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m i n e r a lo g a

GemasCon su rareza, las piedras preciosas suponen una valiosa fuente de informacin para los gelogos que investigan

la dinmica interna del planeta

Lee A. Groat

Lee A. Groat trabaja desde 1988 en la Universidad de Columbia Britnica, donde ensea geologa y oceanografa y dirige el programa de Ciencias Integradas. Es asesor y miembro del

equipo directivo de algunas compaas de prospeccin minera canadienses y codirige una consultora geolgica.

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Durante milenios, las gemas se han considerado objetos preciados en razn de su brillo y esplendor. Se cotizan por el color, el brillo, la transparencia, la durabilidad y el alto valor en relacin a su pequeo volumen. Debido a que la explotacin de numerosas gemas se consigue con operaciones bas-tante sencillas, de bajo coste y en regiones remotas de pases en vas de desarrollo, es difcil obtener estadsticas precisas sobre su produccin y vala. Con todo, sabemos que la produccin mundial de diamantes brutos en 2008 se cifr en 12.700 millones de dlares; en 2001, Colored Stone, revista del sector, esti-m que el comercio mundial de piedras preciosas alcanzaba 6000 millones de dlares al ao. Existen ya variedades sintticas de muchas gemas, pero no gozan todava de una repercusin significativa en el mercado internacional.

La elevada cotizacin de las piedras preciosas radica, en parte, en su rareza. Un yacimiento tpico de diamantes produce 5 gra-mos de gemas por milln de gramos de material extrado; de ellos, solo el 20 por ciento posee la calidad deseada en joyera. Al igual que el petrleo, el proceso de formacin de las gemas puede abarcar un dilatado perodo de tiempo geolgico. La da-tacin radiomtrica de inclusiones microscpicas en diamantes revela edades comprendidas entre 970 y 3200 millones de aos. Consecuentemente, la tasa de extraccin de gemas de alta cali-dad es muy superior a la de su formacin y, por tanto, suponen un recurso limitado. Por ejemplo, una mina de esmeraldas que comenz a operar en 1981 en Santa Terezinha, Brasil, produjo un pico de 25 toneladas de material bruto, que fue valorado en 9 mi-llones de dlares en 1988; en 2000, el mismo tonelaje se vendi por 898.000 dlares. En razn de esa misma escasez, los gelo-gos les conceden un valor muy significativo. La formacin de ya-cimientos de gemas requiere condiciones geolgicas excepciona-les. El inters en desentraar la historia de unas circunstancias tan inslitas ha suscitado un creciente nmero de investigacio-nes geolgicas en torno a las gemas y su origen.

Existe un amplio elenco de piedras preciosas. Entre las ms conocidas y de mayor importancia destacan el diamante, rub, zafiro, esmeralda y otras variedades gema del berilo, crisoberi-lo, tanzanita, tsavorita, topacio y jade. (Otras gemas a las que no se har referencia en nuestro artculo son el mbar, amatis-ta, calcedonia, granate, lazurita, malaquita, palo, peridoto, ro-donita, espinela, turmalina, turquesa y circn.)

DiamanteEl diamante es la fase cristalina del carbono que se origina a presiones muy elevadas. La ms cotizada entre las gemas, cier-tas piezas excepcionales se venden a medio milln de dlares por quilate (1 quilate = 0,2 gramos); algunas superan los 20 mi-llones de dlares.

La regin de Golconda, en la zona central del sur de India, constituy la principal zona productora de diamantes durante

siglos, hasta que se descubrieron nuevos yacimientos en Brasil, en el siglo xviii, y en Kimberley, Sudfrica, en 1866. En la actua-lidad, los tres productores de diamantes de mayor importan-cia, en trminos de valor, son Botsuana, Rusia y Canad, aunque cuentan tambin con una produccin notable Angola, Australia, Congo, Lesoto, Namibia, Sierra Leona y Sudfrica.

El diamante cristaliza en el sistema cbico. Sus tomos de carbono se disponen en celdas cuyos ejes cristalogrficos son de longitud idntica (0,356 nanmetros) y perpendiculares en-tre s. Dicha ordenacin se manifiesta en diversidad de formas: octaedros, cubos, cubo-octaedros y agregados menos regulares. El diamante puede presentar ciertas propiedades fsicas distin-tivas, como la luminiscencia bajo exposicin a luz ultravioleta o rayos X. Se recurre a la fluorescencia de rayos X para extraer los diamantes y distinguirlos de la ganga. Las gemas emiten luz vi-sible cuando se exponen a luz ultravioleta o rayos X, porque la radiacin absorbida por los defectos cristalinos provoca la osci-lacin de sus electrones entre distintos niveles de energa; como resultado, se libera energa en forma de luz. (Las gemas, some-tidas a tratamientos previos de calentamiento o radiacin, as como cualquier material sinttico o falso, emiten fluorescencia en longitudes de onda diferentes, razn por la cual esa propie-dad se utiliza para identificar ejemplares reales.)

Los diamantes se clasifican segn la presencia o ausencia de nitrgeno y boro en su red cristalina y segn la organiza-cin estructural de dichas impurezas en la misma. Los diaman-tes de tipo I contienen una cantidad significativa de nitrge-no, que puede detectarse por espectrometra de absorcin de infrarrojos (un mtodo que detecta la clase de longitudes de onda absorbidas o emitidas por una muestra, ya que cada ele-mento guarda correlacin con una longitud de onda caracte-rstica). En los diamantes de tipo II, la cantidad de nitrgeno es insignificante.

El color de los diamantes naturales se atribuye principalmen-te a la sustitucin de otros elementos por nitrgeno y a otros de-fectos relacionados con deformaciones fsicas de la red crista-lina; una misma muestra acostumbra presentar ms de un de-fecto generador de color.

Los diamantes de tipo I cuyas impurezas de nitrgeno se encuentran agrupadas suelen ser incoloros, marrones o amari-llos; cuando las impurezas se encuentran distribuidas por todo el cristal, los diamantes adoptan coloraciones amarillas, naran-jas o marrones. Los diamantes de color rosa, rojo y violeta per-tenecen tambin al tipo I; su coloracin se debe a que la regin cristalina donde se alojan las impurezas sufri una deformacin posterior a la formacin de la gema. Los diamantes de tipo II

Un diamante en bruto todava incrustado en la roca encajante, una kimberlita, que lo arrastr hasta la superficie. Fue en Sudfrica. El cristal se form a gran profundidad, hace millones o miles de millones de aos. Cualquier variedad gema es poco comn, lo que explica su alta consideracin, pues su formacin requiere una combinacin de factores geolgicos muy singulares. Los gelogos valoran la informacin que las piedras preciosas proporcionan sobre la dinmica interna del planeta.

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La formacin de yacimientos de gemas requiere condiciones geolgicas excepcionales. El inters en desentraar la historia de tan inslitas cir-cunstancias ha suscitado un creciente nmero de investigaciones geolgicas.

El presente artculo se centra en las propiedades, dis-tribucin y origen geolgico de algunas de las piedras preciosas ms conocidas y de mayor importancia: dia-mante, rub, zafiro, esmeralda y otros tipos de berilo, crisoberilo, tanzanita, tsavorita, topacio y jade.

