Estudo exploatório de métodos gemológicos e espectroscópicos para detecção de tratamento térmico em turmalina Paraíba de Mulungu (RN)

Abstract

A turmalina cuprífera, comercialmente conhecida como turmalina Paraíba, é valorizada por sua coloração azul neon, atribuída principalmente à presença de Cu² ⁺ . Desde sua descoberta no Brasil, tornou-se uma gema de elevado interesse científico e econômico, motivando pesquisas sobre mecanismos de origem de cor e modificações por tratamento. Entretanto, ainda não existe um marcador inequívoco capaz de indicar , de forma isolada, se a gema foi aquecida, o que justifica a busca por metodologias integradas para identificação de padrões associados ao tratamento térmico. Este trabalho investiga possíveis indicadores ópticos e espectrais de aquecimento em turmalinas cupríferas da mina Mulungu (Parelhas, RN), utilizando técnicas gemológicas não destrutivas como microscopia óptica, espectroscopia Raman, espectroscopia UV -V is e análise colorimétrica CIE L a b*. Foram analisadas oito amostras antes e após aquecimento controlado, possibilitando a comparação direta entre a condição natural e a condição tratada termicamente. Os resultados UV -V is mostraram redução sistemática da banda de Mn³ ⁺ (~515 nm) após o aquecimento, enquanto as regiões atribuídas a Cu² ⁺ apresentaram apenas variações sutis. A colorimetria indicou aumento de luminosidade (L*) e deslocamentos no eixo b*, coerentes com a diminuição da absorção verde-amarela associada à conversão de Mn³ ⁺ para Mn² ⁺. Na espectroscopia Raman, observou-se variação nos níveis de fluorescência e resposta distinta da banda de OH (~3550 cm ⁻ ¹), cuja diminuição de intensidade nas amostras inicialmente roxas sugere que esse grupo funcional registra alterações estruturais relacionadas ao aquecimento. Além disso, as análises microscópicas mostraram que amostras aquecidas exibem um padrão recorrente de inclusões diferente do observado em materiais não tratados, indicando potencial para uso combinado desses parâmetros na avaliação do histórico térmico. Os resultados demonstram a relevância de abordagens integradas para aprimorar a identificação de tratamento térmico em turmalina Paraíba.

Copper-bearing tourmaline, commercially known as Paraíba tourmaline, is valued for its neon-blue coloration, attributed mainly to the presence of Cu² ⁺ . Since its discovery in Brazil, it has become a gemstone of high scientific and economic interest, motivating research on its color-origin mechanisms and treatment-induced modifications. However , there is still no unequivocal marker capable of indicating, on its own, whether the gem has been heat-treated, which justifies the search for integrated methodologies to identify patterns associated with thermal enhancement. This study investigates potential optical and spectral indicators of heating in copper-bearing tourmalines from the Mulungu mine (Parelhas, RN), using nondestructive gemological techniques including optical microscopy , Raman spectroscopy , UV -V is spectroscopy , and CIE Lab colorimetric analysis. Eight samples were analyzed before and after controlled heating, allowing direct comparison between untreated and heat-treated conditions. UV -V is results showed a systematic reduction of the Mn³ ⁺ band (~515 nm) after heating, while regions attributed to Cu² ⁺ exhibited only subtle variations. Colorimetry revealed increased luminosity (L) and shifts along the b* axis, consistent with decreased green–yellow absorption associated with the conversion of Mn³ ⁺ to Mn² ⁺ . Raman spectroscopy showed variations in fluorescence levels and a distinct response of the OH band (~3550 cm ⁻ ¹), whose intensity decrease in samples originally purple suggests that this functional group records structural changes related to heating. In addition, microscopic analyses revealed that heated samples display recurrent inclusion patterns distinct from those observed in untreated material, indicating the potential of combining these parameters to assess thermal history . The results demonstrate the relevance of integrated approaches to improve the identification of heat treatment in Paraíba tourmaline.