As esmeraldas de Muzo, em Boyacá, se formaram quando fluidos quentes circularam por rochas sedimentares escuras e fraturadas — e não em associação com corpos ígneos, como ocorre em muitos outros depósitos dessa gema. O modelo geológico mais aceito combina salmouras de origem sedimentar, evaporitos e folhelhos negros ricos em matéria orgânica. Essa interação teria mobilizado os elementos necessários para a cristalização do berilo verde.
A explicação foi desenvolvida, entre outros estudos, por T. L. Ottaway, F. J. Wicks, L. T. Bryndzia, T. K. Kyser e E. T. C. Spooner em “Formation of the Muzo hydrothermal emerald deposit in Colombia”, publicado na Nature em 16 de junho de 1994. A equipe propôs que salmouras hidrotermais transportaram sulfato de origem evaporítica para zonas estruturalmente favoráveis. Ali, uma reação de redução teria gerado enxofre, capaz de interagir com a matéria orgânica dos folhelhos e liberar cromo, vanádio e berílio, elementos associados à formação da esmeralda.
Folhelhos negros e fraturas concentraram a mineralização
O distrito fica no flanco oeste da bacia da Cordilheira Oriental. A mineralização ocorre em folhelhos negros do Cretáceo Inferior, intercalados com calcários dolomíticos. Durante uma fase de compressão no Paleógeno, falhas e estruturas de cavalgamento deformaram essas rochas e criaram canais para a circulação de fluidos. Nos contatos tectônicos, são encontradas brechas hidrotermais e veios carbonáticos; alguns têm esmeraldas entre seus minerais acessórios.
Nesses veios também ocorrem calcita, dolomita e pirita, além de quartzo, barita, fluorita e outros minerais. Essa associação é importante porque registra a passagem e a reação dos fluidos: o modelo propõe que as salmouras alteraram os folhelhos, favoreceram a formação de carbonatos e pirita e mobilizaram berílio, cromo e vanádio. A esmeralda, uma variedade de berilo, incorpora cromo e vanádio à sua estrutura; o berílio é um componente essencial do mineral.
Uma descrição do Serviço Geológico Nacional — antecessor do atual Serviço Geológico Colombiano — já registrava, em 1959, argilas negras piritosas dobradas e numerosas fissuras preenchidas principalmente por calcita. O relatório de Hernán Restrepo A., publicado no Boletín Geológico, registrou que as fissuras com esmeraldas geralmente tinham entre 2 e 10 centímetros de largura, embora as fraturas com calcita variassem de menos de um milímetro a cerca de 40 centímetros. Essas observações de campo mostram que as gemas não estão distribuídas de maneira uniforme por toda a rocha: elas se concentram em estruturas específicas.
A salmoura e a reação química explicam a origem incomum
O modelo hidrotermal-sedimentar situa a formação das salmouras perto de 300 °C. Segundo o modelo sintetizado pela Comissão Internacional de Geoherança da IUGS, águas quentes da bacia dissolveram evaporitos e se tornaram salinas; em seguida, reagiram com os folhelhos negros, alterando-os e extraindo berílio, cromo e vanádio. A redução termoquímica dos sulfatos teria contribuído para a precipitação de pirita, calcita, dolomita e, em etapas relacionadas, esmeralda. A temperatura faz parte do modelo geológico, não é uma condição medida em cada cristal de Muzo.
A cronologia também foi estudada por meio de minerais associados. Um trabalho publicado em 1994 na Economic Geology usou datação 40Ar/39Ar com microssonda a laser em agregados de mica potássica rica em cromo e vanádio, considerada contemporânea à mineralização. O estudo estimou idades de 32 a 38 milhões de anos para a área de Muzo; também analisou inclusões fluidas em cristais de Coscuez — não de Muzo — por microtermometria, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica. Por isso, os resultados das inclusões de Coscuez ajudam a caracterizar fluidos do cinturão ocidental, mas não devem ser apresentados como medições diretas de cada veio de Muzo.
A sequência proposta reúne, portanto, três ingredientes que precisavam coincidir: rochas sedimentares com matéria orgânica e elementos disponíveis, salmouras quentes capazes de transportá-los e fraturas que permitissem sua circulação e precipitação. É um modelo respaldado por relações geológicas, associações minerais e estudos geoquímicos; isso não significa que cada pulso de fluido seja conhecido com precisão nem que todas as esmeraldas tenham se formado em condições idênticas.