La localizacin y descubrimiento de nuevos ya-cimientos se realiza hoy mediante imgenes de satlite, fotografas areas, prospeccin geoqu-mica y otras tcnicas modernas de prospeccin gemolgica.

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contienen escasas o ninguna impureza de nitrgeno pero pue-den presentar impurezas de boro, que tpicamente confieren al diamante una coloracin azul o gris. En caso de no presen-tar ninguna impureza, los diamantes son incoloros o marrones.

Las inclusiones minerales en el interior de los diamantes permiten calcular las presiones y temperaturas correspondien-tes a su ambiente de formacin. Generalmente, los diamantes cristalizan a profundidades comprendidas entre 135 y 200 ki-lmetros y a temperaturas entre 1100 y 1200 oC. La mayora se genera en el interior de la litosfera (la capa rgida que engloba la corteza terrestre y la porcin ms externa del manto supe-rior), bajo las reas ms antiguas y estables de la corteza conti-nental denominadas cratones (regiones situadas en el interior de las placas tectnicas, alejadas de las zonas de crecimiento o subduccin). El resto se forma en regiones sublitosfricas que pueden alcanzar las profundidades del manto inferior. Se con-sidera que dichas regiones corresponden a races profundas de antiguos cratones, donde estas masas relativamente fras han atenuado la energa geotrmica y, por tanto, se renen las con-diciones necesarias de cristalizacin. En ese dominio, empobre-cido en slice, predominan la peridotita o la eclogita, rocas en-riquecidas en hierro y magnesio.

Los diamantes bien cristalizados responden a dos procesos principales: por un lado, la reduccin (ganancia de electrones)

del carbonato oxidado (CO32), tanto en estado slido como di-

suelto en un magma o en un fluido enriquecido en especies qu-micas; por otro, la oxidacin (prdida de electrones) del carbo-no reducido en forma de metano. La cristalizacin, en ambien-tes asociados a un magma o a un fluido, permite el crecimiento cristalino sin restricciones fsicas.

El carbonato que se reduce para formar diamantes suele presentarse en forma de dolomita [CaMg(CO3)2] o magnesita (MgCO3). Algunos investigadores sostienen que el carbonato de-riva del carbono introducido en el manto cuando las especies voltiles, como el CO2, se liberan de la corteza ocenica cuan-do esta subduce bajo otra placa tectnica y penetra en una re-gin de roca fundida.

Por otro lado, el metano que se oxida para dar lugar a dia-mantes parece proceder de fluidos reducidos del manto supe-rior que producen reacciones metasomticas (causadas por flui-dos acuosos) en las regiones litosfricas subcratnicas, donde se crean los diamantes. No obstante, el verdadero origen del car-bono de los diamantes no es evidente y se halla abierto a la in-vestigacin.

De acuerdo con los modelos de evolucin del manto, los dia-mantes con edades superiores a los 2500 millones de aos se generaron probablemente por oxidacin de metano, mientras que los de edades inferiores derivan, en su mayora, de los pro-

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PLACA AFRICANA

PLACA SUDAMERICANA

PLACA NORTEAMERICANA

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PLACAINDIA

PLACADEL CARIBE

PLACA DE NAZCA

PLACA ESCOCESA

PLACADE COCOS

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PLACADE FILIPINAS

PLACA ANTRTICA

Los yacimientos de piedras preciosas se distribuyen por toda la superficie del planeta. El tamao de cada smbolo representa la importancia econmica de las gemas en una regin determinada. Las gemas se asocian frecuentemente con zonas de actividad tectnica o volcnica, aunque algunos yacimientos pueden localizarse en regiones donde no existen signos de magmatismo.

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cesos de reduccin de carbonato. La datacin radiomtrica determina la edad de un material que se ha desin-tegrando naturalmente a lo largo del tiempo geolgico. El mtodo se basa en el anlisis de la proporcin entre distintos istopos. Las dataciones de diamantes se obtienen a partir del es-tudio de las inclusiones minerales de silicatos y sulfuros que cristalizaron al mismo tiempo que el diamante que los aloja. Sin embargo, se ha demostrado que los anlisis de las inclusiones dispuestas en planos expuestos de fracturacin de un cristal ponen fecha a la erupcin que arrastr los diaman-tes hasta la superficie, pero no datan necesariamente la forma-cin de los mismos.

Con independencia de la profundidad de su formacin, los diamantes son arrastrados con rapidez hasta la superficie, trans-portados en cuerpos magmticos que ascienden veloces (kim-berlitas o lamprotas) y que se originan en la misma regin don-de se crearon los diamantes, si no a profundidades mayores. El magma puede resultar corrosivo para el diamante, por lo que se requiere una velocidad de ascenso determinada para asegu-rar la preservacin de las gemas. Las kimberlitas ascienden a una velocidad entre 10 y 30 kilmetros por hora; una rpida li-beracin de dixido de carbono y agua le confiere mayor flo-tabilidad. Ese mecanismo de liberacin no se descubri hasta las recientes investigaciones de James K. Russell y sus colabo-radores, de la Universidad de Columbia Britnica. En sus expe-rimentos a altas temperaturas, el equipo de Russell demostr que la liberacin no responde a una disminucin de presin, sino al ascenso del magma desde una regin rica en carbono hasta otra rica en slice (una caracterstica propia de los crato-nes, que a su vez corrobora la asociacin de los diamantes con estas regiones). El aumento en el contenido en slice del mag-ma supone una disminucin brusca de la solubilidad de dixi-do de carbono, lo que conlleva una continua y vigorosa expul-sin del gas y comporta la ascensin del magma kimberltico.

La edad de las kimberlitas suele oscilar entre 65 y 135 mi-llones de aos, pero algunas pueden al-canzar los 1100 millones de aos. Sin embargo, no son tan antiguas como los diamantes que transportan. Excepto en determinados casos, los diamantes se for-man mucho antes de que tenga lugar la erupcin de kimberlitas o lamprotas, con diferencias de cientos a miles de millones de aos. A pesar de que la edad de las erupciones de kimberlitas diamantferas es variable, gran parte de los yacimientos de mayor inters econmico correspon-den a cuerpos kimberlticos que no supe-ran los 1600 millones de aos. Las data-

ciones radiomtricas revelan que las erupciones kimberlticas han sido cada vez ms frecuentes a lo largo del tiempo; algunas de las ms recientes corresponden a las asociaciones de kimber-litas eocenas (desde hace 56 a 34 millones de aos) de la regin Lac de Gras, en los Territorios del Noroeste de Canad. Los ya-cimientos de diamantes de edades superiores a los 1600 millo-nes de aos pertenecen a paleoplaceres (sedimentos generados por separacin gravitacional que han sido litificados), diques lamprofricos (capas de roca bsica que cortan otras formacio-nes geolgicas) y brechas (fragmentos de roca cementados), as como otras kimberlitas diamantferas inusuales que no resul-tan rentables desde el punto de vista econmico.

