina azul, rósea,
verdes e negras (Pinto et al. 2002).
Segundo Silva et al. (1978a e b), Grossi Sad et al. (1990) e Pedrosa Soares et al. (1994), essas
rochas sofreram metamorfismo de grau médio a baixo, na fácies anfibolito, encontrando-se à oeste em
contato tectônico, por falha de empurrão, com as rochas do Grupo Guanhães e à leste com os gnaisses do
Complexo Mantiqueira.
3.2.2.3 – Granitos Sin- a Tardi-tectônicos
Englobam as rochas Neoproterozóicas, representadas na Folha de Marilac, pelo Granito Baixa
do Bugre, que corta discordantemente as rochas gnáissicas do Complexo Mantiqueira e os xistos da
Formação São Tomé.
Constituem gnaisses granitóides de coloração cinza a esverdeada, compostos por quartzo,
feldspato, biotita, e anfibólio. Possuem granulometria variando de fina a grossa, apresentam-se fortemente
foliados e contêm, comumente, cristais de feldspato de até 3 cm, orientados e/ou dispostos aleatoriamente.
O diagrama QAP e, do Quadro 3.1, mostra uma variação de composição que vai de granítica a
tonalítica.
3.2.2.4 – Rochas Intrusivas de Idade Indeterminada
Geralmente constituem diques ou ocorrem em pequenos corpos intercalados nas diversas
unidades litoestratigráficas da área. Englobam todas as rochas de posicionamento incerto, de composição
45
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
básica e metaultrabásica, em parte metamorfisadas de distribuição aleatória e/ou intercaladas nas unidades
estratigráficas da Folha de Marilac. São descritos anfibolitos localmente granatíferos, metagrabos e
jutonitos, além de tremolita-xistos (Ribeiro 2002).
Os corpos básicos, diques e granitos pertencem, provavelmente, ao Mesozóico, segundo Ribeiro
(2002).
3.2.2.5 – Terraços Aluvionares
Sua ocorrência é mais expressiva ao longo dos vales dos rios, onde ocupam, principalmente, as
margens dos cursos d’água. Esses sedimentos quaternários possuem coloração variada e compõem
materiais areno-argilosos detríticos, argilas, arenosos e conglomeráticos. Apresentam-se em contatos
bruscos e discordantes com as diversas litologias que recobrem a área (Ribeiro 2002).
São caracterizados por um acamamento bem definido, com estruturas primárias marcantes,
distinguidas, principalmente, por cascalhos ricos em seixos imbricados segundo a paleocorrente.
Apresentam-se tanto sob forma friável quanto consistentes (Ribeiro 2002).
3.2.2.6 – Aluviões
De forma similar aos terraços aluvionares, os aluviões se concentram nas margens dos cursos
d’água da região referente à Folha de Marilac. Tratam-se de depósitos quaternários de coloração variada,
compostos por sedimentos detríticos, inconsolidados, dispostos nas calhas dos rios e nas planícies de
inundação dos mesmo. Sendo representados por areias, siltes e argilas (Ribeiro 2002).
Os aluviões da região apresentam alta potencialidade econômica por serem depósitos
secundários das gemas coradas encontradas na região, no entanto, atualmente, sua explotação é proibida
pelo IBAMA (Pinto et al. 2002).
3.3 – CONTEXTO GEOTECTÔNICO
O contexto geotectônico de Minas Gerais caracteriza-se pela megaestruturação de idade
Arqueana a Paleoproterozóica, no contato entre os blocos crustais Brasília e Vitória. Com posterior
estabelecimento de extensos cinturões orogênicos Mesoproterozóicos e a individualização do Cráton de
São Francisco (Haralyi et al. 1982, Schobbenhaus et al. 2001; Figura 3.7).
46
Contribuições às Ciências da Terra, Série M, Vol.09.....151p.
Segundo Almeida et al. (1976), Pedrosa Soares et al. (1994) e Cunninghan et al. (1996), os
corpos pegmatíticos da Província Pegmatítica Oriental do Brasil, encontram-se encaixados em rochas
pertencentes à Faixa de dobramentos Araçuaí, porções Ocidental e Meridional. Ambas retrabalhadas
durante o Ciclo Brasiliano. Trata-se de um cinturão de dobramentos e empurrões, estruturados sobre
litologias dos grupos Rio Doce e Macaúbas, Supergrupo Espinhaço e rochas arqueanas.
44o
8o
Faixa
Riacho do Pontal
Faixa
Sergipana
o
48
northeastern lobe
o
12
Faixa
Brasília
Salvador
Brasília
OCEANO
ATLÂNTICO
southern lobe
Faixa
Araçuaí
Província Pegmatítica Oriental do Brasil
EFB
Golconda
Belo Horizonte
Governador
Valadares
20o
o
48
QF
Cinturões Orogênicas Brasilianos
Metassedimentos de médio e alto
grau, Brasilianos
Áreas transamazônicas com
rejuvenecimento brasiliano
Faixa Alto
Rio Grande
0
Cobertura Fanerozóica
Granitóides Brasilianos
200km
Cobertura Meso/Neoproterozóico
Geenstone Belt Arqueano e
Estratos Paleoproterozóicos
Embasamento (>1.8Ga.)
Figura 3.7 – Mapa do arcabouço geotectônico do Cráton de São Francisco de da Província Pegmatítica
Oriental do Brasil (modificado de Schobbenhaus et al. 2001).
47
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
A área de estudo insere-se em território localizado à leste da Serra do Espinhaço, no Vale do Rio
Doce. De acordo com Ribeiro (2002), a Folha de Marilac foi descrita, simplificadamente, em dois
domínios tectônicos. O primeiro, Núcleo Antigo de Guanhães, refere-se ao domínio cratônico PréBrasiliano, representado por ganaisses tipo TTG associados a rochas ultramáficas e máficas (Complexo
Basal), seqüência vulcão-sedimentar e granitóides alcalinos (Suíte Borrachudos e Granito Açucena). O
segundo, Faixa Móvel Proterozóica, subdivide-se em dois subdomínios, o Ocidental, caracterizado por
ampla sedimentação marinha, contendo gnaisses peraluminosos parcialmente migmatizados, xistos,
quartzitos, rochas calciosilicáticas e mármores dos grupos Rio Doce e Macaúbas e o Oriental,
Neoproterozóico, caracterizado pela intensa granitogênese resultando na formação de granitos pré, sin- e
tardi-tectônicos. Os dois domínios possuem características litológicas, metamórficas, estruturais e
magmáticas distintas, estando separados por falhas de empurrão, com movimento de E para W e gradiente
metamórfico crescente de W para E.
48
CAPÍTULO 4
BERILO: CONSIDERAÇÕES GERAIS
O nome berilo tem sua origem na palavra latina beryllus, cujo significado refere-se à coloração
mais comum deste mineral, que é o verde-claro-azulado (Sauer 1982). É um dos mais importantes silicatos
e possuidor de uma grande gama de cores. Suas variedades incolor e vermelha são de ocorrência rara e seu
uso é muito importante como fonte do elemento berílio (Be), utilizado na fabricação de escudos de calor,
partes de sistemas de orientação, giroscópios, plataformas estáveis, acelerômetros, etc. (Sauer 1982, Klein
& Hurlbut Jr. 1985, Schumann 2002).
O berilo é conhecido na sociedade humana desde o início dos tempos e sua presença sempre foi
marcante em todas as civilizações, seja por sua utilização como gema, seja por seu uso industrial. As
primeiras referências históricas, sobre a utilização do berilo em jóias primitivas, remontam ao paleolítico.
(Schumann 2002).
São inúmeras as referências que associam o uso do berilo em rituais e passagens religiosas, fato
muito comum na Idade Média, bem como as referências bíblicas acerca desta gema, como a passagem que
relata o berilo como uma das 12 pedras cravadas no peitoral de Aarão, Sumo-sacerdote dos Judeus,
representando uma das doze tribos de Israel (Mitos & Lendas 2001).
Segundo Sinkankas (1981), as primeiras citações mineralógicas referentes ao berilo foram
realizadas por Haüy (1801) e J.B.R de Lisle (1872), que descreveram, respectivamente, as variações das
formas cristalográficas e sua representação por meio de um conjunto de letras.
O berilo é encontrado em diversos ambientes. O berilo gema está associado, geralmente, à
pegmatitos graníticos cuja mineralogia básica se assemelha à do granito, sendo formada por quartzo,
feldspatos e micas, podendo ainda ser encontrado em depósitos secundários, como em eluviões e aluviões.
Já o berilo industrial é encontrado na zona gráfica ou mural dos pegmatitos (Figura 3.6), enquanto que na
zona intermediária encontram-se tanto cristais de berilo industrial quanto aqueles de qualidade
gemológica, embora de dimensões menores (Cameron et al. 1975).
No que se refere à sua aplicação como gema, a propriedade mais importante é a cor. Segundo ela
o berilo é classificado em: esmeralda – verde-grama; água-marinha – azul intenso à azul-esverdeado;
heliodoro, também conhecido como berilo dourado, – amarelo-limão à amarelo-dourado; morganita -
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
rosa-chá à rosa-salmão; bixbita (termo gemológico) – vermelho-groselha à vermelho-salmão e goshenita –
incolor ou branca (Sauer 1982, Schumann 2002).
Em Minas Gerais são encontradas esmeraldas, as mais imponentes águas-marinhas, símbolo
gemológico do Brasil, além de morganita, heliodoro e goshenita. No entanto é necessário ressaltar que a
utilização do berilo não se restringe unicamente à indústria joalheira. Uma vez que esse mineral possui
grande importância industrial, por ser uma das maiores fontes do metal leve berílio, é utilizado na
fabricação de mísseis e reatores nucleares, etc.
Dentre os principais países produtores, destacam-se: Brasil, Colômbia, Rússia, EUA, África do
Sul, Austrália, Birmânia, Sri Lanka, Zimbabwe, Namíbia, Madagascar, Moçambique, Tanzânia, Paquistão
e outros (Schumann 2002, Pinto et al. 2002).
4.1 – O BERILO NA HISTÓRIA DO BRASIL
O Brasil vem se destacando, desde a Segunda Grande Guerra, como maior produtor de gemas no
mercado mundial. Sua produção se diferencia das demais por apresentar uma grande variedade de gemas.
Esse fato se deve à abundância de pegmatitos mineralizáveis, que recortam as rochas de idade PréCambriana, e cobrem grande parte do território brasileiro. A Tabela 4.1, mostra a exploração do berilo no
Brasil ao longo dos seus 500 anos.
Desde sua descoberta, a cerca de 500 anos, o Brasil teve sua história confundida com a
exploração do berilo. Atualmente é considerado um dos maiores produtores mundiais, tanto das
variedades gemológicas, quanto do berilo industrial. Dentre os estados produtores de berilo no Brasil,
destaca-se o de Minas Gerais, seguido pelo Espírito Santo, Bahia e Paraíba estes formando a Província
Pegmatítica Oriental do Brasil, definida por Paiva (1946).
Até meados dos anos 40, do séc. XX, o Brasil era tido como mero exportador de pedras coradas
brutas, incluindo o berilo. No entanto, durante a Segunda Guerra Mundial, houve uma intensa exploração
da Província Pegmatítica Oriental do Brasil. Assim o país deixou sua posição limitada, passando a suprir
cerca de 75% da demanda de minerais estratégicos (quartzo, berilo, mica, etc.) (Bauer 1968, Sauer 1982,
Pinto et al. 2002).
50
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Tabela 4.1 - Principais fatos envolvendo a exploração de gemas no Brasil, ao longo da história do país,
destacando-se a procura por variedades do berilo – (Bauer 1968, Sauer 1982, Schumann 2002, Gandini 1999).
1554 – Tiveram início as “Entradas” e “Bandeiras”, que visavam percorrer o interior do país
à procura de ouro e esmeraldas.
Século
XVI
1571 – A expedição de Fernandes Tourinho encontra os primeiros berilos, às margens do Rio
Itamarandiba, nas proximidades dos municípios de Capelinha e Turmalina, estado de Minas
Gerais.
1568 – São descobertas algumas jazidas do que se considerava serem esmeraldas.
Século
XVII
1672 – A aristocracia paulista usa seus próprios recursos em incursões, visando encontrar
gemas e ouro.
