Espectroscopia, cristaloquímica e inclusões fluidas da esmeralda de Monte Santo, Tocantins, Brasil

Abstract

A tese teve como objetivo investigar detalhadamente as esmeraldas de Monte Santo do Tocantins por meio de estudos espectroscópicos, cristaloquímicos e de inclusões fluidas, visando estabelecer assinaturas diagnósticas (fingerprints) capazes de identificar sua procedência geográfica e contribuir para a determinação de origem de gemas. Para isso, foram analisadas cerca de 60 amostras provenientes do mesmo depósito, utilizando difração de raios X em monocristal, espectroscopias Raman, FTIR e UV-Vis-NIR, microssonda eletrônica e estudos de inclusões fluidas. Os resultados espectroscópicos mostraram que as esmeraldas de Monte Santo possuem elevado teor de elementos alcalinos, com predominância de moléculas de água do tipo II nos canais estruturais do berilo, indicando ambiente rico em álcalis. Foram identificadas também vibrações associadas a CO₂, além de sinais atribuídos a N₂ em algumas amostras. A espectroscopia Raman evidenciou forte interferência por fotoluminescência causada pelo Cr³⁺, levando ao desenvolvimento de uma metodologia específica para minimizar esse efeito e permitir a obtenção de espectros confiáveis. As análises UV-Vis-NIR demonstraram que a coloração das esmeraldas está relacionada principalmente à presença de vanádio, cromo e ferro, sendo observada uma relação entre a intensidade das bandas espectrais e a tonalidade verde dos cristais. Os resultados indicaram que as esmeraldas de Monte Santo apresentam combinação distintiva de altos teores de V e Cr, acompanhados de baixos a moderados teores de Fe, característica importante para sua diferenciação em relação a outros depósitos. Os estudos cristaloquímicos e químicos revelaram que as amostras são classificadas como esmeraldas ricas em álcalis, com substituições predominantes nos sítios octaédricos da estrutura do berilo. A composição química mostrou que o principal ocupante desses sítios é o alumínio, substituído principalmente por Mg, V, Sc, Cr e Fe. A esmeralda de Monte Santo foi classificada como V-dominante, devido ao maior teor de vanádio em relação ao cromo. Um dos resultados mais relevantes da pesquisa foi a identificação de concentrações excepcionalmente elevadas de escândio (Sc), consideradas a principal assinatura geoquímica do depósito e um critério distintivo frente a outras ocorrências mundiais de esmeralda.

As inclusões fluidas registraram sistemas aquosos, carbônicos e aquocarbônicos, com ampla variação de salinidade, composição e proporções de fases. Os dados indicam que os fluidos mineralizantes resultaram da mistura de contribuições magmáticas e metamórficas, em um sistema complexo com múltiplos eventos de remobilização. A presença de CO₂ e CH₄ foi associada à devolatilização durante processos metamórficos, enquanto a coexistência de fluidos de diferentes composições sugere aprisionamento heterogêneo e processos relacionados à ebulição (boiling) e separação de fases. A pesquisa conclui que nenhuma técnica analítica isolada é suficiente para determinar com precisão a origem geográfica de esmeraldas. Entretanto, a integração de dados espectroscópicos, cristaloquímicos, geoquímicos e de inclusões fluidas permite diferenciar com alta confiabilidade as esmeraldas de Monte Santo de outras ocorrências. O depósito é interpretado como resultado de uma gênese complexa envolvendo contribuições tanto magmáticas quanto metamórficas, sendo mais compatível com depósitos tectonometamórficos remobilizados do subtipo IID da classificação de Giuliani. Além disso, o trabalho estabelece uma base de dados inédita para futuras aplicações em gemologia, geologia forense e estudos de proveniência mineral.