Los diamantes han motivado una amplia variedad de inves-tigaciones a raz de su belleza, sus propiedades fsicas excep-cionales, su formacin inusual y su valor. El estudio del origen de las formaciones que los alojan y la distribucin global de las gemas ha ampliado nuestro conocimiento del dominio profun-do terrestre y ha facilitado el desarrollo de mtodos para sinte-tizar diamantes artificiales en el laboratorio.

Rub y zafiRoEl rub y el zafiro son dos variedades preciosas del corindn, mineral que consiste en un xido de aluminio cuya frmula ge-neral es Al2O3. El rub y el zafiro son probablemente las gemas de color ms comercializadas; representan aproximadamente un tercio de las ventas, en trminos de valor. Pueden llegar a alcanzar los mayores precios pagados por una gema: en 2006 un rub birmano de 8,62 quilates se vendi por 3.640.000 d-

lares; en 2009, un zafiro de Cachemira fue adquirido por 2.396.000.

El corindn cristaliza en el sistema hexagonal: presenta tres ejes cristalo-grficos situados en un plano horizon-tal que forman ngulos de 60o entre s y un cuarto eje vertical perpendicular a los anteriores. El rub es rojo; el zafiro, de color azul. Las variedades con otras

Tanto las chimeneas kimberlticas que arrastraron los diamantes hasta la superficie, como las formaciones rocosas que atraviesan, han sido cartografiadas en cinco minas en Kimberley, Sudfrica. Los diamantes se hallan en las zonas de diatrema.

Cristales naturales de rub en bruto, de unos dos centmetros de largo, procedentes de Winza, Tanzania.

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coloraciones se denominan zafiros, pero se matizan con un ca-lificativo (zafiro amarillo, etctera). Tanto el rub como el za-firo pueden presentar asterismo, un fenmeno que consiste en la aparicin de estrellas en la superficie de las piedras talla-das en cabujn, es decir, de forma redondeada y sin facetas. Las estrellas en cuestin se deben a la luz reflejada por inclusio-nes aciculares de rutilo, un mineral compuesto por xido de ti-tanio, o a fases de hierro o hierro-titanio dispuestas en alinea-ciones que forman ngulos de 60o entre s y estn contenidas en planos cristalogrficos paralelos a las caras hexagonales.

El color del rub se atribuye al cromo que sustituye al alu-minio en la estructura cristalina. El cromo es tambin el res-ponsable del color verde de la esmeralda, aunque se desconoce la causa de la diferencia de color entre esmeraldas y rubes. En ambas gemas, el tomo de cromo se encuentra rodeado de seis tomos de oxgeno, pero en cada cristal absorbe la luz de dis-tinta manera. De acuerdo con una de las teoras que explican la diferencia de color, la coloracin responde al potencial elec-trosttico que el resto de los iones de la red cristalina impone en los electrones activos de la unidad cromo-oxgeno.

En el caso del rub, se cree que el principal causante es el campo elctrico generado en las proximidades del ion cromo. Un campo que no existe, cuando se trata de la esmeralda, dada la simetra de su red cristalina. Como consecuencia de la car-ga elctrica, la capacidad de absorcin del rub se transfie-re a energas ms altas. Y as, la gema presenta, por un lado, dos grandes bandas de absorcin de luz visible, a longitudes de onda de unos 400 y 550 nanmetros, y, por otro, dos ven-tanas de transmisin situadas a 480 nanmetros (azul) y 610 (rojo). En la visin humana, el rub es rojo porque nuestro ojo es ms sensible a este color, por encima de los 610 nanme-tros, que al azul. Muchos de los rubes procedentes de Birma-nia y Vietnam presentan un efecto de color rojo fuego, que responde a la combinacin entre el propio color rojo del rub y su fluorescencia roja bajo radiacin ultravioleta u ocasional-mente bajo luz diurna.

El color azul del zafiro se atribuye a la transferencia electr-nica entre menos del 0,01 por ciento de los iones de hierro (Fe2+) y titanio (Ti4+), que sustituyen a los iones de aluminio (Al3+) en

la estructura cristalina. Para que tenga lugar dicha transferen-cia de cargas, se requieren cantidades especficas de energa pro-cedentes de la luz en una longitud de onda determinada. Dicha longitud es absorbida y, por tanto, no es visible. En el caso del zafiro, la transferencia de cargas entre los tomos de hierro y titanio consume la luz del extremo rojo del espectro; por eso, la gema ofrece un color azul. Con frecuencia, la variedad incolora gueda del zafiro se calienta para obtener una mayor trans-parencia y tonalidad azul mediante la fusin de inclusiones y la subsecuente liberacin de hierro y titanio.

La variedad rosa-anaranjada del corindn se denomina padparadscha, trmino snscrito que remite al color de la flor de loto. Parte del aluminio de su estructura cristalina es sus-tituido tanto por iones de cromo (Cr3+), que le confieren una tonalidad rosa, como por iones de hierro (Fe3+), que le dotan de una tonalidad amarilla debido a la transferencia de carga con iones de oxgeno (O2). La mayor parte del corindn gema se extrae en yacimientos de tipo placer, que se clasifican en aluviales (por transporte de agua), coluviales (por transporte gravitacional) y eluviales (por meteorizacin). Tambin puede encontrarse en paleoplaceres.

La distribucin global de los yacimientos de corindn guarda relacin con contextos geodinmicos de colisin, rift y subduc-cin. Se han reconocido tres perodos principales de formacin de corindn: la orogenia panafricana (desde hace 750 hasta 450 millones de aos), que dio lugar a yacimientos de gemas primarias en frica, India, Madagascar y Sri Lanka; la forma-cin del Himalaya (desde hace 45 hasta 5 millones de aos), que origin los yacimientos asiticos de rub, contenido en mrmo-les; y, por ltimo, las extrusiones cenozoicas de basalto alcalino (desde hace 65 hasta 1 milln de aos). Las regiones productoras tradicionales son Cachemira, Birmania, Sri Lanka y Tailandia. Entre los incorporados ms recientes destacan Australia, Ma-dagascar y Vietnam.

Los rubes y zafiros de mayor calidad proceden de potentes niveles marmreos compuestos de calcita (CaCO3). Pero, cmo se introdujo en el mrmol el aluminio que requiere la forma-cin de corindn? Y el cromo, titanio y hierro, necesarios para su coloracin? Por qu no entra en juego la slice, que es tres

En 2002, un cazador inuit descubri zafiros en la isla canadiense de Baffin (izquierda). Una microfotografa realizada en ncoles cruzados muestra una lmina delgada pulida (de 30 micras de grosor) de una roca que contiene zafiro proveniente de dicho afloramiento (centro). El mineral dorado del centro de la imagen es piroxeno; lo rodea una mezcla de mica verde y feldespato gris, que a su vez est circundado por escapolita violeta y nefelina gris. El zafiro acostumbra hallarse en la nefelina (aunque en esta imagen no se observa la presencia de zafiro). En la prospeccin de zafiro en la isla de Baffin se utilizan tcnicas de luz ultravioleta para excitar la fluorescencia de la escapolita (derecha), un mineral que suele asociarse con esta gema. Sin embargo, la escasa oscuridad durante el verano permite utilizar este mtodo nicamente durante dos o cuatro horas por la noche.

