O objetivo principal deste trabalho é a obtenção de um melhor conhecimento geológico e petrográfico dos turmalina granitos de Perus, SP, tentando esclarecer suas relações com os maciços graníticos maiores que afloram nas vizinhanças. Uma parte do trabalho foi dedicada à realização de um mapa de compilação, em escala 1:100.000, das folhas topográficas Guarulhos e Santana do Parnaíba (escala original 1: 50.00), utilizando para tal os dados geológicos de quatro teses e dissertações, com a finalidade principal de mostrar, em detalhe, a distribuição dos corpos graníticos presentes na região (Cantareira, taipas, Tico-Tico, Mairiporã, Itaqui, Itaim, Morro do Perus e vários corpos menores, estes considerados pré-brasilianos na literatura). A discussão sobre a geologia desta compilação é acompanhada de uma sinopse sobre geologia, distribuição, e idades dos granitos presentes no embasamento do Estado de São Paulo, chamando-se a atenção que as idades U/Pb mais novas sugerem que os eventos \"sin\"- e \"tardi-tectônicos\" brasilianos teriam idades em torno de 630 e 580 Ma, respectivamente. A base do presente trabalho é um mapa de detalhe, em escala 1:5.00, da região onde são encontradas as principais pedreiras de turmalina granitos, englobando também os afloramentos de maciço Taipas e a parte centro-ocidental do maciço Cantareira. Nota-se que o primeiro aparece como três bossas principais e alguns afloramentos, marcados por matacões, aparentemente isolados, rodeados por xistos regionais (Grupo Serra do Itaberaba); é constituído por biotita granodioritos a monzogranitos porfiríticos, com hornblenda e pouco feldspato potássico na matriz. O maciço Cantareira forma um marcado alto topográfico na região, separado do maciço Taipas e dos turmalina granitos por faixas de cisalhamento, como sugerido pelos mapeamentos regionais; a fácies dele predominante na região é de um biotita monzogranito, que se diferencia do granito Taipas por ser mais evoluído, não apresentar hornblenda e mostrar feldspato potássico como fenocristais e também na matriz. Foi descrito adicionalmente o granito Tico-Tico, a duas micas e com granada, embora ele esteja afastado dos turmalina granitos; petrograficamente, é um sienogranito de composição mínima, mostrando também com isto tratar-se de um produto de fusão crustal. Os turmalina granitos e as rochas associadas, aparecem como pequenas bossas (a maior não superior a 250 x 150m) e uma grande quantidade de corpos pequenos (diques, veios, lentes), concordantes a discordantes, dispersos nas rochas metamórficas encaixantes, a maioria apenas visíveis como manchas restritas de alteração caolínica. As bossas de turmalina granitos e as manifestações menores (ora turmalina granitos, ora pegmatitos) estão concentrados em pequena área, localizadas em função principalmente de dois sistemas de cisalhamento: NE, predominante regionalmente, e NW; um terceiro sistema, E-W, foi documentado em pedreiras do maciço Cantareira, e parece ser subordinado. Ao longo do sistema NE, aparecem veios concordantes de turmalina granitos e pegmatiros, que podem ser encontrados mais para N, até região de Mairiporã, já fora da zona de mapeamento. Três fácies são encontradas nas bossas de turmalina granitos: bandada, homogênea e pegmatítica interna. A fácies bandada predomina nestes corpos, enquanto que a homogênea é muito restrita. A fácies pegmatítica interna aparece ora como veios concordantes a discordantes, ora como diques e bolsões maiores, em parte ocupando partes significativas de algumas pedreiras (20 a 40% do total). Predominam, nas fácies homogênea e pegmatítica interna, os minerais feldspato potássico, plagioclásio (oligoclásio), quartzo e turmalina (preta, com a bege-esverdeada e rósea aparecendo nos bolsões pegmatíticos maiores), e apatita e granada como acessórios comuns, além de uma variedade grande de minerais secundários (mica claras, fases com U, etc), na fácies bandada o plagioclásio é o feldspato mais abundante. Ainda na fácies bandada, é identificada uma unidade de repetição ou banda, constituída por um nível basal (enriquecido em quartzo), um nível predominante intermediário em turmalina e plagioclásio; esta variações são em geral acompanhadas por leve aumento nas dimensões dos grãos (padrão normal granocrescente), por vezes sem ele (padrão normal equigranular). Estas banda repetem-se, nos casos típicos, dezenas de vezes, sem mudanças na espessura (em geral, em torno de 3 a7cm) mineralógico, etc.. Em todos os casos, as bandas aparecem deformadas com padrões que simulam redobramento. Trata-se de um fenômeno sin-magmático e não tectônico, portanto gerado durante a cristalização dos turmalina granitos. Os veios pegmatíticos concordantes sugerem uma origem por formação de magmas hiperfluidos, por concentração tardia de fluidos em locais preferenciais, como corolário do padrão bandado. As relações entre os veios concordantes e os veios discordantes, diques e bolsões pegmatíticos internos mostra claramente que os últimos representam magmas mobilizados que cortam o bandamento, num processo único e contínuo de cristalização e diferenciação. A origem de estruturas bandadas como estas deve apelar para mecanismos como o de convecção dupla difusa (\"double diffusive convection\") e não o da simples deposição por gravidade. Os estudos de campo não mostram claramente as relações entre os turmalina granitos e os maciços maiores, sugerindo-se na literatura que os primeiros teriam se formados por diferenciação de magmas menos evoluídos, derivado do magmatismo Cantareira. Geologia e topografia não permitem relacionar estruturalmente os turmalina granitos com o maciço Cantareira, de cristalização mais profunda e separado dos anteriores por zonas