Percorra um corte de estrada no centro de Connecticut e você vai encontrá-los: dodecaedros de um vermelho profundo, do tamanho de ervilhas e às vezes de ameixas, incrustados em micaxisto cinza como frutas pressionadas na massa de uma torta. São almandina, o mineral oficial do estado de Connecticut. E também são instrumentos. Cada um cresceu a uma temperatura e a uma pressão específicas, gravando esse registro em uma química zonada que sobreviveu à longa viagem de volta à superfície. A granada faz isso em quase todos os lugares onde se forma: é por isso que os mineralogistas gostam tanto dela, e por isso que uma joia usada em um aniversário de janeiro é, em um sentido mais discreto, um barômetro que você pode segurar na mão.
O que é a granada?
A granada é um grupo de minerais silicatos cúbicos que compartilham um único modelo estrutural, mas variam muito em composição química e cor: do vermelho profundo e do laranja ao verde-vivo e, ocasionalmente, ao preto. O supergrupo é construído sobre tetraedros isolados de SiO4, com a fórmula geral {X3}Y2φ12, e inclui 32 espécies aprovadas (Grew et al., 2013), das quais seis membros extremos respondem por quase toda a granada que você encontrará em campo. O sítio X tem coordenação oito e costuma abrigar Ca, Mg, Fe2+ ou Mn2+; o sítio Y é octaédrico e abriga Al, Fe3+, Cr3+ ou V3+; o sítio Z é tetraédrico e costuma ser ocupado por Si. A maioria das espécies cristaliza no grupo espacial Ia-3d.
Os seis membros extremos que de fato aparecem nas rochas são o piropo, a almandina e a espessartita (as três granadas de alumínio, às vezes chamadas de série piralspita) e a grossulária, a andradita e a uvarovita (as três granadas de cálcio, muitas vezes chamadas de série ugrandita). Em 2013, Grew et al. deixaram de reconhecer piralspita e ugrandita como divisões formais, mas os termos continuam sendo uma abreviação útil entre os petrólogos.
Química e estrutura cristalina
A estrutura da granada é um arcabouço tridimensional de octaedros e tetraedros que compartilham vértices. Cada octaedro compartilha seus seis vértices com tetraedros, cada tetraedro compartilha seus quatro vértices com octaedros, e os cátions metálicos maiores ocupam as cavidades. O arcabouço é denso e excepcionalmente estável. A granada resiste ao intemperismo e ao transporte sedimentar e, nas rochas metamórficas, muitas vezes sobrevive às sobreposições retrometamórficas que consomem os minerais mais moles no caminho de volta à superfície.
Em {X3}[Y2](Z3)φ12, o ânion φ é normalmente O2−, mas nas hidrogranadas é OH− (a chamada substituição da hidrogrossulária e da katoíta, com 4H+ no lugar de Si4+) e, em algumas espécies raras, é F−. As granadas silicatadas clássicas dão as fórmulas dos seis membros extremos que aparecem em todo livro-texto de petrologia:
- Piropo Mg3Al2(SiO4)3
- Almandina Fe2+3Al2(SiO4)3
- Espessartita Mn2+3Al2(SiO4)3
- Grossulária Ca3Al2(SiO4)3
- Andradita Ca3Fe3+2(SiO4)3
- Uvarovita Ca3Cr2(SiO4)3
Quase nenhuma granada natural é um membro extremo puro; a maioria são soluções sólidas de três ou quatro componentes. A convenção de nomenclatura da IMA é simples: o membro extremo que contribui com a maior fração molar dá o nome à espécie.
Propriedades físicas
A dureza da granada fica entre 6,5 e 7,5 na escala de Mohs, com as granadas de alumínio ricas em ferro e manganês na extremidade mais dura (a almandina chega a 7,5) e as granadas de cálcio um pouco mais moles (grossulária e andradita, tipicamente 6,5–7). O peso específico sobe de 3,58 no piropo puro a 4,32 na almandina, com a andradita em 3,86, a uvarovita em 3,83, a grossulária perto de 3,59 e a espessartita em torno de 4,19. Não há clivagem verdadeira. A fratura é conchoidal a irregular, o brilho é vítreo a resinoso, o traço é branco e o hábito cristalino típico é o dodecaedro rômbico, o trapezoedro ou uma combinação dos dois.