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veces ms comn en la corteza terres-tre? Si la slice estuviera presente for-mara enlaces con el aluminio e inhibi-ra la generacin de corindn. Estamos estudiando un yacimiento en la zona central de Columbia Britnica para res-ponder a tales cuestiones. Los prime-ros resultados nos revelan que el ma-terial precursor que origin el mrmol corresponde a finas capas de caliza de tipo lodo (mudstone). Durante el pro-ceso metamrfico que dio lugar al mr-mol, ciertos minerales contenidos en la caliza (esencialmente mica, que es un silicato, as como muchos otros minerales traza) sufrieron una serie de reacciones que cul-minaron en la formacin de corindn.

esmeRalDaLa esmeralda constituye la variedad preciosa del berilo, un mi-neral que contiene berilio y cuya frmula general es Be3Al2Si6O18. Al igual que el corindn, el berilo cristaliza en el sistema hexa-gonal. El color de la esmeralda se debe a concentraciones tra-za de cromo y vanadio, o bien a la sustitucin de aluminio por parte de ambos elementos. El cristal de berilo consiste en un apilamiento de anillos de silicio y oxgeno en cuyo canal central pueden quedar atrapadas molculas de agua y otras impurezas.

La esmeralda es una de las gemas ms cotizadas. El mayor precio que se ha pagado por una esmeralda alcanz los 1.149.850 dlares y correspondi a una pieza colombiana de 10,11 quilates en 2000. La estipulacin del precio de las esmeraldas es ni-ca en el mercado de las gemas de co-lor, ya que su coloracin constituye un valor prioritario ante la claridad, brillo u otras caractersticas. Se supone que corresponde a Colombia el 60 por cien-to de la produccin mundial de esme-raldas. La produccin oficial en 2001 fue de 5,5 millones de quilates, valorados en ms de 500 millones de dlares. Le si-gue Zambia en trminos de valor.

El berilo puede contener cantidades significativas de agua en los canales de su estructura cristalina. Al calentarse por encima de los 400 oC, el agua confinada se rompe y libera molculas de gas que quedan atrapadas en los huecos de los canales. El agua se libera a temperaturas superiores a 800 oC, sin que ello influya en la proporcin natural entre los isto-pos de hidrgeno. El agua confinada en

los canales puede representar la composicin del fluido original en el momento de la cristalizacin y, por otra parte, la medida de la variacin de la composicin isotpica del hidrgeno en el agua liberada por el berilo puede determinar la procedencia de los fluidos que alimentaron el crecimiento del cristal.

La composicin isotpica de artilugios histricos elabora- dos con esmeraldas se ha empleado para demostrar que, en tiempos remotos, los artesanos trabajaron con esmeraldas for-madas en yacimientos que no se descubrieron, tal pareca, has-ta el siglo xx. Las investigaciones realizadas por Gaston Giulia-ni y su equipo, del Centro Francs de Investigacin Petrogrfica y Geoqumica, han demostrado que la mayora de las esmeral-das de alta calidad talladas en el siglo xviii en India se trans-portaron desde Colombia; estudios anteriores haban supuesto un origen ms cercano.

Lo mismo el berilo que el crisoberilo (descrito en la siguiente seccin) son relativamente poco comunes debido a la escasez de

berilio en la parte superior de la corteza continental. El berilio tiende a concen-trarse en granitos, pegmatitas (rocas for-madas a partir de magmas muy hidrata-dos) y pizarras negras (rocas sedimenta-rias), as como en las rocas que derivan de su metamorfismo. El cromo y el vanadio, ms comunes en la corteza continental superior, se concentran en rocas gneas peridotitas, dunitas (un tipo de peri-dotita) y basaltos (magma enfriado rpi-damente) de la corteza ocenica y del manto superior; tambin, en sus equiva-lentes metamrficos. Pero podemos, ade-ms, hallar altas concentraciones de cro-mo y vanadio en rocas sedimentarias, en particular pizarras negras.

Se requieren, pues, condiciones geo- qumicas y geolgicas poco usuales para que el berilio (contenido en rocas forma-

Las piedras preciosas suelen ubicarse en reas remotas y aisladas. Esta imagen, tomada en los Territorios del Noroeste de Canad, muestra un afloramiento de color blanco donde se halla un yacimiento de esmeraldas. Las rocas en primer trmino son granitos, la formacin de tono oxidado es caliza Rabbitkettle y la unidad negra corresponde a pizarras del grupo Earn.

Una esmeralda hallada por el autor y su equipo en Ontario.

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das en el interior de los continentes) coincida con el cromo y el vanadio (concentrados en rocas volcnicas asociadas a dorsales ocenicas). Segn el modelo clsico, las pegmatitas que contie-nen berilio, en estado magmtico, interaccionan con rocas mfi-cas o ultramficas (ricas en hierro y magnesio) con alto conteni-do en cromo. Ello no empece que otro tipo de eventos geolgicos de carcter tectnico puedan tal vez participar en la formacin de determinados yacimientos de esmeraldas.

Un caso que no se ajusta al modelo clsico es el de los ya-cimientos colombianos. No existen datos de actividad magm-tica. Los ms de 200 yacimientos y hallazgos de esmeraldas de Colombia se localizan a lo largo de dos franjas estrechas que flanquean la cordillera Oriental. Las esmeraldas colombia-nas se formaron como resultado de un crecimiento hidrotermal asociado a la actividad tectni-ca. Varios estudios sealan que los fluidos hidrotermales tienen un origen evaportico. Se estima que dichos fluidos resultaron de la interaccin del agua con nive-les salinos intercalados en piza-rras negras emplazadas en pro-fundidades de al menos 7 kil-metros, donde la temperatura alcanzaba al menos 250 oC. Los fluidos hipersalinos, de elevada alcalinidad, atravesaron en su ascenso unidades sedimentarias emplazadas a lo largo de planos de falla de despegue (planos de deslizamiento entre dos masas rocosas cuyo estilo de deforma-cin es distinto a ambos lados de la falla) y posteriormente in-teraccionaron con las pizarras negras.

Se da por cierto que la mate-ria orgnica, as como el azufre procedente de la misma, cumple una funcin esencial en la for-macin de los yacimientos de es-

meraldas en Colombia, aunque la naturaleza exacta de la reac-cin correspondiente siga envuelta en el misterio. A un origen similar se recurri para explicar una mineralizacin inusual de esmeraldas en las pizarras de Red Pine, formadas durante el Neoproterozoico (desde hace 1000 millones a 542 millones de aos) en la regin suroccidental de las montaas Uinta, en el estado de Utah. Los fluidos hipersalinos, con alto contenido en sulfato, ascendieron desde la cuenca de Uinta a lo largo de la zona de falla de South Flank e interaccionaron con las pizarras, ricas en carbono. En presencia de carbono orgnico, el sulfato se redujo y dio lugar a sulfuros y esmeraldas.

