A NA IS DO XXXIII CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOG IA, RIO DE JA NEIRO, 1984

DIAGRAMA QUINÁRIO PARA A DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÁO DEGRANADAS GEMOLÓGICAS -

J . B. de Madure ira Filho;;> Darcy P. Svisero

Inst itu to de Geociência s da USP

ABSTRACT

Na t u r a l ga r n e ts are usuall y composed by almandine, pyropea nd r a d i t e , grossularite, spessarti t e and uvarov ite molecules. Some raree nd members such as knorringite and schorlomite, f o r i nstance, ma y bep r e s e n t i n specific and less a bundan t mi ne ra l assemb lages a s inkimbe r lite s , diamond inclusions, etc .

Th e determination of garne t composition, on t he o t he r handc a n be accomp lished either b y direct pre de d ur es (we t c hemical ana l yses,mi cro probe ), as we l l as by indirect methods thr o ugh the u s e o f s e vera ld i agr a ms available i n the mi n e r alogi cal li t e r a t ure .

This p a pe r presents a new diagram s pe c i a l l y de signed f o r thedetermination o f the composition of ge mo l o gi c al ga r ne t s . Thi s diagrami s a pentagon in whose vertices are located the five mo st common mo l e­cules found i n natura l garnets. In thi s case the garnet e nd -member s .are obtained j us t plot ting the val ues which can 'be e as i l y determinedi n rough as we l l as i n polished samples. Six distinctiv e gar netsdisplaying each one particular p hysical c haracteristics were use d f o rt e sting t he new dia gr am o The va lues obt aine d ind irect l y s howed goodagreement with those calculated f r om t he chemical ana l yses ob t ain ed int he electron mi c r o probe.

I NTRODUÇÃO

A determinação química da compo s ~ çao d e minerais, através ded i a gr ama s de va r i a ç õe s de suas propriedades fís icas, é uma técnica i n­d i r e t a de análise química frequente em mineralogia. Centenas de exem ­p los encontrados em livros como os de Winchell & Winchell (1 959 ) , Tro­ger (19 59 ) , bem como em revista especializadas, comprovam esta afirma­ção. Os diagramas, normalmente, são construídos a partir de proprieda­de s físicas , tais como, índice de r e f r a ç ã o , densidade , parâmetros dacela unitária, ângulos 2V, etc .

A l iteratura mineralógica registra, no caso específico dasgranadas, uma série de diagramas , entre os qua is destacam-se os deFord (191 5) , Fleischer (1937) , Sr iramadas (1 957 ) e Winchel l (1958) . Apartir de 196 9 Camargo & Madureira (19 76 ) introduziram d i v e r s a s modificações nos d iagramas acima re fer idos, buscando a simp lificação na ob =tenção dos dados analíticos para o grupo das gr ana d a s e d e outras so ­l uç oe s sólidas encontradas e ntre o s mine rai s . Em sín tese recente, Mad~

reira (1 98 3) , p r o po s um conjun t o de novo s diagramas que, baseados emadaptações analíticas, procuram viabili z a r a utili z a ç ã o de gráficosqu~ternários equi nários n a pesquisa mi ner al. Os resu ltados des te trabalhoindicaram a possibilidade de se int r odu zir um novo cri tério para redu­zir e simpli f icar ainda mais a a p licação de ste s di agr a ma s . Observou-seque na construção dos referidos di a gr ama s pode-se cons i derar aspectosd iversos, t a i s como, modo de ocorrênc ia, gr au de me t a morfi s mo , assem-

4.968

blé i a mineralógic a, usos, etc. , como critérios de simplificação no nú-. mero de associa ç õ e s possíveis e n t r e o s vá r io s t ermos puros das gra n a ­das. Dentro desta no va f i losofia d e pe sq u i s a , es te trabalho apresen t aum diagrama quinário destinado , e xc l u s i v a me nt e , à determinação da com­posição molecular d e granadas d e na tur eza gemológica .

COMPOSI ÇÃO QUíMICA DAS GRANADAS

° termo granada a bra ng e d i ver s o s mi ne r a i s isomór ficos, cujacomposiç ão química é represen t a d a pe l a fórmula geral X3Y2Z 30 12' A po s~

ção estrutural X é ocupa da por e leme n t o s químicos bivalentes c omo Fe,Mg, Mn e Ca ; na po s ição Y podem aparecer os trivalentes Al , Fe, Cr, Ti ,Y e V, e na Z podem e s t a r Si , Al , Ti e Fe 3+ (F l e i s c he r , 1983).

