Química mineral

LA-ICP-MS

Durante as análises LA-ICP-MS, é utilizado um laser para ablar uma pequena fossa na superfície do mineral ou material que está a ser medido. O material ablado forma um aerossol de partículas condensadas que é transportado por uma corrente de gás, geralmente He, para o instrumento de plasma indutivo (ICP). O ICP decompõe as partículas em iões. Estes iões são então introduzidos no espectrómetro de massa onde são separados em isótopos e contados sequencialmente por um detetor. A concentração é determinada pela calibração das contagens do detetor com elementos de concentração conhecida na amostra e dentro do material de referência. Os materiais de referência também são utilizados periodicamente durante as sequências de análise para corrigir qualquer desvio do instrumento ao longo do tempo.

Que elementos são medidos?

De 20 a 40 elementos são rotineiramente determinados durante cada análise pontual, dependendo da aplicação. Podem ser fornecidas listas de elementos específicos mediante pedido. A preparação de amostras para análise pode ser de separações minerais montadas num botão de resina epóxi ou de montagens redondas de 25 mm feitas de amostras de rocha para análises minerais in situ. As secções finas não são recomendadas para análises por este método devido à perfuração a laser através da amostra para a lâmina de vidro.

A aplicação da química mineral de oligoelementos à exploração

Num único tipo mineral, foi observada uma variação mensurável de oligoelementos entre as partes distal e proximal do halo de alteração em sistemas de mineralização férteis. Tais estudos estão disponíveis dominantemente para sistemas porfírio (Cooke et al., 2014; Wilkinson et al., 2017; Uribe- Mogollon e Haher., 2020), mas seriam esperadas alterações semelhantes na química mineral noutros sistemas de minério hidrotérmico onde as células de alteração excedem a distribuição de alteração visível (por exemplo, usando química de pirita para exploração para depósitos SEDEX; Mukherjee e Large, 2019) ou onde sistemas de alteração semelhantes estão associados a sistemas férteis e inférteis.

Um exemplo de Cooke et al. (2014) descreve as alterações na química do epídoto com a distância de um depósito de porfírio e como estas alterações podem ser utilizadas como uma ferramenta de vectorização fora do halo de pirita. A importância desta nova ferramenta é que o halo de pirita em torno de um sistema de porfírio é facilmente identificado utilizando ferramentas tradicionais de exploração geofísica e geoquímica, mas a zona mais distal de “alteração verde” tem sido muito menos útil como ferramenta regional de exploração (Cooke et al., 2014). A capacidade de identificar se o epídoto faz parte de um conjunto de alteração distal em torno de um sistema de porfírio fértil e em que direção o porfírio é esperado, permite uma amostragem mais espaçada nas fases iniciais de exploração. Isto é particularmente importante quando grandes partes de um sistema de porfírio podem ser escondidas sob cobertura pós-mineralização e partes expostas do sistema podem ser usadas para vectorizar em direção a alvos de exploração.

Uribe-Mogollon e Maher (2020) identificaram de forma semelhante variações na mica branca associadas à alteração filática precoce de sistemas de porfírio mineralizados e não mineralizados para sistemas de porfírio fracamente mineralizados. Uma ferramenta utilizada para quantificar alterações na composição de oligoelementos da mica branca foi a LA-ICP-MS. Os autores conseguiram caracterizar as alterações dos oligoelementos nas micas brancas com fertilidade, que poderiam ser utilizadas durante a exploração para discriminar entre sistemas porfirários. Outras alterações químicas minerais que foram identificadas nos sistemas porfírio incluem zirconita (Ballard et al., 2002), apatita (Bouzari et al., 2016), plagioclásio (Williamson, et al., 2016) e magnetita (Dupuis e Beaudoin, 2011).

Referências e leitura adicional

Ballard, J.R., Palin, J.M. e Campbell, I.H. 2002. Relative oxidation states of magmas inferred from Ce(IV)/Ce(III) in zircon: Application to porphyry copper deposits of northern Chile. Contributions to Mineralogy and Petrology, 144, 347–364, https://doi.org/10.1007/s00410-002- 0402-5

Bouzari, F., Hart, C.J.R., Bissig, T., Barker, S., 2016. Hydrothermal Alteration Revealed by Apatite Luminescence and Chemistry: A Potential Indicator Mineral for Exploring Covered Porphyry Copper Deposits. Economic Geology. 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., e Chen, H., 2020. Recent advances in the application of mineral chemistry to exploration for porphyry copper-gold- molybdenum deposits: detecting the geochemical fingerprints and footprints of hypogene mineralization and alteration. Geoquímica: Exploração, Meio Ambiente, Análise. 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: New Advances in Detecting the Distal Geochemical Footprints of Porphyry Systems- Epidote Mineral Chemistry as a Tool for Vectoring and Fertility Assessments. Society of Economic Geologists, Inc. Publicação Especial 18, pp. 127-152.

Dupuis, C. e Beaudoin, G. 2011. Discriminant diagrams for iron oxide trace element fingerprinting of mineral deposit types. Mineralium Deposita, 46, 319–335, https://doi.org/10.1007/s00126-011-0334-y

Hannington, M.D., Kjarsgaard, I.M., Galley, A.G., e Taylor, B., 2003. Mineral-chemical studies of metamorphosed hydrothermal alteration in the Kristineberg volcanogenic massive sulfide district, Sweden. Mineralium Deposita, edição 38, pp423-442.

Mukherjee I, Large R., 2019. Application of pyrite trace element chemistry to exploration for SEDEX style Zn-Pb deposits: McArthur Basin, Northern Territory, Australia. Ore Geology Reviews, Volume 81, Páginas 1249-1270

Uribe-Mogollon, C. e Maher, K., 2020. White Mica Geochemistry: Discriminating Between Barren and Mineralized Porphyry Systems. Geologia Económica. Society of Economic Geologists, Inc. vol. 115, nº 2, pp. 325-354.

Wilkinson, J.J., Baker, M., Cooke, D.R., Wilkinson, C.C. e Inglis, S. 2017. Exploration targeting in porphyry Cu systems using propylitic mineral chemistry: a case study of the El Teniente deposit, Chile. In Mineral Resources to Discover: Society of Geology Applied to Ore Deposits, 14th Biennial Conference Proceedings, Quebec, 3, 1112–1114.

Williamson, B.J., Herrington, R.J., e Morris, A. 2016. Porphyry copper enrichment linked to excess aluminium in plagioclase. Geociência da Natureza; Publicação online avançada. Macmillan Publishers Limited. DOI: 10.1038/NGEO2651 Repetir conforme necessário