1674 – Fernão Dias Paes Leme sai à busca de esmeraldas, peregrinando pelas Minas Gerais.
1697 – As 128 pedras enviadas à Coroa Portuguesa, foram examinadas por peritos da Índia e
classificadas como falsas esmeraldas (turmalina verde).
1721 – Bernardo da Fonseca descobre os primeiro diamante em território brasileiro.
Século
XVIII
1725 – Sebastião Leme do Prado, a exemplo de Bernardo da Fonseca, efetua descobertas de
diamante no território brasileiro.
A busca por pedras coradas decai e a esmeralda deixa de ser o maior alvo da cobiça da Coroa
Portuguesa.
Século
XIX
1820 – A Coroa Portuguesa volta suas atenções para a região de Vila Rica à procura de
Ouro.
1850 – A região de Teófilo Otoni sofre um grande impulso na mineração de minerais gemas.
1910 – Foi descoberta, no vale do Rio Marambaia, a água-marinha Papamel (110,5 Kg),
destacando o Brasil como produtor desta variedade.
1940 – O Brasil se limita ao papel de exportador de gemas coradas brutas.
SEGUNDA GUERRA MUNDIAL
A província Pegmatítica Oriental do Brasil passa a ser uma das grandes produtoras de
Século XX minerais estratégicos, incluindo o berilo.
1950 – Os pegmatitos brasileiros alcançam uma grande importância econômica, colocando o
Brasil como pólo mundial na produção de pedras coradas.
1970 – A produção de águas–marinhas é destaque no estado de Minas Gerais (algumas
lavras localizadas nos vales dos rios Jequitinhonha e Doce chegaram a produzir 1 tonelada de
cristais de qualidade gemológica).
1990 – Foram descobertas novas jazidas de esmeraldas nos domínios do estado de Minas
Gerais, como as de Capoeirana e a da Fazenda das Piteiras
Século
XXI
O Estado de Minas Gerais continua se destacando como um dos maiores produtores de
gemas coradas do mundo.
51
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Com o fim do conflito mundial, os pegmatitos portadores de mineralizações passaram de
produtores de minerais estratégicos, a grandes produtores de gemas coradas, levando, assim, o nome do
estado de Minas Gerais e, conseqüentemente, do Brasil como o de maior produtor mundial de gemas
coradas (Sauer 1982, Schumann 2002).
4.2 – CRISTALOGRAFIA
O mineral berilo pertence à classe dos silicatos, subclasse dos ciclossilicatos e ao grupo do
berilo, que é formado, além do mineral berilo, também pelos aluminossilicatos de Fe, Mg e Be:
sekaninaita (Fe2+, Mg)2Al3(AlSi5O18), bazzita Be3(Sc, Fe)2Si6O18, idialita Mg2Al3(AlSi5O18) e cordierita
(Mg, Fe2+)2Al3[AlSi5O10].H2O (Gaines et al. 1997). Desde o século XIX, Haüy (1801), Lisle (1872) e
outros estudiosos já descreviam o berilo como pertencente ao sistema cristalino hexagonal. Porém,
somente no século XX, com estudos mais avançados de sua estrutura interna, como os de Bragg & West
(1926), é que a disposição dos átomos na rede cristalina do mineral foi caracterizada.
O berilo possui 4 eixos cristalográficos dos quais 3 são coplanares formando ângulos de 120º
entre si (Quadro 4.1). O quarto eixo posiciona-se ortogonalmente aos demais. Com alto grau de simetria
forma, geralmente, bipiramides-dihexagonais da classe 6/m 6/m 6/m e grupo espacial P6/mcc (Gaines et
al. 1997).
Apresenta predominância das faces do prisma (10 1 0) e do pinacóide (0001), sendo menos
comuns as faces das bipirâmides (12 3 1) e (10 1 1) e do prisma dihexagonal (11 2 0) (Figura 4.2).
O hábito desse mineral pode ser prismático curto (tabular) ou prismático com terminações
multifacetadas, exibindo estrias ao longo do eixo c (verticalmente) e até doze lados em seção transversal
(Figura 4.2) (Schumann 2002).
4.3 – PROPRIEDADES CRISTALOQUÍMICAS
Segundo Deer et al. (1962), embora sejam representados pela fórmula cristaloquímica geral,
Be3Al2Si6O18, onde BeO ≅ 14%, Al2O3 ≅ 19% e SiO2 ≅ 67%, análises químicas mostram que, geralmente,
é comum a presença de álcalis (Li+, Na+, Cs+, Rb+, K+), em uma porcentagem de até 11%, água (H2O), em
uma porcentagem de até 4%, além de traços dos elementos Fe, Mg, Mn, Ti, V, Cr, P, Ba, Zr, Sr, Sc, Zn,
Ca e outros. Outras análises ainda mostram que a substituição Li+↔Be2+ favorece, fortemente, o
mecanismo de entrada de álcalis nos canais da rede cristalina, paralelos ao eixo cristalográfico c.
52
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
CRISTALOGRAFIA
Quadro 4.1 - Propriedades cristaloquímicas do berilo (Betekhtin s.d., Roberts et al. 1974, Mauriño 1976, Dana
& Hurlbut Jr 1976, Tröger 1979, Webster 1980, Deer et al. 1981, Klein & Hurlbut Jr 1985, Schumann 2002).
Simetria
QUÍMICAS
MECÂNICAS
MINERALÓGICAS
Geminação
não apresenta
Cela unitária
ao=9,23Å; co=9,19Å; relação axial - a:c = 1:0,996; Z=2
Principais reflexões (RX)
2.867Å (100); 3.254Å (95); 7.98Å (90)
Fórmula
Be3Al2Si6O18
Álcalis presentes
Li, Na, K, Rb, Cs;
> outros elementos o co permanece constante
Moléculas nos canais
H2O, CO2, He, Ar, F
5 - 51/2; funde-se formando um esmalte
Calcinação
calcinado intensamente produz um pouco de água
Solubilidade
insolúvel em ácidos
Fusibilidade
infusível
Tenacidade
quebradiço
Fratura
irregular a conchoidal (assimétrica)
Clivagem
pinacoidal basal imperfeita {0001}
Traço
branco
Dureza relativa
71/2 - 8,0 (Mohs)
Densidade relativa
Brilho
Diafaneidade
Cores/nuances
ÓPTICAS
> álcalis implica em
Fusibilidade
Dados ópticos
Pleocroísmo
Espectro de absorção
Fluorescência
GEOLÓGICOS
hexagonal, classe 6/m2/m2/m, grupo espacial P6/mcc
Hábito
prismático com terminações multifacetadas, algumas vezes exibindo 12 lados em
seção transversal, com estriações ao longo do eixo c. Também com hábito tabular
Ocorrência
Paragênese
> I.R.,
>d, >ao
2,63 a 2,80
vítreo
transparente a translúcido
incolor, azul claro a forte, azul esverdeado, verde pálido a forte, amarelo claro a
escuro, róseo, vermelho e leitoso
nϖ = 1.567 - 1.594, nε = 1.563 - 1.586, B = 0,004 a 0,008; dispersão = 0,014
2V = 0 até 17o; uniaxial negativo
heliodoro (fraco)
- amarelo dourado, amarelo limão
morganita (distinto)
- róseo pálido e róseo azulado
esmeralda (distinto) - (natural)
- verde, verde-azul e verde amarelo
(sintética)
- verde amarelo, verde azul
água-marinha, azul (distinto)
- quase incolor a azul claro, azul a azul celeste
azul/verde (distinto) - verde-amarelo a incolor, verde-azul
bixbita (distinto)
- púrpura, incolor
não há um definido; os espectros são diferentes para cada variedade
morganita: fraca - violeta
jazidas primárias: em drusas nos granitos e pegmatitos graníticos,
sienitos nefelínicos, mica xistos, mármores, greisen, veios hidrotermais e
pneumatolíticos ou como acessório em rochas ígneas ácidas
jazidas secundárias: aluviões e colúvios
quartzo, cassiterita, turmalina, feldspato, micas litiníferas, topázio, crisoberilo,
fenaquita, trifilita, fluorita, espodumênio, etc
53
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
canais // ao eixo c
a)
Oxigênio
Alumínio
Berílio
Silício
ao
b)
100
Alumínio
75
co
50
Berílio
25
0
ao
Figura 4.1 – Projeção da face basal (0001) do berilo e projeção correspondente à face do prisma 1a ordem
{0001}, com eixo c vertical, exemplificando a estrutura do berilo e mostrando a distribuição de alumínio, sílica
e BeO4 (modificado de Gandini 1999).
54
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Berilo - Sistema Hexagonal
C // n
E
0001
1010
a2
2
a3
1
Prisma Hexagonal 1 a Ordem
e Pinacóide Basal
Prisma Hexagonal 2 a ordem
e Pinacóide Basal
Bipirâmide Hexagonal
Figura 4.2 - Modelo do sistema cristalográfico do berilo, mostrando o posicionamento dos eixos
cristalográficos e as relações angulares entre eles (adaptado de Schumann 2002).
Segundo Gaines et al. (1997), a fórmula geral deste grupo pode ser definida como: A2-3 B2 [Si5
Si Al}O18, onde A = Be, Mg, Fe e B= Al, Sc, Fe. Se levadas em consideração as características
importantes na causa de cor do berilo, fator determinante de suas variedades gemológicas, sua forma
cristaloquímica é expressa por [A] X3 Y2 T6 O18, associando as várias substituições isomórficas na
estrutura do mineral e os elementos alcalinos sob a forma de íons mono e bivalentes. Dessa forma, A
representa as vacâncias dos canais; X os sítios tetraédricos, para substituição de Be, Al, Li e Si4+; Y os
sítios octaédricos e T os sítios tetraédricos, para a substituição do íon Si4+. O Quadro 4.2 apresenta as
relações dessa fórmula geral, com a estrutura do mineral e os álcalis presentes como impurezas.
55
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Quadro 4.2 - Relações entre a fórmula geral do berilo, sua estrutura e a presença de impurezas sob a forma de
álcalis (adaptado de Gaines et al. 1997).
Elemento da
Fórmula Geral
Posicionamento na
Estrutura do
Mineral
Impurezas e suas representações
Na+, Ca+: raramente aparecem nos espaços entre os
anéis; comumente entre 2 grupos H-O-H.
K+: em posições cognatas ao grupo H-O-H; algumas
vezes essa posição é ocupada pelo íon Rb+.
A
vacâncias e canais
Rb+: aparece nos canais entre os grupos H-O-H e três
óxidos de um anel trigonal, que é fortemente
deformado.
Cs+: análogo ao Rb+, com uma leve distorção nos
anéis.
Fe2+: presente nos canais ou ocupando vacâncias
quando existe deficiência em alumínio.
Nota-se também a presença de OH-.
X
sítio tetraédrico
Be2+: aparece sob a forma de tetraedros [BeO4]6- ou
junto ao Si nos tetraedros [SiO4]4-. Quando há
deficiência em Si ou Al ocorre preferencialmente a
substituição do Al.
Li+: ocorre nas posições do Be+.
Al3+: ocorre em octaedros [Al O6]9-; como possui
caráter anfótero, pode substituir silício e berílio nos
tetraedros.
Y
sítio octaédrico
Fe2+, Fe3+, Mg2+, Mn2+, Cr3+, Sc3+, V5+, Te4+: ocorrem
substituindo o alumínio nos octaedros [AlO6]9-.
Li+: presente nas posições do alumínio, pode ocupar
determinadas vacâncias quando ocorre alguma
deficiência.
T
sítio tetraédrico
Si4+: presente em tetraedros [SiO4]4-. Quando ocorre
em excesso, pode substituir o berílio no tetraedro
[BeO4]6-.
Segundo Wood & Nassau (1968) e Aurisicchio et al.(1994), há dois modos de ocorrência das
moléculas de água nos canais estruturais do berilo, identificados por meio de análises de espectroscopia de
absorção no infravermelho. No primeiro caso, água tipo 1, as moléculas de eixo H-H se posicionam
paralelas ao eixo c do berilo. No segundo caso, água do tipo 2, o eixo H-H é perpendicular ao eixo c
(Figura 4.3).
56
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Esse mineral apresenta como característica principal a presença de anéis hexagonais compostos
por seis tetraedros de Si-O, assemelhando-se a um favo de mel, formando canalículos ocos, contínuos e
profundos paralelos ao eixo c e podendo ser preenchidos por íons maiores (Aurisicchio 1994). Deer et al.
