Baixe Diamante - Qual terá sido o caminho das pedras? e outras Notas de estudo em PDF para Química, somente na Docsity! 2 2 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 2 5 • n º 1 50 G E O C I Ê N C I A S Em razão de suas propriedades físico-químicas pecu- liares, o diamante é um dos mais singulares ‘presen- tes’ da natureza. Seu nome (do grego adámas = incon- quistável, indomável) deriva da altíssima dureza que apresenta, a maior verificada no reino mineral. Por mais de 150 anos, durante os séculos 18 e 19, o Brasil foi o maior produtor mundial dessa gema, até a descoberta dos ricos depósitos da África do Sul, Rússia e Austrália. No cenário nacional destacam-se as províncias dia- mantíferas do Alto Paranaíba e da Serra do Espinhaço, em Minas Gerais, as duas maiores reservas do Sudeste brasileiro, ainda hoje com significativo impacto na economia daquelas regiões. O estudo da mineralogia do diamante na Serra do Espinhaço tem permitido, graças à extraordinária resis- tência dessa pedra preciosa aos processos geológicos que atuam na crosta terrestre, identificar diversos ciclos de erosão e sedimentação. Por seus aspectos típicos, é o único mineral que permaneceu no registro geológico desde um período muito remoto, o Protero- zóico Médio, há aproximadamente 1,7 bilhão de anos. Foi no Espinhaço que desenvolvemos pesquisas na tentativa de responder uma velha pergunta da geolo- gia brasileira: a partir de que rochas-fonte o diamante ter-se-ia espalhado pela região? Embora os dados co- letados não admitam uma resposta conclusiva, certa- mente contribuem para o entendimento do problema. Mario Luiz de Sá Carneiro Chaves Instituto de Geociências, Universidade Federal de Minas Gerais Darcy Pedro Svisero Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo I I J Escala de Mohs A escala criada pelo mineralogista austríaco Frie- drich Mohs (1773-1839) no início do século 19 clas- sifica os minerais segundo sua dureza. Entre o tal- co, o mais ‘tenro’, e o diamante, o mais resisten- te, Mohs reconheceu oito diferentes graus de du- reza entre os minerais. Mas esses intervalos não são regulares. A escala é uma simples classifica- ção da dureza dos minerais e foi feita levando em conta que cada mineral arranha os de número inferior. Assim, entre o diamante (dureza 10) e seu seguidor imediato, o coríndon (dureza 9), há uma diferença de dureza 10 vezes maior que aque- la entre o coríndon e o talco (dureza 1). CO M B O IO D E D IA M A N TE S E M M IN A S G ER A IS / R U G EN D A S /( IH G B )/ FO TO P ED R O O S W A LD O C R U Z Diamantes Qual terá sido o caminho das pedras? 10 • Diamante 9 • Coríndon 8 • Topázio 7 • Quartzo 6 • Ortoclásio 5 • Apatita 4 • Fluorita 3 • Calcita 2 • Gipsita 1 • Talco j u n h o d e 1 9 9 9 • C I Ê N C I A H O J E • 2 3 G E O C I Ê N C I A S A maior parte da produção mundial de diamantes provém hoje da I I J para o de maior produtor mundial, com cerca de 40 milhões de quilates extraídos só em 1997. O diamante tem origem no manto da Terra em profundidade superior a 150 km. Atualmente o meio científico aceita a hipótese de que os kimber- litos e lamproítos são apenas o meio de condução do mineral desde a sua fonte, no manto, até a li- tosfera. Nos últimos 20 anos, seu estudo tem sido amplamente desenvolvido por serem considera- dos como uma das raras janelas para o manto na superfície do planeta. África do Sul, Austrália e Rússia, onde o mineral é lavrado diretamente em rochas primárias conhe- cidas como kimberlitos e lamproítos. Nessas ro- chas magmáticas ultrabásicas, raras na crostra terrestre, o diamante está disseminado em teores que variam de 1 a 3 quilates por metro cúbico (ct/m3), embora o lamproíto de Argyle, na Austrália, apre- sente o formidável teor de 18 ct/m3. A descoberta da jazida de Argyle, em 1986, fez com que a Austrália passasse de um país não-produtor de diamantes 4 es de Minas Gerais G E O C I Ê N C I A S 2 6 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 2 5 • n º 1 50 G E O C I Ê N C I A S milhão de anos atrás até o presente). As rochas-fonte primárias da região não são conhecidas, e os minerais indicadores