Caracterização Espectroscópica e Alteração da Cor Por Radiação Gama e Tratamentos Térmicos de Quartzo Róseo-leitoso da Província Pegmatítica da Borborema

Abstract

Os pegmatitos da Província Pegmatítica da Borborema (PPB) são fontes importantes de minerais de alto valor que, quando explorados, geram uma enorme quantidade de rejeitos de minerais industriais, salientando-se o quartzo branco-leitoso e róseo-leitoso. Até o presente, os rejeitos de quartzo róseo-leitoso da PPB não foram estudados para fins gemológicos. Sabe-se que a coloração das variedades de quartzo está relacionada com a presença de impurezas e defeitos pontuais que, sob ação de radiação ionizante, dão origem a centros de cores. No entanto, a origem da coloração do quartzo róseo ainda é controversa. Por este motivo, o objetivo deste trabalho foi caracterizar defeitos pontuais em quartzo da PPB e investigar as modificações de coloração mediante uso de radiação gama (60Co) e tratamentos térmicos. Para isto, foram preparadas 80 amostras de quartzo róseo e branco-leitoso, coletados de dois pegmatitos da PPB, quais sejam, Taboa e Alto do Feio, formando 4 lotes de amostras (TB-róseo; TB-leitoso; AF-róseo; AF-pálido). Amostras de cada lote foram irradiadas com doses variando de 0,5 a 96 kGy e outras foram tratadas termicamente a 500 °C e 1000 °C e posteriormente irradiadas com 50 e 100 kGy. A caracterização dos centros de defeito relacionada às impurezas de Al e grupos OH foi realizada pelas espectroscopias infravermelha (IV) e ultravioleta-visível (UV-Vis). Constatou-se que a cor original dos cristais foi modificada pela irradiação; tornando-se progessivamente esfumaçada a partir de 2 kGy. Esta modificação deve-se à formação dos centros [AlO4]0 a partir da dissociação dos centros [AlO4/Li]0. Para todos os lotes, a intensidade da banda IV associada ao centro [Li-OH] foi progressivamente reduzida com o aumento da dose e eliminada após tratamento a 1000 °C seguido de 100 kGy. Verificou-se que a banda IV do centro [AlO4/H]0 aumentou de forma mais significativa após tratamento a 1000 °C do que pela irradiação. Por sua vez, a banda IV do centro [H4O4]0 não foi modificada para os lotes AF-róseo e AF-pálido; enquanto que o tratamento térmico causou um aumento desta banda para o lote TB-róseo. A aparência leitosa das amostras e a diminuição do coeficiente de absorção a 3500 cm-1 ocorrido após tratamentos térmicos sugerem uma alteração na concentração de OH e H2O estrutural. O comportamento semelhante entre o quartzo de tonalidade rósea e leitosa em função da dose de radiação  e a pequena diferença observada entre as concentrações de impurezas destas amostras, nos levaram a concluir que os mecanismos e os centros de defeitos relacionados ao escurecimento dos cristais por radiação  são independentes da natureza da coloração rósea. Além disso, a análise por microscopia eletrônica de varredura do resíduo da digestão ácida dos cristais do Pegmatito Taboa indentificou a presença de fibras namométricas apenas para a variedade rósea. Tais fibras estão provavelmente relacionadas à dumortierita, sendo esta a provável origem da coloração rósea. Dentre as combinações de tratamentos térmicos e irradiações estudadas, foi observado que a combinação de tratamento a 1000 oC seguida de irradiação com 50 kGy é a mais apropriada para tornar o quartzo róseo de baixa saturação atrativo para aplicações gemológicas devido ao escurecimento induzido ser semelhante ao ônix.