de cisalhamento. As idades até hoje conhecidas para estes dois granitóides não permitem afirmações mais categóricas, os dados sendo de 650 ou 570 Ma para os turmalina granitos, e de 670-630 ou 570 Ma para o Maciço Cantareira. A origem dos magmas que geraram estes turmalina granitos não parecem ser portanto clara, devendo ser discutida em função de dados principalmente geocronológicos e isotópicos mais definitivos. / The main purpose of this Project is to reach a better understanding of the geology and petrography of the tourmaline granites of Perus, SP, and their structural and geologic relationship with other major nearby granite occurrences. As groundwork, a compiled map is presented on a 1:100,000 scale, based on several graduate theses, depicting the geology and mainly the distribution of the granitic masses in the Guarulhos and Santana do Parnaíba sheets (the Cantareira, Taipas, Itaqui, Tico-Tico, Itaim and Mairiporã massifs, as well as other smaller and deformed occurrences, which some authors consider pre-Brasiliano). A discussion on granites observed within the basement rocks of the state of São Paulo focuses on their geology, distribution and ages, showing that the latest U/Pb dates indicate an intrusion pattern with peak activity for the syn- and late-tectonic granites at about 630 and 580 Ma, respectively. A geologic map, scale 1:5,000, constitutes the base for the present study, detailing occurrence and distribution of the tourmaline granites and associated smaller outcrops, as well as those of the Taipas and the central-western part of the Cantareira massif. The Taipas granite is constituted by three main separate stocks and some smaller outcrops, surrounded by the Serra do itaberaba Group (schists) as country rocks; it is a porphyritic biotite graniodiorite to monzogranite, with hornblende and very little KF in the matrix. The Cantareira massif forms here a prominent topographic height, separated from the Taipas granite and the tourmaline granites by shear faults, as suggested by regional mapping. The locally predominant facies is a porphyric biotite monzogranite, more evolved than the Taipas rock, with no honblende and KF in the matrix. The rocks of Tico-Tico massif, further away, were also described; it is a two mica syenogranite with garnet, with a composition clearly reflecting the origin by melting of crustal rocks. The tourmaline granites, and associated rocks, are found as small stocks (the larger one about 250 x 150 m in size) and many smaller concordant or discordant bodies (veins, lenses, dikes), within the country schists, frequently observed only as white alteration patches. The stocks (tourmaline granites) and lesser bodies (either granites or pegmatites) are concentrated within a rather small area, defined by two shear systems: one trending NE, regionally predominant, and another with a NW trend. A third system, E-W, is subordinate and was observed in the NE shear system, to the N of the mapped area, up to the Mairiporã region. The tourmaline granite stocks present three different petrographic facies: banded, homogeneous and internal pegmatitic. The banded facies is predominant, while the homogeneous variety is rather restricted; the first one is, modally, a granodiorite, the second a monzogranite. The internal pegmatitic facies occurs both as concordant veins and as a discordant veins, dikes, and masses, sometimes making up a significant part (20 to 40%) of some of the stocks. Main minerals are, in all facies, KF, plagioclase (oligoclase), quartz and tourmaline (usually black schorlite, with the beige-greenish and rosy varieties rather common in the larger pegmatitic masses), and garnet and apatite as accessory phases; a large number of secondary minerals is found, in fractures, as replacement rosettes, etc. (white micas, U minerals, etc.). The banded facies (typically, thickness of 3 to 7 cm) is constituted by a sequence of bands and layers, each which a lower quartz-enriched level of horizon, an intermediate feldspar-rich level with some tourmaline and a distinctive upper level enriched in tourmaline. These modal variations are frequently accompanied by an increase in grain size (normal pattern with grain-size increase), sometimes with no textural changes (normal equigranular pattern). The bands or layers form continuous sequences of up to several tens of bands, each band maintaining its thickness, modal variation, etc. The layering is always complexly folded (\"refolding pattern\"), as a result of a syn-magmatic deformation episode, therefore not of tectonic origin. The concordant pegmatite veins form as the result of fluid concentration during crystallization are mainly mobilized portions of the concordant veins, disrupting an existing layering with further concentration in favorable sites, in an overall continuous process of magmatic crystallization and differentiation. Mechanisms that generate the layering in these tourmaline granites cannot be merely controlled by gravitational processes, but are probably the result of double diffusive convection. It is difficult to reconcile field evidence with the idea that tourmaline granite magmas were differentiated from less evolved magmas in the Cantareira massif. Geology and topography show no relationships of the Cantareira massif, probably crystallized at greater depths, with the tourmaline occurrences, both separated by shear zones. Ages for both are also inconclusive: published figures show 650 or 570 Ma for the tourmaline granites, and 67-630 or 570 Ma for the porphyritic Cantareira rocks. The origin of the magmas that formed the tourmaline granites are still a debated item, awaiting more conclusive isotopic and geochronologic evidence.