Sin embargo, existe un profundo desacuerdo sobre la fun-cin de los procesos tectnicos en la formacin de ciertos ya-cimientos de esmeraldas. Por ejemplo, se ha sugerido que el

origen de las esmeraldas de Ha-bachtal, en Austria, guarda re-lacin con procesos de meta-morfismo regional. La hiptesis se basa en las huellas de me-tamorfismo y cizalla, y de eta-pas de crecimiento mltiple como los porfiroblastos de tipo augen (en forma de ojo) en la roca encajante y las alineacio-nes curvas de inclusiones que presentan algunas esmeraldas. Las crticas a esta interpreta-cin sostienen que el modelo clsico de las pegmatitas man-tiene su validez tambin en este caso. A pesar de que los orge-nes pegmatticos del berilio no son evidentes, los fluidos po-dran haberse alejado consi-derablemente de las pegmati-tas, en particular si circularon a travs de rocas intensamen-te cizalladas. Y, cierto, en la re-gin existen pegmatitas.

En fecha reciente, se ha ana-lizado la composicin isotpica

Existen tres tipos de berilo: morganita, aguamarina y heliodoro. Los tres presentan la misma base mineral, pero exhiben diferentes colores en funcin de las impurezas contenidas en su estructura cristalina. El color del aguamarina (centro) y el del heliodoro (derecha) se atribuyen a iones de hierro, aunque en cada caso presentan un estado de oxidacin distinto. El color de la morganita (izquierda) se debe a iones de manganeso. Los mismos iones daran lugar a berilo rojo, si se encontraran en un estado de oxidacin diferente.

Las pegmatitas constituyen una de las principales fuentes de esmeraldas, aunque no las nicas. El magma asciende y se enfra; en la ltima porcin de roca fundida se concentran agua y minerales (berilio, por ejemplo). El magma enriquecido penetra en fracturas causadas por el calentamiento de la roca encajante; luego, las expande para formar pegmatitas. Las condiciones ptimas para formar esmeralda se renen en las reas donde los fluidos hidrotermales con alto contenido en cromo (gotas azules) se infiltran a travs de la roca y se mezclan con el magma pegmattico. A medida que se enfra, la pegmatita crea cavidades donde la esmeralda puede cristalizar.

Fluido hidrotermalenriquecido en cromo

Corteza

Corteza

Pegmatita

Berilio

Granito

Magma

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del boro en turmalinas coexistentes con esmeraldas para dedu-cir el origen del yacimiento de Habachtal. Los datos isotpicos indican la existencia previa de dos fases fluidas separadas que se mezclaron parcialmente en una zona de cizalla durante la cristalizacin de las turmalinas y las esmeraldas, aunque nin-guno de los dos fluidos tena un origen pegmattico. Una de las dos fases fluidas guardaba relacin con procesos de metamor-fismo regional y transportaba boro isotpicamente ligero, tal y como se observa en la roca encajante. El otro fluido proceda de serpentinitas (rocas mficas oxidadas por accin del agua) y transportaba istopos de boro ms pesados, tpicos de dor-sales baslticas ocenicas o de una corteza ocenica alterada.

Se aplic ese mismo mtodo en las esmeraldas del yaci-miento de Tsa da Glisza, en Yukn, Canad. Las esmeraldas se localizan principalmente a lo largo del contacto entre filo-nes de cuarzo-turmalina y las rocas mficas encajantes. En este caso, los datos isotpicos registrados se correlacionaban con un origen del boro eminentemente grantico y una apor-tacin de istopos pesados del boro procedentes de formacio-nes ultramficas.

otRos tipos De beRiloLa familia del berilo cuenta, adems, con otros miembros que se consideraron tambin piedras preciosas. Mencionemos el aguamarina y el berilo maxise (azules), berilo dorado (amari-llo), heliodoro (amarillo verdoso), goshenita (incoloro), morga-nita (rosa) y el berilo rojo. A excepcin de este ltimo, el resto suele presentarse en pegmatitas y rocas metamrficas.

Las investigaciones de nuestro grupo indican que el color del berilo azul se debe a la transferencia de carga entre iones de hierro con diferentes estados de oxidacin. Los iones de hierro Fe2+ situados en la posicin del aluminio intercambian electro-nes con pequeas cantidades de Fe3+ (unos 0,04 tomos por frmula unidad en ejemplares azul oscuro). El aguamarina se ex-plota en minas de Brasil, Colombia, Kenia, Madagascar, Malawi, Rusia, Tanzania y Zambia, as como en placeres en Sri Lanka.

El berilo maxise es una variedad gema procedente de Bra-sil. Su color azul obscuro se relaciona con la presencia de in-clusiones de nitrato (NO3

) y carbonato (CO3) en el centro de las

estructuras anulares del cristal. El color pierde intensidad tras una exposicin prolongada a la luz, debido a la desintegracin de tomos de hidrgeno en la estructura cristalina. Un estudio reciente ha revelado que el nitrato procede de un proceso na-tural, mientras que el carbonato responde a la radiacin emiti-da por la roca encajante.

El color del berilo dorado y el heliodoro se atribuye a los cationes de hierro (Fe3+); el rosa de la morganita (bautizada en honor al financiero J. P. Morgan), a los iones de mangane-so (Mn2+). La morganita se halla en Afganistn, Madagascar y en Pala, California. El valor de la goshenita como gema es bas-tante bajo. Con el fin de incrementarlo, puede colorearse me-diante radiacin con partculas de alta energa o por electro-lisis (ruptura de un material por accin de una corriente elc-trica). Ambos mtodos engendran distintas coloraciones en

funcin de las impurezas que contenga el ejemplar. En pocas pasadas, la goshenita se utiliz en la manufacturacin de ga-fas y lentes, aprovechando su transparencia.

El color del berilo rojo se relaciona con los iones de manga-neso (Mn3+). Esta variedad se ha encontrado solo en riolitas (ro-cas volcnicas ricas en silicio y pobres en hierro y magnesio) que contienen topacio, en Mxico, Nuevo Mxico y Utah. El berilio necesario para formar el berilo rojo parece proceder de la rioli-ta encajante. La movilizacin del berilio, en forma de complejos de flor-berilio, se vio favorecida por el bajo contenido en cal-cio de las riolitas, que inhibi la formacin de fluorita (CaF2). La movilizacin se produjo cuando los gases ricos en flor asocia-dos con el enfriamiento de las riolitas entraron en contacto con vapores procedentes de agua subterrnea calentada. La mezcla dio lugar a un fluido supercrtico, es decir, una fase fluida cuya temperatura y presin superan un determinado umbral de modo que puede infiltrarse en los slidos como si fuera un gas, pero presenta la capacidad de disolver materiales, como si fuera un lquido. La ausencia de inclusiones de minerales arcillosos en el berilo rojo indica que el mineral se form a temperaturas infe-riores a las requeridas para la cristalizacin de un magma rio-ltico (inferiores a 650 oC) pero superiores a las de la alteracin arcillosa (200 a 300 oC).

El nico yacimiento en el que se explota comercialmente be-rilo rojo de calidad gema es la mina Ruby Violet (tambin lla-mada Red Beryl) en las montaas Wah Wah, del condado de Beaver, Utah. La produccin total durante los 25 aos anterio-res a 2003 super los 60.000 quilates, de los cuales el 10 por ciento fueron facetables. El precio de los ejemplares facetados puede alcanzar los 10.000 dlares por quilate.

