Made available in DSpace on 2014-06-12T17:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1984_1.pdf: 2960442 bytes, checksum: 79a756c68336d58b854cdb8661b3748d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Recentemente, medidas da emissão TL realizadas em cristais de quartzo natural sensibilizado, mostraram resultados bastante favoráveis à sua aplicação como dosímetro TL. Também foi observado que a resposta TL do quartzo depende da concentração de impurezas e da procedência dos cristais. Estudos mostram que a utilização de materiais particulados contribui para uma diminuição da dispersão na resposta TL, o que permitiria a utilização de cristais de quartzo com distribuição heterogênea de impurezas. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um procedimento para produção de discos de quartzo policristalinos e analisar a resposta TL em função do tamanho de partícula visando aplicações dosimétricas. Para tal, fragmentos de um bloco de quartzo natural procedente do município de Solonópole (Estado do Ceará, Brasil) foram cominuídos e classificados em dez faixas granulométricas, entre 38 e 4760 m. Parte do material particulado de cada faixa foi exposto a uma dose de 25 kGy utilizando uma fonte de 60Co e então submetido a três tratamentos térmicos consecutivos a 400 oC durante 1 hora. Após a sensibilização, foi constatado que a intensidade TL cresce com o aumento do diâmetro médio das partículas (Dm) de 18 para 304 μm. Entretanto, uma queda acentuada na intensidade TL foi observada para partículas com Dm > 304 μm. Este comportamento foi explicado pela baixa intensidade do sinal RPE associado aos centros E 1 perturbados pelo germânio substitucional. Nesta etapa, concluiu-se que partículas de quartzo sensibilizado com Dm entre 138 e 304 μm são recomendadas para utilização na dosimetria TL, e por esta razão, foram as escolhidas para a obtenção de discos policristalinos. Para produzir discos coesos de 6 mm de diâmetro, aglomerantes de natureza mineral e orgânica foram testados. Depois de definida a combinação adequada granulometria-aglomerante, discos quartzo-Teflon na proporção 1:1 foram produzidos por compactação em uma matriz metálica e posterior tratamento térmico a 400 oC durante 6 horas. A integridade dos discos produzidos foi caracterizada por meio de ensaios vibratórios e medidas de perda de massa, perfilometria de contato e microscopia eletrônica de varredura. Por sua vez, as propriedades dosimétricas foram caracterizadas pela análise da reprodutibilidade, estabilidade e sensibilidade do pico TL a 310 oC; da resposta TL vs. dose entre 0,5 e 200 mGy e da dependência energética para raios X e raios . Constatou-se que os discos quartzo-Teflon apresentaram reprodutibilidade melhor que 10%, maior sensibilidade que dosímetros LiF:Mg,Ti, estabilidade do sinal TL equivalente ao BeO e CaSO4;Dy e menor dependência energética que dosímetros CaSO4:Dy e CaF2:Dy. Portanto, a sensibilidade e linearidade da resposta TL do quartzo sensibilizado, associada à simplicidade do método de preparação proposto e a quantidade de ocorrências deste recurso mineral no Brasil, corroboram a viabilidade de utilização de discos quartzo-Teflon e também do quartzo particulado com Dm entre 138 e 304 μm para dosimetria TL das radiações ionizantes

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-29T05:05:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hiramatsu_CarlosQuioshi_M.pdf: 9548278 bytes, checksum: abe9ac4b40fdf6636e6b507b8b251b8c (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

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. / A specific variety of quartz showing a green color in nature or induced artificially by radiation is quite rare. This can be explained by the fact that the mechanism of formation of this color is very different from the ones widely discussed in the literature and responsible for the formation of the fumée, citrine and amethyst types of quartz, including the prasiolite (leak green quartz) formed by heating amethyst from Montezuma, Brazil. Only two occurrences are known today, where this type of quartz can be found: Canada, at the Thunder Bay Amethyst Mine, Ontario, a small district, and Brazil, at widely scattered geode occurrences along a 600 km stretch from Quaraí at Brazils southernmost tip to Uberlandia in Minas Gerais. These two occurrences have been formed by strong hydrothermal activities, at Thunder Bay due to tectonics and in Brazil by meteoric and hydrothermal waters of the Guarani aquifer. That way much quartz crystals showed a very fast growth history facilitating the formation of growth defects (twinning, small angle tilting, mosaic growth, striations) and the uptake of water in form of micro inclusions, molecular