A Bahia tem sido, juntamente com Minas Gerais, Goiás e Rio Grande do Sul, destaque na produção de gemas naturais do Brasil, pais que detém grande parte das reservas mundiais desses bens minerais, com produção de gemas de qualidade reconhecidas internacionalmente. Os controles estatísticos registram a presença de mais de trinta variedades gemológicas em território baiano (Tavares et al, 1998). O quartzo é utilizado ultimamente em grande escala na produção de jóias. Isto se deve a sua grande abundância no território baiano, preços relativamente baixos de exploração, e a boa resposta do mesmo aos tratamentos térmico e de irradiação gema, visando mudanças ou o melhoramento da cor. As Serras do Espinhaço Setentrional e de Jacobina, bem como a região da Chapada Diamantina, concentram a maior parte das ocorrências de variedades, tanto coloridas como susceptíveis ao tratamento para induzir cor, deste mineral, o qual passou a ser visto como uma das principais matérias-prima para lapidários, comerciantes e joalheiros da região. Apesar da importância das mineralizações, existe uma carência de estudos científicos que abordem questões relacionadas com a evolução e controle geológico das mineralizações e com os tratamentos que são realizados para melhorar o potencial gemológico das regiões estudadas. Tendo em vista enriquecer o conhecimento deste potencial geológico do território baiano, a realização deste estudo representa um passo significativo no entendimento da evolução metalogenética das áreas estudadas, além de contribuir com o estudo geológico e gemológico das variedades coloridas do quartzo na Bahia. Os quartzos gemológicos estudados na Bahia encontram-se inseridos principalmente em ambientes hidrotermal, encaixados em rochas metareníticas e quartziticas do Supergrupo Espinhaço. A partir dos dados levantados em campo, pôde-se verificar que as mineralizações estudadas possuem um controle estrutural, e encontram-se posicionadas em fraturas de tração de baixo ângulo. Tais fraturas estão associadas com rampas de empurrão que se desenvolveram durante as deformações que culminaram com a estruturação do cinturão de dobramentos e cavalgamentos da Serra do Espinhaço. A cor da ametista é devido a presença de impurezas derivadas da família do ferro (FeO4)-4, e da radiação ionizante. O quartzo fumê desenvolve-se apenas com a presença de alumínio e lítio, e o fenômeno do \"centro de cor\" (defeito na estrutura cristalina causada pela falta de um elétron) é o responsável pela sua cor, onde o íon Al3+ ao substituir o íon Si4+ gera um desequilíbrio eletrônico que é compensado por íons de Li-. O citrino por sua vez, deve sua cor a uma combinação de AI-Li, semelhante ao do quartzo fumê. Os estudos também demonstraram que as aquisições de cores no quartzo obtidas através dos processos de irradiação gama e tratamento térmico, bem como a estabilidade das mesmas, estão amplamente condicionadas aos ambientes de formação dos cristais, e a presença de elementos químicos nos fluidos formadores dos cristais, os quais são responsáveis pela variação de suas cores. As características gemológicas encontradas demonstram que o quartzo baiano apresenta um elevado potencial comercial. Para o futuro sugere-se trabalhos de levantamentos geológicos e pesquisa mineral, desde que a exploração das gemas vem apresentando significativas reduções e limitações nas suas atividades minero-industriais, seja pela parcial exaustão das reservas conhecidas, ou pela necessidade de ampliá-las e, assim, incentivar novos investimentos. Pouquíssimos trabalhos com cunho gemológico tem sido publicados no Brasil com vista de esclarecer a correlação entre depósitos de quartzo e seu comportamento perante tratamentos de irradiação e de aquecimento. / Besides Minas Gerais, Goiás and Rio Grande do Sul, Bahia is worldwide known for its richness in minerals of industrial and gemological interest. Up to this day, more than 30 minerals of gemological use are known (Tavares et. al. 1998) One of the main gemological material is quartz, used currently in large amounts for jewelry due to its fair value and good response of color treatments by irradiation and heat. Most of the quartz is found and mined in the Espinhaço , Chapada Diamantina and Jacobina belts either as colorless quartz or as amethyst. The colorless variety is sometimes prone to treatments that induce color centers resulting in black (Morion), brown (Smoky), yellow(Citrine), green (Prasiolite) gemstones. Very few work exists dealing with the geological evolution, control of mineralization, estimation of quantities and possible treatments of these materials. The results of this work is a contribution to the knowledge of the metalogenic evolution of the studied areas and includes the location of all known occurrences of quartz from Bahia. It could be shown that most of the quartz from Bahia state is located mainly in a hydrothermal environment crosscutting the quartzites and arkosic rocks of the Espinhaço Supergroup. Field data showed strong tectonic control of the quartz veins, filling low angle traction fractures associated with the thrust belts that formed the Serra do Espinhaço mountain range. The fluids passing through these fractures deposited quartz, as amethyst (Breijinho de Ametista, Jacobina e Sento Sé), colorless and milky quartz and sometimes as citrine. The color of amethyst is due to substitutional iron with oxidation degree 4+, formed by irradiation of ferric iron contained in the tetrahedral of the quartz structure. Smoky colors are formed by irradiation of mainly Al containing quartz, whereas yellow and yellow green colors are formed by the presence of Al and Li. Few occurrences of colorless quartz forming a green variety by irradiation have been documented. Some preliminary results show that the type and intensity of color is determined by the specific environment of formation. More work is clearly needed to clarify the correlation of formation environment and color produced by irradiation and heat treatments.