As g r anadas cristali za m-se no sistema cúbico , sendo sua estr~

tura constituída por radicai s t e t raé d r i c o s de (Z0 4) 4- que ao se liga ­rem com os cátions trivalente s d e i xam interstícios dentro da rede cristalina, que são ocupa dos pe los c á t ions bivalentes. A s i mi l a r i d ad e e x istente entre o t amanho dos r aios iônicos d o s elementos químicos envolvIdos no quimismo das granadas é r esponsável pela intensa d i adoq u ia , di=ficultando a i denti f icação prec i sa dos s eus componentes . A d iadoqui acatiônica é mais efetiva para determinado s grupos de elementos quími ­cos que para outros. Esta pequena discriminação permite dividir o gr u ­po mineralógico das gr a nadas na s s é r i e s piralspita e ugrandita (Winchel l& Winchell , 1959) . Cada uma d e sta s séries apresenta t rês e s pé c i e s degranadas . Na s éri e pi r al spita a s e s pécies s ão piropo , almandina e e s ­pessartita e a diadoqui a oc orre e n t r e os elementos bivalentes Mg, Fe eMn. A série ugrand ita é c omposta pe l a s e s pé c ie s uvarovita, grossu l ár i ae andradita e os e lementos q u í mico s que se substi t uem são os trivale n­t e s Cr , Al e Fe (Deer et al ., 1 982). Dentro de cada série a substi t u i ­ção é quase completa e nquan to q ue entre as duas s é r i e s é muito pequena(Troger , 1959 ). Os nomes série e e s pécie podem ser substituídos na c la ssificação de alguns a u t o re s pelos termos espécie e sub- espécie , r e s pect i v ame n t e (Hurlbut & Swi tze r, 19 79 ) . Es ta dualidade de terminolog ia r esulta do significado di f ere n t e q ue pode ser d ado ao termo e s pé c ie mi neral o Enquanto alguns a utor es admi t em que espécie representa o mineral­d e composição q u ímica d e fin i d a, outros consideram que o termo corres ­ponde a um membro cuj a c ompo s i ç ão oscila dentro de um determinado in ­tervalo de variação (Ma n son & St ockt o n , 1981) .

A compo s i ç ã o quími c a de uma granada natural nunca se aproximada composição d e apena s uma de suas e s pé c ie s . Esta condição e xtremamente particular sô pode s er esperada no caso da s granadas sintéticas ~

Ford (191 5) concluiu que 17 % da s grana d a s naturais são misturas em quepredominam apenas dois componentes, outros 17% têm predominância dequatro componentes, e os 66 % res tan t e s são granadas em que três c ompo­nentes predominam so bre o r e stante d a mistura. Esta observação s erv iude base para a con s t ruç ã o d e diagrama s triangulares como o s do próp r i oFo rd (1915 ) , os d e Fleischer (193 7) , que a pa r e c e m também no trabalhod e Ke n ne dy (1947), bem como os s e Sr ira mad a s (1 9 57 ) e os de Ca margo &Madureira (1976). As pr opriedades f í s i c a s usadas nesses trabalhos sãoíndice de refra ç ã o (n) , den sidade rela t iva (D) e parâmetro d a c e l aunitária (ao) ' Camargo & Madureira (1976) substituem o parâmetro ao 'de obtenção demora da, pelo parâmetro ~ 2 a CuKa que é c o n s e gu i d o direta ­mente sobre os r e gistros de d ifraçã o de r aios X.° diagra ma t r iangula r t em e xce len t e visuali zação e f ácil manuseio, e n t r e t a n t o , l i mi ta-se a fo rnecer com po s içõ e s moleculares b iná =rias e ternária s para as granadas analisad a s . Wi nc he l l (19 58 ) pro curas upe r a r e s s a fa lha com a i ntrodução d e um diaarama tridimensional, quec o n t ém o s s eis principais termos das granadas ~ Embora se ja um diag r a macompleto , no que di z respeito a to tal po s s i b i l i d a d e d e com posiçõe s quími c as e n t re a s g ranadas , sua u t ilização r eq uer cuidados e spec i a i s , nãosó pa r a a v i sual ização dos pontos pro jetados , c omo t ambé m pa r a a i nterpretaç ã o d o s d a d o s c onse gu i do s, uma vez que, o diagrama pe rmi te a d u =plicaçã o d e r e s u l t a d o s para o mesmo c o n j un t o d e propriedades f ísicasconsideradas (Hutchison , 1974) . A complexidade química e a d i f icu ldadena de te rminação dos t ermos q ue pa r t i c i pa m da composição de uma granadat ambém s e veri f i c a na identi fic ação das granada s gemo l ógica s . As tentativas s im p l istas de s e determina r a s ge ma s des se grupo mi ner a l ba sea =das a penas na c or, por e xe mplo , t em c ontribuído pa r a a p r o l i f e r ação d e

4.969

nomes que agravam ainda mais o problema.