típicos dessas rochas (minerais satéli- tes) estão ausentes. Na província do Alto Paranaíba, no entanto, várias chaminés de rochas kimberlíticas semelhantes às fontes vulcânicas primárias do diamante russo e sul- africano são conhecidas desde a década de 1960. Embora ainda não tenham sido detectados kimber- litos mineralizados de interesse econômico na re- mado na época das atividades vulcânicas que trouxeram os dia- mantes, pois apresentam diversos mi- nerais satélites típicos de rochas kimber- líticas. Assim como na região de Diamantina, há também depósitos sedimentares terciários e qua- ternários, os quais, pela maior facilidade de extração, são mais intensamente lavrados. A quantidade de diamante nessas províncias va- ria segundo características geológicas responsáveis pela concentração do mineral em certas porções do sedimento ou da rocha sedimentar. Os diamantes lavrados no Conglomerado Sopa desde o século pas- sado têm, em média, de 0,01 a 0,1 ct/m3 de rocha. São teores muito baixos se comparados aos dos kim- berlitos sul-africanos, que apresentam valores mé- Figura 2. Províncias diamantíferas de Minas Gerais – Espinhaço (I) e Alto Paranaíba (II) – e seus principais centros produtores: Diamantina (1), Grão Mogol (2), Jequitaí (3) e Coromandel (4) Mineração aluvionar de diamantes no Rio Jequitinhonha, em Diamantina: grandes dragas da Mineração Rio Novo escavam o leito do rio gião, muitas mineradoras têm fei- to intensas pesquisas na área em função da presença de diamantes em dezenas de rios e córregos, principal- mente nas proximidades do município de Coro- mandel. De grande impor- tância para a geologia do diamante do Alto Paranaíba é a Forma- ção Uberaba, constituí- da de depósitos sedi- mentares do Cretáceo Superior (há cerca de 100-65 milhões de anos). Esses depósitos de areni- tos, conglomerados e tufos vulcânicos parecem ter se for- FO TO CO R TES IA D A M IN ER A ÇÃ O R IO N O V O dios de até 6 ct/m3. Em depósitos de aluvião recentes, como no Rio Jequitinhonha, as concentrações são ainda menores. Nesse local, a Mineração Tejucana opera com ínfimos 0,008 ct/m3. Mas como o volume de material lavrável é excepcionalmente grande, com- pensa investir na lavra mecani- zada do depósito. Os diamantes da região de Diamantina são em geral pequenos, com 0,3 ct em média, sendo raras as pedras com mais de 10 ct. No Alto Paranaíba, o conglo- merado da Formação Uberaba é lavrado desde 1888 na Mina de Romaria, com teores variáveis entre 0,03 e 0,07 ct/m3. Outros corpos de conglomerado e tufos j u n h o d e 1 9 9 9 • C I Ê N C I A H O J E • 2 7 G E O C I Ê N C I A S vulcânicos também já foram lavrados nas proximi- dades de Coromandel. Deve-se, porém, destacar a ocorrência de grandes diamantes nessa região. O maior deles, com 726 ct, encontrado no rio Santo Antônio do Bonito em 1938, era na época o quarto maior do mundo. Nesse mesmo rio foi encontrada em 1993 uma pedra com 602 ct, a segunda maior do Brasil, e em agosto de 1998, uma outra com 481 ct. Quase todo ano aparece um grande diamante nes- sa província, cujo padrão de peso é muito maior que o da Serra do Espinhaço. lógico, as pedras de boa qualidade são mais hialinas e apresentam baixas taxas de imperfeições internas. A fonte distante dos diamantes do Espinhaço Os dados disponíveis indicam forte semelhança en- tre os diamantes aluvionares da região do Alto Paranaíba e aqueles extraídos diretamente de kimberlitos e lamproítos. Demonstram ainda que as Detalhe do conglomerado diamantífero Sopa, nas proximidades de Diamantina (MG) Como o diamante é um mi- neral gemológico, seu preço é definido não só em função do peso, mas principalmente de suas particularidades físico- químicas. Em geral de exce- lente qualidade, as pedras da Serra do Espinhaço alcançam elevada cotação no mercado. Na região de Diamantina o preço do quilate gira em torno de US$ 150, podendo, em cer- tas áreas, alcançar até US$ 400. Como no Alto Paranaíba os diamantes têm baixa quali- dade gemológica (apesar de maiores que os de Diamanti- na), os preços médios são infe- riores. Do ponto de vista gemo- FO TO M A R IO L U IZ D E S .C . C H A V ES