water, silanol (Si-OH) and OH. This type of quartz can be considered ¨wet quartz¨, similar to synthetic quartz. The water content with up to 3200 ppm by weight exceeds the amount of charge balancing cations (Fe, Al, Li). There is no correlation between water content and cations as in other color varieties. Instead, silanol complexes are formed, which by radiation due to gamma rays form the color center NBOHC (non-bonding oxygen hole defect), showing absorption between 590 to 620 nm and leaving a transmission window at about 550nm, responsible for the green color. To characterize samples which will be colored green by gamma rays analyses by ICP, NAA, Electron microscopy, water loss techniques and UV-VIS and NIR-FTIR spectroscopic have been made. The spectroscopic water determination showed less water (up to 2300 ppm by weight) compared with heating techniques (3200 ppm), probably due to remaining silanol complexes.To trace the influence of water on color formation, samples from 3 different geological settings (high temperature pegmatitic quartz with Al and Li, from Santana de Araguaia; intermediate temperature vein quartz with Al but without water from Curvelo; amethyst with more Fe, less Al and small silanol content from Brejinho, and low temperature regimes from geodes, high silanol and high molecular water, cations similar to the above mentioned) have been analised by NIR spectroscopy.The former will not show green color, only the latter one. It may be mentioned that even in geodes one has crystals with high and intermediate water content coexisting. The crystals with high silanol and molecular water are the ones to treat by radiation. The radiation induced color is heat and UV sensible with bleaching by longer exposure to these factors.

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. / A specific variety of quartz showing a green color in nature or induced artificially by radiation is quite rare. This can be explained by the fact that the mechanism of formation of this color is very different from the ones widely discussed in the literature and responsible for the formation of the fumée, citrine and amethyst types of quartz, including the prasiolite (leak green quartz) formed by heating amethyst from Montezuma, Brazil. Only two occurrences are known today, where this type of quartz can be found: Canada, at the Thunder Bay Amethyst Mine, Ontario, a small district, and Brazil, at widely scattered geode occurrences along a 600 km stretch from Quaraí at Brazils southernmost tip to Uberlandia in Minas Gerais. These two occurrences have been formed by strong hydrothermal activities, at Thunder Bay due to tectonics and in Brazil by meteoric and hydrothermal waters of the Guarani aquifer. That way much quartz crystals showed a very fast growth history facilitating the formation of growth defects (twinning, small angle tilting, mosaic growth, striations) and the uptake of water in form of micro inclusions, molecular water, silanol (Si-OH) and OH. This type of quartz can be considered ¨wet quartz¨, similar to synthetic quartz. The water content with up to 3200 ppm by weight exceeds the amount of charge balancing cations (Fe, Al, Li). There is no correlation between water content and cations as in other color varieties. Instead, silanol complexes are formed, which by radiation due to gamma rays form the color center NBOHC (non-bonding oxygen hole defect), showing absorption between 590 to 620 nm and leaving a transmission window at about 550nm, responsible for the green color. To characterize samples which will be colored green by gamma rays analyses by ICP, NAA, Electron microscopy, water loss techniques and UV-VIS and NIR-FTIR spectroscopic have been made. The spectroscopic water determination showed less water (up to 2300 ppm by weight) compared with heating techniques (3200 ppm), probably due to remaining silanol complexes.To trace the influence of water on color formation, samples from 3 different geological settings (high temperature pegmatitic quartz with Al and Li, from Santana de Araguaia; intermediate temperature vein quartz with Al but without water from Curvelo; amethyst with more Fe, less Al and small silanol content from Brejinho, and low temperature regimes from geodes, high silanol and high molecular water, cations similar to the above mentioned) have been analised by NIR spectroscopy.The former will not show green color, only the latter one. It may be mentioned that even in geodes one has crystals with high and intermediate water content coexisting. The crystals with high silanol and molecular water are the ones to treat by radiation. The radiation induced color is heat and UV sensible with bleaching by longer exposure to these factors.