GRANADAS GEMOLOGICAS

As granadas po s s uem carac t e r ísticas que p e r mi tem enquadrá-lasentre os mat er i a i s gemológicos. A cor é v a ri a d a e atraen t e; apresentam-se, na natureza, sob a f orma de c r i stai s sufic i e ntemente límpidos edesenvolvidos adequados à lapidação; s eu brilho e dureza também são s~tisfatórios; a ausência de c livagem, por outro lado , facilita o proce~

so de corte e polimento (Smi t h , 1940 ).Urna das poucas desvantagens da granada é ser relativamente c~

mum, pelo fato de estar relacionada a d iversos amb ientes geológicos . .Podem ser encontradas tanto em rochas ígneas e met a mó r f i c a s (Wr i gh t ,1 938; Le vin, 1 9 50 ; Engel & Engel, 19 60 ), corno em aluviões delas deriv~

dos. As granadas, de modo geral, são constituídas por, aproximadamen ­te, seis termos puros a saber: piropo (pi r) , a lmandina (a l m) , espessaEtita (e s p ) , grossulária (g r o) , andr adita (a nd) e uvarovita (uv a) . °progresso dos conhecimentos relativos à compos i ção química dos mine­rais introduziu, nos ú ltim os a nos , diver s o s termos novos no grupo dasgranadas, corno por exemplo, a k i nor r ingi t a (Mg3Cr 2Si 301 2) e a schorlo­mita (Ca 3Ti 2( Fe , Si) 3° 12 ) , definidas por Nixon & Hornung (1 968) e Ito &Fronde l (1 96 7 ) , respectivamente. A nomenclatura gemológica, por outrolado, registra nomes de variedades, cujas relações com as moléculas j áestabelecidas para o grupo da$ granadas são pouco conhecidas (Webster,198 0). Assim por exemplo, variedades gemológicas tais corno rhodo lita ,topazolita, hessonita, demantóide, entre outras, costumeiramente sãoreferidas apenas a um dos termos puros usados em mineralogia. Não há,inclusive, dados mostrando a composição em termos de vá r i o s componen ­tes que corno já foi dito, é o que ocorre normalmente na natureza. Desta forma, melanita, demantóide e topazolita são refer idas só a o termo­andradita; hessonita à grossulária, e rhodolita à urna mistura entre p iropo e almandina. -

Na realidade, a cor tem exercido uma grande influência no quediz respeito à nomenclatura gemológica das granadas. Assim sendo, gra­nadas verdes são simplesmente referidas pelo termo demantóide, amare ­las por topazolitas e vermelhas por rhodolita. ° resultado deste procedimento tem sido um aumento desnecessár io de nomes, confundindo e d ifIcultando a nomenclatura dessas gemas. Uma alternativa possível d e seevitar a proliferação desses termos, seria relacionar a nomenclatura d iretamente com a composição química, ao invés de se levar em conta asvariações de cor observadas nessas variedades.

Nessas condições, o procedimento mais adequado seria determi­nar somente a composição química através dos métodos convencionais deanálise. Entretanto, a maior parte dos métodos de uso corrente são d edifícil acesso, e além disso quase todos são de caráter destrutivonão se aplicando à materiais já lapidados .

° diagrama aqui apresentado procura superar esta dificuldade epara tanto, foram introduzidas modificações nos d iagramas propostos porMadureira . (1 983) vol t a d a s , exclusivamente, para a identificação de granadas gemológicas. Estas modificações consistiram na construção de umúnico diagrama quinário mostrando o comportamento de apenas duas pro ­priedades físicas, índice de refração e densidade relativa. Como a de­terminação dessas propriedades baseia-se em métodos analíticos não destrutivos, elas ajustam-se perfeitamente à determinação d e materiais gemológicos. Os cuidados e problemas sempre enfatizados na determinação­da densidade de um mineral qualquer não tem a mesma conotação para osminerais gemológicos. Nesse sentido é desejável que a gema contenha omenor número possível de imperfeições e inclusões, que normalmente di­ficultam a determinação da densidade.

As balanças de determinaxão de densidade representam o métodomais prático e barato para obtençao deste dado. Para a determinação doíndice de refração, os refratómetros com escalas entre 1,3 0 e 1,81 sãosatisfatórios, já que a molécula de andradita, cujo índice de 1,887 émais alto entre as granadas, está sempre junto com outras de índicesmenores, resultando daí um índice mais baixo para a mistura final(Li d d i c o a t , 1969 ).

