Geología

Gemología

El pleocroísmo es la facultad que presentan algunos minerales de absorber las radiacionesluminosas de distinta manera en función de la dirección de vibración. Por esta propiedad, un mismo cristal puede aparecer con coloraciones diferentes dependiendo de la orientación en que haya caído en la preparación microscópica.

En los cuerpos isótropos, la coloración no depende de la dirección en que se propagan los rayos luminosos en su seno. No ocurre lo mismo con los cuerpos birrefringentes, pues en éstos el color visible depende del ángulo que forman los rayos con los ejes cristalinos. Así, un cristal de circónes oscuro en el sentido de su eje óptico y gris azulado en una dirección perpendicular al mismo. En un cristal que posea varios ejes, el color variará según las caras: es típico el caso de lacordierita, una de cuyas caras es de color gris amarillento, en tanto las otras dos son de color azul claro y oscuro.

Las coloraciones visibles son dos (dicroísmo) en los cristales birrefringentes que sólo tienen un eje, y tres (tricroísmo) en los que tienen dos ejes. Esos fenómenos se deben a la existencia en el cristal de direcciones privilegiadas en las cuales son refractados los rayos según su longitud de onda.

Para observar-se ambas as cores simultaneamente, tal como emergem da gema, utiliza-se o dicroscópio, preferencialmente sob iluminação natural intensa ou luz branca artificial. Este instrumento consiste de um tubo metálico de aproximadamente 5 cm de comprimento, com uma fresta retangular em uma extremidade e, na outra, uma lente de pouco aumento que funciona como ocular. No seu interior, vai montado um cristal do mineral calcita, responsável pela formação de uma imagem dupla na fresta retangular, devido à intensa birrefringência deste mineral.

Dicroscópio

Fresta retangular numa das extremidades do dicroscópio

As duas imagens, observadas através da ocular, aparecem simultaneamente, uma ao lado da outra. Em alguns dicroscópios, o cristal de calcita é substituído por dois polaróides orientados a 90º um do outro.

Kunzita (gema tricróica) e calibre Leveridge

Ao se observar a gema através da ocular, a imagem da extremidade oposta aparece duplicada devido à dupla refração da luz ao atravessar o cristal de calcita. Caso a gema seja birrefringente (aquelas que cristalizam em qualquer sistema cristalino, exceto o sistema cúbico), ao girá-la, as imagens poderão aparecer em cores ou tonalidades diferentes. Se, por outro lado, a gema for monorrefringente (aquelas que cristalizam no sistema cúbico ou são amorfas) a cor da gema será igual e invariável nas duas imagens.

Averiguação de pleocroísmo por meio do instrumento dicroscópio

Nas gemas tricróicas, somente é possível ver duas delas por vez, qualquer que seja a direção em que sejam observadas.

Girar a gema é um procedimento imprescindível na averiguação do pleocroísmo, pois, em todas as gemas birrefringentes, existe uma ou duas direções de monorrefringência, denominadas eixos ópticos, nas quais não existe pleocroísmo.
Além disso, conforme giramos a gema, temos condições de encontrar a posição em que se atinge o máximo contraste de cores.

Pleocroísmo detectado a olho nú em zoisita
Foto: Dan Weinrich

El pleocroísmo es la facultad que presentan algunos minerales de absorber las radiaciones luminosas de distinta manera en función de la dirección de vibración.
Por esta propiedad, un mismo cristal puede aparecer con coloraciones diferentes dependiendo de la orientación en que haya caído en la preparación microscópica.

 

¿Por qué ocurre?
De igual manera que el índice de refracción de un mismo cristal puede cambiar con la dirección, también la absorción de las ondas luminosas en un mineral anisótropo puede variar con la dirección de vibración, y por consiguiente modificar su coloración.
En la siguiente figura, se muestran dos láminas cortadas con diferente orientación (A y B) en un mismo cristal. Su color es diferente (A = azul; B = rojo).
Cuando la luz incidente (1), compuesta de los seis colores fundamentales (2), alcanza la lámina del cristal las radiaciones del naranja (en A) o del verde (en B) son absorbidos (3), permitiendo pasar al resto de las radiaciones (4). Los pares complementarios dan luz blanca (5) y sólo se ve el color cuyo complemetario queda ausente (6).

Lo que se acaba de explicar ocurre cuando se utiliza luz natural, pero cuando se usa luz polarizada se está introduciendo un nuevo factor. Aparte del corte del mineral, ahora interviene también la dirección de vibración de la luz polarizada en el cristal. En la siguiente figura se muestra lo que ocurre en este caso.
La luz polarizada llega al cristal vibrando en el plano horizontal y el mineral se vuelve de color rojo (1). Para esta dirección de vibración el mineral absorbe sólo la radiaciones correspondientes al verde. Si dejamos el mineral quieto y giramos la dirección de vibración 90 grados
Si giramos la platina del microscopio y colocamos el cristal a 90 grados (figura 2 en el diagrama, el plano de vibración está ahora colocado verticalmente) al llegarle esta luz el mineral aparece azul (habrá absorbido las radiaciones correspondientes al naranja).
En condiciones normales de trabajo, el polarizador permanece fijo y el mineral es el que gira al mover la platina del microscopio (3). El resultado es el mismo del caso anterior.

¿Cómo se vé en el microscopio?
Un grano pleocroico cambia de coloración cuando lo giramos en el microscopio petrográfico, trabajando sólo con el polarizador. Por tanto para saber si un cristal es o no pleocroico basta con girarlo en la platina del microscopio. Si experimenta algún cambio en su coloración el mineral es pleocroico, si no cambia quiere decir que ese mineral (o mejor dicho, ese grano) no es pleocroico.
El pleocroismo se puede manifestar de dos maneras:
cambio del color, por ejemplo el mineral es azul en una posición y rojo en otra
cambio de la intensidad del color, por ejemplo, pasa de un azul caro a un azul oscuro