(1962) escreveu: “No interior dos anéis de cada grupo SiO4 , dois átomos de oxigênio são compartilhados
por dois outros grupos de SiO4 adjacentes, de modo que o radical dos anéis seja representado por [Si6
O18]12, com uma relação Si:O igual a 1:3. Os átomos de alumínio (Al3+) e berílio (Be2+) estão
posicionados alternadamente entre os anéis, sendo cada átomo de alumínio coordenado por um grupo
octaédrico de seis átomos de oxigênio [AlO6]9- e cada átomo de berílio rodeado por quatro átomos de
hidrogênio [BeO4]6-, formando um tetraedro distorcido. Os anéis [Si6O18] vizinhos se reúnem lateral e
verticalmente por Al3+ e Be2+ (Figura 4.4)”.
5,1 A
2,8 A
ANEL
ANEL
ANEL
ANEL
H
H
ANEL
ANEL
H
O
Cs-K-Rb
O
H
1
C = 9,19 A
Na
-
OH
H
O
H
H
H
O
Na
H
2
OH-
O
H
A)
LIVRE DE
ÁLCALIS
H
ÁGUA TIPO I
B) RICO EM Na
H
H
O
ÁGUA TIPO II
O
H
VACÂNCIA
C)
RICO EM
ÁLCALIS
1 - Nível dos átomos de Si no anel Si6O18
2 - Nível dos átomos de Be e Al
Figura 4.3 – Esquema mostrando a presença de moléculas de água do tipo I e II na estrutura do berilo
(Gandini 1999).
57
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Al
a)
SiO4
BeO4
b)
Figura 4.4 – Esquema exemplificando a estrutura do berilo e mostrando a distribuição do elemento alumínio,
e dos tetraedros SiO4 e BeO4. a) projeção da face basal 0001; b) projeção correspondente à face do prisma de
primeira ordem { 1 000}, com eixo c vertical (Gandini et al. 2001).
58
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
4.4 – PROPRIEDADES FÍSICAS
Dentre as propriedades físicas do berilo, a cor é uma das mais importantes no que se refere ao
seu emprego como gema, uma vez que, segundo às diversas tonalidades apresentadas, esse mineral possui
denominações gemológicas distintas. No entanto, essa não é uma propriedade diagnóstica de identificação,
já que muitas outras gemas podem apresentar tonalidades semelhantes às das variedades gemológicas do
berilo.
A causa da gama de cores do berilo é a presença de impurezas sob a forma de íons de metais de
transição (elementos cromóforo), nos interstícios da estrutura cristalina do mineral, aliado ao seu
posicionamento no retículo cristalino e ao seu estado de oxidação (Quadro 4.3). Trata-se, portanto, de um
mineral alocromático (Černý 1976, Dana & Hulburt Jr. 1976). Alguns cristais de berilo não apresentam
distribuição homogênea de cor, gerando um zonamento, fruto da variação composicional durante o
crescimento do cristal (Sinkankas 1981, Schwarz 1987).
Quadro 4.3 - Relação entre os íons de metais de transição, a cor do berilo e a designação de sua variedade
gemológica (Correia Neves et al. 1984, *Schwarz 1987, **Brow 1990 e 1993, Schumann 2002; Castañeda et al.
2000).
1
Metais de Transição
Variedade Gemológica
Tonalidades
Cr2+, V3+, *Fe2+, Fe3+
esmeralda
verde-intensa, verde-grama, verde-alface
Fe2+, **Ba2+
água-marinha
azul, azul-esverdeada, verde-amarelada,
verde-azulada
Fe2+, Mn, Ti
heliodoro
amarelo-dourado, amarelo-esverdeada,
amarelo-acastanhada, âmbar
Mn, Fe, Li
morganita
rósea à rosa-salmão
Mn, Ti, Li, Nb
bixbita
vermelho-groselha à vermelho-salmão
Na, Li1
goshenita
incolor, branca, amarela ou azulada
a presença dos metais de transição na estrutura do mineral não está relacionada, necessariamente, às tonalidades deste variedade.
O berilo, quando puro, apresenta uma densidade relativa que varia de 2,62 à 2,67, podendo
chegar à 2,91 à medida que aumenta o teor de álcalis na composição química do mineral (Correia Neves et
al. 1986).
Sua dureza relativa está diretamente ligada à estrutura cristalina do mineral e varia de 7 1/2 à 8.
Trata-se, portanto, de um mineral de boa resistência ao risco, garantindo assim sua utilização como gema.
59
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
Quanto à tenacidade, é classificado como quebradiço, pulverizando-se, facilmente, ao choque
mecânico, sendo sensível à pressão.
Possui uma clivagem pinacoidal basal imperfeita em {0001} e um fraturamento assimétrico que
varia de irregular à concóide. A propriedade de partição não é um fenômeno muito comum nos cristais de
berilo, sendo observada apenas em regiões que sofreram intensa deformação. Quando submetido à tensões
externas se rompe segundo a clivagem, partição e/ou fraturas, características deste mineral. A cor do traço
do berilo varia de branco à levemente acinzentado (Bauer 1968, Dana & Hulburt Jr. 1976, Schumann
2002).
O berilo possui brilho vítreo, às vezes, ceroso à resinoso e sua capacidade de transmissão de luz
(diafaneidade) varia de transparente à translúcida. Trata-se de um mineral uniaxial negativo, podendo
desenvolver, às vezes, cristais ortorrômbicos biaxiais, com ângulo 2v de até 17º. Essa anomalia pode ser
fruto do aumento das tensões internas durante o crescimento do cristal ou ainda de deformações mecânicas
sofridas pelo mesmo em decorrência da entrada de álcalis em sua estrutura (Dana & Hulburt Jr. 1976,
Foord & Mills 1978). No caso das amostras analisadas não foi observada a ocorrência dessa anomalia.
De acordo com as orientações das inclusões de minerais aciculares ou das cavidades de inclusões
fluidas, as gemas de berilo podem apresentar os fenômenos de asterismo, de seis ou doze pontas, e
chatoyance (acatassolamento), formando o chamado berilo olho-de-gato. Como a maior parte dos cristais
de berilo apresentam inúmeras inclusões, esses são os fenômenos ópticos mais comuns para esse mineral.
Tais fenômenos são realçados quando se utiliza a lapidação em cabochão (Bauer 1968, Schumann 2002).
Uma outra propriedade óptica observada em algumas variedades gemológicas do berilo é a fluorescência
que, na morganita, varia de róseo fraco à violeta e na esmeralda produz colorações amarelas-esverdeadas
(Sauer 1982).
Por se tratar de um mineral uniaxial apresenta dicroísmo, propriedade observada nas variedades
coradas. Na água-marinha, varia do azul-claro, incolor ao azul, azul-celeste; na morganita varia do róseopálido ao róseo azulado.
De todas as propriedades físicas de uma gema, as ópticas possuem uma importância peculiar. As
características ópticas do mineral-gema são responsáveis pela cor, brilho, pleocroísmo, jogo de luz, dentre
outros fenômenos que valorizam uma gema. Essas propriedades variam em função da composição
química do berilo, assim com o aumento do teor de álcalis ocorrem acréscimos consideráveis nos índices
de refração (n), na densidade relativa e na birrefringência. Os índices de refração para o berilo são de
aproximadamente 1,557 – 1,599, para o raio ordinário e 1,560 – 1,602, para o raio extraordinário, este
60
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
podendo variar de 0,009, para mais ou para menos (Černý 1976, Correia Neves et al. 1984, Schumann
2002 e Deer et al. 1992). O raio de luz ao penetrar no cristal de berilo, é dividido em dois, sendo tal
fenômeno denominado birrefringência (B), que varia de 0,004 à 0,009 e é obtido pela diferença entre o
maior e o menor índice de refração. O berilo possui baixa dispersão, da ordem de 0,014 não sendo,
portanto, comum apresentar o fenômeno de fogo ou jogo de cores (Schumann 2002).
4.5 – APLICAÇÕES INDUSTRIAIS DO BERILO
Embora o berilo exerça um papel fundamental na indústria de gemas, deve-se ressaltar que sua
aplicação não se restringe somente à esse segmento da sociedade comercial.
A sua utilização é muito importante no setor da indústria metalúrgica, como fonte do metal leve
berílio (Be). De modo semelhante ao alumínio, quando misturado ao cobre sofre um acréscimo na sua
força de tensão, dureza e resistência à fadiga (Berílio 2001, Pinto et al. 2002).
Existem cerca de 30 minerais que, reconhecidamente, contém berílio em sua composição
cristaloquímica, contudo, apenas três são de relevante importância, são eles : berilo, bertlandita e barilita.
Dentre eles, o berilo é o de maior importância industrial, uma vez que possui uma vasta distribuição na
crosta terrestre, fato esse aliado à porcentagem deste metal em sua estrutura, que pode chegar à 14%.
Assim sendo, o berilo é também um bem mineral economicamente viável em sua utilização industrial.
Atualmente, os EUA são os maiores produtores de berílio, extraído do mineral bertlandita.
4.5.1 – O Berílio
Foi descoberto, em 1797, por Louis Nicholas Vanquelin, na estrutura do mineral berilo.
Originalmente era conhecido por gencinum (do grego, doce), uma vez que seus compostos solúveis
possuíam um sabor adocicado. O metal foi isolado pela primeira vez por Wöller e Bussy, em 1928. Tratase de um elemento raro, que não ocorre livre na natureza e cuja presença na crosta terrestre não passa de
5ppm em peso. Dois aspectos que tornam o metal berílio único, são suas características nucleares e sua
elevada rigidez (Dias 1973).
Suas principais aplicações são: escudos de calor, partes de sistemas de orientação, giroscópios,
plataformas estáveis, acelerômetros, espelhos, placas de fuselagem para cápsulas do programa gemini,
anéis de ligação entre os andares do míssil minuteman e painéis de proteção para o foguete Agena (Berílio
2001, Pinto et al. 2002).
61
De-Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos ...
A transparência do berílio aos raios X, o torna um material útil para janelas de detectores de
radiação. As propriedades nucleares do óxido de berílio, combinadas à seu alto ponto de fusão (>2.000ºC),
permitem seu uso em sistemas de reatores de alta temperatura (Pinto et al. 2002).
Sob certas circunstâncias a inalação do pó de berílio pode ocasionar deficiências respiratórias
aguda e crônica (berylliosis), além de dermatites. No entanto, sua ingestão não gera nenhum problema
mais sério (Pinto et al. 2002).
A produção mundial de berílio contido é de cerca de 300 toneladas por ano, com teor médio de
4% de aproveitamento do minério. No entanto, nota-se que essa produção vem decaindo ao longo dos
últimos anos. Entre 1996 e 1997 o preço médio do berilo industrial estava situado em R$ 0,10/kg, para os
amorfos, e em R$ 5,00/kg, para peças bem cristalizadas de seção basal sem valor gemológico (Quadro
4.4), preço este que não cobria os custos de produção (Pinto et al. 2002).
O Brasil está entre os países com maiores reservas do minério de berílio, no entanto não possui
industrias de produção e beneficiamento do metal. É exportador do mineral-minério berilo e importador
dos equipamentos manufaturados que contém berílio em suas ligas.
Quadro 4.4 – Reserva e Produção Mundial de berílio (Pinto et al. 2002).
Reservas 1 (t)
Discriminação
Produção (t)
PAÍSES
1999 (P)
%
1996 (r)
1999 (P)
%
Brasil
507
___
0,614
1
0,3
Kasaquistão
...
___
4
4
1,3
China
...
___
55
55
18,3
EUA
21.000
___
211
210
69,8
Rússia
...
___
32
30
10,0
Outros
...
___
0,00
1
0,3
TOTAL
___
___
302,614
301
100
Fontes: DNPM / DEM, Mineral Commodites Summaries – 1998
Notas: (1) medidas mais indicadas, dados em metal contido
(r) reservado
(P) dados preliminares
(t) toneladas
(...) dados não disponíveis
62
CAPÍTULO 5
O BERILO DO CAMPO PEGMATÍTICO DE MARILAC
O berilo é um dos minerais de maior importância econômica na região do Vale do Alto Rio
Doce, sendo responsável, juntamente como quartzo e feldspato, pelos trabalhos de lavra de toda a região.
