Caracterização Química das turmalinas azuis-verdes de Divino das laranjeiras, MG, por espectroscopia no infravermelho e mapeamento por microssonda

João Addad (PQ)¹, Ricardo Scholz (PG)¹, João Cura D'Ars Figueiredo Junior (IC)^2,3, Eder Severino Xavier(IC)³, Joachim Karfunkel (PQ)¹, Selma Otilia. G. Rocha (PQ)², Maurício Pinheiro (PQ)⁴

¹Departamento de Geologia, Instituto de Geociências

²Centro de Conservação e Restauração, Escola de Belas Artes

³Departamento de Química, Instituto de Ciências Exatas

Universidade Federal de Minas Gerais

⁴Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear

Palavras-chave: turmalina, microssonda, infravermelho

Introdução: Depósitos minerais com turmalina foram descritos em Linópolis, distrito de Divino das Laranjeiras, Minas Gerais. Esta possui cor azul cobalto e alguns cristais apresentam zonamento de cor, com núcleo azul, uma zona intermediária incolor/azul muito clara e a parte externa, verde escura.

Objetivo: Estudar a relação entre a composição química e o zonamento de cor das turmalinas e caracteriza-las através de espectroscopia no infravermelho e microssonda eletrônica.

Método: Foi utilizado o mapeamento químico por microssonda eletrônica (EPMA-WDS), modelo JEOL-JXA8900R sob as seguintes condições: tensão de aceleração = 15 kV, corrente na amostra = 1,00x10^-7Amps, tempo de integração de 1,35 s por ponto, para uma rede de 200x200 pontos. No estudo por espectroscopia no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), foi utilizado um aparelho Bomem MB100C23, célula de diamante para micro-feixe SPG46G, com espectros coletados no intervalo de 4000-400 cm^-1, por um total de 200 scans e resolução de 4 cm^-1.

Resultados: As análises de microssonda eletrônica permitiram levantamentos da composição média. Os elementos observados em maior concentração se encontram na tabela 1. Mapas da distribuição dos elementos químicos correlacionam o zonamento da cor com a distribuição dos cromóforos (Figura 1). Estes mapas correspondem a uma seção cortada perpendicularmente ao eixo c do cristal, e contendo uma região incolor e azul.

Tabela 1 - Composição média levantada para uma área de 5x3 mm com uma varredura EDS de 12 horas e passo de 20mm (margem de erro: ± 0.02% At.).

Dentre os elementos mencionados destaca-se o Fe, que aparece em teores típicos à série das elbaítas-schorlitas (Fortier and Donnay, 1975). Os mapas químicos de O, Al, Si, Fe, Na, Zn, Mn, P, e K para a seção analisada, mostram que, enquanto as distribuições de O, Si, Mn e P foram verificadas como sendo homogêneas, para Fe, Al, Na e Zn os teores variam da região azul para a incolor. Observa-se que na região azul, os teores de Fe e Zn são mais altos do que na região incolor (+1.6 At. % e + 0.3 At. % respectivamente), enquanto que para Na⁺ e Al³⁺.Os teores mais elevados se encontram na região incolor (-1.3 At. % e -0.4 At. % respectivamente). O estudo por FTIR mostra bandas de absorção características a minerais da série elbaita-schorlita, com membros ricos em Fe²⁺, mostrados pelas bandas relativas ao ânion OH^- na região entre 3595 cm ^-1 e 3486 cm ^-1 (Gonzalez-Carreño et al, 1988)

Figura 1 - Mapas químicos de O, Al, Si, Fe, Na, Zn, Mn, P, Ca e. São mostrados os perfis de concentração ao longo de uma linha que vai da região azul (zona esquerda superior) para a incolor (zona direita inferior).

Conclusão: É sugerida uma substituição isoeletrônica em pares de Fe²⁺ e Zn²⁺ por Al³⁺ e Na⁺. Neste modelo, o Zn²⁺ e o Na⁺ seriam responsáveis pela compensação da carga decorrente desta substituição.

Referências Bibliográficas:

Fortier, S. and Donnay, G. Canadian Mineralogist, 1975, 13, 173-177.

Gonzalez-Carreño, T; Fernández, M. and Sanz, J. Physics and Chemistry of Minerals 1988, 15, 452-460.

CNPq, FAPEMIG