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerra_ChristianoPereira_D.pdf: 3352295 bytes, checksum: efe1174275c24c1520729d7316d099fe (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A sílica vítrea é um material fundamental para a indústria de alta tecnologia devido as suas propriedades únicas. Dentre estas podemos destacar a sua alta pureza aliada ao elevado ponto de fusão e alta transmitância no ultravioleta. É um material muito usado na indústria de semicondutores e em fotônica. Para aplicações na indústria óptica e de lâmpadas especiais, é necessário que a sílica vítrea tenha alta transmitância na região do ultravioleta médio (200 nm - 300 nm) e do visível e contenha um reduzido teor de bolhas. Tarugos de sílica vítrea foram produzidas pelo método de Verneuil a partir da fusão em chama com gás GLP e O2. Foram utilizados pós de quartzo natural brasileiro de diferentes regiões com variados teores de impurezas e pós de quartzo comerciais nacionais e importados. Foi introduzida uma etapa de lixiviação ácida em um dos pós de quartzo comercial brasileiro com o objetivo de diminuir o teor de bolhas na sílica vítrea. As impurezas nos pós de quartzo foram determinadas através da técnica de ICP-MS. A transmitância óptica entre 190-3200 nm foi determinada por espectroscopia óptica. O teor de OH presente nas amostras de sílica foi determinado através da banda de absorção em 2730 nm na região do infravermelho do espectro. O teor de bolhas foi determinado através de microscopia óptica, considerando bolhas maiores que 0,01 mm. Foi avaliada a relação entre a transmitância das amostras de sílica vítrea e os teores de impurezas presentes nos pós de quartzo. Os resultados de transmitância na região do médio UV das amostras de sílica vítrea produzida com pós de quartzo feitos a partir das lascas de quartzo brasileiro foram comparados com a sílica vítrea produzida com pó de quartzo comercial importado. Os teores de bolhas foram avaliados em relação às condições de processo de fusão e temperatura de fusão do tarugo. Os resultados mostram a excelente viabilidade do quartzo brasileiro para a fabricação de sílica vítrea de elevado valor agregado / Abstract: Due to their unique thermal and optical properties, silica glasses are highly demanded for use in the high technology industry. They are widely used in the semiconductor and optics industries. For most of the applications in optical industry it is necessary to present high optical transmittance in the medium ultraviolet region (200 nm - 300 nm) and visible and low content of bubbles. Silica glass rods were produced by the Verneuil method from flame fusion with LPG and O2 gases by using Brazilian natural quartz from various regions of the country and also imported and national commercial quartz powders. An acid leaching procedure in a commercial Brazilian powder quartz was tested with the purpose of reducing the bubbles content in silica glass. The measurements of impurities concentration in the quartz powders were determined by ICP-MS technique. The optical transmittance from 190-3200 nm was determined by optical spectroscopy. The OH content was determined by the absorption band at 2730 nm in the infrared region of the spectrum. The content of bubbles larger than 0.01 mm was determined by optical microscopy. The relationship between the optical transmittance of the silica glass samples and the level of impurities in the quartz powders was evaluated. The results of the average transmittance in the UV region of the silica glass samples produced from Brazilian quartz lascas were correlated with the silica glass produced using imported commercial quartz powders. The concentration of bubbles was evaluated with respect to the process conditions of fusion and ingot melting temperature. The results show an excellent feasibility of application of Brazilian natural quartz to produce high value added silica glass / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

A Bahia tem sido, juntamente com Minas Gerais, Goiás e Rio Grande do Sul, destaque na produção de gemas naturais do Brasil, pais que detém grande parte das reservas mundiais desses bens minerais, com produção de gemas de qualidade reconhecidas internacionalmente. Os controles estatísticos registram a presença de mais de trinta variedades gemológicas em território baiano (Tavares et al, 1998). O quartzo é utilizado ultimamente em grande escala na produção de jóias. Isto se deve a sua grande abundância no território baiano, preços relativamente baixos de exploração, e a boa resposta do mesmo aos tratamentos térmico e de irradiação gema, visando mudanças ou o melhoramento da cor. As Serras do Espinhaço Setentrional e de Jacobina, bem como a região da Chapada Diamantina, concentram a maior parte das ocorrências de variedades, tanto coloridas como susceptíveis ao tratamento para induzir cor, deste mineral, o qual passou a ser visto como uma das principais matérias-prima para lapidários, comerciantes e joalheiros