Estudos químico-mineralógicos aplicados à caracterização do diamante de Santa Elena de Uairén, Estado Bolívar – Venezuela.

Abstract

As áreas alvo do presente estudo encontram-se localizadas em Santa Elena de Uairén, Município Gran Sabana, região sudeste do Estado Bolívar, nas proximidades da fronteira entre a Venezuela e o Brasil, especificamente na Bacia do Rio Caroní, sub-bacia do Rio Icabarú. A região pertence à porção venezuelana do Escudo das Guianas, onde estão presentes as províncias geológicas de Roraima e Cuchivero. A metodologia empregada começa pela seleção e coleta das amostras, destacando-se que com a finalidade de garantir a sua procedência as amostras de diamante foram adquiridas diretamente nas áreas de explotação, coletados nas margens dos rios Icabarú, Uaiparú, Surucún e Mosquito. A caracterização mineralógica consistiu no estudo das propriedades físicas e químicas de 2.000 amostras de diamante entre as variedades gemológica e industrial, o peso médiodos cristais variou de 0,2 a 1,50 ct, não sendo um número expressivo a ser considerado, uma vez que para os depósitos da região reportam-se uma produção de diamante de quilatagem mais elevada. Seu peso específico é representado no intervalo de 3,50 a 3,52, sendo essa variação fruto da presença de algumas inclusões minerais e de defeitos cristalinos. Por meio de microscopia óptica foram estudadas as seções superficiais do diamante permitindo sua caracterização macroscópica. Predominam os octaédricos, seguido dos dodecaédricos, cristais geminados policristalinos, além de exemplares irregulares, subarredondados e fraturados. No que tange à cor, 37% são incolores, 20,5% amarelos, 14% castanhos, 5%verdes, 3% pretos, da amostras estudadas 7,5% apresentam capas verdes e 3,5% apresentam capas marrom. No estudo morfológico dos exemplares molicristalinos analisados se determinou que 57,3% de cristais são irregulares; 11,5% de rombododecaedros; 10,0% de octaedros; 7,8% de octa-rombododecaedros (formas intermediárias entre o octaedro de faces planas e o rombododecaedro de faces curvas); 5,0% de fragmentos de clivagem; 4,2% de agregados cristalinos; 1,5% de geminados e 1,5% de cubos. As demais categorias morfológicas presentes incluindo o cubo piramidado, combinações variadas entre cubo, octaedro e rombododecaedro, formas pseudotetraédricas e diamante policristalino (carbonados, ballas), ocorrem em frequências abaixo de 1,0%. A grade maioria apresentarem figuras de dissolução nas superfícies,o que indica que foram submetidos aos processos de dissolução a altas temperaturas. Com a aplicação do método de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mediante a aplicação da técnica de Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), foram estudadas as superfícies dos cristais de diamante, o que permitiu a interpretação dos fenômenos, processos e/ou eventos quer seja de crescimento, corrosão ou dissolução. Foi possível efetuar o reconhecimento de figuras superficiais dos tipos trigons, quadrons, crescimento em bloco, crescimento laminar, estrias, sulcos e colinas (protuberâncias ou saliências arredondadas), o que permitiu estabelecer a evolução morfológica partindo do octaedro primitivo e passando por fenômenos de dissolução para formas transicionais (111)+(110), (111)+(hkl), proporcionando hábitos rombododecaédricos (110) e hexaoctaédricos (110). A partir de análises de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) foram obtidos dados que permitiram a classificação espectral do diamante a partir da determinação do conteúdo de nitrogênio. Os resultados obtidos indicam as seguintes porcentagem 6% corresponde ao tipo IIa, 2% ao tipo Ib, 18% ao IaA, 26% ao tipo IaB e 48% ao tipo IaAB. A metodologia utilizada para analisar às características estruturais dos cristais de diamante da região consistiu na integração dos métodos analíticos de catodoluminescência (CL), fotoluminescência (PL) e espectroscopia de ressonância paramagnética electrónica (EPR). Foram determinados defeitos estruturais atribuídos à presença de nitrogênio e vacâncias como, por exemplo, o defeito (N-V) o qual foi determinado em vários cristais. Analisando os diamantes de cor marrom observou-se que esses contêm pouca ou nenhuma impureza, porém sendo diamantes puros sua cor pode ser ocasionada por deslocamentos estruturais, conhecidos como deformações plásticas, que são rupturas na simetria de translação da rede cristalina. Os cristais de coloração amarela apresentaram um conjunto de espectros diferenciados, que provam que os defeitos presentes devem-se à presença de impurezas de nitrogênio formando diferentes centros de cor. O primeiro grupo é formado por cristais onde ocorrem principalmente os centros do tipo P1, um segundo grupo onde ocorrem principalmente os centros N1 e N4, um terceiro é representado por cristais cujos principais centros são o P2. E um quarto grupo onde os cristais apresentam espetros que permitem reconhecer um centro N2. Também foram identificados centros S=1. As inclusões minerais presentes nos cristais de diamante, foram analisadas mediante espectroscopia micro-Raman sendo que foi possível identificar inclusões de olivina, granadas e grafita. Mediante analises de microRaman foi determinada uma microinclusão de chaoíta (C – sistema hexagonal) que permite deduzir que a mesma possivelmente pertence a relicto da presença de inclusões gasosas de CO trapeada no interior de microcristais de diamante, sendo que a atividade decorrente da temperatura e pressão de confinamento, localmente produziriam a modificação da estrutura cristalográfica do diamante (cúbica), para hexagonal, segundo hibridizações do tipo SP 3 (chaoíta). A partir das análises de fotoluminescência (PL), catodoluminesência (CL) e ressonância paramagnética eletrônica (EPR) determinaram-se defeitos na estrutura cristalina dos carbonados atribuídos a formação de plaquetas de nitrogênio associada a deslocamentos internos, fato que sugere atuação simultânea de cisalhamento (esforço dirigido) associado ao aumento da temperatura, resultando em condições favoráveis para deformação plástica de diamantes e para a conversão dos centros A para centros B no manto superior. O estudo das amostras de minerais pesados permitiu estabelecer três associações mineralógicas maioritárias: zircão-hematita, ilmenita-zircão e hematita-ilmenita. Nessas amostras, foram identificadas altas concentrações de ouro, esse distribuído ao longo de toda a região de Santa Elena de Uairén. Também foram identificados minerais fosfáticos, tipo Terras Raras, tais como a florencita