A cor segue a química. A almandina e o piropo são vermelhos por causa do Fe2+; a espessartita é laranja por causa do Mn2+; a uvarovita e a tsavorita (grossulária com Cr e V) são verdes por causa do Cr3+ e do V3+; o demantoide é verde por causa de traços de Cr3+ na andradita; a melanita é preta por causa do Ti4+ e do Fe3+.
| Propriedade | Valor (faixa entre as espécies) |
|---|---|
| Sistema cristalino | Cúbico, grupo espacial Ia-3d (exceções tetragonais: henritermierita, holtstamita) |
| Dureza (Mohs) | 6,5–7,5 |
| Peso específico | 3,58 (piropo) – 4,32 (almandina) |
| Índice de refração | 1,71 (piropo) – 1,89 (demantoide) |
| Clivagem | Nenhuma; fratura conchoidal a irregular |
| Brilho | Vítreo a resinoso |
| Traço | Branco |
| Hábito | Dodecaedro rômbico, trapezoedro, combinações; granular maciço |
| Espécies aprovadas do supergrupo | 32 (Grew et al., 2013) |
Como se forma a granada?
O grupo da granada é uma família de minerais que aparece em praticamente todos os grandes ambientes rochosos.
Metamorfismo regional
A almandina é a granada metamórfica por excelência. Ela aparece em xistos pelíticos e gnaisses em toda a fácies anfibolito (cerca de 500–700 °C, 0,4–1,0 GPa) e persiste na fácies granulito, acima de 700 °C. Em rochas da fácies eclogito subductadas a profundidades superiores a 50 km, o que corresponde a pressões acima de cerca de 1,5 GPa a 500–800 °C, a granada passa a ser uma fase dominante, acompanhada de clinopiroxênio onfacítico. A “zona da granada” do metamorfismo barroviano nas Terras Altas da Escócia deu à geologia um dos seus primeiros e mais duradouros minerais-índice.
Metamorfismo de contato e escarnitos
A grossulária e a andradita são as granadas dos escarnitos: crescem onde rochas ricas em cálcio (calcários, mármores) encontram fluidos quentes, ricos em sílica e ferro, vindos de um plúton intrusivo. Os famosos cristais verdes de grossulária de Asbestos, em Quebec, e a hessonita vermelho-escura do Val d’Ala, na Itália, formaram-se dessa maneira.
Ambientes ígneos
O piropo é a granada do manto. Ele cristaliza em peridotito e eclogito a profundidades superiores a cerca de 60 km, e o piropo cromífero de xenólitos de kimberlito é o mineral indicador clássico que os prospectores de diamante procuram em sedimentos de corrente. A espessartita é a granada dos pegmatitos graníticos, formando cristais laranja e límpidos em magmas félsicos ricos em manganês. A almandina também aparece como mineral acessório em alguns granitos e riolitos peraluminosos.
Sedimentar e hidrotermal
Como a granada é densa e quimicamente inerte, ela sobrevive a longas jornadas sedimentares. A granada detrítica se concentra em placers de minerais pesados, das praias da Índia e da Austrália aos rios do Alasca, os mesmos depósitos que fornecem a maior parte do abrasivo de granada industrial do mundo. A granada hidrotermal propriamente dita é menos comum, mas bem documentada, como a andradita com Cr (demantoide) de veios hospedados em serpentinito nos Urais centrais.
Localidades notáveis
A localidade europeia clássica de piropo são as terras altas de České Středohoří, na Boêmia, na República Tcheca, em particular o depósito de Podsedice, ao sul da cordilheira, onde cascalhos plio-pleistocênicos concentram piropo com Cr, trazido originalmente à superfície por rochas vulcânicas alcalinas cenozoicas que amostraram peridotito com granada em profundidade. As pedras são trabalhadas desde pelo menos o século XVI e eram a gema vermelha preferida da joalheria da corte dos Habsburgo. Localidades menores de piropo se estendem pelos campos de kimberlito do sul da África, pelo maciço de Dora-Maira, nos Alpes ocidentais (onde o metamorfismo de ultra-alta pressão produziu megablastos de piropo quase puro de até 25 cm), e pelas conhecidas “granadas de formigueiro” da Nação Navajo, no Arizona, colhidas nos montes de material revirado por formigas-ceifeiras que trabalham sobre xenólitos do manto.