Entre as várias espécies de granadas gemo lógicas, a uvarovitaé a única que não apresenta interesse , pelo fato de não terem sido

4.970

encontra do s, até o momento , indivíduos com t amanho suficientefins de l a pid a ção.

GRÁFICO QUINÁRI O

para

O d i agrama qu inár io introd u z i do por Madurei r a (1 98 3) , r esultada associa ção de cinco te rmos puros de urna solução sólida qualquer, c~

locados nos vé r t i ce s de um pentágono r e gu l ar. Os v é r t i c e s A, B , C, D eE do pentágono (F i g . 1 ), r e p r esenta m compo s i ç õe s d e 10 0% para cada urnadas moléculas aí co l ocadas. Se u s l ados cont ém pon t o s que represen tamcomposições b i n á r i a s entre os componentes situados nas suas_e xtremida­des. Os pontos no interior do pentágo no significam composiçoes que co~

tam com a participa ç ão de t od o s os compo ne n tes d a referida f i gura. As­sim, o centro geométrico deste polígono t e m a composição d e 20 % pa r acada um dos componentes e m questão. A determinação da composição mole­cular de qualquer ponto interno é f ei ta transformando-se a área do pe~

tágono em áreas de dez triângulos q ue se interpenetram. Esses triângu­los são construídos a pa r t ir da união e n tre os vértices d o pentágono .A superposição dos triângu l o s d ivide o pe ntâgono em áreas menore s, cu­jos pontos i n ter no s podem pertencer , s i multaneamente, a t r ê s , quatro,cinco, seis o u se t e tri ângul o s, de acordo com a posição do pon t o nodiagrama quinário.

A composição mole cular d o po n t o é determinada para cada triâ~

gulo individualmente a partir d a t é c n i c a c o nve nc i o na l e xistente na li­teratura (Hu t chi s on , 197 4 ) . As s i m, a composição do ponto P no t riângu­lo BCD da Fig. 1, é ob t ida com auxílio da s r etas b, c e d parale las aosrespectivos l ados d o t r iângulo e que cortam suas três alturas em s e g­mentos proporcionais à s porcen tagens mo lec u l a r e s dos componentes s i ­tuados em seus vér t i ce s . Tal proc edimento d e ve ser repetido para t odo sos triângulos que contenha m o r eferido ponto. Um ponto qualquer no in­terior do pentágono pertence s e mpre a mai s d e um triàngulo, e assim ,sua composição f inal será conse guida com a integração d e t o das a s suascomposições triangulares parciais . O ponto A Fig. 2, pertence, ao mesmo tempo, aos triângulo s EAB, ACE e DEA. Sua composição no t riânguloEAB, obtida a partir de seus vértice s , é A= 54,0 %, B= 9,0 % e E= 37 , 0% .No triângulo ACE os va lores são A= 64,0%, C= 6,0 % e E= 30,0%. Finalmente, no triângulo DEA obtém- s e va l o r e s d e A= 70,0 %, D= 1 0 , 0% e E= 20,0 %~

A composixão total para c ada um dos componentes A, B, C, D eE depende da posiçao no interio r do diagrama quinário. Aq ue le s que participam de mais de um triângulo, corno por e xe mpl o , os componentes A eE, têm sua composição obtida a partir d a méd i a dos seus va l o r e s respectivos. Os que aparecem a penas urna ve z , c orno é o caso de B, C e D a composição é o proprio va l o r i n tegra l d o componente. Assim s endo, a composição do ponto A é A= 62, 7%, B= 9 ,0 %, C= 6 , 0% , D= 10,0% e E= 29,0 %. Asorna desses valores é ainda um v a l o r parc ial, no caso, 116,7 % que deveser reajustada em t ermos d e 1 00 % f o r n e cend o então os valores finais quepassam a ser A= 53,7 %, B= 7 ,7 %, C= 5, =%, D= 8 , 6% e E= 24,9 %.

Durante o de senvolvi men t o do cálc u lo molecular a par t i r do método indireto for a m util i z a do s dia gra mas de vá r i o s tamanhos tais como~

cinco, dez, quin z e e vin te c entímetros d e l ado. Os resultados que maisconcordaram com a que l e s con segui do s na análise com microsso nda foramobtidos nos diagrama s que tinham d e z a vinte centímetros de lado. Osdiagramas menores aprese n t a r a m de svio s s i gnificativos r esul t antes d eerros gráficos.

