Dados da Submissão

Título

A OPALA NANOCRISTALINA DO RIO GRANDE DO SUL E SEU COMPORTAMENTO ÓPTICO ISOTRÓPICO

Texto do resumo

A opala encontrada no Rio Grande do Sul está frequentemente associada à ágata e ocorre em depósitos de pequena extensão, que podem estar alojados em geodos, em fraturas, cimentando brechas ou em estruturas de fluxo em riodacitos e riolitos da litofácies Palmas, do Vulcanismo Serra Geral. Ocorre em agregados maciços ou colomorfos com cores variadas - incolor, branco, branco azulado, rosa, amarelo, azul, azul acinzentado, castanho, preto, laranja e vermelho, estas duas últimas caracterizando a variedade “opala de fogo”, a mais valorizada no comércio dessa gema no RS. As amostras são transparentes a translúcidas, com brilho vítreo a resinoso, dureza 5,5 a 6,5 (Mohs) e a densidade relativa, medida em balança hidrostática, varia de 1,95 a 2,25. De acordo com a mineralogia clássica, a opala é constituída por sílica amorfa hidratada, composta por lepisferas de sílica em arranjos mais ou menos ordenados. A opala do RS quando observada em equipamentos ópticos (microscópio petrográfico, polariscópio e refratômetro) apresenta um comportamento isótropo - extinta sob polaróides cruzados e monorrefringente, com o índice de refração variando entre 1,439 a 1,475 em diferentes amostras. Esta característica, junto com as demais propriedades físicas, é compatível com materiais sem arranjo cristalino e está de acordo com o que a literatura propõe para a opala. No entanto, quando essa opala é analisada através de Difratometria de Raios X (DRX), os resultados obtidos em amostras provenientes dos diferentes modos de ocorrência e nas várias cores em que ocorre, mostram que ela é sempre constituída de um agregado de nanocristais de α-cristobalita (tetragonal) e α-tridimita (triclínica), identificando-se opala-CT (com cristobalita e subordinadamente tridimita) e opala-C (com cristobalita). Esses minerais cristalizam em temperaturas baixas, característica confirmada para a opala do RS com estudos de isótopos de oxigênio, que apontaram temperaturas de cristalização entre 76 e 150 graus Celsius. Alguns trabalhos pesquisados na literatura científica, sugerem que a cristobalita de baixa temperatura possa cristalizar em estruturas pseudo-cúbicas, o que justificaria seu comportamento óptico isótropo. Aplicando-se estudos de DRX pelo método Rietveld com refinamento dos dados utilizando os programas X´PertPlus (Expert High Score Plus) e MAUD (Material Analysis Using Diffraction), é possível medir com precisão os parâmetros da célula unitária bem como o tamanho desses cristálitos. Não foram identificadas estruturas cúbicas ou pseudo-cúbicas na cristobalita e na tridimita que compõem essa opala e verificou-se que os cristálitos têm dimensões muito reduzidas, em torno de 2,5 a 5,0 nm. Assim, a grande diferença entre os comprimentos de onda da luz (da ordem de 400 a 700 nm) e o tamanho médio dos cristálitos, não permite uma interação construtiva dessa radiação eletromagnética com a estrutura cristalina dos minerais constituíntes dessa opala. Isso faz com que esses cristálitos não tenham o comportamento esperado para minerais anisótropos, mas a reação típica de materiais amorfos e minerais cúbicos, que respondem isotropicamente à luz policromática branca e à luz monocromática amarela (λ=589,3 nm), esta utilizada nos refratômetros gemológicos para leitura dos índices de refração.

Palavras Chave

Opala; Gemas no RS; Difratometria de Raios X; Vulcanismo Serra Geral