O kimberlito K3 é caracterizado como um kimberlito de fácies cratera com aspecto brechoíde que, em níveis mais profundos passa para um kimberlito alterado com cores verdes a marrom e vermelha. A sua textura é em grande parte um lapilli tufo com xenólitos arredondados de arenitos e siltito da Formação Diamantino, além dos xenólitos das rochas encaixantes. A mineralogia mostra xenocristais de granadas de cor laranja e granadas menores de cor vermelho à vinho, além da matriz constituídas por olivina alterada, flogopitas e ilmenitas. O kimberlito K3 possui uma forma ovulada orientado na direção NW-SE com as dimensões principais de aproximadamente 240 x 140m. O empilhamento estratigráfico das rochas adjacentes do kimberlito K3 é constituída por arenitos arcoseano, siltitos e argilitos da formação Diamantino formando o topo do grupo Alto Paraguai. Os sedimentos das coberturas são rochas Terciário-Quaternário da formação Cachoeirinha e Aluviões Atuais. Através das análises dos minerais pesados tal como, a granada e a ilmenita realizados por meio da microssonda eletrônica, foram identificados duas populações de granadas na intrusão kimberlítica K3 as quais são do grupo 1 e 9 (Mitchell 1975). Os 83 cristais de granadas analisadas possuem os teores variando de \'Cr IND.2\'\'O IND.3\'(0.2-5.7%), CaO (3.4-5.21%), FeO (7.7-10%), MgO (19.8-21%), e Ti\'O IND.2\'(0.22-0.4), mostrando que eles pertencem à suíte de granadas peridotitos da classe lherzolítico. No diagrama ternário CaO-Mg-FeO observa-se que todas amostras do K3 projetam-se no Campo G9. Em outros diagramas tais como MgO/(MgO + FeO) x \'Cr IND.2\'\'O IND.3\'/ (\'Cr IND.2\'\'O IND.3\' + \'Al IND.2\'\'O IND.3\') todas as amostras da intrusão kimberlítica K3 seguem o trend peridotítico. As ilmenitas analisadas, são magnesianas, do tipo kimberlito, com teores de Ti\'O IND.3\' (50,89-53,15%), \'Cr IND.2\'\'O IND.3\' 0.13-1,09%), \'Fe IND.2\'\'O IND.3\' (4.86-8.32%), FeO (22.07-25.52%) e MgO (9.98-14.16). No diagrama FeTi\'O IND.3\'-MgTiO-\'Fe IND.2\'\'O IND.3\' as análises mostram uma concentração no campo kimberlítico embora uma amostra anômala se encontra no campo basáltica. Portanto, as granadas desse corpo foram formadas numa profundeza de aproximadamente 120 km e trazidas na superfície por ascensão do magma kimberlítica. Apesar de indicações de que o magma se formou no manto astenosférico fértil, as composições químicas de ilmenitas e granada sugerem condições oxidantes desfavoráveis à preservação de diamantes. / The kimberlite K3 is characterized as a kimberlite of crater facies with an breccia aspect. At deeper levels it changes into an altered kimberlite with green to brown to red colors and its texture shows a great part of lapilli tuffs with rounded xenoliths of sandstone and siltstones of the Diamantino formation besides xenoliths of border rocks. The mineralogy shows xenocrysts of orange colored and smaller red to wine red garnets. The matrix is constituted by altered olivine phlogopite and ilmenite. The kimberlite K3 is an oval-shaped NW-SE oriented body. It\'s main dimensions are about 240x140m. The stratigraphic piling of the rocks next to the kimberlite K3 is constituted by slightly metamorphosed shales and sandstone of the Cambrian Diamantino Formation and Tertiary - Quaternary cover. Analyses of the heavy minerals such as the garnet carried out by the use of an electron microprobe shows two populations of garnet in the kimberlite K3. They belong to the group 1 and 9 of Mitchell (1975). Analyses of 83 garnet crystals shows varying amounts of Cr2O3 (0.2 - 5.7%), CaO (3.4 - 5.21%), FeO (7.7 - 10%), MgO (19.8 - 21%) and TiO2 (04 - 0.22%). They belong to the suite of peridotitic garnets of lherzolitic class. On the ternary diagram CaO-MgO-FeO, one can observe that all garnet samples of the K3 kimberlite project on the field of G9 garnets. On other diagrams, such as MgO/(MgO + FeO) x Cr2O3/Cr2O3 + Al2O3) all samples of granets from kimberlite pipe K3 follow the peridotitic trend. The ilmentes analysed are magnesian ilmenites of kimberlitic type, with amounts of TiO3 (50,89 - 53.15%). Cr2O3 (0.13 - 1.09%), Fe2O3 (4.86 - 8.32), FeO (22.7 - 25.52%), e MgO (9.98 - 14.16%). On the diagram FeTiO3 - MgTiO - Fe2O3, the analysis show a concentration in the kimberlitic field. It is concluded that the garnets of this pipe were formed at a depth of approximately 120 km and brought to the surface by the uprise of the kimberlitic magma. In spite of indications that the magma was formed in the fertile astenosferic mantle, the chemical compositions of ilmenites and garnet suggest unfavorable oxidisting conditions for the preservation of diamond.

O quartzo hialino quando tratado com irradiação gama, seguida ou não de tratamento térmico, pode desenvolver diversos matizes de verde, amarelo e marrom. Estas cores causam um acréscimo no seu valor comercial e as variedades coloridas são frequentemente lapidadas e usadas como gemas, porém, o resultado dependerá de sua composição química e do seu ambiente de formação. Alguns matizes obtidos através desse tratamento não são encontrados na natureza, como é o caso da tonalidade amarelo-esverdeada, e quando o quartzo hialino desenvolve esta cor é conhecido como green gold. Este estudo tem como principal objetivo analisar a formação do matiz amarelo-esverdeado desenvolvido por cristais de quartzo hialinos após irradiação e tratamento térmico, assim como correlacionaras cores obtidas com o ambiente de formação e prováveis elementos químicos responsáveis pela cor. Para isto foram utilizadas 97 amostras de quartzo, sendo 93 de quartzo green golde 4 de quartzo morion natural, provenientes de pegmatitos de Santana do Araguaia (PA) e de veios hidrotermais próximos a Joaquim Felício (MG), respectivamente. Os cristais de quartzo green gold foram divididos em 17 grupos e as amostrasde quartzo morion constituíram somente 1 grupo, sendo o critério de separação as diferentes tonalidades. Uma amostra de cada lote foi mantida original para ser utilizada como padrão e posteriormente comparada às cores obtidas. Todos os grupos de Santana do Araguaia - PAforam aquecidos a 330°C para perderem a cor e serem novamente tratados. A partir desta etapa, estes lotes foram irradiados com 330kGy utilizando uma fonte de \'Co POT.60\' e depois aquecidos a uma temperatura que variou de 217°C à 330°C. O grupo de quartzo morion de Joaquim Felício - MG foi apenas aquecido nas mesmas condições de temperatura. As cores desenvolvidas após o tratamento foram classificadas visualmente pelo método CMYK e analisadas através da espectroscopia no visível, assim, estes dados foram comparados às cores das amostras padrão. Todos osgrupos provenientes dos pegmatitos de Santana do Araguaia - PA não desenvolveram a coloração inicial, tendo se tornados amarelados e amarronzados. Somente uma amostra deste lote de quartzo desenvolveu uma peculiar coloração verde após o re-tratamento. Os cristais de Joaquim Felício - MG, quando aquecidos, tornaram-se marrom-acinzentados. Os resultados deste estudo sugerem que a tonalidade de cor obtida no processo de produção do quartzo green gold está intimamente relacionada ao número de vezes que as amostras de quartzo são tratadas, à dose de irradiação gama e temperaturas utilizadas, à origem do mineral e a sua composição química. / The hyaline quartz when treated with gamma irradiation, whether followed by heat treatment or not, can develop various hues of green, yellow and brown. These colors cause an increase in the commercial value of the quartz and colored varieties are often cut and used as gems, however, the result