A Fig. 3 a presenta o d iagr a ma quiná rio adaptado para à s granadas gemológicascu j os compo ne ntes são piropo (p i r ) , almandina (a lm) , espessartita (e s p) , gros s ulár ia (g rol e andradi t a (a nd ) . A escolha des =tes componentes b ase o u- s e no fato de qu e e s s e s são os termos pur o s fr equentemente e nc o n t rados na composição da s granada s . A Tab. 1 a presentaos valores d a s propriedad es físicas d e índice d e refra ção e densidad erelativa de sses compo ne n t e s utilizadas na con s t r ução d e d i agrama q~in~

rio (Sk i n ne r , 1956) . A uvarovita foi omi t i d a po r q ue , al ém de s er r ar a ,não são c onhe cidas em suas ocorrência s e xe mp l a r e s com dimensões c o nve ­nientes a o u so gemol ógico . Ou t ro pon to a con side r ar é a ordem do s c om­ponentes no diagrama . A parte superior do pe n t á go no a presen t a as granad a s da s érie p i ra lspita , d e ixando próximos o s componen te s piropo-almand i na e alma ndi na-e s pe s s a r t i t a, mantendo afastado s o s componente s piro=po-e s pe s s ar t ita , conforme suger e o t r ab a l ho de Trog e r (1959 ) . Na pa r te

4.971

i n f er i or d o d i a grama encontra-se a s é r i e gr a ndita , a q ua l apresentamiscibi lidade completa entre seu s componentes gro ssu lár ia e andradita.

As propr i e d a d e s físi c as e scolhi d a s fo ram apen a s índice de re­f r a ção (n) e den s i d a de r e l ati v a (D), por sere m esta s a s ma i s adequadasc o nsid erando a s caracterís t i cas d o mate r ial gemológico . Ape s a r de e x istirem outr a s pr o p r i e dade s, t a is c omo, ao ' ó2 eCuKo e ód po s s í ve i s de s~rem util izad a s com r esu l t ado s satis f atórios já comprovado s (Ca ma r go &Madureira , 1976 ), o u so apena s do í ndice e d a densidade simplifica ostra b a l hos a nalíticos sem c o mprometer a p r e c i s ão do s r esu l tados. No rmalmen te, a d e n s i d ad e aprese nta l imi t açõ e s devido à imper f e i ç õe s que ge=r alme nte e stão presen t es no s mi nerais. No caso em pa uta , e m que as granada s gemo l ó gic a s comumente pos suem l impi dez e um número reduzido dei mpe rfei ç õ e s e de fei tos, a dens idade passa a s e r uma pro p r i e d a d e quaset ão conf iáve l quanto às demais acima referidas .

Neste trabalho foram calculadas as c ompo s ições moleculares des eis g r a nad a s d istintas, c u jas propriedades fís ica s e procedências es­t ão i nfo r ma d a s na Tab. 2 . As de terminações d e densidade foram executa­das uti l i zando- s e solução de Clerici com as d e v idas c orreções referen­tes à i n f l uê nc i a da tempera tura sobre a s o luç ã o (Jahns , 1 9 39 ). O esta­do d o equil íbr io dos fragmentos de granad a s n a s o l ução devidamente di­l uída f oi es tabelecido mediante observações ó p ticas . A densidade cor ­respondente à solução foi obtida a partir de um r e fra tómetro Leitz­Jelley. Os índices de refração dos fragmentos s elecionados foram deteEmi n ados pelo método de imersão convencional c om l uz monocromática. Osdados de composição química foram obtidos em uma mi c r o s s o nd a eletróni­ca ARL modelo EMX-SM existente no Departamen t o d e Mineralogia e Petro­l ogi a do Insti tuto de Geociências da USP. Durant e as determinações químicas foram utilizados como padrões analíticos, cristais de granadasnaturai s . As correções analíticas foram executadas u t ilizando-se osprogramas de Bence & Albee (1 9 6 8) .

A Tab. 2 reune t o d a s a s informações re f ere n tes às amostras estud ada s ne s te t r a ba lho , abrangendo composição quanti t a tiv a, índices der efração , densidade e cor. A partir das anál ises químicas obtidas pe l ami c r o s s o nd a , calcu lou-se inicialmente as porcenta gens e m termos das mol é c u l a s i ntegrantes de a lmandina, andradita , espessartita , grossuláriãe pir o po (c o l una s A na Tab . 2 ). Em seguida , os valo r e s correspondentesao índice d e refracão e à densidade de cada uma destas a mostras forampro jetadas no diag~ama quinário da Fig . 3. As composições molecularesestão apresentadas nas colunas B da Tab. 2. Comparando-se os dois t i­pos de dados (A e B), referentes à composição molecular de cada uma d asgranadas, verifica-se que há uma boa concordáncia e ntre o s valores dasseis amostras estudadas . A concordância é maior no que diz respeito aos

·t e r mo s predominantes observando-se uma diferença que oscila em tornode 4,0%, exceto na amostra 2 onde a diferença a l c a nç a 24, 0%. Observa ­se também que no caso dos componentes minoritários as diferenças entrea composição molecular direta e indireta é mais a centuada do que oscomponentes predominantes.

