Química mineral

Espectrometría de masas de plasma acoplada inductivamente a ablación con láser (LA-ICP-MS)

Durante los análisis de LA-ICP-MS, se utiliza un láser para ablacionar una pequeña fosa en la superficie del mineral o material que se está midiendo. El material extirpado forma un aerosol de partículas condensadas que se transporta por una corriente de gas, normalmente He, al instrumento ICP. ICP descompone las partículas en iones. A continuación, estos iones se introducen en el espectrómetro de masas, donde se separan en isótopos y se cuentan secuencialmente mediante un detector. La concentración se determina calibrando los recuentos del detector con elementos de concentración conocida en la muestra y dentro del material de referencia entre paréntesis. Los materiales de referencia también se utilizan periódicamente durante las secuencias de análisis para corregir cualquier desviación del instrumento a lo largo del tiempo.

¿Qué elementos se miden?

De 20 a 40 elementos se determinan de forma rutinaria durante cada análisis puntual, dependiendo de la aplicación. Se pueden proporcionar listas de elementos específicos previa solicitud. La preparación de muestras para análisis puede ser separaciones minerales montadas en un botón de resina epoxi o montajes redondos de 25 mm hechos de muestras de roca para análisis minerales in situ. No se recomiendan secciones finas para análisis mediante este método debido a la perforación con láser a través de la muestra en el portaobjetos de vidrio.

La aplicación de la química mineral de oligoelementos a la exploración

En un único tipo de mineral; se ha observado una variación medible de oligoelementos entre las partes distal y proximal del halo de alteración en sistemas de mineralización fértiles. Dichos estudios están disponibles de forma predominante para los sistemas porfirios (Cooke et al., 2014; Wilkinson et al., 2017; Uribe-Mogollon y Haher., 2020), pero se esperarían cambios similares en la química mineral en otros sistemas de mineral hidrotérmico donde las células de alteración exceden la distribución de alteración visible (por ejemplo, mediante el uso de química de pirita para la exploración de depósitos de SEDEX; Mukherjee y Large, 2019) o donde sistemas de alteración similares se asocian con sistemas fértiles e infértiles.

Un ejemplo de Cooke et al. (2014) describe los cambios en la química de las epidotas a distancia de un depósito de porfirio y cómo estos cambios pueden usarse como herramienta de vectorización fuera del halo de pirita. La importancia de esta nueva herramienta es que el halo de pirita alrededor de un sistema porfirio se identifica fácilmente utilizando herramientas de exploración geofísica y geoquímica tradicionales, pero la zona de “alteración verde” más distal ha sido mucho menos útil como herramienta de exploración regional (Cooke et al., 2014). La capacidad de identificar si la epidota forma parte de un conjunto de alteración distal alrededor de un sistema porfirio fértil y en qué dirección se espera la porfiria, permite una toma de muestras más amplia en las primeras etapas de exploración. Esto es particularmente importante cuando grandes partes de un sistema porfirio pueden ocultarse bajo la cobertura posterior a la mineralización y las porciones expuestas del sistema pueden usarse para vectorizar hacia objetivos de exploración.

Uribe-Mogollon y Maher (2020) han identificado de forma similar variaciones en la mica blanca asociadas a la alteración filoscópica temprana de sistemas porfirios mineralizados y no mineralizados a débilmente mineralizados. Una herramienta utilizada para cuantificar los cambios en la composición de oligoelementos de la mica blanca fue LA-ICP-MS. Los autores pudieron caracterizar los cambios de oligoelementos en las micas blancas con fertilidad que se podían utilizar durante la exploración para discriminar entre los sistemas porfirios. Otros cambios en la química mineral que se han identificado en los sistemas porfirios incluyen zirconio (Ballard et al., 2002), apatita (Bouzari et al., 2016), plagioclasa (Williamson et al., 2016) y magnetita (Dupuis y Beaudoin, 2011).

Referencias y lecturas adicionales

Ballard, J.R., Palin, J.M. y Campbell, I.H. 2002. Estados de oxidación relativa de magmas inferidos de Ce(IV)/Ce(III) en circonio: Aplicación a los depósitos de cobre porfirio del norte de Chile. Contribuciones a la mineralogía y la petrología, 144, 347-364, https://doi.org/10.1007/s00410-002- 0402-5

Bouzari, F., Hart, C.J.R., Bissig, T., Barker, S., 2016. Alteración hidrotérmica revelada por luminiscencia y química de la apatita: Un mineral indicador potencial para explorar depósitos de cobre porfírico cubiertos. Geología económica. Vol. 111. Pp. 1397-1410.

Cooke, D.R., Agnew, P., Hollings, P., Baker, M., Chang, Z., Wilkinson, J.J., Ahmed, A., White, N.C., Zhang, L., Thompson, J., Gemmel, J.B., Danyushevsky, L. y Chen, H., 2020. Avances recientes en la aplicación de la química mineral a la exploración de depósitos de molibdeno de cobre-oro porfirio: detección de huellas geoquímicas y huellas de mineralización y alteración de hipogenes. Geoquímica: Exploración, medio ambiente, análisis. https://doi.org/10.1144/geochem2019-039

Cooke, D.R., Baker, M., Hollings, P., Sweet, G., Chang, Z., Danyushevsky, L., Gilbert, S., Zhou, T., White, N.C., Gemmell, B.J. e Inglis, S. 2014. Capítulo 7: Nuevos avances en la detección de las huellas geoquímicas distales de los sistemas porfirios: la química mineral de los epídotos como herramienta para las evaluaciones de vectores y fertilidad. Society of Economic Geologists, Inc. Publicación especial 18, pp. 127-152.

Dupuis, C. y Beaudoin, G. 2011. Diagramas discriminantes para la huella dactilar de oligoelementos de óxido de hierro de tipos de depósitos minerales. Mineralium Deposita, 46, 319-335, https://doi.org/10.1007/s00126-011-0334-y

Dr. Hannington, Kjarsgaard, I.M., Galley, A.G. y Taylor, B., 2003. Estudios químico-minerales de la alteración hidrotérmica metamorfosada en el distrito volcanógeno de sulfuro masivo de Kristineberg, Suecia. Mineralium Deposita, edición 38, pp 423-442.

Mukherjee I, Large R., 2019. Aplicación de química de oligoelementos de pirita a la exploración de depósitos de Zn-Pb estilo SEDEX: Cuenca McArthur, Territorio del Norte, Australia. Ore Geology Reviews, Volumen 81, pp. 1249-1270

Uribe-Mogollon, C. y Maher, K., 2020. Geoquímica de mica blanca: Discriminación entre los sistemas de porfirio mineralizado y estéril. Geología económica. Society of Economic Geologists, Inc. vol. 115, n.º 2, pp. 325-354.

Wilkinson, J.J., Baker, M., Cooke, D.R., Wilkinson, C.C. e Inglis, S. 2017. Exploración dirigida a los sistemas de Cu de porfirio utilizando química mineral propilítica: caso de estudio del depósito El Teniente, Chile. En Recursos minerales para descubrir: Sociedad de Geología Aplicada a los Depósitos de Mineral, 14º Procedimiento de la Conferencia Bienal, Quebec, 3, 1112-1114.

Williamson, B.J., Herrington, R.J. y Morris, A. 2016. Enriquecimiento de cobre porfírico vinculado al exceso de aluminio en la plagioclasa. Geociencia natural; publicación avanzada en línea. Macmillan Publishers Limited. DOI: 10.1038/NGEO2651 Repita según sea necesario