depends on its chemical composition and its geological environment. Some hues obtained through this treatment are not found in nature, as is the case of greenish-yellow hue; when the hyaline quartz develops this color itis known as \"green gold\". This study has as its mainobjective to analyze the formation of yellow-greenish hues developed by hyaline quartz crystals after irradiation and heattreatment, as well as to correlate the colors obtained from the geological environment and the chemical elements responsible for color. For this, 97 quartz samples were used, 93 of which were \"green gold\" quartz and 4 natural morion quartz, from pegmatites of Santana do Araguaia (PA) and hydrothermal veins near the Joaquim Felício (MG), respectively. The \"green gold\" quartz crystals were divided into 17 groups and the morion quartz samples were only 1 group, the criteria for separating the groups being the different hues. A sample from each group was kept original to be used as a standard, and later compared to the colors obtained. All groups of Santana do Araguaia - PA were heated to 330° C to lose color and be re-treated. After that, these lots were irradiated with 330kGy using a source of Co-60 and then heated to a temperature that ranged from 217° C to 330° C.The morion quartz group of Joaquim Felício - MG was only heated under the same conditions oftemperature. The colors developed after the treatment were visually classified by CMYK method and analyzed through visible spectroscopy. The data obtained have been compared to the colors of the standard samples. None of the groups from the pegmatites of Santana do Araguaia - PA developed the original color, only yellowish and brownish hues. Onlyone sample developed a peculiar green color after the re-treatment. The crystals of Joaquim Felício-MG, when heated, became grayish-brown. The results of this study suggest that the colors obtained in the process of production of the \"green gold\" quartz are related to the number of times that the quartz samples are treated, the dose of gamma irradiation and temperatures used, the origin of the mineral, and its chemical composition.

O kimberlito K3 é caracterizado como um kimberlito de fácies cratera com aspecto brechoíde que, em níveis mais profundos passa para um kimberlito alterado com cores verdes a marrom e vermelha. A sua textura é em grande parte um lapilli tufo com xenólitos arredondados de arenitos e siltito da Formação Diamantino, além dos xenólitos das rochas encaixantes. A mineralogia mostra xenocristais de granadas de cor laranja e granadas menores de cor vermelho à vinho, além da matriz constituídas por olivina alterada, flogopitas e ilmenitas. O kimberlito K3 possui uma forma ovulada orientado na direção NW-SE com as dimensões principais de aproximadamente 240 x 140m. O empilhamento estratigráfico das rochas adjacentes do kimberlito K3 é constituída por arenitos arcoseano, siltitos e argilitos da formação Diamantino formando o topo do grupo Alto Paraguai. Os sedimentos das coberturas são rochas Terciário-Quaternário da formação Cachoeirinha e Aluviões Atuais. Através das análises dos minerais pesados tal como, a granada e a ilmenita realizados por meio da microssonda eletrônica, foram identificados duas populações de granadas na intrusão kimberlítica K3 as quais são do grupo 1 e 9 (Mitchell 1975). Os 83 cristais de granadas analisadas possuem os teores variando de \'Cr IND.2\'\'O IND.3\'(0.2-5.7%), CaO (3.4-5.21%), FeO (7.7-10%), MgO (19.8-21%), e Ti\'O IND.2\'(0.22-0.4), mostrando que eles pertencem à suíte de granadas peridotitos da classe lherzolítico. No diagrama ternário CaO-Mg-FeO observa-se que todas amostras do K3 projetam-se no Campo G9. Em outros diagramas tais como MgO/(MgO + FeO) x \'Cr IND.2\'\'O IND.3\'/ (\'Cr IND.2\'\'O IND.3\' + \'Al IND.2\'\'O IND.3\') todas as amostras da intrusão kimberlítica K3 seguem o trend peridotítico. As ilmenitas analisadas, são magnesianas, do tipo kimberlito, com teores de Ti\'O IND.3\' (50,89-53,15%), \'Cr IND.2\'\'O IND.3\' 0.13-1,09%), \'Fe IND.2\'\'O IND.3\' (4.86-8.32%), FeO (22.07-25.52%) e MgO (9.98-14.16). No diagrama FeTi\'O IND.3\'-MgTiO-\'Fe IND.2\'\'O IND.3\' as análises mostram uma concentração no campo kimberlítico embora uma amostra anômala se encontra no campo basáltica. Portanto, as granadas desse corpo foram formadas numa profundeza de aproximadamente 120 km e trazidas na superfície por ascensão do magma kimberlítica. Apesar de indicações de que o magma se formou no manto astenosférico fértil, as composições químicas de ilmenitas e granada sugerem condições oxidantes desfavoráveis à preservação de diamantes. / The kimberlite K3 is characterized as a kimberlite of crater facies with an breccia aspect. At deeper levels it changes into an altered kimberlite with green to brown to red colors and its texture shows a great part of lapilli tuffs with rounded xenoliths of sandstone and siltstones of the Diamantino formation besides xenoliths of border rocks. The mineralogy shows xenocrysts of orange colored and smaller red to wine red garnets. The matrix is constituted by altered olivine phlogopite and ilmenite. The kimberlite K3 is an oval-shaped NW-SE oriented body. It\'s main dimensions are about 240x140m. The stratigraphic piling of the rocks next to the kimberlite K3 is constituted by slightly metamorphosed shales and sandstone of the Cambrian Diamantino Formation and Tertiary - Quaternary cover. Analyses of the heavy minerals such as the garnet carried out by the use of an electron microprobe shows two populations of garnet in the kimberlite K3. They belong to the group 1 and 9 of Mitchell (1975). Analyses of 83 garnet crystals shows varying amounts of Cr2O3 (0.2 - 5.7%), CaO (3.4 - 5.21%), FeO (7.7 - 10%), MgO (19.8 - 21%) and TiO2 (04 - 0.22%). They belong to the suite of peridotitic garnets of lherzolitic class. On the ternary diagram CaO-MgO-FeO, one can observe that all garnet samples of the K3 kimberlite project on the field of G9 garnets. On other diagrams, such as MgO/(MgO + FeO) x Cr2O3/Cr2O3 + Al2O3) all samples of granets from kimberlite pipe K3 follow the peridotitic trend. The ilmentes analysed are magnesian ilmenites of kimberlitic type, with amounts of TiO3 (50,89 - 53.15%). Cr2O3 (0.13 - 1.09%), Fe2O3 (4.86 - 8.32), FeO (22.7 - 25.52%), e MgO (9.98 - 14.16%). On the diagram FeTiO3 - MgTiO - Fe2O3, the analysis show a concentration in the kimberlitic field. It is concluded that the garnets of this pipe were formed at a depth of approximately 120 km and brought to the surface by the uprise of the kimberlitic magma. In spite of indications that the magma was formed in the fertile astenosferic mantle, the chemical compositions of ilmenites and garnet suggest unfavorable oxidisting conditions for the preservation of diamond.

