Turmalina

Principales países productores de turmalina

La turmalina (TOOR-mə-lin, -⁠leen) es un grupo mineral de silicato cristalino en el que el boro se combina con elementos como el aluminio, el hierro, el magnesio, el sodio, el litio o el potasio. La turmalina es una piedra preciosa y se puede encontrar en una amplia variedad de colores.

El término se deriva del cingalés "tōramalli", que hace referencia a las piedras preciosas de cornalina.

Historia

La Compañía Holandesa de las Indias Orientales trajo a Europa grandes cantidades de turmalinas de gemas de Ceilán de colores brillantes para satisfacer la demanda de curiosidades y gemas. La turmalina a veces se llamaba el "imán de Ceilán" porque podría atraer y luego repeler las cenizas calientes debido a sus propiedades piroeléctricas.

Los químicos utilizaron turmalinas en el siglo XIX para polarizar la luz mediante rayos brillantes sobre una superficie cortada y pulida de la gema.

Especies y variedades

Especies y variedades más comunes:

Especies de Schorlo:

Marrón negro a negro...Schorl,

Especies de dravita: del distrito Drave de Carintia

Amarillo oscuro a negro marrón—dravite,

Especies de Elbaite: nombradas así por la isla de Elba, Italia

Rojo o rosado-rojo-rubellite variedad,

Azul claro para verde azulado: indicolite variedad (desde indigo),

Verde...verdelite o variedad esmeralda,

Incoloro...acroita variedad (desde el griego "correctχρωμος" que significa "colorless").

Estudiante

Un único fluorito verde de estrellas aislado en la parte superior de los cristales de escoria

Schorl, magnificado 10×

La especie más común de turmalina es chorlo, el miembro final del grupo de sodio y hierro (divalente). Puede representar el 95% o más de toda la turmalina en la naturaleza. La historia temprana del mineral schorl muestra que el nombre "schorl" estaba en uso antes de 1400 porque un pueblo conocido hoy como Zschorlau (en Sajonia, Alemania) se llamaba entonces "Schorl" (o variantes menores de este nombre), y el pueblo tenía una mina de estaño cercana donde, además de casiterita, se encontró turmalina negra. La primera descripción de schorlo con el nombre "schürl" y su ocurrencia (varias minas de estaño en los Montes Metálicos) fue escrita por Johannes Mathesius (1504-1565) en 1562 bajo el título "Sarepta oder Bergpostill". Hasta alrededor de 1600, los nombres adicionales utilizados en el idioma alemán fueron "Schurel", "Schörle" y "Schurl". A partir del siglo XVIII, el nombre Schörl se utilizó principalmente en el área de habla alemana. En inglés, los nombres shorl y shirl se utilizaron en el siglo XVIII. En el siglo XIX, los nombres common schorl, schörl, schorl y iron tourmaline eran las palabras en inglés que se usaban para este mineral.

Dravita

dravite negro en una matriz gris

La dravita, también llamada turmalina marrón, es el miembro final de la turmalina rica en sodio y magnesio. Uvite, en comparación, es una turmalina de calcio y magnesio. Dravite forma múltiples series, con otros miembros de turmalina, incluidos chorlo y elbaite.

El nombre dravita fue utilizado por primera vez por Gustav Tschermak (1836-1927), profesor de Mineralogía y Petrografía en la Universidad de Viena, en su libro Lehrbuch der Mineralogie (publicado en 1884) para turmalina rica en magnesio (y sodio) del pueblo de Dobrova cerca de Unterdrauburg en el área del río Drava, Carintia, Imperio austrohúngaro. Hoy en día, esta localidad turmalina (localidad tipo de dravita) en Dobrova (cerca de Dravograd), forma parte de la República de Eslovenia. Tschermak le dio a esta turmalina el nombre de dravita, por el área del río Drava, que es el distrito a lo largo del río Drava (en alemán: Drau, en latín: Drave) en Austria y Eslovenia. La composición química dada por Tschermak en 1884 para esta dravita corresponde aproximadamente a la fórmula NaMg₃(Al,Mg) ₆B₃Si_{6< /sub>O27(OH)}, que está en buen acuerdo (excepto por el contenido de OH) con la fórmula de miembro final de dravita como se conoce hoy.

Las variedades de dravita incluyen la dravita de cromo de color verde intenso y la dravita de vanadio.