Os cristais de berilo procedentes dos pegmatitos de Minas Gerais foram alvo de estudo por parte
de vários pesquisadores, resultando em diversos trabalhos publicados, como por exemplo: Almeida et al.
(1943 e 1944), Paiva (1946), Rolf & Paiva (1946), Almeida (1946), Issa Filho et al. (1980), Franco (1981,
1985 e 1990), Moura (1981), Sauer (1982), Correia Neves et al. (1984), Marciano (1985), Santos (1985),
Correia Neves et al. (1986), Cassedanne (1976 e 1991), Marciano et al. (1992), Marciano et al. (1993),
Garibaldi (1994), Marciano et al. (1994), Achtschin & Marciano (1996), Achtschin et al. (1996), Delaney
(1996), Banko (1997), Gandini et al. (1997a e b), César-Mendes et al. (1998), Gandini & César-Mendes
(1998), Achtschin (1999), Gandini (1999), Bello et al. (2000), Gandini et al. (2000), Castañeda et al.
(2000), César-Mendes (2000), Pinto et al. (2000), Gandini et al. (2001a e b), Graça (2001), entre outros.
A maior parte dos trabalhos citados dedicaram-se à caracterização mineralógica e
cristaloquímica dos pegmatitos do estado, utilizando os dados para a descrição metalogenética dos corpos
pegmatíticos e sua avaliação econômica. Alguns trabalhos dedicam-se apenas a relatar novas ocorrências,
juntamente com alguns dados a respeito dos seus cristais (Rolf & Paiva 1946, Sauer 1982, Garibaldi 1994,
Delaney 1996).
Dar & Phandke (1964) descreveram que, geralmente, a variedade azul do berilo (água-marinha)
está associada a pegmatitos zonados simples, com baixo grau de diferenciação ou às zonas mais externas
de pegmatitos zonados com maior grau de diferenciação. Já as variedades rósea (morganita) e incolor
(goshenita), mais ricas em álcalis, são encontradas nas zonas mais internas de pegmatitos zonados
complexos com alto grau de diferenciação. Este fato é observado no caso dos pegmatitos do Campo
pegmatítico de Marilac, uma vez que os cristais de água-marinha ocorrem, geralmente, na zona mural
associado com quartzo, feldspato potássico e muscovita, enquanto que os cristais de goshenita e morganita
ocorrem na zona intermediária, associados com quartzo colorido, albita, granada, turmalina negra e
corada, ferrocolumbita-tantalita, dentre outros.
Staatz et al. (1965) cita que cristais de berilo provenientes de pegmatitos graníticos ocorrem em
ambiente enriquecido em álcalis, com teores baixos de Fe, Mg, Ti e Cr. Já cristais provenientes de veios,
granitos, riolitos são pobres em álcalis e enriquecidos em Fe, Mg, Ti, Cr, etc.
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Bakakin et al. (1970) estudando as substituições isomórficas que podem ocorrer nos sítios
tetraédricos e octaédricos do berilo, classificou 6 politipos, correlacionando a cristaloquímica à relação
entre os parâmetros de cela unitária (co/ao) (Tabela 5.1).
Tabela 5.1 – Classificação dos tipos de berilo segundo as concentrações de álcalis em sua estrutura (Černý
1975b).
Tipo de Berilo
Características Gerais
berilo com taxa máxima de substituição do elemento Be em posições tetraédricas
I
(t-berilo).
II
berilo com taxa média de substituiçãodo elemento Be em posições tetraédricas
(t-berilo).
III
IV
berilo cuja composição é próxima da ideal (n-berilo).
berilo com taxa média de substituição do elemento Al em posições octaédricas
(o-berilo).
V
berilo com taxa máxima de substituição do elemento Al em posições octaédricas
(o-berilo).
VI
bazzita [Be3(Sc, Fe, Al)2Si6O18], análoga ao berilo mas com impurezas de Sc e de Fe.
Conforme descrito por Černý (1975b), sabe-se que a caracterização geoquímica do berilo, dentre
outros minerais, resulta, conseqüentemente, na caracterização geoquímica dos pegmatitos, dos quais se
originam o cristal. Ademais, pode-se também, por meio do estudo das propriedades do berilo, identificar e
agrupar pegmatitos petrogeneticamente similares.
Correia Neves et al. (1984 e 1986), descreveram que as variações químicas deste mineral,
principalmente quanto a seus teores em álcalis, podem ser correlacionadas tanto com as propriedades dos
pegmatitos graníticos portadores de berilo quanto ás características geoquímicas e paragenéticas dos
sistemas geológicos nos quais ocorre o berilo. Assim sendo, Černý (1975b) estabeleceu uma nova
classificação para o berilo, modificando a proposta por Beus (1966), baseada na variação dos teores de
álcalis presente em sua estrutura cristalina, desta forma se dividem em cinco tipos, descritos na Tabela 5.2.
64
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Tabela 5.2 – Classificação dos tipos de berilo segundo as concentrações de álcalis em sua estrutura (Černý
1975b).
Tipo de
Berilo
Classificação
1
berilo livre de álcalis
teores de álcalis < 0,1
ocorre preferencialmente em bolsões de
pegmatitos gráficos e em bolsões de
pegmatitos graníticos
2
berilo potássico e
sódico-potássico
teores de K entre 0,2 e 0,5
ocorre em bolsões pegmatíticos, em
granitos e nos núcleos de quartzo de
pegmatitos simples
teores de Na entre 0,5 e 1,0
ocorre em pegmatitos ricos em albita,
porém pobre em álcalis
3
berilo sódico
berilo sódico-litinífero
4
Concentração em Álcalis
Características Gerais
(% em peso)
teores de Na entre 0,1 e 2;
teores de Li até 0,6;
ocorre em pegmatitos portadores de Li
teores baixos de Cs
berilo césio-litinífero
5
teores de Cs > 0,5; altas
concentrações de Na e Li
ocorre em pegmatitos ricos em lítio,
altamente diferenciados, onde a
polucita é de ocorrência freqüente
Aurisicchio et al. (1994) correlacionando os mesmos parâmetros classificou 4 politipos de
berilo, descritos na Tabela 5.3.
Tabela 5.3 – Classificação dos tipos de berilo segundo as concentrações de álcalis (Aurisicchio et al. 1994).
Tipo de Berilo
Características Gerais
O
ocorrem substituições no sítio octaédrico (Fe+3, Fe+2, Mn+2) por Al+3.
N
berilo cuja composição é a mais aproximada da pura.
N-T ou N-O
T
berilo de transição normal-octaédrico; normal-tetraédrico.
ocorrem substituições no sítio tetraédrico, preferencialmente, de Li+ por Be2+,
compensadas pela entrada de Cs+, Na+, etc.
5.1 – MORFOLOGIA DOS CRISTAIS
Nos pegmatitos estudados é possível identificar três gerações de berilo. A primeira corresponde
àqueles originados na zona mural, são geralmente opacos, prismáticos, apresentando coloração esverdeada
à azulada-leitosa e dimensões decimétricas. Estes cristais são denominados “escória” (termo garimpeiro) e
65
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
principalmente explotados como fonte do elemento Be. Associa-se à ocorrência de feldspato potássico,
quartzo e muscovita, em agregado drúsico na forma de “livros” de até 20cm.
A segunda refere-se àqueles originados nas porções mais internas, na zona intermediária,
geralmente, transparentes apresentam-se por vezes translúcidos. Possuem coloração azul forte, rósea e
incolor, apresentam-se, comumente euédricos, prismáticos e raramente, com terminações em pinacóides,
suas dimensões variam de decimétricas a métricas. Sua explotação está relacionada ao emprego na
indústria gemológica e sua ocorrência está relacionada à presença de muscovita, turmalina, granada,
quartzo corado e albita.
A terceira geração corresponde àqueles originados nas unidades de substituição, comumente,
apresentam hábito prismático com terminação em pinacóides e, raramente, por bipirâmides e suas
dimensões são, geralmente, centimétricas e, às vezes, decimpetricas. Associa-se à ocorrência de
cleavelandita, muscovita, granada, turmalina corada, etc.
Embora, Marciano (1995), Gandini (1999), dentre outros autores, descrevam a predominância de
cristais euédricos provenientes desses pegmatitos, os cristais de berilo amostrados nos pegmatitos Ipê,
Ferreirinha I e II, Jonas Lima I e II e Escondido apresentam, em geral, morfologias anédricas
predominantes sobre as subédricas, podendo esses terem sido formados em corpos de substituição ou
representarem pequenas porções de cristais euédricos. Os cristais euédricos são de ocorrência rara
apresentando, geralmente, terminações em pinacóides. Suas dimensões variam no comprimento de 2,5cm
a 15cm e na espessura de 1,5cm a 12cm. Quanto à diafaneidade apresentam-se transparentes à
translúcidos.
5.2 – PARÂMETROS DE CELA UNITÁRIA
Segundo Deer et al. (1992), as constantes de cela unitária para o berilo são ao = 9,21Ǻ, co =
9,20Ǻ e Z=2.
Alguns autores, como Deer et al.(1992) e Sampaio Filho et al. (1973), sugerem que o parâmetro
ao sofre acréscimo com a entrada de outros elementos químicos (Fe, Mn, Mg, dentre outros álcalis) na
estrutura do berilo, enquanto co permanece constante.
No entanto, os valores obtidos para as amostras estudadas (Tabela 5.4) sugerem o proposto por
Bakakin et al. 1967, Gandini 1999 e de Carvalho et al. 2003b. A entrada de álcalis na estrutura do berilo
do Campo de Marilac resulta em um acréscimo do parâmetro co, enquanto que o valor de ao permanece
constante ou sofre um acréscimo insignificante.