da região. Apesar da importância das mineralizações, existe uma carência de estudos científicos que abordem questões relacionadas com a evolução e controle geológico das mineralizações e com os tratamentos que são realizados para melhorar o potencial gemológico das regiões estudadas. Tendo em vista enriquecer o conhecimento deste potencial geológico do território baiano, a realização deste estudo representa um passo significativo no entendimento da evolução metalogenética das áreas estudadas, além de contribuir com o estudo geológico e gemológico das variedades coloridas do quartzo na Bahia. Os quartzos gemológicos estudados na Bahia encontram-se inseridos principalmente em ambientes hidrotermal, encaixados em rochas metareníticas e quartziticas do Supergrupo Espinhaço. A partir dos dados levantados em campo, pôde-se verificar que as mineralizações estudadas possuem um controle estrutural, e encontram-se posicionadas em fraturas de tração de baixo ângulo. Tais fraturas estão associadas com rampas de empurrão que se desenvolveram durante as deformações que culminaram com a estruturação do cinturão de dobramentos e cavalgamentos da Serra do Espinhaço. A cor da ametista é devido a presença de impurezas derivadas da família do ferro (FeO4)-4, e da radiação ionizante. O quartzo fumê desenvolve-se apenas com a presença de alumínio e lítio, e o fenômeno do \"centro de cor\" (defeito na estrutura cristalina causada pela falta de um elétron) é o responsável pela sua cor, onde o íon Al3+ ao substituir o íon Si4+ gera um desequilíbrio eletrônico que é compensado por íons de Li-. O citrino por sua vez, deve sua cor a uma combinação de AI-Li, semelhante ao do quartzo fumê. Os estudos também demonstraram que as aquisições de cores no quartzo obtidas através dos processos de irradiação gama e tratamento térmico, bem como a estabilidade das mesmas, estão amplamente condicionadas aos ambientes de formação dos cristais, e a presença de elementos químicos nos fluidos formadores dos cristais, os quais são responsáveis pela variação de suas cores. As características gemológicas encontradas demonstram que o quartzo baiano apresenta um elevado potencial comercial. Para o futuro sugere-se trabalhos de levantamentos geológicos e pesquisa mineral, desde que a exploração das gemas vem apresentando significativas reduções e limitações nas suas atividades minero-industriais, seja pela parcial exaustão das reservas conhecidas, ou pela necessidade de ampliá-las e, assim, incentivar novos investimentos. Pouquíssimos trabalhos com cunho gemológico tem sido publicados no Brasil com vista de esclarecer a correlação entre depósitos de quartzo e seu comportamento perante tratamentos de irradiação e de aquecimento. / Besides Minas Gerais, Goiás and Rio Grande do Sul, Bahia is worldwide known for its richness in minerals of industrial and gemological interest. Up to this day, more than 30 minerals of gemological use are known (Tavares et. al. 1998) One of the main gemological material is quartz, used currently in large amounts for jewelry due to its fair value and good response of color treatments by irradiation and heat. Most of the quartz is found and mined in the Espinhaço , Chapada Diamantina and Jacobina belts either as colorless quartz or as amethyst. The colorless variety is sometimes prone to treatments that induce color centers resulting in black (Morion), brown (Smoky), yellow(Citrine), green (Prasiolite) gemstones. Very few work exists dealing with the geological evolution, control of mineralization, estimation of quantities and possible treatments of these materials. The results of this work is a contribution to the knowledge of the metalogenic evolution of the studied areas and includes the location of all known occurrences of quartz from Bahia. It could be shown that most of the quartz from Bahia state is located mainly in a hydrothermal environment crosscutting the quartzites and arkosic rocks of the Espinhaço Supergroup. Field data showed strong tectonic control of the quartz veins, filling low angle traction fractures associated with the thrust belts that formed the Serra do Espinhaço mountain range. The fluids passing through these fractures deposited quartz, as amethyst (Breijinho de Ametista, Jacobina e Sento Sé), colorless and milky quartz and sometimes as citrine. The color of amethyst is due to substitutional iron with oxidation degree 4+, formed by irradiation of ferric iron contained in the tetrahedral of the quartz structure. Smoky colors are formed by irradiation of mainly Al containing quartz, whereas yellow and yellow green colors are formed by the presence of Al and Li. Few occurrences of colorless quartz forming a green variety by irradiation have been documented. Some preliminary results show that the type and intensity of color is determined by the specific environment of formation. More work is clearly needed to clarify the correlation of formation environment and color produced by irradiation and heat treatments.

