CLASSIFICAÇÃO TIPOLÓGICA DO DIAMANTE DA
REGIÃO DE SANTA ELENA DE UAIRÉN, ESTADO
BOLÍVAR, VENEZUELA, BASEADA NA
ESPECTROSCOPIA DE ABSORÇÃO NO
INFRAVERMELHO
• Autores:
–
–
–
–
Prof. M.Sc. José Albino Newman (DEGEM-UFES),
Profª. Drª. Daniela Teixeira Carvalho de Newman (DEGEM- UFES),
Prof. Dr. Antônio Luciano Gandini (DEGEO- UFOP)
Prof. Dr. Darcy Pedro Svisero (IGc, USP),
• Neste trabalho se apresentam os resultados
obtidos durante o estudo de um lote de diamantes
constituído por 50 exemplares analisados por meio
de espectroscopia de absorção no infravermelho
por transformada de Fourier (FTIR).
objetivo
Classificar tipologicamente o diamante da região de santa
Elena de Uairén, estado Bolívar, Venezuela, baseada na
espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR).
JUSTIFICATIVA
• contribuir para o conhecimento dos
depósitos diamantíferos da Venezuela.
• Os diamantes foram coletados em garimpos dos
rios Icabarú, Uaiparú, Surucun e Mosquito
situados na região de Santa Elena de Uairén, na
porção SE da Venezuela.
Colômbia
Legenda
Jazidas Diamantíferas
Santa Elena de Uairén
Brasil
Jazidas
Jazidas
Diamantíferas
Diamantíferas
Estado
Estado
Bolívar
Bolívar
- Venezuela
- Venezuela
Venezuela
Colômbia
Brasil
Minas
de diamante
Minas
Diamante
0
50
100 km
Localização e distribuição das jazidas diamantíferas da Gran Sabana, sudeste do Estado Bolívar
(modificado de PDVSA 2004)
5°00’
Ri
o
Ri
oA
12 13 14 19
Ca
ro
ní
ep
é
Ri
oT
am
ou
Estrada Asfaltada
o
Ri
u
ua
g
n
po
Centros Urbanos
15 16
20
17
R io M18
osqu
Rio Suru
Aeroporto
ri
au
ap
M
Estrada de Terra
y
ua
r
Ca
io
Cursos de água
R
Legenda
ito
Ri
o
Ku
cún
ke
na
Pa
Santa Elena
de Uairen
9
í
uj
Rio U
ú
ar
p
i
a
o U8
i
R7
R
io
10 11
o
Ri
1 - La Maricutana
2 - Zapata Dos
3 - Zapata Uno
4 - Los Brasileros
5 - Trompa 1
6 - Uaiparú 1
7 - Uaiparú 2
8 - Perro Loco
9 - El Polaco
10 - Codsa C
11 - Codsa B
12 - Lote C1
13 - Lote C3
14 - Lote C2
15 - Lote C5
16 - Lote C4
17 - Mawariton IV
18 - Mawariton I
19 - Mawariton II
20 - Mawariton III
Ua
iré
n
Concessões
n
4°30’
6
onan
5
Icabaru
4
Los Caribes
1
2
R io
arú
b
a
Ic
rr
Se
e
ad
Pa
aim
r
a
c
a
3
VENEZUELA
COLÔMBIA
0
62°00’
15
BRASIL
30km
61°30’
61°00’
Localização das concessões de diamante amostradas nessa pesquisa (modificado de Bellizzian
2001).
• Fundamentação Teórica:
– a maior parte dos diamantes naturais contem o
elemento N:
– sob a forma de agregados diversos (tipo IIa
apresentando até 20ppm de N),
– substituindo átomos de C na rede cristalina
(tipos Ia, Ib, IaA e IaB),
– diamantes isentos de nitrogênio reúnem os tipo
IIb nos quais ocorre o elemento B tornando este
tipo de diamante semicondutor.
• Materiais e Métodos:
• Cristais de dimensões compreendidas entre 3 e 4mm;
• Foi utilizada a metodologia proposta por Mendelssohn
& Milledge (1995) - padronizar os resultados com
relação ao conteúdo de nitrogênio e os estados de
agregação;
• Amostras tratadas em uma solução de HCl+HF a 50%,
por 24h; em álcool absoluto durante 2h para remoção
das impurezas e limpas com acetona;
• As amostras foram medidas diretamente, ou seja, no
estado bruto;
• As análises foram realizadas por reflectância e o registro
dos espectros foi obtido por transmitância.
Número de
onda (cm-1)
Provável fonte
Observação
10
Região do 3 phonon
Região de 2 phonon
Região de 1 phonon
C-H
1.430
(CO3)2-
1.344
N
2.360
CO2
2.650 - 1.590
C-C
2.790 - 2.490
B
24
2.786
CH3-N
26
2.448 - 2.850
CH3-
grupo metil
2.917 - 2.925
CH2
grupo metileno
3.310
-C=CH(?)
grupo acetileno
3.107
C-H
12
1403
14
Transmitância (%)
16
Plaquetas
18
3107
20
outras impurezas
22
28
30
4000
3600
3200
2800
2400
2000
1600
1200
800
400
-1
Número de Onda (cm )
3.137, 3.145,
3.181 e 3.237
•
-CH=CH2-
1.405
N-H
grupo vinileno
carbonato
características
de Ib
correlacionável
ao 3.107(H)
-CH=CH2grupo vinileno
-CO-NH2 (?)