Elbaíta

Elbaite con cuarzo y lepidolita en cleavelandite

Una elbaita de litio y turmalina fue uno de los tres minerales pegmatíticos de Utö, Suecia, en los que Johan August Arfwedson determinó por primera vez en 1818 el nuevo elemento alcalino litio (Li). La isla de Elba, Italia, fue una de las primeras localidades donde las turmalinas de litio coloreadas e incoloras se analizaron químicamente de forma exhaustiva. En 1850, Karl Friedrich August Rammelsberg describió por primera vez el flúor (F) en la turmalina. En 1870 demostró que todas las variedades de turmalina contienen agua ligada químicamente. En 1889 Scharitzer propuso la sustitución de (OH) por F en Li-turmalina roja de Sušice, República Checa. En 1914, Vladimir Vernadsky propuso el nombre Elbait para la turmalina rica en litio, sodio y aluminio de la isla de Elba, Italia, con la fórmula simplificada (Li,Na)HAl₆B₂Si ₄O₂₁. Lo más probable es que el material tipo de elbaíta se haya encontrado en Fonte del Prete, San Piero in Campo, Campo nell'Elba, isla de Elba, provincia de Livorno, Toscana, Italia. En 1933, Winchell publicó una fórmula actualizada para la elbaita, H₈Na ₂Li₃Al₃B₆Al₁₂Si₁₂O₆₂, que se usa comúnmente hasta la fecha escrito como Na(Li _1.5Al_1.5)Al₆(BO₃)₃[Si₆O< sub class="template-chem2-sub">18](OH)₃(OH). La primera determinación de la estructura cristalina de una turmalina rica en Li fue publicada en 1972 por Donnay y Barton, realizada en una elbaita rosa del condado de San Diego, California, Estados Unidos.

Composición química

Elbaite

El grupo de minerales de turmalina es químicamente uno de los grupos de minerales de silicato más complicados. Su composición varía ampliamente debido al reemplazo isomorfo (solución sólida), y su fórmula general se puede escribir como XY₃Z< subclase="template-chem2-sub">6(T₆O_{18< /sub>)(BO3)3V3W}, donde:

• X = Ca, Na, K, ▢ = vacante
• Y = Li, Mg, Fe²⁺, Mn²⁺, Zn, Al, Cr³⁺, V³⁺, Fe³⁺, Ti⁴⁺, ▢ = vacante
• Z = Mg, Al, Fe³⁺, Cr³⁺, V³⁺
• T = Si, Al, B
• B = B, ▢ = vacante
• V = OH, O
• Oh, F, O

En 2011 se publicó una nomenclatura revisada para el grupo de la turmalina.

Propiedades físicas

Estructura cristalina

Cristales tri-cromáticos de elbaite en cuarzo, minas Himalaya, San Diego Co., California, EE.UU.

La turmalina es un ciclosilicato de anillo de seis miembros que tiene un sistema de cristal trigonal. Se presenta como cristales prismáticos y columnares largos, delgados a gruesos que generalmente tienen una sección transversal triangular, a menudo con caras estriadas curvas. El estilo de terminación en los extremos de los cristales es a veces asimétrico, llamado hemimorfismo. Los pequeños cristales prismáticos delgados son comunes en un granito de grano fino llamado aplita, a menudo formando patrones radiales en forma de margarita. La turmalina se distingue por sus prismas de tres caras; ningún otro mineral común tiene tres lados. Las caras de los prismas a menudo tienen fuertes estrías verticales que producen un efecto triangular redondeado. La turmalina rara vez es perfectamente euédrica. Una excepción fueron las finas turmalinas de dravita de Yinnietharra, en el oeste de Australia. El depósito fue descubierto en la década de 1970, pero ahora está agotado. Todos los cristales hemimórficos son piezoeléctricos y, a menudo, también son piroeléctricos.