Seleção natural no mundo mineral A partir da publicação do célebre Sobre a origem das espécies, de Charles Darwin, em 1859, o paradigma da seleção natural foi se tornando progressivamente aceito pela maioria dos pesquisadores do mundo animal e vegetal. No reino mineral, porém, o termo não é empregado, embora a ‘resistência’ de certas espécies seja uma evidência relatada cotidianamente por geólogos e mineralogistas em seu trabalho de prospecção. O grau de resistência de um mineral ao longo do curso de um rio, por exemplo, dependerá diretamente de fatores inerentes às suas características físico-químicas. Durante o percurso, ele tenderá a pulverizar-se cada vez mais, e seu tempo de ‘vida’ varia em função de propriedades como composição química e estrutura cristalina, dureza, modo de clivagem e, sobretudo, pureza. Os gemólogos relacionam pureza à freqüência de inclusões estranhas e/ou microfraturas no interior do mineral hospedeiro. Conseqüentemente, quanto mais impuro for um mineral, maior será sua tendência à pulverização em um meio de transporte ativo como o fluvial ou marinho. Não é por acaso que 99% da areia de praia se constituem de quartzo, uma estrutura rígida formada por tetraedros de SiO2 (dióxido de silício). O caso do diamante é particularíssimo. Além de sua estabilidade química, sua resistência ao desgaste físico e a fortes variações de temperatura e pressão faz com que, após desprender-se de sua rocha-matriz original, ele tenda a permanecer no registro geológico. Uma população de diamantes ou outro mineral com características físicas ‘perfeitas’ deve, portanto, indicar, em termos estatísticos, uma longa e complexa história, na qual o material mais resistente ficou preservado. FO TO M A R IO LU IZ D E S .C. CH A V ES 4 2 8 • C I Ê N C I A H O J E • v o l . 2 5 • n º 1 50 G E O C I Ê N C I A S rochas-fonte daquela província estão relativamente próximas umas das outras, podendo os trabalhos de prospecção que vêm sendo feitos levar à descoberta de aparelhos vulcânicos mineralizados. A fonte dos diamantes da Serra do Espinhaço, po- rém, está em local distante, e os minerais encontra- dos resultam de sucessivos processos de erosão, trans- porte e nova deposição. Como a área alimentadora da sedimentação da bacia do Espinhaço ficava a oeste, onde se estende o cráton do São Francisco, presume- se que as desconhecidas rochas primárias estariam nessa região. A identificação de tais fontes, no entan- to, é uma tarefa difícil, pois a área foi recoberta por sedimentos marinhos do chamado Grupo Bambuí em período geológico posterior, há aproximadamente 900-550 milhões de anos. Durante o transporte do mi- neral do cráton até os sítios onde se encontra hoje, cer- tas formas foram sendo selecionadas, e a população À esquerda, topo da borda norte da Serra do Cabral, na região de Jequitaí (MG), com restos de um conglomerado diamantífero do Cretáceo Inferior. À direita, nas encostas da serra, garimpeiros exploram diamante de cristais de qualidade gemoló- gica se multiplicou. Como mostra a figura 3A, a intrusão dos kimberlitos e lam- proítos ocorreu antes da formação da bacia do Espinhaço, em pro- fundidades compatíveis com a curva de estabilidade das espé- cies de carbono, grafita (G) e dia- mante (D). A erosão das chaminés (figura 3B) e o conseqüente assen- tamento de depósitos aluvionares periféricos são atestados hoje pela presença de seixos de um conglo- merado mais antigo dentro do Conglomerado Sopa. Com a im- plantação da paleobacia do Espi- nhaço (figura 3C), ocorreu a pri- meira fase de deposição dos dia- mantes, posteriormente redistri- buídos na própria bacia até a for- mação dos sedimentos fluviais que deram origem àquele conglo- merado (figura 3D). Movimentos tectônicos ocorri- dos no final do Pré-Cambriano causaram dobramentos na crosta terrestre. Após um longo período, em que o relevo pouco se alterou em conseqüência da separação continental entre a América do Sul Figura 3. História evolutiva do diamante da Serra do Espinhaço durante o Proterozóico, desde a geração das rochas-fonte até a deposição do Conglomerado Sopa FO TO M A R IO LU IZ D E S .C. CH A V ES