Das amostras estudadas quatro são vermelhas, uma rosa claro eoutra marrom. Entre as granadas vermelhas não fo i possível estabeleceruma correspondência entre suas tonalidades com as d iferenças químicasconstatadas. são vermelhas tanto a amostra número um, com 69,0 % de al­mandina e 1 7,0 % de piropo, como a amostra três com 1 4 , 0% de almandinae 72 , 0% de piropo. A granada marrom (a mo s t r a dois ) f oi a que apresen ­tou a maior porcentagem para a molécula espessartita. Na granada rosaclaro (amo s t r a cinco ) a quantidade de andradita fo i superior à encon ­trada nas demais granadas estudadas.

Outro fato interessante é q ue os pontos pro jetados cairam to­dos na periferia do diagrama indicando , talvez , soluções sólidas par ­c iais entre os cinco componentes presen tes nas a mostras estudadas (Fi g .3 ) .

CONCLUSÕES

O mé t od o físico indireto fornece a porcentagem dos componen ­tes de granadas gemológicas a partir do índice de refração e da densi­dade relati va.

A composição da granada é obtida a través de um diagrama pent~

gonal , b i d i me n s i o na l , adaptada especialmente para esse problema , reu -

4.972

nind o o s componentes pi ropo , almand ina, e spe s s a r ti t a , g r o s s u l ária eandradita.

O diagrama foi test a do para seis amostras de paragêneses e cor es variada s , fornec e nd o re sul tados c o nc o r d a nte s c om o s dados c a l c u la=dos a parti r da compos i ç ã o q uímica ob t i d a d i r e t ame nte na mi c r os sond aeletrôn i c a. A comparaç ã o entre o s dad o s obt i dos pelos mé t odo s direto(micr o s sond a ) e indireto (d i a gr a ma q u i n á r i o) mo s t r ou que o err o o s ci l aem torno de 4 ,0% . A prec i s ã o do mét od o indireto possui significado atéa primeira casa d e c imal .

A utilização dos diagrama s quinários, no decorrer_~os tra ba ­lhos, i nd icou que a d ime n s ã o mai s a d e q u a d a para a cons truçao do diagr~

ma, t e ndo e m v i s t a a prec i são do s resultados, s itua-se entre dez a vinte centímetros de lado.

AGRADECIMENTOS

Esses são devido s a o Pr of.Dr. Otávio Barvosa que genti l menteforneceu diversas amostras no decorrer deste trabalho.

BIBLIOGRAFIA

BENCE, A.E. & ALBEE, A.L. - 1 968 - Empirical correction factores f o rthe electron microanalysis of silicates and oxides . Jour. Geol.76:382-403.

CAMARGO, W.G.R. de & MADURElRA FILHO, J.B. de - 1976 - New diagrams f o rphysical determination of ga r ne t s . An. Acad. brasil. Ciênc., 48 (1) :57-68.

DEER, W.A., HOWIE, R. A. & ZUSSMAN , J . - 1982 - Rock-forming minera l s .2nd. ed. Orthosilicates., Longman Limited: 919p.

ENGEL, A.E.J . & ENGEL , C.G. - 19 6 0 - Progressive me t amo r p h i sm a ndgranitization of t he maj o r parageneiss, nor t hwes t Adironda c k Mou­tainz, New York. Part 11, Mineralogy. Bull.Geol. Soc.Am., 71: l -5 7 .

FLEISCHER, M. - 1937 - The re lation between chemical composit i on a ndp hysical properties i n t he g a rne t group. Amer. Mi neral., 22: 751 -7 59 .

FLEISCHER, M. - 198 3 - Glossary o f mi n e r al species. Mineralogica lRecord, P.O. Box 355 6 5, Tuc s o n , Arizona, U.S.A.

FORO, W.E. - 1915 - A s t ud y of the relation e xisting be t ween t he che m­ical, optical and other p hysical properties of the membe r s o f thegarnet group. Am. Jour. Sei., 40: 33-49.

HARLBUT, C.S. Jr . & SWI TZER, G.S. - 1977 - Gemology. John Wiley & Sons,Inc., New York.