Un cristal de turmalina está formado por unidades que consisten en un anillo de sílice de seis miembros que se une por encima a un catión grande, como el sodio. El anillo se une por debajo a una capa de iones metálicos e hidroxilos o halógenos, que estructuralmente se parece a un fragmento de caolín. Este a su vez se une a tres iones de borato triangulares. Las unidades unidas de extremo a extremo forman columnas que recorren la longitud del cristal. Cada columna se une con otras dos columnas desplazadas un tercio y dos tercios de la longitud vertical de una sola unidad para formar paquetes de tres columnas. Los paquetes se empaquetan juntos para formar la estructura cristalina final. Debido a que las columnas vecinas están desplazadas, la unidad estructural básica no es una celda unitaria: la celda unitaria real de esta estructura incluye partes de varias unidades que pertenecen a columnas adyacentes.

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  Vista oblicua de una sola unidad de la estructura cristalina.

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  Vista de una sola unidad de estructura turmalina a lo largo del eje del cristal

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  Ver a lo largo de un eje de tres columnas de unidades de turmalina formando un paquete

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  Estructura de un cristal turístico visto mirando a lo largo del eje del cristal

Color

Dos piedras de turmalina rectangular verde oscuro y una piedra de turmalina ovalada

Cristal bicromático de turmalina, 0,8 pulgadas (2 cm) de largo

Mineral Tourmaline, aproximadamente 10 cm (3.9 pulgadas) de alto

La turmalina tiene una variedad de colores. Las turmalinas ricas en hierro suelen ser de color negro a negro azulado a marrón oscuro, mientras que las variedades ricas en magnesio son de color marrón a amarillo, y las turmalinas ricas en litio son de casi cualquier color: azul, verde, rojo, amarillo, rosa, etc. es incoloro Los cristales bicolores y multicolores son comunes y reflejan variaciones de la química del fluido durante la cristalización. Los cristales pueden ser verdes en un extremo y rosados en el otro, o verdes por fuera y rosados por dentro; este tipo se llama turmalina sandía y es apreciada en joyería. Un excelente ejemplo de joyería de turmalina de sandía es un broche (1969, oro, turmalina de sandía, diamantes) de Andrew Grima (británico, nacido en Italia, 1921–2007), en la colección de Kimberly Klosterman y en exhibición en el Museo de Arte de Cincinnati.. Algunas formas de turmalina son dicroicas; cambian de color cuando se ven desde diferentes direcciones.

El color rosa de las turmalinas de muchas localidades es el resultado de una irradiación natural prolongada. Durante su crecimiento, estos cristales de turmalina incorporaron Mn2+ e inicialmente eran muy pálidos. Debido a la exposición natural a los rayos gamma de la desintegración radiactiva de 40K en su entorno granítico, se produce la formación gradual de iones Mn³⁺, que es responsable de la profundización del color rosa a rojo.

Magnetismo

La chorl negra opaca y la tsilaisita amarilla son especies de turmalina idiocromáticas que tienen una alta susceptibilidad magnética debido a las altas concentraciones de hierro y manganeso, respectivamente. La mayoría de las turmalinas con calidad de gema son de la especie elbaita. Las turmalinas de elbaita son alocromáticas y derivan la mayor parte de su color y susceptibilidad magnética del schorl (que imparte hierro) y la tsilaisita (que imparte manganeso).

Las turmalinas rojas y rosas tienen las susceptibilidades magnéticas más bajas entre las elbaitas, mientras que las turmalinas con colores amarillo, verde y azul brillante son las elbaitas más magnéticas. Las especies de dravita como la dravita de cromo verde y la dravita marrón son diamagnéticas. Se puede usar un imán de neodimio de mano para identificar o separar algunos tipos de gemas de turmalina de otros. Por ejemplo, la turmalina de indicolita azul es la única piedra preciosa azul de cualquier tipo que mostrará una respuesta de arrastre cuando se aplica un imán de neodimio. Cualquier turmalina azul que sea diamagnética puede identificarse como turmalina paraiba coloreada por cobre en contraste con la turmalina azul magnética coloreada por hierro.

Tratamientos

Algunas gemas de turmalina, especialmente las piedras de color rosa a rojo, se modifican mediante tratamiento térmico para mejorar su color. Las piedras de color rojo demasiado oscuro se pueden aclarar con un tratamiento térmico cuidadoso. El color rosa en las piedras casi incoloras a rosa pálido que contienen manganeso puede aumentar considerablemente mediante la irradiación con rayos gamma o haces de electrones. La irradiación es casi imposible de detectar en turmalinas y, actualmente, no afecta el valor. Las turmalinas muy incluidas, como la rubelita y la paraiba brasileña, a veces tienen una claridad mejorada. Una turmalina de claridad realzada (especialmente la variedad paraiba) vale mucho menos que una gema sin tratar de igual claridad.

