Caracterização mineralógica da opala do Rio Grande do Sul

Abstract

Este estudo está inserido no projeto Mapeamento Geológico e Mineralógico do Distrito Mineiro de Salto do Jacuí, RS, cujo objetivo geral é obter dados de campo e de laboratório que contribuam para compreender a formação dos depósitos de opala no Rio Grande do Sul, que ocorrem nessa região. Este estudo foi focado na caracterização das fases cristalinas que compõem essa opala, descrevendo suas propriedades físicas, químicas e ópticas, contribuindo para um melhor entendimento das condições geoquímicas envolvidas no processo de formação desse mineral. Dados de isótopos de oxigênio, indicam que a temperatura de cristalização dessa opala é baixa (entre 760C e 1500C). Estudos anteriores indicaram que a opala do RS é do tipo microcristalina, sendo classificada como opala-CT (opala com cristobalita e tridimita) e opala-C (opala com predomínio de cristobalita), identificadas por Difração de Raios X. No entanto, nas análises em equipamentos ópticos (microscópio petrográfico, polariscópio e refratômetro), essa opala mostra um comportamento isótropo, típico de material sem estrutura cristalina. Para melhor entender esse comportamento atípico, foi utilizada Difração de Raios X, através de difratogramas de alta resolução que permitem a obtenção de dados mais detalhados sobre a estrutura cristalina desse agregado de minerais. Os dados obtidos foram indexados no software High Score X'PertPlus, tendo por objetivo a obtenção de informações sobra a célula unitária e a proporção entre material cristalino das fases constituintes. Os resultados desta pesquisa mostram que a opala do RS é constituída de um agregado de nanocristais de α-cristobalita e α-tridimita, com cristalitos com dimensões nanométricas (5,7 a 168,6 nm). A diferença entre os comprimentos de onda da luz (da ordem de 400 a 700 nm) e o tamanho médio dos cristalitos, não permite uma interação construtiva dessa radiação eletromagnética com a estrutura cristalina dos minerais constituíntes dessa opala, fazendo com que não tenham o comportamento esperado para minerais anisótropos, mas a reação típica de materiais amorfos e minerais cúbicos. Através destes dados, foram elaboradas fichas descritivas de cada amostra estudada nesta pesquisa.

This study is part of the Geological and Mineralogical Mapping Project of the Salto do Jacuí Mining District, RS, which aims to obtain field and laboratory data to contribute to the understanding of the formation of opal deposits in Rio Grande do Sul, located in this region. The study focused on characterizing the crystalline phases that compose this opal, describing its physical, chemical, and optical properties, contributing to a better understanding of the geochemical conditions involved in the mineral's formation process. Oxygen isotope data indicate that the crystallization temperature of this opal is low (between 76°C and 150°C). Previous studies have shown that opal from RS is microcrystalline, classified as opal-CT (opal containing cristobalite and tridymite) and opal-C (opal predominantly composed of cristobalite), as identified by X-Ray Diffraction. However, analyses with optical equipment (petrographic microscope, polariscope, and refractometer) revealed isotropic behavior in this opal, typical of materials lacking a crystalline structure. To better understand this atypical behavior, X-Ray Diffraction was used, with high-resolution diffractograms that provide more detailed data on the crystalline structure of this mineral aggregate. The data obtained were indexed using the High Score X'PertPlus software to obtain information about the unit cell and the proportion of crystalline material in the constituent phases. The results of this research show that the opal from RS consists of an aggregate of nanocrystals of α-cristobalite and α-tridymite, with crystallites of nanometric dimensions (5,7 to 168,6 nm). The difference between the wavelengths of light (ranging from 400 to 700 nm) and the average crystallite size prevents constructive interaction of this electromagnetic radiation with the crystalline structure of the opal's constituent minerals. This results in uncharacteristic behavior of anisotropic minerals but typical of amorphous materials and cubic minerals. Based on this data, descriptive sheets were prepared for each opal sample studied in this research.