O nome almandina remonta a Alabanda, cidade da antiga Cária (atual Turquia), onde Plínio, o Velho, registrou o comércio dessas pedras. As localidades clássicas de almandina são os xistos de Connecticut e o Wrangell-Garnet Ledge, no Alasca, os dodecaedros do Zillertal, no Tirol austríaco, e os cascalhos gemíferos do Sri Lanka e de Orissa e Rajastão, na Índia. A espessartita recebe o nome das montanhas Spessart, na Baviera, formalmente proposto por François Sulpice Beudant em 1832; hoje a maior parte da produção de gemas vem de Ramona, na Califórnia, de Madagascar, da Nigéria e dos pegmatitos de Tongbei, em Fujian, na China.
A variedade de destaque da grossulária é a tsavorita, a grossulária verde colorida por cromo e vanádio, da região de Tsavo, que se estende pela fronteira entre o Quênia e a Tanzânia, e das colinas de Merelani, na Tanzânia. A andradita nos dá o demantoide, encontrado no início da década de 1850 ao longo do rio Bobrovka, nos Urais centrais da Rússia, e identificado como andradita com cromo pelo mineralogista finlandês Nils Gustaf Nordenskiöld, que anunciou a descoberta à Sociedade Mineralógica de São Petersburgo em 1864. O demantoide russo é famoso por suas inclusões diagnósticas em “cauda de cavalo”, de bissolita ou crisotila fibrosa irradiando de um núcleo de cromita, uma característica tão distintiva que aumenta, em vez de diminuir, o valor da pedra. A uvarovita, o mais raro dos seis membros extremos comuns, ocorre como drusas verde-esmeralda brilhantes sobre cromitito, classicamente em Outokumpu, na Finlândia, e na mina Saranovskii, nos Urais. A gema oficial do estado de Idaho é uma granada-estrela, uma almandina com inclusões de rutilo ou silimanita que produzem asterismo de quatro ou seis raios.
Variedades
Além dos seis membros extremos, os gemólogos usam um emaranhado de nomes comerciais. A rodolita é uma solução sólida de piropo e almandina, na proporção aproximada de duas partes de piropo para uma de almandina, apreciada por sua cor de framboesa. A granada Malaya (ou Malaia) é uma mistura de piropo e espessartita do vale do Umba, na Tanzânia. As granadas com mudança de cor, quase sempre de piropo e espessartita, passam do azul-esverdeado à luz do dia ao vermelho sob luz incandescente, por causa de janelas de absorção emparelhadas de Cr3+ e V3+.
Entre as andraditas, o demantoide é a variedade verde com Cr, a topazolita é a variedade amarela com Ti e a melanita é a variedade preta rica em Ti. A hessonita é a grossulária laranja-canela com Fe, famosa pelas ocorrências do Sri Lanka. A granada do Mali é um termo intermediário entre grossulária e andradita, da região de Sandaré, no Mali, com dispersão incomumente alta. A hidrogrossulária, na qual (OH)4 substitui SiO4, ocorre como material maciço de rosa a verde em rodingitos sul-africanos e às vezes é vendida como “jade do Transvaal”.
As espécies do supergrupo de Grew et al. em que o silicato não predomina recebem menos atenção nos relatos populares, mas importam para a nomenclatura. A schorlomita é a prima da andradita, rica em Ti e pobre em Si. A henritermierita, com Mn3+ e (OH) significativos, é uma das duas espécies de granada oficialmente tetragonais. Os grupos da bitikleíta e da berzeliíta ampliam o supergrupo para químicas com Sb, Zr e As, que ficam bem longe do comércio de gemas.
Usos e importância
A granada industrial, quase sempre almandina, aluvionar ou de rocha dura, é o abrasivo mais empregado no corte por jato de água, no jateamento, na filtração de água e em lixas abrasivas revestidas. A ficha Mineral Commodity Summaries 2024, do U.S. Geological Survey, registra um consumo de cerca de 210.000 toneladas nos Estados Unidos em 2023, com a produção mineral doméstica americana respondendo por aproximadamente 7% da produção mundial; os principais países produtores são Índia, Austrália, China, Estados Unidos e África do Sul. A produção global fica na casa de um a dois milhões de toneladas por ano. A combinação da almandina — dureza Mohs de cerca de 7,5, peso específico de cerca de 4,1 e fratura semifriável (ela se parte em arestas novas e afiadas à medida que trabalha) — a torna quase ideal para esse comércio.