En 2006, Arunas Kleimantas y sus colaboradores, de la Universidad de Vilnius en Lituania, estudiaron materiales ex-trados en Poona, Australia, y Kifubu, Zambia. Propusieron una nueva variedad preciosa del berilo, la cromaguamari-na; presenta una composicin similar a la de la esmeralda, aunque su concentracin de hierro (de 0,48 a 1,11 %) es consi-derablemente mayor que la de cromo (de 0,08 a 0,15 %) o va-nadio (menos del 0,02 %).

CRisobeRiloOtra de las gemas que contienen berilio y se distinguen del berilo es el crisoberilo, de frmula general BeAl2O4. Presenta colores desde amarillo dorado hasta amarillo verdoso o par-duzco. Su color responde a la sustitucin de aluminio por ca-

La estructura cristalina del berilo contiene grupos SiO4 (tetraedros azu-les) en los que el tomo de silicio se rodea de cuatro tomos de oxgeno, uno en cada vrtice del tetraedro. Los grupos se unen formando anillos que dan lugar a canales en cuyo centro se alojan molculas de agua (oxgeno en rojo, hidrgeno en blanco). Los tetraedros deformados simbolizan grupos BeO4 y los octaedros verde oscuro corresponden a grupos AlO6.

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tiones de hierro (Fe3+) en la estructura cristalina. En los lti-mos aos, gran parte del crisoberilo gema se ha explotado en depsitos aluviales de los estados brasileos de Baha, Espri-to Santo y Minas Gerais.

Las dos variedades de crisoberilo ms cotizadas son la ale-jandrita y la cimofana. El color de la alejandrita vara desde azules verdosos bajo luz natural hasta rojo profundo bajo luz incandescente. El efecto se debe a la sustitucin del aluminio por pequeas cantidades de cromo en la estructura cristali-na. La cimofana, una variedad translcida del crisoberilo tam-bin denominada ojo de gato, presenta inclusiones acicula-res de rutilo que le confieren un efecto ptico particular: una banda brillante de luz que se desplaza por la piedra al rotarla. El efecto es ms visible en gemas talladas en cabujn. El ojo de gato representa una pequea proporcin de la produccin total de crisoberilo.

El origen de los yacimientos de crisoberilo ha sido muy dis-cutido. La mayora se relaciona de algn modo con cuerpos pegmatticos, pero en muchos casos la gema se asocia con mi-nerales ricos en aluminio, ausentes en las pegmatitas. Algu-nas investigaciones han concluido que, en condiciones de alta temperatura y presin, la asociacin mineral de berilo y alu-minosilicatos es inestable y se descompone para dar lugar a una asociacin de berilo y cuarzo.

En 1968-1969, se descubri criso-berilo asociado a esmeralda y fenaqui-ta (otro mineral de aluminio y beri-lio) en A Franqueira, noroeste espaol. Con frecuencia, el crisoberilo presenta maclas cclicas, es decir, asociaciones de cristales no paralelos que compar-ten ciertos puntos de sus redes cris-talinas. En numerosos casos muestra las mismas variaciones de color que la alejandrita bajo diferentes fuentes de luz. Los minerales de berilio se en-cuentran en zonas ricas en flogopi-ta (un mineral fosfato) y dunita (una roca ultramfica) en las que ha tenido lugar una intrusin pegmattica aso-ciada a un plutn grantico con abun-dante contenido en potasio y xido de aluminio.

Todo indica que el crisoberilo podra haber cristalizado en finas capas sobre cristales preexistentes de olivino (silicato rico en hierro y magnesio), pues las estructuras cristalinas de am-bos minerales guardan ciertas semejanzas. Otros anlisis esta-blecieron que el crisoberilo se haba formado como resultado de la alteracin metamrfica del mineral zafirina, un silicato de magnesio y aluminio con alto contenido en berilio que recibe este nombre por su color parecido al zafiro.

Los datos texturales y composicionales revelan que el criso-berilo se form bajo procesos de metamorfismo regional en fa-cies granulita (cuerpos de roca metamrfica de grano medio a grueso que fueron sometidos a intensos cambios de presin y temperatura), proceso que bien pudo, de la roca sedimentaria encajante, liberar berilio.

tanzanita y tsavoRitaLa tanzanita es la variedad gema, de color azul oscuro, del mi-neral zoisita, de frmula Ca2Al3(SiO4)(Si2O7)O(OH). El color azul se atribuye al vanadio, que sustituye al aluminio en la estructu-ra cristalina. La gama de colores de gran parte de la tanzanita en bruto incluye el marrn grisceo, violeta grisceo, violeta ma-rrn, as como marrn azulado y verdoso. Para alterar las impu-rezas y eliminar los tonos indeseables, los ejemplares deben so-meterse a calentamiento.

La alejandrita, un tipo de crisoberilo, presenta un efecto ptico que le confiere color verde bajo luz natural (con alto contenido en longitudes de onda azules) y color rojo bajo luz incandescente (con alto contenido en longitudes de onda rojas). Tal efecto se debe a pequeas cantidades de cromo en su estructura cristalina.

La tanzanita, tanto en bruto como facetada, es azul (izquierda); de color verde, la tsavorita (derecha).

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La tanzanita se descubri en 1967, en las proximidades de Merelani, noreste de Tanzania, que contina siendo su lugar ex-clusivo de extraccin. Los yacimientos se hallan en el flanco oc-cidental de una serie de rocas plegadas y metamorfizadas cono-cidas como el cinturn orognico de Lelatema. Los cristales de tanzanita suelen localizarse o bien en las charnelas de los plie-gues, en cavidades de filones de cuarzo que han experimenta-do estiramiento por procesos geolgicos posteriores a su for-macin, o bien en mrmoles, silicatos de calcio o gneises (ro-cas metamrficas con una laminacin caracterstica) alterados por accin hidrotermal.

La composicin y textura manifiestan que, inicialmente, el cromo y el vanadio fueron lixiviados de pizarras negras some-tidas a un metamorfismo progradante (en el que se liberan es-pecies voltiles al aumentar presin y temperatura), para re-concentrarse luego en una fase de metamorfismo hidrotermal retrogradante (cuando la roca se enfra y puede incorporar vo-ltiles) y formar as tanzanita y otros minerales. Se estima que los fluidos que dieron lugar a la tanzanita circularon por las charnelas de los pliegues a temperaturas comprendidas entre 390 y 450 oC y bajo una presin de unos 3 kilobares. Las data-ciones por el mtodo de las trazas de fisin indican que la edad de cristalizacin de la tanzanita alcanza 585 millones de aos; dicha tcnica analiza los daos causados en un material por la desintegracin radiactiva del mismo.

La famosa minorista de joyera Tiffany & Co. acu el nombre de la gema en 1969. El mercado mundial de tanzanita en bru-to se estima en unos 100 millones de dlares al ao. Los ejem-plares de extraordinaria finura de menos de 50 quilates pueden llegar a valorarse en 1000 dlares por quilate.