O quartzo hialino quando tratado com irradiação gama, seguida ou não de tratamento térmico, pode desenvolver diversos matizes de verde, amarelo e marrom. Estas cores causam um acréscimo no seu valor comercial e as variedades coloridas são frequentemente lapidadas e usadas como gemas, porém, o resultado dependerá de sua composição química e do seu ambiente de formação. Alguns matizes obtidos através desse tratamento não são encontrados na natureza, como é o caso da tonalidade amarelo-esverdeada, e quando o quartzo hialino desenvolve esta cor é conhecido como green gold. Este estudo tem como principal objetivo analisar a formação do matiz amarelo-esverdeado desenvolvido por cristais de quartzo hialinos após irradiação e tratamento térmico, assim como correlacionaras cores obtidas com o ambiente de formação e prováveis elementos químicos responsáveis pela cor. Para isto foram utilizadas 97 amostras de quartzo, sendo 93 de quartzo green golde 4 de quartzo morion natural, provenientes de pegmatitos de Santana do Araguaia (PA) e de veios hidrotermais próximos a Joaquim Felício (MG), respectivamente. Os cristais de quartzo green gold foram divididos em 17 grupos e as amostrasde quartzo morion constituíram somente 1 grupo, sendo o critério de separação as diferentes tonalidades. Uma amostra de cada lote foi mantida original para ser utilizada como padrão e posteriormente comparada às cores obtidas. Todos os grupos de Santana do Araguaia - PAforam aquecidos a 330°C para perderem a cor e serem novamente tratados. A partir desta etapa, estes lotes foram irradiados com 330kGy utilizando uma fonte de \'Co POT.60\' e depois aquecidos a uma temperatura que variou de 217°C à 330°C. O grupo de quartzo morion de Joaquim Felício - MG foi apenas aquecido nas mesmas condições de temperatura. As cores desenvolvidas após o tratamento foram classificadas visualmente pelo método CMYK e analisadas através da espectroscopia no visível, assim, estes dados foram comparados às cores das amostras padrão. Todos osgrupos provenientes dos pegmatitos de Santana do Araguaia - PA não desenvolveram a coloração inicial, tendo se tornados amarelados e amarronzados. Somente uma amostra deste lote de quartzo desenvolveu uma peculiar coloração verde após o re-tratamento. Os cristais de Joaquim Felício - MG, quando aquecidos, tornaram-se marrom-acinzentados. Os resultados deste estudo sugerem que a tonalidade de cor obtida no processo de produção do quartzo green gold está intimamente relacionada ao número de vezes que as amostras de quartzo são tratadas, à dose de irradiação gama e temperaturas utilizadas, à origem do mineral e a sua composição química. / The hyaline quartz when treated with gamma irradiation, whether followed by heat treatment or not, can develop various hues of green, yellow and brown. These colors cause an increase in the commercial value of the quartz and colored varieties are often cut and used as gems, however, the result depends on its chemical composition and its geological environment. Some hues obtained through this treatment are not found in nature, as is the case of greenish-yellow hue; when the hyaline quartz develops this color itis known as \"green gold\". This study has as its mainobjective to analyze the formation of yellow-greenish hues developed by hyaline quartz crystals after irradiation and heattreatment, as well as to correlate the colors obtained from the geological environment and the chemical elements responsible for color. For this, 97 quartz samples were used, 93 of which were \"green gold\" quartz and 4 natural morion quartz, from pegmatites of Santana do Araguaia (PA) and hydrothermal veins near the Joaquim Felício (MG), respectively. The \"green gold\" quartz crystals were divided into 17 groups and the morion quartz samples were only 1 group, the criteria for separating the groups being the different hues. A sample from each group was kept original to be used as a standard, and later compared to the colors obtained. All groups of Santana do Araguaia - PA were heated to 330° C to lose color and be re-treated. After that, these lots were irradiated with 330kGy using a source of Co-60 and then heated to a temperature that ranged from 217° C to 330° C.The morion quartz group of Joaquim Felício - MG was only heated under the same conditions oftemperature. The colors developed after the treatment were visually classified by CMYK method and analyzed through visible spectroscopy. The data obtained have been compared to the colors of the standard samples. None of the groups from the pegmatites of Santana do Araguaia - PA developed the original color, only yellowish and brownish hues. Onlyone sample developed a peculiar green color after the re-treatment. The crystals of Joaquim Felício-MG, when heated, became grayish-brown. The results of this study suggest that the colors obtained in the process of production of the \"green gold\" quartz are related to the number of times that the quartz samples are treated, the dose of gamma irradiation and temperatures used, the origin of the mineral, and its chemical composition.