A granada é uma gema desde a Idade do Bronze. A joalheria egípcia pré-dinástica contém contas e incrustações de almandina; o cloisonné anglo-saxão de Sutton Hoo é engastado com granadas da Índia e do Sri Lanka transportadas pelas rotas comerciais da Antiguidade Tardia; o “carbúnculo” de Plínio, o Velho, e da Bíblia King James refere-se à almandina ou ao piropo vermelhos. Carl Fabergé incorporou o demantoide verde às joias imperiais no fim do século XIX. O mercado de alto padrão de hoje é liderado pelo demantoide e pela tsavorita, ambos alcançando com frequência milhares de dólares por quilate em pedras finas.
Os preços abrangem quatro ordens de grandeza. A almandina lapidada a granel é vendida por grama e raramente passa de alguns dólares por quilate. A rodolita, a espessartita e a hessonita bem lapidada ocupam a faixa intermediária, de dezenas a algumas centenas de dólares por quilate. O demantoide russo com as inclusões diagnósticas em cauda de cavalo e a tsavorita da África Oriental de cor e pureza excelentes são vendidos com frequência por dois a dez mil dólares por quilate no varejo, e pedras excepcionais acima de três quilates chegam a dezenas de milhares. Os maiores preços por quilate no mercado de granadas pertencem ao demantoide russo de boa qualidade acima de cinco quilates e à tsavorita da África Oriental de cor de primeira linha, e ambos podem passar de dez mil dólares por quilate no varejo.
A granada é também um geobarômetro e um geotermômetro. As pressões e as temperaturas do metamorfismo são calculadas rotineiramente a partir da partição de elementos entre a granada e a biotita (o geotermômetro granada-biotita) ou entre a granada e o clinopiroxênio (o geotermômetro de troca Fe-Mg granada-clinopiroxênio, usado em estudos de eclogitos). O equilíbrio GASP (granada–aluminossilicato–quartzo–plagioclásio) fornece outro geobarômetro padrão. A zonação da granada preserva a trajetória P-T-t de um evento orogênico inteiro em um único cristal de poucos milímetros. A datação radiométrica Lu–Hf e Sm–Nd da granada, iniciada para rochas alpinas de alta pressão por Stéphanie Duchêne e colegas em um artigo de 1997 na Nature e hoje usada rotineiramente em zonas de crescimento individuais, data diretamente os eventos metamórficos, em vez de recorrer à via indireta do U-Pb em zircão. Como Baxter, Caddick e Ague disseram em sua revisão de 2013 na Elements: a granada é um mineral comum que se mostra incomumente útil.
Como identificar a granada em amostra de mão
Três critérios diagnósticos já resolvem a maior parte da identificação. Primeiro, o hábito cristalino equante: um dodecaedro rômbico ou um trapezoedro bem formado, sem planos de clivagem, praticamente exclui tudo, exceto a granada e (raramente) a leucita. Segundo, a dureza em torno de 7: a granada risca o quartzo com um pouco de esforço e é riscada pelo topázio. Terceiro, a densidade: a granada é visivelmente pesada na mão, com peso específico geralmente acima de 3,5.
Na maioria das situações de campo, a cor indica a espécie. Cristais vermelho-vinho escuros em micaxisto ou gnaisse, associados a biotita, muscovita, estaurolita ou cianita, são de almandina. Cristais de vermelho vivo a vermelho-violáceo em peridotito, serpentinito ou kimberlito são de piropo. Cristais laranja em um pegmatito, com quartzo fumê e microclínio, são de espessartita. Cristais verdes ou cor de canela em um mármore ou em um escarnito calcissilicático são de grossulária. Drusas verdes sobre cromitito são de uvarovita. Cristais pretos e equantes em sienitos alcalinos são de melanita. Em lâmina delgada, todas as granadas comuns mostram relevo muito alto e ficam isotrópicas (em extinção) sob nicóis cruzados, um diagnóstico quase único entre os silicatos formadores de rocha.