66
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Tabela 5.4 – Dados dos parâmetros de cela unitária e da relação co/ao das amostras de berilo analisadas
provenientes dos 4 pegmatitos estudados (*Gandini 1999).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
30
29
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
Amostra
IPE 02 (G)
IPE 5541 A
IPE 02 (G)-B
IPE 01 (G)B
IPE 01 (G)A
IPE 01(D)
IPE 5541 A(B)
IPE 03 (G)
IPE 5542 Ber/A
IPE 01 (G)-C
*IPE 5529
IPE 5540 Am 77
IPE 5540 Am 77
FER II D2
FER I D2
FER I D1(A)
FER I D1(B)
FER II D3(B)
FER II D3(A)
*FER I 5583 ber1
*FER I 5669 ber
*FER I 5584 ber
FER II D3 (C)
JNL I D1 (A)
JNL I D1 (C)
JNL II D2 (A)
JNL II D2 (B)
JNL II D3
JNL II D2 (C)
JNL I 5624 b
JNL I D1 (B)
JNL II (MORG)
ESC 5731 (verde)
ESC 5731 (VL)
ESC 5731 (X)-B
ESC 5731 (AE)-B
ESC 5731 (X)-A
ESC 5731 (X) -C
ESC 5731 a (ac)
ESC 5731 (AE)-A
*ESC 5676
ESC 5731 a (V)
ESC 5731 a (Y)g
ESC 5731 a (Y)m
ESC 5731 A g
ao (Ǻ)
9,2146 (1)
9,2206 (2)
9,1520 (1)
9,2144 (1)
9,2190 (1)
9,2145 (1)
9,2212 (1)
9,2190 (1)
9,2250 (1)
9,2145 (1)
9,2119 (1)
9,2115 (2)
9,2115 (1)
9,2145 (1)
9,2150 (1)
9,2145 (1)
9,2145 (1)
9,2145 (1)
9,2130 (1)
9,2078 (1)
9,2139 (1)
9,2181 (1)
9,2190 (1)
9,2145 (1)
9,2210 (1)
9,2143 (1)
9,2210 (1)
9,2142 (1)
9,2145 (3)
9,2063 (1)
9,2145 (5)
9,2190 (1)
9,2144 (1)
9,2144 (2)
9,2200 (1)
9,2200 (1)
9,2200 (3)
9,2146 (1)
9,2142 (2)
9,2144 (1)
9,2143 (1)
9,2210 (2)
9,2140 (1)
9,2190 (2)
9,2100 (1)
co (Ǻ)
9,1936 (1)
9,2044 (4)
9,1970 (3)
9,1941 (1)
9,1940 (3)
9,1939 (1)
9,2041 (2)
9,2000 (2)
9,1990 (1)
9,1939 (1)
92066 (3)
9,2080 (4)
9,2090 (1)
9,1935 (5)
9,1990 (1)
9,1936 (2)
9,1940 (1)
9,1936 (2)
9,2010 (3)
9,1979 (3)
9,2072 (1)
9,2124 (4)
9,1970 (4)
9,1942 (1)
9,2060 (2)
9,1337 (2)
9,1980 (1)
9,1969 (1)
9,1908 (3)
9,1978 (1)
9,2060 (5)
9,2330 (1)
9,1947 (3)
9,1939 (2)
9,1925 (2)
9,1930 (1)
9,1935 (3)
9,1937 (1)
9,1950 (4)
9,1946 (1)
9,1976 (1)
9,1990 (2)
9,2110 (1)
9,2340 (4)
9,2260 (1)
67
V (Ǻ3)
676,04
677,70
667,13
676,05
676,70
676,03
677,60
677,24
677,92
676,04
676,60
676,65
676,80
676,01
676,49
676,02
676,08
676,02
676,44
975,35
676,93
677,93
676,90
676,07
677,93
675,99
677,25
676,22
675,82
675,13
676,45
679,66
676,09
676,02
676,55
676,74
676,85
676,05
676,02
676,08
676,28
677,28
677,31
679,62
678,92
co/ao
0,99785 (1)
0.99824 (2)
0,99825 (3)
0,99829 (1)
0,99830 (3)
0,99831 (1)
0,99864 (2)
0,99894 (2)
0,99918 (1)
0,99922 (1)
0.99941 (3)
0.99962 (2)
0,99972 (1)
0,99710 (5)
0,99827 (1)
0,99828 (2)
0,99830 (1)
0,99833 (2)
0,99869 (3)
0,99893 (3)
0,99928 (1)
0,99938 (4)
0,99961 (4)
0,99731 (1)
0,99837 (2)
0,99846 (2)
0,99851 (1)
0,99856 (1)
0,99870 (1)
0,99931 (1)
0,99982 (1)
1,00152 (1)
0,99845 (3)
0,99846 (1)
0,99867 (2)
0,99807 (1)
0,99822 (1)
0,99832 (1)
0,99934 (2)
0,99937 (1)
0,99999 (1)
0,99961 (1)
0,99977 (1)
1,00163 (2)
1,00174 (1)
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Desta forma, observa-se, na Figura 5.1, que ocorre um aumento da relação co/ao partindo das
amostras do Pegmatito Ipê, passando pelo Ferreirinha I e II, Jonas Lima I e II até o Escondido. Sabe-se
que há maior entrada de álcalis nas amostras de morganita e goshenita, provenientes do pegmatitos Jonas
Lima II e Escondido, pois essas mesmas amostras apresentaram os maiores valores na relação co/ao.
Segundo a classificação de Bakakin et al.(1970), das 45 amostras representadas na Figura 5.1, 6,66% são
classificadas como berilo tipo III (n-berilo), 53,33% como berilo de transição (n, t-berilo), 33,33% como
berilo tipo II (t-berilo) e 6,66% como tipo I (t-berilo), o que indica uma predominância de berilos onde
ocorrem substituições no sítio tetraédrico sobre berilos cuja composição química se aproxima da ideal,
também descrito por De Carvalho et al. (2003a).
1,0020
1,0015
1,0010
1,0005
Tipo I (T)
co/ao
1,0000
0,9995
Tipo II (T)
0,9990
Ipê
Ferreirinha
Jonas Lima
Escondido
0,9985
transição
0,9980
0,9975
0,9970
Tipo III (N)
0
2 4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46
Número de Amostras (n)
Figura 5.1 - Diagrama co/ao x n° de amostras, mostrando uma tendência indicativa de correlação positiva
entre esses parâmetros, sugestiva de um trend de diferenciação magmática.
5.3 – PROPRIEDADES FÍSICAS
De acordo com Černý & Hawthorne (1976), as propriedades físicas do berilo variam em função de
seu quimismo, havendo uma correlação positiva entre o teor de álcalis na estrutura do mineral e os valores
de densidade (d) e índice de refração (nω e nε). Adicionalmente, o aumento dos teores de Ca2+, Ba2+, Cr3+,
V3+, etc. refletem num acréscimo da birrefrigência e do parâmetro ao, mantendo-se co constante. O valor de
nω, ainda fornece indicação de qual zona do pegmatito provém a amostra (Černý & Simpson 1977).
68
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
5.3.1 – Cor e Pleocroísmo
Dos cristais de água-marinha provenientes das 4 lavras, 38 possuem colorações que variam do
verde-azulado ao azul e 1 (Quadro 5.1, Fotografia a), da lavra do Ferreirinha I, exibe coloração amarelada,
levemente esverdeada (Quadro 5.1, Fotografia b). Os 2 cristais de morganita, provenientes das lavras do
Jonas Lima II e Escondido, apresentam coloração rósea (Quadro 5.1, Fotografia c) e as 2 amostras de
goshenita, da lavra do Escondido, são incolores e, por vezes, parcialmente leitosas (Quadro 5.1, Fotografia
d). Vale ressaltar a existência de uma amostra de berilo zonada [ESC 5731a (y)], do Pegmatito Escondido
(Quadro 5.1, Fotografia e), sendo incolor no núcleo e rósea nas bordas (Tabela 5.3).
Quadro 5.1 – Fotografias de alguns cristais amostrados para este trabalho: (a) cristais de água-marinha dos 4
corpos pegmatíticos; (b) água-marinha do Ferreirinha I; (c) morganitas de Jonas Lima II e Escondido; (d)
goshenitas do Escondido; (e).amostra zonada do escondido.
a
( ≅2cm x 6cm)
b
c
( ≅8cm x 15cm)
( ≅5cm x 11cm)
d
e
( ≅3cm x 8cm)
( ≅8cm x 16cm)
69
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Por se tratar de um mineral uniaxial apresenta dicroísmo, propriedade observada nas variedades
coradas e em lâminas espessas. No caso dos cristais de água-marinha apresenta na direção nω dicroísmo
azul-claro ou incolor, na direção nε é azul-celeste. Já no caso dos cristais de morganita o dicroísmo
presente resulta nos tons róseo-pálido e róseo azulado
5.3.2 – Densidade, Índice de Refração, Birrefringência e Caráter Óptico
A análise das densidades relativas, considerando-se todas as amostras de berilo, forneceram
valores compreendidos entre 2,69 [cristal de coloração azulada - IPE 03 (G)] e 2,78 [cristais de coloração
rósea do Jonas Lima II - JNL II (MORG) - e do Escondido - ESC 5731(A) g] (Tabela 5.5).
No caso dos índices de refração, para todos os cristais estudados, o nω variou entre 1,580 e
1,591, enquanto que o nε entre 1,572 e 1,582. Os maiores valores de nω (1,589 e 1,591) são referentes aos
cristais de morganita e goshenita do Jonas Lima e do Escondido, enquanto que o maior valor de nε (1,582)
refere-se à amostra de coloração rósea, proveniente do Pegmatito Jonas Lima II. As birrefringências são
menores (≅0,005) para os cristais de água-marinha e maiores (≅0,011) para o cristal de morganita do Jonas
Lima II (JNL II MORG) (Tabela 5.5).
Observou-se, ainda, uma tendência sugestiva de uma correlação positiva entre os dados de
densidade e índice de refração (nω, nε), onde ocorre, de modo geral, um acréscimo nos valores desses dois
parâmetros na seqüência Ipê, passando pelo Ferreirinha I e II, Jonas Lima I e II e, finalmente, Escondido,
seguindo a direção SW para NE da Figura 1.2. Essa correlação positiva estaria relacionada ao acréscimo
observado nos teores de álcalis, na mesma seqüência acima, a partir dos dados de Gandini (1999) e deste
trabalho, que também indicam a existência de um zoneamento geoquímico interno nos corpos,
responsáveis pela variação desses parâmetros em amostras de um mesmo pegmatito. Para melhor
visualização desta correlação positiva (d x nω e d x nε), são apresentados no (Quadro 5.2, Figuras a, b) os
diagramas referentes ao Pegmatito Ipê; ao Pegmatito Ferreirinha (Quadro 5.2, Figuras c, d); ao Pegmatito
Jonas Lima (Quadro 5.2, Figuras e, f) e ao Pegmatito Escondido (Quadro 5.2, Figuras g, h).
5.4 – ESPECTROSCOPIA DE ABSORÇÃO NO INFRAVERMELHO - FTIR
Neste tópico, discutem-se os dados espectrais obtidos em análises de absorção no infravermelho
por transformada de Fourier, resultantes do estudo de 42 amostras de berilo dos 4 corpos pegmatitos
pertencentes ao Campo Pegmatítico de Marilac. A região dos registros dos espectros variam de 530 a
250cm-1, com uma resolução de 4 cm-1 (Tabela 5.6).
70
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Tabela 5.5 – Propriedades físicas dos berilos dos pegmatitos Ipê, Ferreirinha I e II, Jonas Lima I e II e
Escondidodo.
Amostra
IPE 01(D)
IPE 02 (G)-B
IPE 01 (G)-C
IPE 03 (G)
IPE 5541 A(B)
IPE 5542 Ber/A
IPE 01 (G)A
IPE 5540 Am 77
IPE 01 (G)B
IPE 02 (G)
IPE 5529
IPE 5540 Am 77
IPE 5541 A
FER I D1(A)
FER II D2
FER I D1(B)
FER II D3(a)
FER I D2
FER II D3(B)
FER II D3(C)
JNL II D3
JNL II D2 (C)
JNL I D1 (A)
JNL II D2 (B)
JNL I 5624 b
JNL II D2 (A)
JNL I D1 (C)
JNL I D1 (B)
JNL II (MORG)
ESC 5731 a (V)
ESC5731 (AE)-A
ESC 5731 a (ac)
ESC 5731 (VL)
ESC 5731 (AE)-B
ESC 5731 a (Y)g
ESC 5731 (X) -C
ESC 5731 (X)-B
ESC 5731 (verde)
ESC 5731 (X)-A
ESC 5676
ESC 5731 a (Y)m
ESC 5731 A g
Cor
azul-claro
azul-forte
azul-claro
azul-esverdeado
azul-esverdeado
azul-claro
azul-esverdeado
azul-claro
azul-esverdeado
azul-claro
azul-claro
azul-forte
azul-forte
azul-claro
verde-azulado
azul-esverdeado
azul-claro
azul-claro
azul-claro
azul-forte
azul-forte
azul-claro
azul-claro
azul-claro
azul-claro
azul-claro
azul-claro
azul-esverdeado
rósea
verde-azulado
azul-forte
azul-claro
verde-azulado
azul-forte
incolor
verde-azulado
azul-forte
verde-azulado
azul-claro
amarelo-esverdeado
rósea
incolor
d
2,6839
2,6844
2,6886
2,7021
2,7034
2,7059
2,7084
2,7149
2,7212
2,7213
2,7226
2,7400
2,7453
2,6837
2,6993
2,7031
2,7052
2,7072
2,7087
2,7243
2,6844
2,6945
2,7045
2,7053
2,6955
2,7093
2,6994
2,7253
2,7834
2,6899
2,6976
2,6999
2,7037
2,7119
2,7138
2,7159
2,7171
2,7196
2,7203
2,7252
2,7362
2,7772
71
nε
1,570
1,572
1,572
1,572
1,572
1,570
1,570
1,576
1,573
1,572
1,576
1,582
1,577
1,572
1,573
1,574
1,574
1,574
1,574
1,576
1,572
1,573
1,576
1,580
1,580
1,573
1,580
1,580
1,582
1,576
1,577
1,577
1,578
1,582
1,583
1,583
1,584
1,584
1,585
1,585
1,585
1,586
nω
1,580
1,581
1,581
1,580
1,582
1,580
1579
1,584
1,582
1,580
1,585
1,590
1,588
1,582
1,583
1,584
1,584
1,585
1,582
1,585
1,580
1,582
1,585
1,587
1,588
1,581
1,589
1,590
1,591
1,586
1,586
1,587
1,588
1,589
1,593
1,590
1,589
1,589
1,589
1,590
1,591
1,593
∆
0,010
0,009
0,009
0,008
0,010
0,010
0,009
0,008
0,009
0,008
0,009
0,008
0,011
0,010
0,010
0,010
0,010
0,011
0,008
0,009
0,008
0,009
0,009
0,007
0,008
0,008
0,009
0,010
0,011
0,010
0,009
0,010
0,010
0,007
0,010
0,007
0,005
0,005
0,004
0,005
0,006
0,007
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Quadro 5.2 – Diagramas d x nω e d x nε mostrando uma tendência sugestiva de uma correlação positiva.