A Bahia tem sido, juntamente com Minas Gerais, Goiás e Rio Grande do Sul, destaque na produção de gemas naturais do Brasil, pais que detém grande parte das reservas mundiais desses bens minerais, com produção de gemas de qualidade reconhecidas internacionalmente. Os controles estatísticos registram a presença de mais de trinta variedades gemológicas em território baiano (Tavares et al, 1998). O quartzo é utilizado ultimamente em grande escala na produção de jóias. Isto se deve a sua grande abundância no território baiano, preços relativamente baixos de exploração, e a boa resposta do mesmo aos tratamentos térmico e de irradiação gema, visando mudanças ou o melhoramento da cor. As Serras do Espinhaço Setentrional e de Jacobina, bem como a região da Chapada Diamantina, concentram a maior parte das ocorrências de variedades, tanto coloridas como susceptíveis ao tratamento para induzir cor, deste mineral, o qual passou a ser visto como uma das principais matérias-prima para lapidários, comerciantes e joalheiros da região. Apesar da importância das mineralizações, existe uma carência de estudos científicos que abordem questões relacionadas com a evolução e controle geológico das mineralizações e com os tratamentos que são realizados para melhorar o potencial gemológico das regiões estudadas. Tendo em vista enriquecer o conhecimento deste potencial geológico do território baiano, a realização deste estudo representa um passo significativo no entendimento da evolução metalogenética das áreas estudadas, além de contribuir com o estudo geológico e gemológico das variedades coloridas do quartzo na Bahia. Os quartzos gemológicos estudados na Bahia encontram-se inseridos principalmente em ambientes hidrotermal, encaixados em rochas metareníticas e quartziticas do Supergrupo Espinhaço. A partir dos dados levantados em campo, pôde-se verificar que as mineralizações estudadas possuem um controle estrutural, e encontram-se posicionadas em fraturas de tração de baixo ângulo. Tais fraturas estão associadas com rampas de empurrão que se desenvolveram durante as deformações que culminaram com a estruturação do cinturão de dobramentos e cavalgamentos da Serra do Espinhaço. A cor da ametista é devido a presença de impurezas derivadas da família do ferro (FeO4)-4, e da radiação ionizante. O quartzo fumê desenvolve-se apenas com a presença de alumínio e lítio, e o fenômeno do \"centro de cor\" (defeito na estrutura cristalina causada pela falta de um elétron) é o responsável pela sua cor, onde o íon Al3+ ao substituir o íon Si4+ gera um desequilíbrio eletrônico que é compensado por íons de Li-. O citrino por sua vez, deve sua cor a uma combinação de AI-Li, semelhante ao do quartzo fumê. Os estudos também demonstraram que as aquisições de cores no quartzo obtidas através dos processos de irradiação gama e tratamento térmico, bem como a estabilidade das mesmas, estão amplamente condicionadas aos ambientes de formação dos cristais, e a presença de elementos químicos nos fluidos formadores dos cristais, os quais são responsáveis pela variação de suas cores. As características gemológicas encontradas demonstram que o quartzo baiano apresenta um elevado potencial comercial. Para o futuro sugere-se trabalhos de levantamentos geológicos e pesquisa mineral, desde que a exploração das gemas vem apresentando significativas reduções e limitações nas suas atividades minero-industriais, seja pela parcial exaustão das reservas conhecidas, ou pela necessidade de ampliá-las e, assim, incentivar novos investimentos. Pouquíssimos trabalhos com cunho gemológico tem sido publicados no Brasil com vista de esclarecer a correlação entre depósitos de quartzo e seu comportamento perante tratamentos de irradiação e de aquecimento. / Besides Minas Gerais, Goiás and Rio Grande do Sul, Bahia is worldwide known for its richness in minerals of industrial and gemological interest. Up to this day, more than 30 minerals of gemological use are known (Tavares et. al. 1998) One of the main gemological material is quartz, used currently in large amounts for jewelry due to its fair value and good response of color treatments by irradiation and heat. Most of the quartz is found and mined in the Espinhaço , Chapada Diamantina and Jacobina belts either as colorless quartz or as amethyst. The colorless variety is sometimes prone to treatments that induce color centers resulting in black (Morion), brown (Smoky), yellow(Citrine), green (Prasiolite) gemstones. Very few work exists dealing with the geological evolution, control of mineralization, estimation of quantities and possible treatments of these materials. The results of this work is a contribution to the knowledge of the metalogenic evolution of the studied areas and includes the location of all known occurrences of quartz from Bahia. It could be shown that most of the quartz from Bahia state is located mainly in a hydrothermal environment crosscutting the quartzites and arkosic rocks of the Espinhaço Supergroup. Field data showed strong tectonic control of the quartz veins, filling low angle traction fractures associated with the thrust belts that formed the Serra do Espinhaço mountain range. The fluids passing through these fractures deposited quartz, as amethyst (Breijinho de Ametista, Jacobina e Sento Sé), colorless and milky quartz and sometimes as citrine. The color of amethyst is due to substitutional iron with oxidation degree 4+, formed by irradiation of ferric iron contained in the tetrahedral of the quartz structure. Smoky colors are formed by irradiation of mainly Al containing quartz, whereas yellow and yellow green colors are formed by the presence of Al and Li. Few occurrences of colorless quartz forming a green variety by irradiation have been documented. Some preliminary results show that the type and intensity of color is determined by the specific environment of formation. More work is clearly needed to clarify the correlation of formation environment and color produced by irradiation and heat treatments.

A realização do trabalho efetuado a seguir, consiste na coleta de informações e a montagem da história da lapidação desde o que o homem primitivo começou a trabalhar os minerais, seu desenvolvimento na Europa até a atual situação da lapidação brasileira. No caráter científico, a identificação e utilização de propriedades físicas e ópticas para determinação do mineral, correlacionando itens como seu melhor aproveitamento na lapidação, como a utilização principalmente do ângulo crítico especifico de cada mineral e sua correta utilização na lapidação de gemas coradas e lapidação de diamantes. Pois o significado da lapidação é transformar o mineral em uma gema aceita pela indústria joalheira, valorizando sua cor, brilho, formato e simetria. No panorama tecnológico a análise de maquinários antigos e tradicionais, juntamente com a inovação de máquinas CNC. Neste trabalho foi presenciado que a fundamentação bibliográfica é restrita para a indústria de lapidação no Brasil. / This work started with a compilation of informations, written and of oral means, to unravel the history of gem cutting from his earliest time to the present situation in Brasil. The scientific part stresses the identification and the use of the physical and optical properties to increase the yield by gemstone cutting. It is shown that the critical angle is the most important property for each branch, the diamond as well the colored gemstone cutting.Gem cutting is the transformation of the rough to a form accepted by the jeweler, showing his best in color, brilliance, form and symmetry. The development of cutting tools is shown from very early times to the present CNC equipment. It could be shown that there exists a quite good data base for an initial description of the gem cutting industry in Brazil.