No presente trabalho, foi montado um sistema de eletrodifusão para o estudo dos efeitos da substituição de íons alcalinos, presentes no canal estrutural, por íons de hidrogênio (H POT. +), nas propriedades termoluminescentes e ópticas do quartzo. A corrente elétrica de eletrólise apresenta, na parte inicial de aquecimento, um ombro ou pico de corrente. Através da análise do comportamento deste pico e informações obtidas de dados de absorção óptica na região espectral do infravermelho, concluiu-se que o pico presente na curva inicial de eletrólise se deve ao complexo [AL POT. 3+/M POT. +]. As medidas de termoluminescência e absorção óptica na região espectral do visível e ultra-violeta foram feitas em amostras de quartzo eletrodifundidos e não eletrodifundidos e chegou-se à proposição de uma reação envolvendo os alcalinos presentes no canal. Nesta reação, os íons alcalinos fazem o papel de centros armadilhadores de íons de oxigênio O POT. produzidos pela radiação ionizante, e estabilizadores de vacâncias de oxigênio. O aquecimento, em tomo de 300 GRAUS C, provoca a desestabilização desses centros armadilhadores, liberando os íons alcalinos que reagem com os defeitos [ALO IND. 4] POT. 0 emitindo luz TL. Aproveitando a existência de canais estruturais, semelhantes ao quartzo, tentou-se eletrodifundir H POT + no berilo. Através de medidas de termoluminescência e corrente inicial de eletrólise, discute-se a possibilidade da existência do defeito [FE POT. 3+/M POT. +] no berilo. / A system of electrodiffusion was made in the laboratory to investigate effects of exchanging alkali ions, usually present in the structural channels by protons, in the optical and thermoluminescent properties of quartz. In the initial part of heating, the sweeping current presents a peak at about 350 GRAUS C. The analysis of the behaviour of this peak with additional data of optical absorption in the region of infrared, it was concluded that the peak at 350 GRAUS C of the current is due to [AL POT. 3+/M POT. +] system. Thermoluminescence and optical absorption spectra in the visible and ultraviolet light region for swept and unswept quartz were compared. Based on this comparison it was shown that, once irradiated to gama- or X-rays, alkali ions are removed from [AL POT. 3+/ M POT. +] and either couple to o ions or capture electron and become interstitial alkali atom, leaving, further, [ALO IND. 4] POT. 0 hole center. Heating at about 300 GRAUS C electrons from M POT 0 or M POT +O POT recombine with holes in [ALO IND. 4] POT. 0, emitting TL light, besides regrouping Al POT. 3+ and M POT. + to reform [Al POT. 3+/M POT. +] system by coulomb attraction. The electrodiffusion experiment was extended to beryl crystal, because beryl has also structural channels. To explain initial sweeping current behaviour as well as thermoluminescent property a mechanism involving [FE POT. 3+/M POT. +] system is proposed.

No presente trabalho, foram investigadas propriedades de absorção óptica e termoluminescência para sete variedades de quartzo natural brasileiro (Azul, com enxofre, leitoso, rosa, verde, vermelho e preto). Para efeitos comparativos, empregou-se o quartzo hialino e o sintético, ambos na fase alfa. Ametista e citrino não foram estudados devido ao número grande de relatos na literatura destes materiais. A difração de raios-X mostrou que todas as variedades de quartzo estudadas possuem a mesma estrutura padrão de quartzo. A composição das amostras obtidas por Fluorescência de Raios-X e Espectroscopia de Massas com Plasma (ICP-MS), revelam a presença de Al2O3 e Na2O em todas as variedades além de concentrações de Ca, Zn, Zr e Ba. Os picos TL nas curvas de emissão são discrepantes das curvas usualmente encontradas na literatura, com picos em 1100C, 2200C e 3250C. Apenas o pico em 1100C é comum a todas as amostras. Em relação à forma das curvas de emissão também existe discrepância. O comportamento da intensidade TL em função da dose, para picos em 2200C e 3250C é singular para cada amostra, de forma que o comportamento linear-supralinear-sublinear é observado apenas nos picos em 2200C para amostras de quartzo azul e hialino. O pico em 3250C, apresenta em praticamente todas as amostras, um terceiro estágio de crescimento com a dose. Admiti-se que o segundo estágio, que é da supralinearidade, é causado pela criação de novas vacâncias de oxigênio pela radiação, o segundo estágio é seguido de outro não-linear. Aqui se propõe um modelo em que a radiação cria novas vacâncias, dentro