a
b
2,80
2,76
2,78
2,75
2,74
2,76
Densidade
Densidade
2,73
2,74
2,72
2,72
2,71
2,70
2,70
2,68
2,69
2,66
1,578
1,580
1,582
1,584
1,586
1,588
2,68
1,590
1,570
1,572
Índice de Refração(n )
1,574
2,73
2,72
2,72
2,71
2,71
2,70
1,580
1,582
2,70
2,69
2,69
2,68
1,571
2,68
1,5820
1,5825
1,5830
1,5835
1,5840
1,5845
1,572
1,573
1,574
1,575
1,576
1,577
1,5850
Índice de Refração (n )
Índice de Refração(n )
e
f
2,80
2,80
2,79
2,79
2,78
2,78
2,77
2,77
2,76
2,76
2,75
2,75
Densidade
Densidade
1,578
d
2,73
Densidade
Densidade
c
2,74
2,73
2,72
2,74
2,73
2,72
2,71
2,71
2,70
2,70
2,69
2,69
2,68
2,68
2,67
1,579 1,580 1,581 1,582 1,583 1,584 1,585 1,586 1,587 1,588 1,589 1,590 1,591 1,592
2,67
1,571 1,572 1,573 1,574 1,575 1,576 1,577 1,578 1,579 1,580 1,581 1,582 1,583
Índice de Refração(n )
Índice de Refração (n )
h
g
2,79
2,79
2,78
2,78
2,77
2,77
2,76
2,76
2,75
2,75
Densidade
Densidade
1,576
Índice de Refração (n )
2,74
2,73
2,72
2,74
2,73
2,72
2,71
2,71
2,70
2,70
2,69
2,69
2,68
1,585
1,586
1,587
1,588
1,589
1,590
1,591
1,592
1,593
2,68
1,575 1,576 1,577 1,578 1,579 1,580 1,581 1,582 1,583 1,584 1,585 1,586 1,587
1,594
Índice de Refração (n )
Índice de Refração(n )
72
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
De um modo geral, a análise dos espectros de FTIR resultaram na identificação de dois tipos de
moléculas de água nos canais abertos do berilo, revelando a presença de H2O tipo I (eixo H-O-H
perpendicular ao eixo c) predominante sobre H2O tipo II (H-O-H paralelo ao eixo c) representadas nas
bandas 3.690, 3.590, 1.630, 3.660 e 1.540 cm-1, respectivamente, de CO2 nas bandas 2.354 e 2.339cm-1 e,
mais raramente, CH4 na banda 2.796cm-1 (Figuras 5.2, 5.3, 5.4 e 5.5).
A presença de moléculas de H2O tipo II é um indicativo indireto de uma alta concentração de
íons alcalinos compensadores de carga, como por exemplo, Cs+, Na+, Li+, K+, etc. Observa-se que, de um
modo geral os resultados obtidos para densidade relativa, índices de refração e birrefringência são
compatíveis com a química descrita nos espectros de FTIR, onde as amostras IPE 5540 Am 77, IPE 5541
A, JNL II (MORG), ESC 5731 a (Y)m e ESC 5731 A g apresentam picos mais pronunciados para a H2O
tipo II, o que indica uma maior entrada de íons compensadores de carga, resultando num acréscimo nas
propriedades físicas destas amostras.
A correlação entre essas bandas de estiramento e as razões co/ao é representada nas Figuras 5.6 e 5.7,
respectivamente, ressaltando a classificação de Aurisicchio et al. (1994) que separa o berilo de 5 politipos:
tipo O – Octaédrico; tipo (O-N) de transição; tipo N – Normal; tipo (N-T) de transição e tipo T Tetraédrico. A maior parte das amostras analisadas corroboram com o descrito por Aurisicchio et al.
(1994) para os berilos tipo T e N-T onde os valores estão acima de 1.200cm-1 e 800cm-1. Observou-se que
1 cristal do Ipê, 1 do Ferreirinha I, 1 do Jonas Lima I, de coloração esverdeada a azulada, representam
berilos tipo N (normal); 8 cristais do Ipê, 5 do Ferreirinha I e II, 5 do Jonas Lima I e II e 6 do Escondido,
de coloração azulada, representam berilos tipo N-T (de transição); 3 cristais do Jonas Lima I e II de
coloração azul-forte e rósea, 7 de coloração rósea, incolor e azul-forte, do Escondido, 1 cristal de
coloração azul-forte do Ferreirinha II e 4 cristais azuis do Ipê, representam berilos tipo T (tetraédricos),
com substituições no sítio tetraédrico do Be por Li e/ou, mais raramente, por Si.
Estas correlações sugerem uma evolução politípica que vai de berilo tipo N-T, de transição,
passando por berilo T, tetraédrico, até berilo tipo N, normal, onde 24 cristais representam berilos tipo N-T,
15 representam berilos tipo T e 3 representam berilos tipo N, havendo uma predominância do tipo
tetraédrico, conforme já havia sido descrito por Gandini (1999) para os berilos do mesmo Campo
Pegmatítico.
73
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Tabela 5.6 – Dados referentes às análises por FTIR de 42 cristais de berilo do Campo Pegmatítico de Marilac.
Amostra
IPE 02 (G) A
IPE 5541 A
IPE 02 (G)-B
IPE 01 (G)B
IPE 01 (G)A
IPE 01(D)
IPE 5541 A(B)
IPE 03 (G)
IPE 5542 Ber/A
IPE 01 (G)-C
IPE 5529
IPE 5540 Am 77
IPE 5540 Am 77
FER II D2
FER I D2
FER I D1(A)
FER I D1(B)
FER II D3(B)
FER II D3(A)
FER II D3(C)
JNL I D1 (A)
JNL I D1 (C)
JNL II D2 (A)
JNL II D2 (B)
JNL II D3
JNL II D2 (C)
JNL I 5624 B
JNL I D1 (B)
JNL II (MORG)
ESC 5731 (verde)
ESC 5731 (VL)
ESC 5731 (X)-B
ESC 5731 (AE)-B
ESC 5731 (X)-A
ESC 5731 (X) -C
ESC 5731 a (ac)
ESC 5731 (AE)-A
*ESC 5676
ESC 5731 a (V)
ESC 5731 a (Y)g
ESC 5731 a (Y)m
ESC 5731 A g
O-Si-O
1201,4
1201,4
1201,9
1199,6
1200,9
1199,5
1202,3
1201,6
1205,9
1201,3
1200,1
1204,7
1205,1
1201,6
1203,9
1200,4
1202,4
1203,3
1203,3
1200,6
1201,9
1201,5
1200,9
1199,3
1203,1
1201,6
1203,3
1201,8
1176,7
1200,2
1201,5
1201,7
1199,1
1201,0
1202,8
1204,1
1200,3
1246,0
1205,3
1197,8
1207,7
1205,3
74
Be-O
812,1
810,6
816,7
812,9
814,0
810,6
811,1
811,9
812,4
813,9
813,4
810,9
812,4
808,5
809,4
810,9
815,4
813,9
813,8
812,8
812,9
815,7
811,6
811,9
815,1
812,9
815,9
815,7
824,2
811,1
814,1
817,2
810,2
811,3
816,2
815,1
811,7
818,4
807,1
826,8
820,6
807,1
co/ao
0,99785
0.99824
0,99825
0,99829
0,99830
0,99831
0,99864
0,99894
0,999 18
0,99922
0.99941
0.99962
0,99972
0,99710
0,99827
0,99828
0,99830
0,99833
0,99869
0,99961
0,99731
0,99837
0,99846
0,99851
0,99856
0,99870
0,99931
0,99982
1,00152
0,99845
0,99846
0,99867
0,99807
0,99822
0,99832
0,99934
0,99937
0,99999
0,99961
0,99977
1,00163
1,00174
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Ipe5541/A (B)
Ipe5541/A (A)
Ipe5542 ber/a
Ipe5529/am66
Ipe5540/am77 A
Ipe5540/am77 B
Ipe 02 (G)
Ipe 01 (D)
Ipe 01 (G)B
Ipe 03 (G)
Ipe 01 (G) A
Ipe 02 (G) B
Ipe 01 (G) C
H2O(I,II)
4000
CH4
CO2
H2O (I,II)
1.200
800
3000
2000
1000
Transmittance / Wavenumber (cm-1)
Figura 5.2 – Espectros de FTIR referentes a 13 cristais de berilo provenientes dos Pegmatitos Ipê, destacando
as bandas de absorção dos componentes fluidos contidos no hospedeiro.
75
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Fer II D3 A
Fer I D1 B
Fer II D2
Fer II D3 C
Fer ID2
Fer II D3 B
Fer I D1 A
H2O(I,II)
4000
CH4
CO2
H2O (I,II)
1.200
800
3000
2000
1000
Transmittance / Wavenumber (cm-1)
Figura 5.3 – Espectros de FTIR referentes a 7 cristais de berilo provenientes dos Pegmatitos Ferreirinha I e II,
destacando as bandas de absorção dos componentes fluidos contidos no hospedeiro.
76
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
JNL I D1 (C)
JNL I D1 B
JNL II D2 B
JnLII D2 C
JnLI 5624B
Jnl I D1 A rej
Jnl II D2A
Jnl II morg
Jnl II D3
H2O(I,II)
4000
CH4
CO2
H2O (I,II)
1.200
800
3000
2000
1000
Transmittance / Wavenumber (cm-1)
Figura 5.4 – Espectros de FTIR referentes a 9 cristais de berilo provenientes dos Pegmatitos Jonas Lima I e II,
destacando as bandas de absorção dos componentes fluidos contidos no hospedeiro.
77
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Esc 5731 (x) A
Esc 5731 (x) C
Esc 5731 (x) B
Esc 5731 (vl)
Esc 5731 (verde)
Esc 5731 (AE) B
Esc 5731 (AE) A
Esc 5676
Esc 5731a(y gosh)
Esc 5731A(gosh)
Esc 5731a(y morg)
Esc 5731a(ac)
Esc 5731a(v)
Figura 5.5 – Espectros de FTIR referentes a 13 cristais de berilo provenientes dos Pegmatitos Escondido,
destacando as bandas de absorção dos componentes fluidos contidos no hospedeiro.
78
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
-1
P o s ição da B anda ( c m )
1215
1210
Ipê
Ferreirinha
Jonas Lima
Escondido
1205
1200
1195
O
O-N
0,996
N
T
N-T
0,998
1,000
1,002
1,004
/ao
Razão c
o
Figura 5.6 – Distribuição dos berilos em relação às bandas de absorção das ligações Si-O-Si (≅1.200cm-1).
830
Po siç ão d a Band a (cm 1)
825
820
Ipê
Ferreirinha
Jonas Lima
Escondido
815
810
805
0,995
O
0,996
O-N
0,997
N
T
N-T
0,998
0,999
Razão c
1,000
1,001
1,002
1,003
o
/a
o
Figura 5.7 – Distribuição dos berilos em relação às bandas de absorção das ligações Be-O (≅800cm-1).
79
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Gandini (1999) descreve ainda, para os berilos do Campo Pegmatítico de Marilac, uma correlação positiva
entre a porcentagem de álcalis nos canis estruturais do mineral e o comprimento da banda 1.200cm-1 e
uma correlação negativa com o comprimento de onda da banda 800cm-1.
5.5 – ANÁLISES QUÍMICAS POR MICROSSONDA ELETRÔNICA
As análises químicas de 42 cristais de berilo pertencentes ao Campo Pegmatítico de Marilac,
foram realizadas a partir da microssonda eletrônica, resultando na dosagem dos seguintes óxidos: Na2O,
FeOtot, SiO2, K2O, Al2O3, MnO, Cr2O3, CaO, MgO, V2O3, TiO2, Cs2O, Rb2O, BaO (Tabela 5.5).