Espectro de absorção no infravermelho de uma amostra de diamante exibindo as
zonas dos três intervalos do fônon, os picos característicos do hidrogênio (3.107 e
1.403cm-1) e as impurezas de nitrogênio formando plaquetas.
• Resultados e Discussões:
– 2% correspondem ao tipo Ib;
– 6%
apresentaram
deformação
plástica,
característicos
de
cristais
de
coloração
acastanhada podendo deduzir que se tratam de
diamante do tipo IIa;
– 26% ao tipo IaB e,
– 48% ao tipo IaAB.
Frequência
– 18% ao tipo IaA,
50%
45%
40%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
tipo IaA
tipo Iab
tipo IaAB
tipo Ib
tipo IIa
L16
0034U
Deformação
Plástica
(IIa)
L02
Transmitânc ia (%)
L09
L10
IaB
IaA
L08
Ib
0063t
L45
L19
IaAB
0055t
P la q u e ta
H
4000
3600
3200
2800
2400
2000
1600
1200
800
400
Número de Onda (cm-1 )
Comparação entre os diversos tipos de
diamante da região de Santa Elena de Uairén.
• Entre os cristais que apresentam nitrogênio
observou-se que 4% das amostras contêm baixa
concentração desse elemento, 16% média, 74% alta
e no 6% restante não foi determinado.
• 30% dos cristais estudados apresentaram picos
característicos indicando a presença de hidrogênio;
•
Foram identificadas, nas faixas referentes às
impurezas de hidrogênio, ligações como CH e
números indeterminados de Hidrogênio (nH)
facilmente são determinados o metil nos picos
(2,850 e 2,448cm-1) e o metileno nos picos (2,925 e
2,917cm-1).
Tipos Reconhecidos
Localidade
No
(rios)
amostras
Icabarú
IaA
IaB
IaAB
Ib
IIa
15
2
4
7
0
2
Uaiparú
15
3
2
10
0
0
Surucun
10
2
4
3
0
1
Mosquito
10
2
3
4
1
0
Total
50
9
13
24
1
3
18%
26%
48%
2%
6%
Porcentual Regional
Classificação
tipológica
identificada nas amostras
de diamante da região de
Santa Elena de Uairén.
• Rio Icabarú:
– apresentam os dois picos de hidrogênio nas
bandas referentes a 3,107cm-1 e 1,403cm-1,
– segundo pico apresenta maior intensidade.
– concentrações de nitrogênio baixa, média e alta;
• Rio Uaiparú:
– cristais com teores de nitrogênio altos, embora
ocorram exemplares com baixa concentração;
– às vezes, apresentam deformação plástica de
baixa intensidade;
– os picos de hidrogênio são intensos,
– comum a
metileno.
presença
dos
radicais
metil
e
• Rio Surucun:
– todos os cristais mostram alta concentração de nitrogênio,
– grau médio de deformação plástica,
– não a presença dos radicais metil e metileno.
• Rio Mosquito:
– baixa, média e alta concentração de nitrogênio.
– picos de hidrogênio em ambos os números de
ondas a 3,107cm-1 e 1,405cm-1 aparecem com
maior intensidade, podendo influenciar na
coloração cinza de alguns cristais que ali
ocorrem.
– a presença de diamante tipo IIa que apresentam
uma grande deformação plástica, e cujos
espectros de absorção no infravermelho sugerem
alta concentração de nitrogênio.
Considerações finais
• Os cristais de diamante das diversas localidades e
concessões estudadas apresentam diferenças entre
si quanto ao tipo de agregação e da absorbância
específica das plaquetas e número de picos das
plaquetas, que é função da temperatura de
residência no manto.
Considerações finais
• Não foi constatada nenhuma relação entre os
parâmetros obtidos por meio das análises de
infravermelho do diamante com o hábito, mas
observou-se uma relação quanto à coloração.
– as amostras amareladas
impurezas de nitrogênio;
sempre
– as
amostras
acinzentadas
concentrações de hidrogênio, e
possuem
têm
altas
– as castanhas estão associadas à deformação
plástica
que
se
caracteriza
por
maior
absorbância.
Considerações finais
• A partir das análises realizadas neste estudo,
pode-se concluir que o diamante das diferentes
localidades da região de Santa Elena de Uairén,
em sua maioria, apresenta alta concentração de
nitrogênio.
Considerações finais
• Baseando-se nas relações entre os conteúdos de
nitrogênio, sua forma de agregação e na
comparação dos valores cinéticos propostos por
Taylor et al. (1990), pode-se deduzir que a maior
parte dos cristais analisados passaram um longo
período de residência no manto, com temperaturas
de formação superiores a 1.100°C.
• Muito Obrigado