do grupo de tetraedros SiO4, do qual se formou a vacância de oxigênio. O germânio, no presente trabalho, possui concentrações baixíssimas em amostras como o quartzo leitoso e quartzo com enxofre, de maneira que não apresenta correlação com o pico de 110°C, conforme descrito na literatura, pois ambas amostras apresentam intensos picos nesta região de temperatura. Estudos de absorção óptica revelam a existência de bandas de absorção em 620, 450 e 350nm. Conforme a literatura, estas bandas são causadas pela presença do alumínio, pois crescem rapidamente com a radiação, causando a transição do quartzo hialino para quartzo fumê. Ao se comparar com amostra de quartzo artificial, com concentrações de alumínio, próximas as do hialino, a amostra não apresentou as três bandas mencionadas anteriormente, de maneira que se pode concluir que o alumínio não é o responsável por elas. Conclui-se que, as sete variedades de quartzo do presente trabalho, apresentam propriedades TL e de AO muito singulares para cada variedade, ao contrário do que se espera ao analisar os difratogramas das amostras. / Thermoluminescence and optical absorption properties of seven varieties of natural Brazilian quartz, namely, blue, sulphurous, milky, pink, green, red and black quartzs, have been investigated. For comparasion measurements were carried out also on natural alpha and synthetic quartz. Since gemological amethyst and citrine have been studied by several authors, they were not included in this work. The X Ray diffraction analysis has shown that all seven varieties of quartz have a same crystal structure of a standard sample. X Ray fluorescence and Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) analysis reveal Al2O3 and Na2O in all the quartz in fairly large amount, wich are essential in TL emission. Ca, Zn, Ba and Zr are also found in all the quartz samples, however several previous studies of silicate minerals indicated that they do not participate in the physical properties investigated. It is commonly known that a natural alpha quartz presents in its glow curve, 110, 220 and 325°C (sometimes replaced by 375°C) peaks. Except for 110°C peak, the two others are found is some variety but not in others. No explanation was found yet. The shape of glow curves also vary considerably from one variety to others. A striking result was obtained concerning TL response as function of radiation dose of 220°C (245°C in black quartz) and 325°C peaks. The linearsupralinear- sublinear, commonly observed in alkali halides, oxides, sulphates, etc. crystals are not observed in quartz samples except for 220°C peak in blue quartz and hyaline quartz. If linear and supralinear behavior are called first and second stage, the third stage in many of them is not sublinear, rather it keeps growing. In some cases, the first and second stages are strongly supralinear, sulphurous such as in quartz and pink quartz . In alkali halide crystal, for instance, the second stage is due to anion vacancy generated by radiation. In quartz it is due to generation of oxygen vacancy. For the third stage it is proposed that the radiation creates new oxygen vacancy in the group of SiO4 tetrahedron generating oxygen vacancy for the second stage. In the literature, one finds Ge being responsible for production of 110°C peak. The ICP-MS measurements has shown that Ge is found in all the varieties seven quartz, except in sulphurous one, but in less that 2 ppm concentration. Furthermore it was found that the 110°C peak intensity, in these quartz, has no correlation to Ge concentration, the 110°C peak has a huge intensity. Therefore, it is proposed that the oxygen removed from its normal site ends up in an intersticial position as neutral oxygen. The irradiation liberating e-h pairs enable intersticial oxygen to capture electron and became O- centre. This is the source of 110°C peak. The optical absorption spectra of alpha quartz, particularly of heavily irradiated one, show bands at 620, 450 and 350nm. They were attributed to aluminum. Similar result was found in alpha quartz, but the synthetic one with a comparable concentration of aluminum as in the natural alpha quartz did not present such bands, even after irradiation to 20 to 25kGy gamma rays. It was concluded that 620, 450 and 350nm bands are not due to aluminum. It was not found the impurities responsible for there bands. In conclusion, the seven varieties investigated, present quite different behaviour. Compared to that of the usual nature alpha quartz.