Geología

La turmalina se encuentra en granito y pegmatitas de granito y en rocas metamórficas como esquisto y mármol. Schorlo y turmalinas ricas en litio se encuentran generalmente en granito y pegmatita de granito. Las turmalinas ricas en magnesio, las dravitas, generalmente se limitan a esquistos y mármol. La turmalina es un mineral duradero y se puede encontrar en cantidades menores como granos en arenisca y conglomerado, y es parte del índice ZTR para sedimentos altamente meteorizados.

Localidades

La turmalina de gemas y especímenes se extrae principalmente en Brasil y muchas partes de África, incluidos Tanzania, Nigeria, Kenia, Madagascar, Mozambique, Malawi y Namibia. También se extrae en Asia, especialmente en Pakistán, Afganistán e Indonesia, así como en Sri Lanka y la India, donde se encuentra material de placer adecuado para el uso de gemas.

Estados Unidos

Se han producido algunas gemas finas y material de muestra en los Estados Unidos, con los primeros descubrimientos en 1822, en el estado de Maine. California se convirtió en un gran productor de turmalina a principios del siglo XX. Los depósitos de Maine tienden a producir cristales en color rosa frambuesa y verde menta. Los depósitos de California son conocidos por los rosas brillantes, así como por los bicolores. A principios de 1900, Maine y California eran los mayores productores de turmalinas gemas del mundo. A la emperatriz viuda Cixi de China le encantaba la turmalina rosa y compró grandes cantidades de piedras preciosas y tallas de la entonces nueva mina Himalaya, ubicada en el condado de San Diego, California. No está claro cuándo se encontró la primera turmalina en California. Los nativos americanos han usado turmalina rosa y verde como regalos funerarios durante siglos. El primer caso documentado fue en 1890 cuando Charles Russel Orcutt encontró turmalina rosa en lo que más tarde se convertiría en la mina Stewart en Pala, California, en el condado de San Diego.

Brasil

Aguamelon Turmalina mineral en matriz de cuarzo (cristal aproximadamente 2 cm (0,79 en) de ancho en la cara)

Casi todos los colores de turmalina se pueden encontrar en Brasil, especialmente en los estados brasileños de Minas Gerais y Bahía. El nuevo tipo de turmalina, que pronto se conoció como turmalina paraiba, vino en azul y verde. La turmalina paraiba brasileña suele contener abundantes inclusiones. Gran parte de la turmalina paraiba de Brasil en realidad proviene del estado vecino de Rio Grande do Norte. El material de Rio Grande do Norte a menudo tiene un color algo menos intenso, pero allí se encuentran muchas gemas finas. Se determinó que el elemento cobre era importante en la coloración de la piedra.

Una gran turmalina verde azulada de Paraiba, que mide 36,44 mm × 33,75 mm × 21,85 mm (1,43 pulgadas × 1,33 pulgadas × 0,86 pulgadas) y pesa 191,87 quilates (1,3536 oz; 38,374 g), es la del mundo. turmalina de corte más grande. Propiedad de Billionaire Business Enterprises, se presentó en Montreal, Quebec, Canadá, el 14 de octubre de 2009.

África

Tourmaline de Paraiba desde Mozambique

A fines de la década de 1990, se encontró turmalina que contenía cobre en Nigeria. El material era generalmente más pálido y menos saturado que los materiales brasileños, aunque el material generalmente estaba mucho menos incluido. Un descubrimiento africano más reciente de Mozambique también ha producido turmalina coloreada por cobre, similar a la paraiba brasileña. Si bien sus colores son un poco menos brillantes que el material brasileño superior, la paraiba de Mozambique a menudo está menos incluida y se ha encontrado en tamaños más grandes. El material de paraiba de Mozambique suele tener un color más intenso que el de Nigeria.

Otra variedad muy valiosa es la cromo turmalina, un tipo raro de turmalina dravita de Tanzania. La turmalina cromada es de un color verde intenso debido a la presencia de átomos de cromo en el cristal. De los colores estándar de elbaíta, las gemas de indicolita azul suelen ser las más valiosas, seguidas de la verdelita verde y de la rubelita rosa a roja.