HUTCHISON, C.S. - 197 4 - Labo r a t o ry Handbook of Petrographic Techniques .John Wiley & Sons, Inc., New Yo r k : 527 p.

ITO, J. & FRONDEL, C. - 1 967 - Synthetic zirconium and titanium gar ­nets . Amer. Mineral., 52 : 773-781.

JAHNS, R.H. - 1939 - Clerici solution for the specific gravity deter ­mination of smal1 mi nera l grains. Am. Mineralogist, 24: 116-1 22.

KENNEDY, G.C. - 1947 - Charts for correlation of optical proper t i eswith chemical compos i t ion of some common rock-forming minerals . Am.Mineralogist, 32: 56 1-573.

LEVIN, S.B. - 1950 - Gene s is of some Adirondack garnet deposits. Bu l l .Geol.Soc.Am., 61: 51 9-565 .

LIDDICOAT JR., R.T. - 1969 - Handbook of gem i de n t i f i c a tio n . 8th ed .. GIA, Los Angeles: 430 p .

·MADUREl RA FILHO, J . B. de - 1983 - Dete rmina ç ã o da composi2ão molecula rde granadas. Tese de doutoramento, Inst. Geoc., USP, Sao Pau l o181 p. In: Rev.Bras . Ge oc., 13(3) : 207. Resumo.

MANSON, V. & Stockton, C. !1. - 1981 - Gem g arnets in t he red-to-v i o l e tcolor range. Gems & Gemology , 17 : 19 1-2 04.

NIXON , P . H. & HORNUNG , G. - 1968 - A new chromi um ga rnet end memberknor ringi te , f rom kimberlite. Amer . Mineral . , 55 : 183 3- 1840.

SKI NNER, B. J . - 1956 - Physical p ropertie s of end -member s of t he garnetg r oup . Amer . ~ineral , 41 : 428 -436 .

SMITH, G.F. H. - 1 9 40 - Gemstones . Methuen & Co. Ltd., London: 443 p .SRlRAMADAS, A. - 1957 - Diagrams fo r the c orre l a tion of unit c e l l

edge s a nd r efract i v e indices with the chemical c ompo si t i on fo rgar ne t s . Amer . Mineral., 42 : 294 - 298 .

4 .973

"

TR6GER, W.E. - 1959 - Opti shce bestimmung der ge s t e i n s b i l d e nd e nMinerale. E. Schweizerbart ' sche Ve r l ag s buc hhandlun g , Stuttgart,14 6 p.

w'EB5TER , R. - -1 9 76 - Gems . 3th . ed., Bu t t e nwo r t h & Co.Ltd., ' London:938 p.

WIN CHELL , A.N . - 1958 - The composition and physical properties ofg a r ne t . Amer . Mineral., 43 : 595-600.

WINCHELL , A. N. & WINCHELL, N. H. - 1959 - Elements of optical mineral ­ogy: an introduction to mi croscopic petrography. Part I and lI .4 t h . ed., Wiley, New York .

WRIGHT, W.I . - 1938 - The c ompo sition and occurrence of g a rnets .Amer. Mineral. , 23: 436 -449.

4.974

A

E

Figura 1 - Esquem a mostrando o processo pa ra a de terminação da composição mo l e c ular de um po n t o P qua lquer no d i a gr ama quinário ~

Após a divisão do pent ágono e m dez triângulos ' isóceles, acomposição do ponto é obtida traçando-se paralas a todos oslados dos t r i ângu l o s dos quais o ponto pertence s i multanea­mente. A composição é dada por segmentos correspondentes àsalturas de cada um desses triângulos. Considerando o triân­gulo BCD, as paralelas b, c e d interseccionam as a l t u r a s emsegmentos que representam as porcentagens de cada um dos componentes. Estendendo-se esse procedimento aos demais triân­gulos obtém-se a composição relativa aos cinco termos dodiagrama.

Tabela 1 Propriedades f í s icas d as principais moléculas constituintesdas g r a nad a s naturai s u t i l iza d a s na constr uç ã o do d i agra mada Figura 3.

Termo puro n D Compos i ç ã o química

Piropo 1 ,714 3, 582 Mg3 A12 5 i 3 ° 12Almand i na 1,830 4,31 8 Fe 3 A1 2 5i 3 ° 12Espe s sartita 1 ,800 4,190 Mn3 A12 5 i 3 ° 12Grossu l ár i a 1 ,734 3,594 Ca 3 A1 2 5 i 3 0 12Andra d i t a 1 ,887 3,859 Ca 3 Fe 2 5i 3 ° 12

4.975

, .