Baseando-se na classificação proposta por Černý (1975b), 38 dos 42 cristais de berilo
analisados, se encaixam como sendo tipo 3, descritos como berilo sólico, com dosagens de Na variando de
0,1 a 1,5 %, predominando sobre os demais álcalis. Esses cristais são originados de pegmatitos ricos em
albita e pobres em álcalis raros (Quadro 5.3, Figura a). Os 4 cristais restantes [JNL II (MORG), ESC 5731
a (Y)g, ESC 5731 Ag e ESC 5731 A g] são classificados como tipo 5, descritos como berilo césiolitinífero cujos teores de Cs são maiores que 0,5 e os teores de Na são altos. Esses cristais são originados
em pegmatitos com altos teores de lítio ou em corpos de substituição (Quadro 5.3, Figura a e Tabela 5.4).
A Figuras a, do Quadro 5.3, mostram claramente uma tendência evolutiva, com enriquecimento
de Na+ e Cs+ na seqüência que parte do Ipê, passando pelo Ferreirinha, Jonas Lima e terminando no
Escondido. Este fato corrobora com as conclusões de de Carvalho et al.(2003a), que sugeriram uma
tendência de um trend de evolução geoquímica na mesma seqüência descrita anteriormente. Os dados
apresentados nestas figuras concordam com o descrito por Černý & Hawtorne (1978), que relaciona os
acréscimos nas propriedades físicas do berilo com o seu quimismo.
De um modo geral, no caso dos cristais de água-marinha tem-se altos teores de FeO (0,20 a
0,70%), MgO (0,15 à 0,44%) e a presença rara de Cr2O3 [0,03% - FER I D1(B)]. Os maiores valores de
FeO e MgO estão relacionados aos cristais de água-marinha cuja colaboração azul é mais forte, dado esse
que corrobora as descrições de Graça 2000, que detectou altos teores de MgO e FeO para águas-marinhas
provenientes da Lavra do Tatu, Itauninha, MG.
Os cristais de morganita apresentam valores elevados de Na2O (1,25 e 1,24%), MnO (0,05) e
Cs2O (0,56 e 1,86%) e valores baixos de FeO (0,01 e 0,04%), MgO (< 0,01%) e Cr2O3 (0,01%). O mesmo
é observado para os cristais de goshenita.
80
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Tabela 5.7 – Dados químicos de 42 cristais de berilo, obtidos por microssonda eletrônica.
Amostra
Na2O FeOt
0,51 0,34
0,20 0,16
0,54 0,57
0,52 0,56
0,55 0,58
0,64 0,62
0,62 0,53
0,28 0,28
0,35 0,46
0,45 0,28
0,25 0,40
0,32 0,43
0,54 0,38
FER II D2
0,49 0,40
FER I D1(A)
0,43 0,36
FER I D1(B)
0,45 0,38
FER II D3(B)
0,43 0,65
FER II D3(c)
0,46 0,61
FER II D3(a)
0,45 0,63
FER I D2
0,47 0,40
JNL I D1 (A)
0,58 0,29
JNL II D2 (A)
0,52 0,63
JNL II D2 (B)
0,83 0,47
JNL II D3
0,57 0,57
JNL II D2 (C)
1,10 0,30
JNL I D1 (B)
0,50 0,61
JNL I D1 (C)
0,61 0,58
JNL I 5624 b
0,46 0,57
JNL II(MORG) 1,25
0,01
ESC 5731 A g
1,31 0,03
ESC5731a(Y)g 1,31
0
ESC 5731 a(V) 0,55
0,63
ESC5731(AE)A 0,57
0,59
ESC 5731verde 0,62
0,69
ESC5731a(Y)m 1,24
0,04
ESC 5731(VL) 1,47
0,27
ESC 5731a(ac) 0,53
0,39
ESC 5731(X)A 0,98
0,16
ESC 5731(X)C 0,74
0,27
ESC 5731(X)C 0,73
0,27
ESC 5636
0,90 0,20
ESC5731(AE)B 0,98
0,23
IPE 02 (G)
IPE 5542 ver a
IPE 01 (G)-C
IPE 01 (G)B
IPE 02 (G)-B
IPE 01 (G)A
IPE 03 (G)
IPE 5541 A
IPE 5541A(B)
IPE 5529
IPE 5540Am77
IPE 5540Am77
IPE 01(D)
SiO2
65,82
66,10
65,57
65,53
65,54
65,96
65,50
66,80
66,90
66,90
66,40
66,80
64,80
66,12
66,01
66,03
65,69
66,27
66,10
66,35
66,61
65,88
66,12
66,09
66,35
65,00
65,14
66,42
65,08
64,42
64,71
65,64
65,70
66,40
64,88
65,73
66,25
65,18
65,77
65,67
65,53
65,33
K2O
0,03
0,02
0,02
0,02
0,02
0,03
0,03
0,02
0,02
0,05
0,04
0,06
0,04
0,02
0,01
0,03
0,04
0,04
0,04
0,02
0,03
0,03
0,03
0,02
0,01
0,03
0,03
0,02
0,05
0,05
0,04
0,02
0,04
0,03
0,05
0,02
0,02
0,04
0,03
0,03
0,03
0,03
Al2O
18,30
18,30
17,88
17,86
17,90
17,64
17,89
17,80
17,86
17,90
18,20
18,10
18,13
18,42
18,46
18,48
18,17
18,06
18,10
18,41
18,78
18,27
18,38
18,36
18,69
18,29
18,27
18,54
18,48
18,34
18,12
17,97
17,99
17,92
18,32
18,37
18,42
18,42
18,39
18,49
18,66
18,46
MnO
0,03
0,01
< 0,01
<0,01
< 0,01
0,04
<0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
< 0,01
0,02
0,02
0,05
0,01
<0,01
0,01
0,01
0,02
0,03
0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
0,02
0,05
< 0,01
0,01
0,02
0,01
0,01
0,05
0,02
<0,01
< 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Cr2O3
<0,01
<0,01
0,01
0,01
< 0,01
< 0,01
< 0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
<0,01
0,01
0,03
< 0,01
0,01
0,01
0,01
< 0,01
< 0,01
< 0,01
<0,01
< 0,01
< 0,01
0,01
0,01
<0,01
0,01
<0,01
< 0,01
0,01
<0,01
0,01
<0,01
<0,01
<0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
81
CaO
< 0,01
0,02
0,01
< 0,01
0,01
<0,01
<0,01
0,02
0,02
0,01
0,02
0,02
0,01
0,01
<0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
<0,01
< 0,01
0,13
0,01
<0,01
< 0,01
0,01
< 0,01
< 0,01
< 0,01
< 0,01
<0,01
<0,01
0,01
< 0,01
0,01
0,01
< 0,01
< 0,01
MgO
0,17
0,32
0,25
0,26
0,23
0,21
0,23
0,44
0,50
0,16
0,18
0,16
0,15
0,15
0,12
0,20
0,10
0,07
0,12
0,12
0,03
0,16
0,01
0,14
0,03
<0,01
0,08
0,03
<0,01
<0,01
<0,01
0,24
0,023
0,24
<0,01
0,03
0,11
<0,01
0,07
0,07
<0,01
<0,01
V2O3
0,03
0,01
0,01
2,02
< 0,01
0,03
0,01
0,01
0,01
0,02
0,02
0,02
0,03
0,01
< 0,01
0,02
0,02
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
<0,01
0,02
0,02
0,13
<0,01
0,01
0,02
<0,01
0,03
< 0,01
0,02
0,01
0,03
0,03
0,01
0,01
0,02
0,02
0,02
0,02
TiO2 Cs2O
0,01
0,01
< 0,01 0,07
0,02
0,03
0,02
0,03
0,01
0,06
< 0,01 0,06
< 0,01 0,07
< 0,01 0,07
0,01
0,07
< 0,01 0,16
< 0,01 0,06
< 0,01 0,07
0,02
0,04
0,01
0,05
0,01
0,09
0,02
0,10
0,01
0,06
<0,01 0,05
0,01
0,06
<0,01 0,04
< 0,01 0,03
0,01
0,04
0,01
0,04
< 0,01 0,03
<0,01 0,06
< 0,01 0,02
0,02
0,05
0,01
0,06
< 0,01 1,86
< 0,01 0,54
< 0,01 1,94
< 0,01 0,05
<0,01 0,04
0,01
0,06
0,01
0,56
<0,01 0,20
<0,01 0,06
0,01
0,23
<0,01 0,11
<0,01 0,10
0,01
0,18
0,01
0,14
Rb2O
<0,01
0,01
<0,01
< 0,01
<0,01
<0,01
<0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,02
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
0,11
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
<0,01
0,01
<0,01
BaO
< 0,01
< 0,01
0,02
0,02
0,02
0,03
0,02
< 0,01
< 0,01
0,01
< 0,01
0,01
< 0,01
0,01
0,01
0,02
<0,01
0,02
0,02
< 0,01
0,01
< 0,01
0,01
0,02
< 0,01
<0,01
< 0,01
0,01
0,02
<0,01
< 0,01
0,01
0,01
<0,01
0,01
<0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
< 0,01
Quadro 5.3 – Diagrama mostrando a distribuição de Na2O e CsO, nos 42 cristais analisados.
a
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
5.6 – ANÁLISES TERMOGRAVIMÉTRICAS (ATD) E TERMODIFERENCIAIS (ATG)
Neste tópico serão discutidos os dados obtidos nas análises termogravimétrica (ATG) e
termodiferenciais (ATD), resultantes de 12 amostras de berilo (8 água-marinhas, 2 morganita e 2
goshenita) provenientes dos pegmatitos Ipê, Ferreirinha (I e II), Jonas Lima (I e II) e Escondido. As
análises foram realizadas visando obter dados sobre a perda de massa e a faixa de temperatura
correspondente à mesma, numa tentativa de correlacioná-las com a maior ou menor concentração de
álcalis nos cristais de berilo.
Análises termogravimétricas (ATG) realizadas com 3 cristais de água-marinha do pegmatito Ipê,
apresentaram dois intervalos de perda de massa, representadas por curvas endotérmicas obtidas por
análises de ATD, variando de 0,5 a 1,0%, em uma faixa de temperatura de até 230°C para a primeira perda
equivalente ao início da perda de H2O e menor perda de CO2 ± CH4 e entre 700 a 1.100°C para a segunda
perda, referente à total desidratação do cristal e total perda de CO2 ± CH4 ± álcalis (Quadro 5.5, Figuras a,
b, c). Para os 3 cristais de água-marinha do Pegmatito Ferreirinha I e II, foi observado o mesmo
comportamento, no entanto, a perda de massa variou de 0,5 a 1,3%, onde o primeiro intervalo foi de até
220°C e o segundo intervalo compreendido entre 680 e 1.200°C (Quadro 5.6, Figuras a, b, c).
Foram identificados, por análises de ATG, 3 intervalos de perda de massa para 2 cristais de
água-marinha e 1 de morganita do pegmatitos Jonas Lima I e II (Quadro 5.7, Figuras a, b, c) e para 1
cristal de água-marinha, 2 de morganita e 1 de goshenita do Escondido (Quadro 5.8, Figuras a, b, c),
representados por curvas endotérmicas, obtidas por análises de ATD. A primeira ocorre até,
aproximadamente, 220°C, variando de 0,5 a 1,5%, referindo-se ao início da desidratação dos berilos pela
perda parcial de H2O. A segunda (0,5 a 0,8%) ocorre em temperaturas entre 230 e 650°C, estando
relacionada à maior perda de CO2 ± CH4 e menor perda de H2O. A terceira, por sua vez, varia de 0,5 a
3,0% e tem seu início em temperaturas acima dos 700°C culminando a, aproximadamente, 1.100°C e
corresponde a total perda de H2O e/ou álcalis.
O fato das amostras de berilo pertencentes aos pegmatitos Ipê e Ferreirinha I e II registrarem
apenas 2 intervalos de perda de massa, deve-se, provavelmente, à diminuição da quantidade de CO2 e/ou
CH4 e de álcalis no mineral.
Comparando os resultados obtidos para os 4 pegmatitos, observou-se que os cristais de berilo
pertencentes ao Ipê e Ferreirinha I e II apresentaram uma perda de massa bem menor que as amostras
provenientes de Jonas Lima e Escondido e que as temperaturas mínimas necessárias para que as primeiras
83
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
amostras de berilo começassem a perder peso foi de 220°C, enquanto que para as segundas foi de 230°C.
