segunda-feira, 22 de junho de 2015

Como são formados os diamantes



O diamante é uma pedra preciosa que nos fascina desde tempos imemoriais. Talvez pelo seu brilho, talvez pela sua dureza, o que é facto é que não nos é indiferente. Saiba como se forma, qual a sua origem e como se determina a sua idade.
“O diamante tem fascinado o Homem, pelas suas características ópticas de grande beleza (brilho adamantino e fogo (1) ), bem como pelas suas propriedades de grande durabilidade e dureza.” (Rui Galopim de Carvalho, com. pess.)
Na escala de dureza de Mohs, o diamante ocupa o topo da escala, o nº 10, imediatamente a seguir ao corindo (rubis e safiras), que corresponde ao nº 9 e é, no entanto, cerca de 140 vezes menos duro que o diamante. 

O diamante é a substância natural mais dura que existe e daí, provavelmente, a origem do seu nome, “(…) proveniente deadiamantun, palavra latina derivada do grego adamas, que significa Invencível”. (Rui Galopim de Carvalho, com. pess.)

Constituído quase exclusivamente por carbono, o diamante contém algumas impurezas de azoto e boro, que são responsáveis pelas suas cores. Podem ser incolores (ou mais frequentemente com ligeiros matizes amarelados) e de cores fortes - diamantes fancy(fantasia) - que podem ser amarelos, laranja, verdes, azuis e encarnados (os mais raros).
O diamante e a grafite são, ambos, formas cristalinas de carbono, mas enquanto que a grafite é macia, opaca e pouco densa (densidade relativa = 2.23), o diamante é transparente, duro e mais denso (densidade relativa = 3.52). A razão destas diferenças está no arranjo dos átomos de carbono, nas respectivas estruturas cristalinas.
É a forma como os átomos estão ligados entre si (ligações covalentes), e a curta distância entre os mesmos, que confere ao diamante a sua grande dureza, o que não quer dizer que uma pancada forte, aplicada em determinadas direcções, não o possa dividir. Isto deve-se ao facto de possuir clivagem (capacidade de um cristal se dividir segundo determinados planos da estrutura cristalina, deixando faces mais ou menos planas).

IDADE
Muitos minerais são datados através de elementos radioactivos, mas os diamantes não contêm estes elementos e, por isso, não permitem a datação por este método. O método do 14C é restrito ao carbono orgânico e portanto não é, igualmente, aplicável.
Os diamantes contêm muitas vezes pequenas inclusões, que permitem a datação a partir dos respectivos elementos radioactivos. No caso destas inclusões terem sido formadas ao mesmo tempo que os diamantes que as contêm (por ex., de piroxena e granada), a idade determinada é a mesma para os dois. É desta forma que foram estimadas idades para os diamantes, que vão desde os 3300 MA (milhões de anos), em Kimberly, na África do Sul, aos 990 MA, em Orapa, no Botswana. Comparando a idade da Terra, estimada em cerca de 4600 MA, com a idade obtida para os diamantes, verificamos que são minerais muito antigos.
ORIGEM
Os diamantes tiveram a sua origem no interior da Terra, na parte superior do manto, a profundidades entre os 100 e os 200 Km, podendo, por vezes, chegar aos 600 Km. A estas profundidades (100-200 Km), a temperatura calculada ronda os 900 a 1300 ºC e a pressão os 45 a 60 Kbar, valores enormes quando comparados com a pressão atmosférica de 1 bar.
O carbono que constitui os diamantes tem duas fontes possíveis:
- carbono “primitivo” da altura em que a Terra se formou, acumulado no manto superior e que cristalizou sob a forma de diamantes;
- carbono proveniente da superfície da Terra, de sedimentos que foram transportados para o interior do Manto através dos movimentos da Terra, nas zonas de subducção, até uma profundidade superior a 150 Km, necessária à formação de diamante.
Os diamantes são, assim, minerais constituintes de rochas formadas a profundidades que se inserem na parte superior do manto.
E COMO É QUE OS DIAMANTES CHEGAM À SUPERFÍCIE?
Os diamantes foram trazidos para a superfície a partir de fenómenos de vulcanismo violentos, que se deram há várias dezenas de milhões de anos. Como já foi referido, os diamantes são bem mais antigos, significando isto que se formaram primeiro no interior da Terra e que foram posteriormente trazidos para a superfície por fenómenos de vulcanismo, em que o magma em ascensão passou por rochas com diamantes, trazendo-as com ele.

Este tipo de magmas ascendeu rapidamente e desta forma os diamantes não se transformaram em grafite, em dióxido de carbono (CO2), nem se dissolveram no magma. Uma subida lenta ou com várias paragens vai permitir que a estrutura do diamante se modifique, de modo a que os átomos de carbono se ajustem às novas condições de menor pressão e menor temperatura. A grafite é uma forma de carbono mais estável nas condições de pressão e temperatura da superfície. Em Marrocos há ocorrências de formações vulcânicas com grafite em vez de diamantes, devido a uma subida demasiado lenta.

As velocidades estimadas são da ordem dos 10 a 30 Km/h. Quando o magma chega perto da superfície (2 a 3 km abaixo da superfície), a velocidade aumenta drasticamente centenas de km/h, devido às grande quantidades de gases (CO2 e água) que vêm dissolvidos no magma e que se expandem (devido à menor pressão e temperatura), originando explosões muito violentas.
OCORRÊNCIA
Os diamantes podem ser explorados nos corpos vulcânicos que os trouxeram para a superfície, se economicamente viáveis (jazigos primários), ou nos chamados placers: depósitos de sedimentos, com quantidades apreciáveis de pedras preciosas, que se originam devido à acção de erosão, nas rochas que as contêm. Os placers são também designados de jazigos secundários.
Até 1870 os diamantes foram encontrados em depósitos aluviais na Índia e no Brasil. Em 1866 foi encontrado um placer na África do Sul e pouco tempo depois foi localizado o primeiro corpo vulcânico com rochas com diamantes. Como o tipo de rocha encontrado era novo, foi atribuído o nome de kimberlito, nome derivado de Kimberly, a cidade que fica mais perto. Em 1979 foi encontrado na Austrália um tipo ligeiramente diferente de rocha vulcânica com diamantes, à qual se chamou lamproíto.
Os kimberlitos e os lamproítos são as rochas vulcânicas que à superfície podem conter diamantes.
Nos jazigos primários a concentração de diamante é, geralmente, pequena, chegando a ser retiradas 300 toneladas de rocha para se obter 1 quilate (0,2 g) de diamante. Na África do Sul os jazigos primários, tipicamente, contêm cerca de 1 quilate de diamante por 5 toneladas de rocha kimberlítica.


Nos jazigos secundários encontram-se diamantes de boa qualidade numa percentagem superior relativamente aos jazigos primários.

Os países mais importantes na produção de diamantes são a Austrália, o Botswana, o Congo, a Rússia e a África do Sul, e a produção mundial de diamante (de qualidade-gema(2) e para fins industriais) é da ordem das 20 toneladas/ano. A percentagem de material com qualidade-gema é relativamente pequena, mas apesar disso o diamante pode ser considerado como uma das gemas menos raras quando comparado com o rubi, a esmeralda ou a safira de boa qualidade. 
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