O que continua incerto ou em pesquisa ativa
O próprio supergrupo ainda está em movimento. A nomenclatura de Grew et al. de 2013 acomodou 32 espécies, e um punhado de outros candidatos está em processo de aprovação pela CNMNC. Há um debate em curso sobre se algumas composições de granada ricas em Ti e Zr merecem nomes-raiz próprios ou se é melhor tratá-las como soluções sólidas de espécies aprovadas.
Uma questão mais fundamental é se a granada é sempre cúbica. Em 2019, Bernardo Cesare e colegas da Universidade de Pádua relataram na Scientific Reports que a granada comum (Fe-Mg-Ca-Mn) de xistos azuis de baixa temperatura e alta pressão (o Complexo Franciscano, na Califórnia, e equivalentes na Córsega e nos Alpes italianos) e de filitos da fácies xisto verde cresce inicialmente como um mineral tetragonal, e não cúbico, e que a estrutura cúbica só é adquirida em temperaturas mais altas. A implicação é que as suposições clássicas sobre a termodinâmica da granada e a partição de elementos talvez precisem ser revistas para rochas de baixo grau — uma correção nada trivial para qualquer exercício de geobarometria que atravesse o limite do xisto verde.
O manto profundo é a terceira frente ativa. A granada majorítica, na qual o Si passa a ocupar coordenação octaédrica em pressões acima de cerca de 7 GPa, domina a base do manto superior e a zona de transição, de aproximadamente 250 km até 660 km.
Inclusões de granada majorítica em diamantes superprofundos de Jagersfontein, na África do Sul, e de Juína, no Brasil, têm sido usadas como manômetros naturais. Trevor Collerson e colegas (2010, Geochimica et Cosmochimica Acta) mostraram que as inclusões majoríticas de Jagersfontein indicam pressões de 16,9–22,3 GPa, firmemente na zona de transição. Mais recentemente, I. Koemets e colaboradores (2020, American Mineralogist) mediram as propriedades elásticas de inclusões naturais de granada majorítica e argumentaram que camadas monominerálicas de majorita na zona de transição, se existirem, deveriam produzir uma assinatura sísmica detectável. Saber se essas camadas são generalizadas, e o que elas nos diriam sobre o armazenamento de crosta oceânica subductada, é uma questão em aberto.
Para um mineral que a maioria das pessoas conhece apenas como a pedra de nascimento de janeiro, a granada fez um trabalho notável na ciência moderna da Terra. Ela registra a pressão e a temperatura do metamorfismo e pode ser datada diretamente, tudo a partir de um único cristal de poucos milímetros. A pedra vermelha de um broche vitoriano e a inclusão em um diamante superprofundo brasileiro são membros do mesmo supergrupo, separados por 600 quilômetros de relevo vertical e 1,5 bilhão de anos de história geológica.
Perguntas frequentes
A granada é uma pedra preciosa ou semipreciosa? No comércio moderno, a granada é classificada como pedra semipreciosa, embora a divisão entre preciosas e semipreciosas seja uma convenção comercial do século XIX, e não mineralógica. Demantoides e tsavoritas finos podem alcançar vários milhares de dólares por quilate, bem acima do preço de muitas pedras que o comércio ainda chama de “preciosas”.
A granada é a pedra de nascimento de janeiro? Sim. A granada é a pedra de nascimento moderna de janeiro, e a associação é muito mais antiga do que a atual lista da Jewelers of America: ela aparece em tabelas europeias de pedras de nascimento que datam do período medieval.
A granada é rara? Como grupo mineral, a granada é comum; ocorre em quase todos os grandes ambientes rochosos da Terra. Como gema, vai da abundante (as comuns almandina e piropo vermelhos) a uma das pedras coloridas mais raras do comércio (o demantoide russo e a tsavorita da África Oriental de boa qualidade).
Como identificar a granada? Procure cristais equantes, dodecaédricos ou trapezoédricos, sem planos de clivagem, com dureza de Mohs próxima de 7 (risca o quartzo e é riscada pelo topázio) e peso notável para o tamanho do cristal. Vermelho profundo em micaxisto é almandina; vermelho-violáceo em peridotito é piropo; laranja em pegmatito é espessartita; verde em mármore é grossulária.
O que dá cor à granada? A química. O ferro e o magnésio dão os vermelhos profundos (almandina, piropo), o manganês dá o laranja (espessartita), traços de cromo e vanádio dão os verdes (uvarovita, tsavorita, demantoide) e o titânio dá o preto (melanita).