Tal fato ocorre, provavelmente, devido à maior presença de água ± álcalis nas amostras pertencentes aos
pegmatitos Jonas Lima e Escondido, em comparação com Ipê e Ferreirinha.
Não foram observados ganhos de massa em nenhuma das amostras estudadas, o que indica que
não houve nenhuma mudança na cristalinidade do mineral
Quadro 5.4 – Curvas de ATG, onde se pode observar as perdas de massa do berilo para o pegmatito Ipê e seu
comportamento endotérmico.
b
a
TGA-DTA IPE 01(G)
TGA-DTA IPE BER/A
101,0
101,0
0,016
100,5
100,0
98,0
0,000
97,5
-0,004
97,0
-0,008
96,5
96,0
-0,012
95,5
-0,016
400
600
800
Temperatura (°C)
1000
1200
0,0100
0,0075
99,0
0,0050
98,5
0,0025
98,0
0,0000
97,5
-0,0025
-0,0050
97,0
-0,0075
96,5
95,0
200
0,0125
99,5
Perdade Massa (%)
98,5
0,004
-0,0100
96,0
-0,0125
95,5
-0,0150
-0,0175
95,0
1400
200
400
600
800
Temperatura (°C)
c
TGA-DTA IPE 03(G) C
101,0
100,5
0,016
100,0
0,012
0,008
99,0
98,5
0,004
98,0
0,000
97,5
-0,004
97,0
-0,008
96,5
96,0
-0,012
95,5
-0,016
95,0
200
400
600
800
Temperatura (°C)
84
1000
1200
1400
Derivada daPerda de Massa (%/min)
99,5
Perda de Massa (%)
Perda de Massa (%)
99,0
Derivada daPerda de Massa (%/min)
0,008
0,0150
100,0
1000
1200
1400
Derivada daPerda de Massa (%/min)
0,012
99,5
0,0175
100,5
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Quadro 5.5 – Curvas de ATG, onde se pode observar as perdas de massa do berilo para o pegmatito
Ferreirinha I e II e seu comportamento endotérmico.
a
b
DTA-TGA FER II D3A
0,024
100,5
0,020
100,0
0,016
101,0
0,04
100,5
100,0
0,03
99,5
0,02
99,5
0,012
99,0
0,008
98,5
0,004
98,0
0,000
97,5
-0,004
97,0
-0,008
96,5
-0,012
96,5
-0,02
96,0
-0,016
96,0
-0,03
95,5
-0,020
95,5
-0,024
1400
95,0
95,0
400
600
800
Temperatura (°C)
1000
1200
PerdadeMassa(%)
0,01
98,5
0,00
98,0
97,5
-0,01
97,0
-0,04
200
400
600
800
Temperatura (°C)
c
TGA-DTA FER I D2 C
101,0
0,024
100,5
0,020
100,0
0,016
99,5
0,012
99,0
0,008
98,5
0,004
98,0
0,000
97,5
-0,004
97,0
-0,008
96,5
-0,012
96,0
-0,016
95,5
-0,020
95,0
200
400
600
800
Temperatura (°C)
85
1000
1200
-0,024
1400
Derivada da Perda de Massa (%/min)
Perdade Massa (%)
200
99,0
1000
1200
1400
Derivadada Perda de Massa (%/min)
Derivada da Perda de Massa (%/min)
Perdade Massa (%)
TGA-DTA FER II D3C
101,0
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Quadro 5.6 – Curvas de ATG, onde se pode observar as perdas de massa do berilo para o pegmatito Jonas
Lima I e II e seu comportamento endotérmico.
b
a
TGA-DTA JNLII D2B
TGA-DTA JNL II MORGANITA
101,0
100,5
0,06
99,0
0,02
98,5
98,0
0,00
97,5
-0,02
97,0
96,5
-0,04
96,0
-0,06
95,5
95,0
400
600
800
Temperatura(°c)
1000
1200
0,020
100,0
0,016
99,5
0,012
99,0
0,008
98,5
0,004
98,0
0,000
97,5
-0,004
97,0
-0,008
96,5
-0,012
96,0
-0,016
95,5
-0,020
-0,024
95,0
-0,08
1400
200
400
600
800
Temperatura (°C)
c
TGA-DTA JNL I D1C(REJEITO)
101,0
0,03
100,5
100,0
0,02
99,0
0,01
98,5
98,0
0,00
97,5
-0,01
97,0
96,5
-0,02
96,0
95,5
-0,03
95,0
200
400
600
800
Temperatura (°C)
86
1000
1200
1400
Derivadada Perdade Massa (%/min)
99,5
Perdade Massa (%)
200
0,024
100,5
1000
1200
1400
Derivada daPerda de Massa (%/min)
0,04
Derivada da Perda de Massa (%/min)
99,5
Perda de Massa (%)
100,0
Perdade Massa (%)
101,0
0,08
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Quadro 5.7 – Curvas de ATG, onde se pode observar as perdas de massa do berilo para o pegmatito
Escondido e seu comportamento endotérmico.
a
b
TGA-DTA AMOSTRA ESC5731 A (MORG)
TGA-DTA AMOSTRA 5731A(VERDE)
101,0
100,5
0,0125
0,0075
99,0
0,0050
98,5
0,0025
98,0
0,0000
97,5
-0,0025
97,0
-0,0050
-0,0075
96,5
-0,0100
96,0
99,0
0,02
98,5
98,0
0,00
97,5
-0,02
97,0
96,5
-0,04
96,0
-0,0125
95,5
0,04
99,5
95,5
-0,0150
-0,06
95,0
95,0
200
400
600
800
1000
1200
200
1400
400
600
c
1000
1200
1400
d
TGA-DTA ESC5731 Y(MORG)
TGA-DTA ESC5731 Y(GOSH)
101,0
101,0
0,20
100,5
0,20
100,5
0,15
0,05
98,5
98,0
0,00
97,5
-0,05
97,0
-0,10
96,5
96,0
-0,15
100,0
0,15
99,5
0,10
99,0
95,5
0,05
98,5
98,0
0,00
97,5
-0,05
97,0
-0,10
96,5
96,0
-0,15
Derivadada Perda de Massa (%/min)
0,10
99,0
Derivadada Perda de Massa (%/min)
99,5
PerdadeMassa(%)
100,0
PerdadeMassa(%)
800
Temperatura (°C)
Temperatura (°C)
95,5
-0,20
95,0
200
400
600
800
1000
1200
-0,20
95,0
1400
200
Temperatura (°C)
5.7
Derivada da Perda de Massa (%/min)
99,5
0,06
100,0
Perda De Massa (%)
0,0100
Derivada da Perda de Massa (%/min)
100,0
Perdade Massa (%)
101,0
0,0150
100,5
–
CARACTERIZAÇÃO
400
600
800
1000
1200
1400
Temperatura (°C)
GEMOLÓGICA
DOS
BERILOS
DO
CAMPO
PEGMATÍTICO DE MARILAC
A caracterização gemológica das amostras de berilo dos pegmatitos Ipê, Ferreirinha I e II, Jonas
Lima I e II e Escondido foi realizada por meio da análise de amostras lapidadas, nos aparelhos
polariscópio, dicroscópio, microscópio gemológico e refratômetro.
Foram selecionadas para lapidação 12 amostras representando as três variedades gemológicas
pertencentes às quatro lavras estudadas. A Tabela 5.8. apresenta os resultados obtidos.
87
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Tabela 5.8 – Dados mineralógicos de 12 cristais de berilo do Campo Pegmatítico de Marilac.
Amostra
Sigla
d
IPE 02 (G)
a
2,72
IPE 5542 Ber/A
b
IPE 03 (G)
nε
nω
∆
Pleocroísmo
Diafaneidade
1,572 1,580
0,008
azul-claro/incolor
translúcido
2,70
1,570 1,580
0,010
azul-celeste/incolor
translúcido
c
2,70
1,572 1,580
0,008
azul-claro/incolor
transparente
FER I D1(B)
d
2,70
1,576 1,586
0,010
azul-claro/incolor
transparente
FER II D3(B)
e
2,70
1,574 1,582
0,008
azul-claro/incolor
translúcido
FER I D2
f
2,70
1,581 1,588
0,007
azul-celeste/incolor
translúcido
JNL I D1 (C)
g
2,69
1,580 1,589
0,009
azul-claro/incolor
translúcido
JNL II (MORG)
h
2,74
1,582 1,591
0,011
róseo/róseo-pálido
tranparente
JNL II D2 (A)
i
2,71
1,573 1,581
0,008
azul-claro/incolor
translúcido
ESC 5731 a (Y)g
j
2,71
1,585 1,594
0,009
incolor
transparente
ESC 5731 a (Y)m
l
2,72
1,583 1,591
0,009
róseo/róseo-pálido
transparente
ESC 5731 A g
m
2,77
1,584 1,593
0,009
incolor
transparente
Foram caracterizados 3 cristais de água-marinha do Pegmatito Ipê (Quadro 5.6, Fotografias a, b,
c), 3 cristais de água-marinha do pegmatito Ferreirinha I e II (Quadro 5.6, Fotografias d, e, f), 2 cristais de
água-marinha e 1 de morganita do Jonas Lima I e II (Quadro 5.6, Fotografias g, h, i) e 1 cristal de águamarinha e 2 de morganita do Escondido (Quadro 5.6, Fotografias j, l, m).
Em função da cor, o mineral berilo é classificado nas variedades goshenita (incolor), esmeralda
(verde-grama), água-marinha (azul celeste ou verde), morganita (rósea) e bixbita (vermelha). No caso das
amostras analisadas, verificou-se que um mesmo cristal apresenta diferentes colorações da borda até o
centro, apresentando, por vezes, dois matizes de cores diferentes, que variam paralela ou
perpendicularmente ao eixo c do mineral. Os cristais de águas-marinhas possuem coloração variando de
azul-pálido à azul-celeste apresentando-se, por vezes, um caráter leitoso. Os cristais de morganita
apresentam coloração variando do róseo-pálido ao róseo e os cristais de goshenita apresentam porções
leitosas e massas incolores. Desta forma o zoneamento mascroscópico de cor é freqüentemente nos cristais
de berilo do Campo de Marilac, conforme descritos também por Gandini (1999).
88
Contribuições ás Ciências da Terra Série M, vol. 09...151 p.
Em relação aos dados químicos, os teores de FeO são maiores para as amostras de água-marinha
cujo matiz de azul é mais intenso, os teores de CsO e MnO são maiores no caso das amostras de morganita
e goshenita.
Quadro 5.8 – Amostras das variedades gemológicas do berilo, lapidadas segundo diversos tipo de lapidação, as
águas-marinhas provêm dos 4 corpos pegmatítico, as morganitas do Jonas Lima II e Escondido e as
goshenitas do Escondido.
a
b
c
cabochão - 2,0ct
d
cabochão - 1,5ct
e
oval - 2ct
f
redonda – 1,0ct
g
cabochão - 1,5ct
h
cabochão - 2,5ct
i
cabochão – 3,0ct
j
oval – 1,0 ct
l
retangular – 1,5ct
m
redonda – 2,0ct
oval - 1,5ct
89
oval - 2,0ct
De Carvalho, D. T. 2004 - Estudos mineralógicos e microtermométricos do berilo nos pegmatitos
Quanto ao pleocroísmo, as variedades água-marinha e morganita, apresentam dicroísmo fraco à
moderado. No caso dos cristais de morganita apresentam-se fraco em tons de róseo-pálido e incolor; no
caso das águas-marinhas, apresentam-se moderado em tons de azul-celeste e azul-pálido.
Todos os cristais analisados apresentaram-se um comportamento uniaxiais negativos, com
diafaneidade variando de transparente à translúcido.
Quanto às inclusões observadas, para os cristais de água-marinha é freqüente a presença de
“efeito-chuva”, finos canalículos orientados paralelamente ao eixo c do hospedeiro, bem como inclusões
fluidas bifásicas (l-g), trifásicas (l-g-s1-s2) e as fraturas parcialmente cicatrizadas. No caso dos cristais de
morganita, observou-se a presença de inclusões sólidas, fluidas monofásicas e bifásicas (l-g), bem como
fraturas parcialmente cicatrizadas. Os cristais de goshenita apresentam inclusões escassas, em sua maioria
sólidas e raramente apresentam inclusões fluidas bifásicas (l-g).
90