CYRO TEITI ENOKIHARA
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Artigo IPEN-doc 27880 Comparative analysis of quartz treated with gamma radiation originated from the hydrothermal geodes of the Paraná Basin, with quartz generated in the hydrothermal veins of Serra do Espinhaço2021 - ENOKIHARA, C.T.; SCHULTZ-GUTTLER, R.A.; RELA, P.R.In Brazil, hydrothermal quartz may be found in the geodes of the basaltic rocks of the Paraná Basin and in the vein systems of quartzites of the Serra do Espinhaço. The quartz of hydrothermal origin of the Paraná Basin contains a great amount of structurally bound water in the form of molecular water, silanol, hydroxyl and abundant growth defects that are responsible for the green color formed by irradiation. To register the influence of water in the formation of the green color in the quartz of the Paraná Basin, quartz samples from the following regions were analyzed: Artigas, located in the Paraná Basin, Curvelo and Brejinho located in Serra do Espinhaço. The quartz from Artigas, formed at low temperature, has high concentration of molecular water and silanol and a greater amount of Fe than Al. The quartz from Curvelo with Al, but, without water molecular and silanol was formed by intermediate temperature and the quartz from Brejinho has very little Al, Fe and a small silanol and molecular water content. To characterize these samples, ICP, NAA, and NIR-FTIR spectroscopic measurements have been taken together with water loss techniques. The analysis by FTIR spectrometry of Artigas quartz samples shows strong absorptions of H2O and Si-OH, respectively, near the regions of 5300 cm-1 and 4500 cm-1. This content of molecular water and silanol in hydrothermal quartz of Artigas is responsible for the formation of NBOHC defects that produce, by gamma radiation, the green color.Artigo IPEN-doc 26739 Gamma radiation of quartz from Entre Rios (SC) and Quaraí (RS)2019 - ENOKIHARA, C.T.; SCHULTZ-GUTTLER, R.A.; RELA, P.R.The availability of gamma ray irradiators in Brazil increased the possibilities of the treatment of gemstones for color enhancement. One of the minerals with very high potential for these treatments is the quartz, a very widespread mineral with many colored commercial varieties. There is a specific variety of quartz in nature, showing a green color that may be produced artificially, by gamma radiation (60Co). In Brazil, the widely scattered geode occurrence from Quaraí, at Brazil southernmost location up to Uberlandia, in Minas Gerais, is one of these events. Quartz from these occurrences have been formed by strong hydrothermal activities. Hence, many quartz crystals showed a very fast growth occurrence, facilitating the formation of consequent defects and the uptake of water under the form of micro inclusions, molecular water, silanol (Si-OH) and OH. In the present work, the material analyzed is from hydrothermal regimes located near the towns Entre Rios and Quaraí. To characterize these materials, analyses have been made by ICP, NAA, electron microscopy, water loss techniques plus UV-VIS and NIR-FTIR spectroscopic measurements. Silanol complexes have been found by radiation, due to gamma rays forming the color center NBOHC (Non-Bonding Oxygen Hole Center), showing absorption between 590 to 620 nm and leaving a transmission window at about 550nm, responsible for the green color. The spectroscopic water determination showed less molecular water (up to 2300 ppm, per weight), probably due to remaining silanol complexes. The water content, with up to 3200 ppm by weight, exceeds the amount of charge balancing cations (Fe, Al, Li).Artigo IPEN-doc 24183 Gamma radiation of quartz from Entre Rios (SC) and Quaraí (RS)2017 - ENOKIHARA, CYRO T.; SCHULTZ-GUTTLER, RAINER A.; RELA, PAULO R.The availability of gamma ray irradiators in Brazil increased the possibilities of treatments of gemstones for color enhancements. One of the minerals with a very high potential of these treatments is quartz, a very widespread mineral with many colored commercial varieties. A specific variety of quartz showing a green color in nature or induced artificially by radiation gamma (60Co) is quite rare. In Brazil the widely scattered geode occurrences along a 600 km stretch from Quaraí at Brazil southernmost tip to Uberlandia in Minas Gerais is one of these. Quartz from these occurrences have been formed by strong hydrothermal activities. That way much quartz crystals showed a very fast growth history facilitating the formation of growth defects and the uptake of water in form of micro inclusions, molecular water, silanol (Si-OH) and OH. In the present work the material analyzed is from hydrothermal regimes located near the towns Entre Rios (SC) and Quaraí (RS). To characterize these materials analyses have been made by ICP, NAA, electron microscopy, water loss techniques and UV-VIS and NIR-FTIR spectroscopic measurements. Silanol complexes are found, which by radiation due to gamma rays form the color center NBOHC (Non-Bonding Oxygen Hole Center), showing absorption between 590 to 620 nm and leaving a