Caracterização de corindo natural e sintético por métodos de estudo gemológicos clássicos e FTIR. Pesquisa de elementos discriminatórios

Abstract

O corindo é um mineral muito procurado em todo o mundo pelas suas características. Os exemplares naturais deste mineral são raros e muito valorizados. Nos últimos anos, a melhoria das técnicas e tecnologias, provocou um aumento na capacidade de produzir homólogos sintéticos deste mineral. Para além da síntese de corindo em laboratório, é possível alterar certas características de um exemplar através de diversos tratamentos. Por este motivo, a síntese e os tratamentos do corindo, bem como as características apresentadas pelos diferentes exemplares, tem sido objeto de estudo ao longo dos anos.Os métodos de estudo gemológicos clássicos são utilizados há muito tempo na caracterização do corindo. Contudo, estes métodos apresentam limitações no que toca ao estudo de sínteses e tratamentos. A espetroscopia de infravermelhos por transformada de Fourier (FTIR) é uma técnica analítica recente, que tem permitido avanços no estudo destes exemplares.Este estudo tem como objetivo realizar uma diferenciação entre rubis e safiras naturais e sintéticos, ou dos que foram submetidos a alguma forma de tratamento. Com este objetivo, foi realizada a análise de um total de 17 amostras, pertencentes à coleção de minerais do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Barcelona, recorrendo a métodos gemológicos clássicos e espetroscopia de Infravermelhos por Transformada de Fourier (FTIR). As propriedades gemológicas das amostras analisadas mostraram-se consistentes com as do corindo, verificando-se as diferenças esperadas entre diferentes variedades. As amostras naturais não tratadas mostraram propriedades físicas e ópticas normais para o corindo e as inclusões esperadas destes exemplares. As amostras naturais tratadas por preenchimento de vidro mostraram características físicas e ópticas particulares a este tipo de tratamento. Já os exemplares sintéticos exibiram algumas diferenças nas características ópticas e, internamente, inclusões típicas dos respetivos tipos de síntese. Através da espetroscopia FTIR, identificaram-se características específicas que permitiram a diferenciação das variedades e deteção de tratamentos.Os resultados deste trabalho trazem um contributo para o estudo destes exemplares.

Corundum is a mineral that is highly desired around the world for its characteristics. Natural specimens of this mineral are rare and highly valued. In recent years, the improvement of techniques and technologies has led to an increase in the ability to produce synthetic homologues of this mineral. In addition to the synthesis of corundum in the laboratory, it is possible to change certain characteristics of a specimen through various treatments. For this reason, the synthesis and treatments of corundum, as well as the characteristics presented by different specimens, have been the subject of study over the years.The traditional gemological study methods have been used for a long time in the characterization of corundum. However, these methods have limitations when it comes to the study of syntheses and treatments. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is a recent analytical technique, which has allowed advances in the study of these specimens.This study aims to differentiate between natural and synthetic rubies and sapphires, or those that have undergone some form of treatment. With this goal, the analysis of a total of 17 samples, belonging to the mineral collection of the Department of Earth Sciences of the University of Barcelona, was carried out using traditional gemological methods and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The gemological properties of the samples were consistent with those of the corundum, with the expected differences between different varieties. The untreated natural samples showed normal physical and optical properties for corundum and the inclusions expected from these specimens. The natural specimens treated by glass-filling showed physical and optical characteristics particular to this type of treatment. On the other hand, the synthetic specimens exhibited some differences in optical characteristics and, internally, inclusions typical of the respective types of synthesis. Through FTIR spectroscopy, specific characteristics were identified which allowed the differentiation of varieties and detection of treatments.The results of this work provide a contribution to the study of these specimens.