Tiffany & Co. tambin acu el nombre tsavorita, que pro-viene del Parque Nacional Tsavo, en Kenia. La tsavorita es una variedad gema verdosa de un granate de calcio y aluminio co-nocido como grosularia (de Ribes grossularia, arbusto de color similar), cuya frmula general es Ca3Al2(SiO4)3. El color verde de la tsavorita se debe a la sustitucin de aluminio por vanadio en la estructura cristalina. Las gemas facetadas de tsavorita de tres quilates o ms son muy raras.

El granate gema de color verde que posteriormente fue co-nocido como tsavorita se descubri en 1967, en el noreste de Tanzania. La mayora de las minas y yacimientos mundiales ms importantes de tsavorita se encuentran en el este de Tan-zania y en el sudeste de Kenia, cerca de la frontera entre am-bos pases. Todos los yacimientos se albergan en gneises graf-ticos enriquecidos en vanadio, asociados con mrmoles en for-maciones metasedimentarias (rocas sedimentarias con huellas de metamorfismo).

Las regiones mineras tanzanas de Merelani, Lemshuku y Namalulu se ubican en el flanco occidental del cinturn orog-nico de Lelatema. Los mejores cristales de tsavorita se hallan en la regin de Merelani, en gneises grafticos alterados por ac-cin hidrotermal, junto a cristales de tanzanita y turmalina en-riquecida en cromo. Como en el caso de la tanzanita, las gemas se concentran en filones de cuarzo, charnelas de pliegues y es-tructuras de estiramiento.

En las minas de Komolo y Lemshuku, en la regin minera de Lemshuku, la tsavorita aparece en filones de cuarzo y grie-tas que atraviesan gneises grafticos ricos en vanadio, as como en estructuras nodulares de forma irregular. Los cristales con-tenidos en los ndulos suelen presentar fracturas. Bajo los ya-cimientos principales hay un depsito formado por erosin y acumulacin mecnica de cristales.

Algunos estudios indican que la tsavorita se forma a presio-nes que superan los 5 kilobares y a temperaturas superiores a los 750 oC. Sin embargo, se ha demostrado que la tanzanita de Merelani cristaliz a temperaturas y presiones inferiores; pre-sumiblemente, su formacin, tarda, no obedeci a procesos de metamorfismo regional, sino a fluidos hidrotermales.

topaCioLa frmula general del topacio es Al2SiO4(F,OH)2. Suele ser in-coloro, pero en ocasiones puede ser amarillo plido, rosa, na-ranja, marrn, azul, verde o gris. Las tonalidades rosas y rojizas se relacionan con el cromo y el magnesio y con la sustitucin de aluminio por hierro. Los colores marrones y azules se deben esencialmente a centros de color, un tipo de defectos que se lo-calizan en el interior de los ejemplares y pueden ser realzados mediante un tratamiento trmico. El topacio irradiado de color azul cielo comenz a aparecer en el mercado a mediados de los ochenta del siglo pasado; el color se atribuye al grupo hidroxi-lo (OH), que sustituye a aniones de oxgeno en la posicin del flor antes de la irradiacin.

Se conocen ms de 80 yacimientos de topacio bien crista-lizado en todo el planeta. La mayor parte del topacio gema se relaciona con pegmatitas, en particular las de Minas Gerais en Brasil, que suelen ser superficiales y presentan altos contenidos en elementos de tierras raras.

El topacio se presenta tambin como mineral primario en flujos riolticos. En el oeste de EE.UU. y Mxico se extiende un cinturn rioltico cenozoico rico en flor que muestra un alto contenido en topacio. El topacio cristaliza en cavidades miaro-lticas; ms raramente, en fracturas o en el interior de la pro-pia riolita. Los anlisis texturales sugieren que la formacin de

La mayora de los ejemplares de topacio natural son incoloros, si bien abundan los dotados de tonalidades rosas o marrones.

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topacio tuvo lugar desde los primeros estadios de la extrusin hasta etapas posteriores del proceso extrusivo y que las tempe-raturas oscilaron entre 650 y 850 oC, aunque la mayor parte cris-taliz en el rango inferior del intervalo en cuestin. Sin embar-go, se ha demostrado que el topacio incoloro de Cerro El Gato, en el rea de San Luis de Potos, Mxico, cristaliz por encima de los 500 oC a partir de fluidos enriquecidos en elementos lixi-viados procedentes de la lava; el topacio de color mbar crista-liz, en cambio, por debajo de los 500 oC a partir de fluidos ri-cos en elementos voltiles, el arsnico entre ellos.

El topacio gema no suele cristalizar ni en greisenes ni en fi-lones, aunque el yacimiento de Ouro Preto en Minas Gerais, Brasil, podra suponer una excepcin. En esta regin se explo-ta un gran volumen de topacio, la variedad imperial sobre todo, de color rojo y enriquecida en cromo. Se han propuesto diversas hiptesis para explicar el origen de estos yacimientos, desde pegmatitas hasta filones hidrotermales. Esta ltima po-sibilidad se basa en las altas concentraciones de hidroxilo en el interior del topacio.

Dos tipos De jaDeEl trmino jade hace referencia tanto a la roca jadeitita, com-puesta casi exclusivamente por jadeta (NaAlSi2O6), como a la nefrita, una variedad criptocristalina del mineral tremolita-acti-nolita [Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2] cuyos cristales son tan pequeos que apenas se perciben bajo el microscopio. La jadeitita es ms dura que la nefrita, pero la resistencia a la fractura y la energa superficial de la nefrita es aproximadamente el doble que la de la jadeitita. Esta piedra preciosa es menos comn y est ms co-tizada que la nefrita; se emplea ms en joyera que en escultura.

La jadeta pura es blanca. Las tonalidades verdes y azules se deben a la sustitucin de aluminio por hierro en su estruc-tura cristalina. El color verde esmeralda de la variedad impe-rial se debe a una escasa sustitucin del 2 al 3 por ciento de aluminio por cromo. El color malva se atribuye al mangane-so cuando el contenido en hierro es muy bajo. La nefrita, por otra parte, muestra raramente un color verde esmeralda inten-so, resultado de la sustitucin por cromo.

Se han documentado unos 14 yacimientos de jadeitita. La regin de jadeitita de mayor importancia corresponde al Jade Tract, en el estado de Kachin, norte de Birmania. All, la jadei-tita se presenta en forma de intrusiones o fragmentos en con-glomerados ricos en serpentina, as como en depsitos aluvia-les. Otro gran centro productivo de jadeitita lo hallamos en la zona central del valle de Motagua, en Guatemala, donde a cada lado del lmite entre la placa Norteamericana y la placa de Co-cos se extiende un cinturn rocoso asociado con serpentinita. Los datos indican que todos los yacimientos de jadeta (y gran parte de los de nefrita) se originan en zonas de lmite de pla-ca: los fluidos interaccionan con peridotitas serpentinizadas y las rocas circundantes desde los 50 kilmetros de profundidad hasta la superficie.