O quartzo hialino quando tratado com irradiação gama, seguida ou não de tratamento térmico, pode desenvolver diversos matizes de verde, amarelo e marrom. Estas cores causam um acréscimo no seu valor comercial e as variedades coloridas são frequentemente lapidadas e usadas como gemas, porém, o resultado dependerá de sua composição química e do seu ambiente de formação. Alguns matizes obtidos através desse tratamento não são encontrados na natureza, como é o caso da tonalidade amarelo-esverdeada, e quando o quartzo hialino desenvolve esta cor é conhecido como green gold. Este estudo tem como principal objetivo analisar a formação do matiz amarelo-esverdeado desenvolvido por cristais de quartzo hialinos após irradiação e tratamento térmico, assim como correlacionaras cores obtidas com o ambiente de formação e prováveis elementos químicos responsáveis pela cor. Para isto foram utilizadas 97 amostras de quartzo, sendo 93 de quartzo green golde 4 de quartzo morion natural, provenientes de pegmatitos de Santana do Araguaia (PA) e de veios hidrotermais próximos a Joaquim Felício (MG), respectivamente. Os cristais de quartzo green gold foram divididos em 17 grupos e as amostrasde quartzo morion constituíram somente 1 grupo, sendo o critério de separação as diferentes tonalidades. Uma amostra de cada lote foi mantida original para ser utilizada como padrão e posteriormente comparada às cores obtidas. Todos os grupos de Santana do Araguaia - PAforam aquecidos a 330°C para perderem a cor e serem novamente tratados. A partir desta etapa, estes lotes foram irradiados com 330kGy utilizando uma fonte de \'Co POT.60\' e depois aquecidos a uma temperatura que variou de 217°C à 330°C. O grupo de quartzo morion de Joaquim Felício - MG foi apenas aquecido nas mesmas condições de temperatura. As cores desenvolvidas após o tratamento foram classificadas visualmente pelo método CMYK e analisadas através da espectroscopia no visível, assim, estes dados foram comparados às cores das amostras padrão. Todos osgrupos provenientes dos pegmatitos de Santana do Araguaia - PA não desenvolveram a coloração inicial, tendo se tornados amarelados e amarronzados. Somente uma amostra deste lote de quartzo desenvolveu uma peculiar coloração verde após o re-tratamento. Os cristais de Joaquim Felício - MG, quando aquecidos, tornaram-se marrom-acinzentados. Os resultados deste estudo sugerem que a tonalidade de cor obtida no processo de produção do quartzo green gold está intimamente relacionada ao número de vezes que as amostras de quartzo são tratadas, à dose de irradiação gama e temperaturas utilizadas, à origem do mineral e a sua composição química. / The hyaline quartz when treated with gamma irradiation, whether followed by heat treatment or not, can develop various hues of green, yellow and brown. These colors cause an increase in the commercial value of the quartz and colored varieties are often cut and used as gems, however, the result depends on its chemical composition and its geological environment. Some hues obtained through this treatment are not found in nature, as is the case of greenish-yellow hue; when the hyaline quartz develops this color itis known as \"green gold\". This study has as its mainobjective to analyze the formation of yellow-greenish hues developed by hyaline quartz crystals after irradiation and heattreatment, as well as to correlate the colors obtained from the geological environment and the chemical elements responsible for color. For this, 97 quartz samples were used, 93 of which were \"green gold\" quartz and 4 natural morion quartz, from pegmatites of Santana do Araguaia (PA) and hydrothermal veins near the Joaquim Felício (MG), respectively. The \"green gold\" quartz crystals were divided into 17 groups and the morion quartz samples were only 1 group, the criteria for separating the groups being the different hues. A sample from each group was kept original to be used as a standard, and later compared to the colors obtained. All groups of Santana do Araguaia - PA were heated to 330° C to lose color and be re-treated. After that, these lots were irradiated with 330kGy using a source of Co-60 and then heated to a temperature that ranged from 217° C to 330° C.The morion quartz group of Joaquim Felício - MG was only heated under the same conditions oftemperature. The colors developed after the treatment were visually classified by CMYK method and analyzed through visible spectroscopy. The data obtained have been compared to the colors of the standard samples. None of the groups from the pegmatites of Santana do Araguaia - PA developed the original color, only yellowish and brownish hues. Onlyone sample developed a peculiar green color after the re-treatment. The crystals of Joaquim Felício-MG, when heated, became grayish-brown. The results of this study suggest that the colors obtained in the process of production of the \"green gold\" quartz are related to the number of times that the quartz samples are treated, the dose of gamma irradiation and temperatures used, the origin of the mineral, and its chemical composition.