. "'/ \, "" .. I <. \I X70.0% A ·~/

I / \. .~E B

/ \ \ <,.1;>

/ \/ \ '0 0

0 \ 0Ç) I. ~~

Ç) / \,o' I.......... / \

I .......... .~ \

/ I " . \

/ I <. \/ / -. \/ , \

I ' \/ <, \I u'<,

\/ o <,~o

.......... . \/ ~o .......... . 'f1\

D C

Figura 2 - Exemplo numer~co ilustrando o cálculo da composição de umagranada r e p r e s e n t a d a pelo ponto A. O referido ponto t em, notriângulo EAB, as porcentagens A= 54,0 %, B= 9,0% e E=37,0%;no triângulo ACE A= 64,0%, C= 6,0 % e E= 30,0%; finalmenteno triângulo DEA A= 70,0%, D= 10,0% e E= 20,0 %. A composi­ção final, obtida a partir da média dos valores que se repetem ou dos valores integrais que aparecem uma única vez, eA= 53,7%, B= 7,7 %, C= 5,1%, D= 8,6% e E= 24,9%.

4.976

n/D

"7-':;:;A"""--;-:;':-;::;-~~~:=-"---:-:::::-='-~~C:::-"";"'..,L-~...J1,887

3,859And

Figura 3 - Diagrama quinário construído para a determinação dos compo­nentes de granadas gemológica s . As linhas cheias repre sen ­t am variações do índice de refração e a s interrompidas va ­r i a ç õe s de densidade . Notar a concentração das linhas nasbordas do diagrama, indicando talvez , a existência de solu­ções s ó l i d a s parciais entre os componentes u tilizado s. Ospontos 1 a 6 representam as projeçõe s das amostras estuda ­das.

4.9 77

'..Tabel a 2 - Da do s de c o mpo sição qu ím ica , p r o p r i e dad e s f í sicas e porcentagens d o s

c o mponente s con s t i tu i ntes das g ranada s estudadas ne s t e t raba l ho

Amost r a n9 1 2 3 4 5 6

5i0 2 36, 1 38 , 8 40,2 39,2 37 ,4 40, 5Ti0 2 0, 1 - 0,4 0,3 0,8 0 ,1A1 20 3 21,4 21, 3 23,0 21,1 21 , 6 21, 7Fe 20 3 0,4 0,2 0, 6 0,8 2 , 8 1 ,3FeO* 31,7 29,0 8,0 30,2 2 4 ,3 22 ,5FeO t 32,1 29,2 8,6 31 , 0 2 7 , 1 23 ,8MnO 1,9 1,9 1,3 0,3 0 ,6 2 ,3MgO 4,5 4,3 21,1 6 ,2 3,8 6 ,1CaO 3,1 4 ,2 4 ,5 2,2 9 ,0 4, 5

Total 99,2 99,7 99,1 100 , 3 100, 3 99 ,0

n 1 , 803 1, 79 0 1, 749 1 , 800 1 ,805 1,787:- D 4,1 0 4, 08 3, 7 5 4 ,0 9 4 ,09 3 ,9 9Co...,

Cor v e r me l ha ma r r o m v e r me l ha v ermelha rosa claro vermelhaeeOcorrênci a Itabi r a(BA) Guana mb i( BA ) Coro mande 1 (~IG) Ro mar i a (MG) Porto Nacional (GO) Coromandel (MG )

Composição A B A B li. B A B li. B A B

Alm % 69 , 2 69 ,2 65 ,9 49 ,9 14,4 13 ,1 6 8,3 66,6 56 ,4 56 ,5 52, 7 47, 3And % 1 ,5 1 ,9 0,8 5,7 2,1 4 ,2 2 ,0 3 ,7 9, 1 9 ,8 3,4 6,6Esp% 4,3 4 , 7 4 ,4 9 ,9 2 , 4 6, 7 0,7 2,8 1 ,1 8 , 6 5 ,4 ' 9 ,1Gro % 7,2 3 , 7 11,6 9,9 9 , 1 8, 6 4, O 4, 6 17,7 13,7 10, 9 9 ,9Pi r % 17,8 2 0, 5 17 ,3 24 , 6 72,0 6 7 , 4 25,0 22, 3 1 5,7 11 , 4 27,6 27, 1

To tal 100,0 1 00, 0 100,0 100,0 1 00, 0 1 00,0 100, 0 1 00, 0 10 0,0 100,0 1 00, 0 1 0 0 , 0

Fe o t - Ferro total, c alculado como Fe OFeO* - Ferro determinado por vi a úmidali. - va l o re s ca lcu l a d o s a par tir de d ados fornec idos pela mi crossonda e le t r ô n i c aB - valores calculados a pa r tir de diagrama q u i ná rio