La mayor parte de la nefrita se origina por metasomatismo de contacto o de infiltracin de dos modos distintos: el reem-plazamiento de serpentinita y el reemplazamiento de dolomi-ta. El primero tiene que ver con la presencia de calcio en zo-nas de contacto con rocas ms cidas; el segundo se debe a la accin de fluidos silcicos asociados a magmas granticos. Los yacimientos del primer tipo son mayores y ms abundantes que los segundos. Las asociaciones minerales halladas en los yacimientos de nefrita relacionada con serpentinita indican que experimentaron metamorfismo y metasomatismo a tem-peraturas de entre 300 y 350 oC a entre 200 y 100 oC. Los ya-cimientos principales de este tipo de sustitucin de serpenti-na se hallan en minas del norte de Columbia Britnica y en los montes siberianos de los Sayanes orientales. Las explotaciones relacionadas con el reemplazamiento de dolomita se encuen-tran en los montes Kunlan, China, y en la provincia de Cowell, en el sur de Australia.

benefiCio De alta teCnologaMuchas piedras preciosas se siguen extrayendo en lugares remo-tos y por particulares. Pero la industria gemolgica actual cuen-ta con mtodos modernos y sistemticos para descubrir nuevos yacimientos. En el decenio de los ochenta, las imgenes del sa-tlite de observacin terrestre Landsat se hicieron pblicas y se permiti su adquisicin a bajo precio. Desde entonces, las pros-pectoras de alta tecnologa las han utilizado junto a las imge-nes espectroscpicas de reas sin vegetacin para cartografiar directamente yacimientos minerales. Los satlites ms recien-tes han mejorado la resolucin de las imgenes.

En Canad, las imgenes por satlite y la fotografa area se han utilizado para localizar potenciales afloramientos de kim-berlitas diamantferas, ya que la lectura qumica y magntica de estas formaciones volcnicas difiere de las rocas circundan-tes. La bsqueda de anomalas magnticas facilita particular-mente el descubrimiento de kimberlitas cubiertas por otros ma-teriales o sumergidas bajo masas de agua. En 2002, se identifi-c en Canad un rea de 1,2 millones de kilmetros cuadrados que podra albergar kimberlitas. Tras la realizacin de un mues-treo directo, la regin se circunscribi a 32.000 kilmetros cua-drados. En la actualidad, las empresas prospectoras han iden-

Un fragmento de jade maya grabado: El ejemplar corresponde a la roca jadeitita. El jade puede presentar tambin composiciones nefrticas.

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tificado 22 kimberlitas con un contenido en diamantes que se presume elevado.

En prospeccin minera pueden utilizarse, adems, otras pro-piedades fsicas y qumicas de las rocas. Cdric Simonet y sus colaboradores, de la empresa Akili Mineral Services, en Kenya, descubrieron que las rocas asociadas con yacimientos de rubes presentaban una resistencia elctrica y radiactividad ms baja en comparacin con las rocas encajantes.

Otra posibilidad es la prospeccin geoqumica, basada en la identificacin de composiciones minerales distintivas, rela-cionadas con ciertos yacimientos de piedras preciosas. En Co-lombia, se descubri que las rocas encajantes enriquecidas en sodio, aunque empobrecidas en litio, potasio, berilio y molib-deno, representaban buenos indicadores de yacimientos de es-meraldas. Se ha demostrado que las corrientes de agua y los se-dimentos provenientes de yacimientos conocidos de esmeraldas constituyen buenos indicadores de la composicin de la roca que alberga las gemas. Por tanto, el estudio de las corrientes de agua puede facilitar la localizacin de yacimientos de esme-raldas cercanos. Las anomalas en la concentracin de sodio en los sedimentos se han empleado con fortuna para identifi-car nuevos hallazgos de esmeraldas.

Los berilmetros son dispositivos que facilitan la prospec-cin de esmeralda y berilo. La mquina utiliza radiacin gamma emitida por una fuente de antimonio para excitar tomos de berilio, lo que permite cartografiar su concentracin en la roca encajante. Existen dos modelos de berilmetro: uno pesa poco ms de 2 kilogramos, tarda unos minutos en leer los resultados y posee un lmite de deteccin relativamente alto; el otro pesa unos 17 kilogramos y es mucho ms rpido y sensible. Sus res-pectivas desventajas limitan la aplicacin de estos instrumen-tos en trabajos de campo.

Las vastas extensiones de pizarra negra en el noroeste de Ca-nad podran presentar yacimientos de esmeraldas similares a los de Colombia. Nuestro equipo de investigacin ha acometido el estudio de dichos yacimientos, comenzando anlisis geoqu-micos que permitan la identificacin de regiones con conteni-dos altos en sodio y bajos en berilio y potasio. Por otro lado, in-vestigamos, con mtodos de geologa estructural, la situacin de regiones que presenten fallas de desgarre y cabalgamientos asociados a planos de despegue.

Sobre el origen pegmattico de las esmeraldas, sostienen algunos trabajos que las pegmatitas deben presentar cierto

grado de fraccionamiento (separacin de sus constituyentes de acuerdo con el criterio de solubilidad diferente) para que su contenido en berilio alcance la saturacin. Las proporcio-nes entre potasio/rubidio y rubidio/estroncio pueden utilizar-se como indicadores geoqumicos para detectar las pegmatitas en cuestin. Adems, las imgenes de satlite pueden permi-tir la identificacin de plutones enterrados que hayan pasa-do inadvertidos.

Las nuevas tcnicas de prospeccin gemolgica deben uti-lizarse con precaucin. Nuestro equipo de investigacin ha de-mostrado que algunos de los mtodos comerciales empleados para detectar berilio y cromo en las muestras podran disolver las fases minerales que contienen dichos elementos, de modo que los resultados podran ser inexactos. En el caso de utilizar la espectrometra de masas para determinar la concentracin de un elemento tan ligero como el berilio, la sensibilidad de los anlisis puede disminuir si se aplica un programa analtico que incluya un nmero elevado de elementos pesados.

La depuracin de la tcnica facilitar la localizacin de regio-nes susceptibles de albergar piedras preciosas. Pero, podra este hecho disminuir su rareza y con ello su cotizacin? No resulta f-cil predecir su influencia en el mercado. De lo que no cabe duda es de que una mayor cantidad de hallazgos har que las gemas sean ms apreciadas por los gelogos, quienes ponderan, por en-cima de cualquier otro aspecto, la informacin que los cristales aportan sobre la dinmica interna de la Tierra.

American Scientist Magazine

Serie Anvil-Cassardel Cretcico medioRocas plutnicas

Rocas ultramcas

Rocas volcnicas

Grupo Earn

Mayo

Dawsonciudad

Faro

Ro RossCarmacks

HainesJunction Whitehorse Lago Watson

kilmetros60 0 60 120

En este mapa del territorio Yukn de Canad se muestran las regiones que presentan una alta concentracin de berilio (contenido en la serie rocosa AnvilCassar y en las rocas plutnicas del Cretcico medio) y las reas ricas en cromo y vanadio (contenidos en rocas ultramficas, rocas volcnicas y las rocas del grupo Earn). Presumiblemente, las zonas donde se combinan los tres tipos de yacimientos son propicias para la prospeccin de esmeraldas.