As microestruturas registram importantes e abundantes informações acerca da história deformacional das rochas. O estudo destas feições em minerais como o quartzo tem se intensificado pela sua abundância na crosta continental. Este trabalho consiste em analisar estruturas e microestruturas dos quartzo milonitos e filonitos da Zona de Cisalhamento Quitéria – Serra do Erval (ZCQSE), região de Quitéria, RS. A ZCQSE faz parte do Cinturão de Cisalhamento Sul-brasileiro e está localizada na porção nordeste do Escudo Sul-rio-grandense. Afetou rochas do embasamento paleoproterozoico, controlou o posicionamento de magmas edicaranos, e sua atividade incrementou deformação até o estado sólido. Corpos de quartzo milonito e filonito (QMF) afloram ao longo da ZCQSE, dispostos em faixas estreitas e descontínuas, alongados na direção N65°E. Os QMF possuem arranjo geométrico concordante às estruturas impressas pela zona de cisalhamento nos granitoides sintectônicos parentais, denominados de Arroio Divisa (GAD). Nesta sequência de QMF, o quartzo milonito é a ocorrência principal e dois tipos, com feições deformacionais concordantes, foram identificados: um está associado ao filonito (QM1) e o outro afeta veios graníticos (QM2). Filonitos ocorrem de maneira subordinada, como bandas de espessura centimétrica a métrica, intercaladas paralelamente ao QM1. A comparação entre as microestruturas desenvolvidas em agregados de quartzo deformados nos GAD e nos QMF permitiram avaliar qualitativamente as condições de deformação da ZCQSE. As microestruturas em agregados de quartzo indicam que os episódios de deformação que afetaram os QMF e GAD ocorreram em condições termais muito semelhantes. Grãos de quartzo grossos e interlobados, que contêm subgrãos em padrão tabuleiro de xadrez, registram recristalização e recuperação em condições compatíveis com as da fácies anfibolito superior, quando o sistema estava ainda em condições magmáticas. Diversos graus de retrabalhamento, como redução no tamanho do grão e estiramento, com desenvolvimento de extinção irregular e ondulante, afetam as microestruturas de alta temperatura e indicam que a retomada da deformação ocorreu em fácies xisto verde, em condições de P-T mais brandas. O conjunto de corpos de QMF presente nos GAD forma um indicador cinemático de grande escala que atesta o caráter transpressivo da ZCQSE. / The microstructures register important and abundant information about deformational history of the rocks. The investigation of these features in minerals such as quartz has been intensified due to its abundance in the continental crust. This work consists of analysing structures and microstructures of quartz mylonites and phyllonites from the Quitéria–Serra do Erval Shear Zone (QSESZ) in the region of Quitéria, RS. The QSESZ integrates the Southern Brazilian Shear Belt and is located in the northeastern part of the Sul-rio-grandense Shield. The QSESZ affected rocks of the Paleoproterozoic basement, controlled the emplacement of Edicaran magmas and deformed them past the solidus. Quartz mylonite and phyllonite (QMP) occur along the QSESZ, arranged in narrow and discontinuous, N65°E elongate bands, with geometric arrangement concordant with the shear zone structures printed on the parental syntectonic Arroio Divisa Granitoids (ADG). Quartz mylonite is dominante in this QMP sequence, and two types have been identified, with similar deformational features: one is associated with phyllonite (QM1) and the other affects granitic veins (QM2). Phyllonites are subordinate and occur as bands of centimetre to metre thickness, interspersed parallel to QM1. The comparison between the microstructures developed in deformed quartz aggregates in ADG and QMP allowed to evaluate qualitatively the deformation conditions of QSESZ. Microstructures of quartz aggregates indicate very similar thermal conditions in the deformation of the QMP and ADG. Coarse and irregular quartz grains with interfingering sutures that contain chessboard pattern subgrains record recrystallization and recovery in upper amphibolite facies conditions, when the system was still under magmatic P-T conditions. Several degrees of reworking, such as grain size reduction and stretching, with irregular and undulose extinction affect the high temperature microstructures and indicate that the resumption of the deformation occurred under green schist facies conditions. The set of QMP bodies within the ADG forms a large-scale kinematic indicator that attests to the QSESZ transpressive regime.