transmission window at about 550nm, responsible for the green color. The spectroscopic water determination showed less molecular water (up to 2300 ppm by weight), probably due to remaining silanol complexes.The water content with up to 3200 ppm by weight exceeds the amount of charge balancing cations (Fe, Al, Li).Artigo IPEN-doc 20962 Characterization of hydrothermal green quartz produced by gamma radiation2015 - ENOKIHARA, CYRO T.; SCHULTZ-GUTTLER, RAINER A.; RELA, PAULO R.Artigo IPEN-doc 19428 Development of an isotropic underwater device for color enhancement of gemstones2013 - SANTOS, PAULO S.; FERNANDES, VAGNER; ENOKIHARA, CYRO T.; CALVO, WILSON A.P.; VASQUEZ, PABLO A.S.Artigo IPEN-doc 16879 Montezuma prasiolite: gamma radiation effects2011 - GUTTLER, RAINER A.S.; ENOKIHARA, CYRO T.; HELFENBERGER, ANDRE F.M.; RELA, PAULO R.Artigo IPEN-doc 11962 Gamma irradiation of quartz from Parana basin, South America2007 - ENOKIHARA, CYRO T.; GUTTLER, RAINER A.S.; RELA, PAULO R.Artigo IPEN-doc 15185 Characterization of color centers in quartz induced by gamma irradiation2009 - GUTTLER, RAINER A.S.; ENOKIHARA, CYRO T.; RELA, PAULO R.Tese IPEN-doc 19878 Estudo do quartzo verde de origem hidrotermal tratado com radiação gama2013 - ENOKIHARA, CYRO T.Uma variedade específica de quartzo de cor verde, seja natural ou induzida pela radiação é muito rara. Trata-se de um mecanismo de formação de cor completamente diferente daqueles conhecidos e amplamente discutidos na literatura, que são responsáveis pela formação do quartzo fumê, do citrino e da ametista, incluindo a prasiolita produzida pelo aquecimento da ametista de Montezuma (MG). Somente duas ocorrências, conhecidas até o momento, tem o quartzo incolor, uma no pequeno distrito em Thunder Bay Amethist Mine, no Canadá e a outra na Bacia do Paraná ( Brasil) , ao longo de uma faixa de 600 km, com ocorrências dispersas de geodos, que se estende da região de Quaraí (RS) até a localidade de Uberlândia (MG). Estas duas ocorrências foram formadas sob fortes atividades hidrotermais, a de Thunder Bay é devido ao tectonismo e a da Bacia do Paraná está relacionada às atividades da água meteórica e hidrotermal do Aquífero Guarani. Estes cristais de quartzo hidrotermal apresentam um histórico de crescimento muito rápido, permitindo a formação dos defeitos de crescimento como as geminações, o crescimento em mosaico, as formações com pequenos ângulos inclinados e as estrias que facilitam a absorção da água na forma de água molecular, silanol (Si-OH), hidroxila (OH) e como micro inclusões. Este tipo de quartzo pode ser considerado como quartzo hidratado (wet quartz) semelhante ao quartzo sintético. O teor em água, com até 3200 ppm em massa, é superior à concentração das impurezas estruturais como o Fe, Al e Li. Não existe uma correlação entre o conteúdo da água e a quantidade de impurezas, como ocorre em outras variedades de cor do quartzo. No quartzo hidrotermal de geodos são formados complexos de silanol que quando são irradiados geram os centros de cor NBOHC (Centro de cor do oxigênio com elétron desemparelhado que não participa da ligação) que apresenta absorção no intervalo de 590 nm a 620 nm e formando uma janela de transmissão a 550 nm aproximadamente, responsável pela cor verde. Várias técnicas de análises químicas e de espectroscopia foram empregadas para caracterizar estas amostras de quartzo verde. A determinação do teor de água por meio dos espectros de infravermelho FTIR mostraram menos água (até 2300 ppm em massa), em comparação com os resultados das análises de aquecimento (3200 ppm) decorrente provavelmente, ao complexo silanol remanescente. Para documentar a influência da água na formação da cor verde foram realizadas análises por espectroscopia de infravermelho FTIR em amostras de quartzo de 3 diferentes grupos de ambientes geológicos, o quartzo pegmatítico com Al e Li formado à alta temperatura da região de Santana do Araguaia, o quartzo de veios hidrotermais com Al, mas sem água originado à média temperatura, da região de Curvelo e a ametista com muito Fe, pouco Al e pouco silanol da região de Brejinho e o quartzo de geodos hidrotermais formado a baixa temperatura com alto conteúdo de água molecular e silanol, e com muito Fe e pouco Al. As análises e as comparações permitiram diferenciar e determinar a formação do centro de cor NBOHC (Centro de cor do oxigênio com elétrons desemparelhados que não participam da ligação) para o quartzo hidrotermal de geodos da Bacia do Paraná. Assim, somente cristais de quartzo com alta concentração de água molecular e silanol são apropriados para desenvolver a cor verde por meio da radiação gama. Pode-se mencionar que no mesmo geodo podem coexistir cristais de quartzo com diferentes teores de água. Cabe ressaltar também que o quartzo verde tratado com radiação gama é sensível à radiação ultravioleta e ao aquecimento, levando à perda parcial ou total da cor verde.Artigo IPEN-doc 19644 Studies of colored varieties of brazilian quartz produced by gamma radiation2013 - ENOKIHARA, CYRO T.; SCHULTZ GUTTER, RAINER A.; RELA, PAULO R.; CALVO, WILSON A.P.