A realização do trabalho efetuado a seguir, consiste na coleta de informações e a montagem da história da lapidação desde o que o homem primitivo começou a trabalhar os minerais, seu desenvolvimento na Europa até a atual situação da lapidação brasileira. No caráter científico, a identificação e utilização de propriedades físicas e ópticas para determinação do mineral, correlacionando itens como seu melhor aproveitamento na lapidação, como a utilização principalmente do ângulo crítico especifico de cada mineral e sua correta utilização na lapidação de gemas coradas e lapidação de diamantes. Pois o significado da lapidação é transformar o mineral em uma gema aceita pela indústria joalheira, valorizando sua cor, brilho, formato e simetria. No panorama tecnológico a análise de maquinários antigos e tradicionais, juntamente com a inovação de máquinas CNC. Neste trabalho foi presenciado que a fundamentação bibliográfica é restrita para a indústria de lapidação no Brasil. / This work started with a compilation of informations, written and of oral means, to unravel the history of gem cutting from his earliest time to the present situation in Brasil. The scientific part stresses the identification and the use of the physical and optical properties to increase the yield by gemstone cutting. It is shown that the critical angle is the most important property for each branch, the diamond as well the colored gemstone cutting.Gem cutting is the transformation of the rough to a form accepted by the jeweler, showing his best in color, brilliance, form and symmetry. The development of cutting tools is shown from very early times to the present CNC equipment. It could be shown that there exists a quite good data base for an initial description of the gem cutting industry in Brazil.

Esta tese tem como objetivo descrever o processo de desenvolvimento da gema lapidada, do início até o fim, abordando o comportamento dos minerais colocados em produção e sua aplicação no Design. O mineral gemológico foi submetido a processos mecânicos, comumente utilizados na lapidação de gemas, e analisados através da tribologia. A lapidação de gemas foi desenvolvida através de processos empíricos, em que pode ser descrita pela ciência através de fatores como tempo, velocidade de rotação, carga aplicada e padrões de qualidade de brilho são parâmetros julgados pelo lapidário e avaliados através de padrões visuais. Neste trabalho, destacaram-se parâmetros mineralógicos preponderantes que possibilitaram a otimização da lapidação de gemas, como a relação da orientação cristalográfica com o polimento (dureza, direção de polimento); relação da composição química do mineral com os pós de polimentos e lubrificantes; sua influência na planicidade de superfície; determinação de propriedades ópticas em relação aos ângulos críticos aplicados nas faces do pavilhão, e itens preponderantes que referem-se ao Design de Gemas. Foram utilizados seis conjuntos de minerais gemológicos, que ocorrem em abundância no Brasil e são largamente utilizados na indústria joalheria. São eles: granada, topázio, berilo, turmalina, espodumênio e quartzo. Os mesmos minerais foram lapidados no Brasil e na Alemanha. Foram feitos ensaios de brilho, rugosidade e comparações da qualidade da superfície em micrografias no Microscópio Eletrônico de Varredura. Análises complementares foram realizadas com os minerais e os pós de polimento, entre eles a microdureza Vickers nos diferentes eixos cristalográficos dos minerais e análise do pó de polimento quanto ao tamanho, formato e composição química. O objetivo foi identificar a melhor combinação de mineral, pó de polimento e ângulos de facetamento, através da qualidade da superfície e brilho. É proposto ao final, a aplicação do conhecimento para a área de desenvolvimento em Design de Gemas. Os parâmetros de qualidade em lapidação, permitirão a evolução da compreensão do comportamento dos minerais perante seu processamento, admitindo possibilidades futuras de melhorias da qualidade e excelência para criação de novos formatos para a gema lapidada. / This thesis aims to describe the procedure of gemstone cutting regarding its mineralogical characteristics, production and Design. Chosen gemstones underwent usual mechanical procedures for gemstone cutting and were then subject to tribology analysis. Gemstone cutting was developed through an empirical process, in which can be described by science with rotation speed, applied strength, and brightness are parameters judged by the lapidary and evaluated visually. Herein the main mineralogical parameters that optimize gemstone cutting are emphasized, namely: crystallographic axes and polish orientation relationship (hardness, polishing direction); the choice of polishing powders and lubricants according to the mineral chemical composition; their influence on the flatness of surface; refraction indexes and critical angles (used to determine the ideal pavilion angles), and their applications concerning Design. Six groups of gem minerals abundant in Brazil and vastly used in the jewelry industry were used for this study: garnet, topaz, beryl, tourmaline, spodumene and quartz. The cutting processes were performed both in Brazil and in Germany. The faceted gemstones brightness and roughness were determined and compared with SEM (Scanning Electron Microscope) micrographs. In addition, the minerals and polishing powder grains went through complementary analysis, such as: Vickers micro hardness tests on all crystallographic axes and evaluation of grain size, shape, chemical composition and its influence on flatness of surface, respectively. All tests were performed to better correlate minerals, polishing powders and faceting angles. The evaluation criteria included surface quality and light reflection standards. Lastly, this thesis aims to apply the knowledge acquired in this work to develop Gemstone Design. Gemstone cutting quality standards allow for further comprehension of mineral \"behavior\" during its processing and open future possibilities on cutting quality enhancement and excellence to develop of new shapes for faceted gemstones.