Espectroscopía de reflexión de IREspectroscopía de reflexión de IR

Métodos de estudio de Asociaciones MineralesMétodos de estudio de Asociaciones Minerales

AC-2_100

http://www.pimausa.com/

Radiación SWIR (Short Wave Infrared)

SWIR: 1300 a 2500 nm

VNIR; ~350 to 2500 nm

(1) Región SWIR:Es sensible a las vibraciones de los enlaces de moléculas y

radicales en estructuras cristalinas:

• OH

• H2O

• NH4

• CO3

• catión-OH

• Al-OH (~2200 nm)

• Fe-OH (~2250 nm)

• Mg-OH (~2350 nm

(2) Región VIS:Es sensible a cambios del estado de oxidación de metales de

transición.

BANDAS DE ABSORCIÓN

Ventajas y aplicabilidad de la técnica

La espectrometría de reflexión SWIR permite:

• realizar análisis en campo, in situ

• obtener un elevado número de análisis

• muy rápidamente

ADEMÁS

• No requiere preparación de muestra

• Es simple y rápida

Sin embargo, para garantizar buenos resultados es imprescindible

• Confirmar los resultados con DRX y petrografía

Limitaciones de la técnica(1) NO permite identificar la mayoría de silicatos anhidros (minerales

esenciales, formadores de rocas).

(2) Las mezclas de minerales son difíciles de interpretar.

P.e.: zeolitas + arcillas

(3) Elevado límite de detección: 5 - 20 %, dependiendo de la reflectividad

Jarosita

Esmectita

http://www.pimausa.com/

Minerales que podemos identificar (activos)• Silicatos hidratados

• Filosilicatos• Anfíboles• Epidotas• Turmalinas• Berilo• Topacio• Ópalos• Zeolitas

• Carbonatos• Hidróxidos

• Sulfatos• Jarosita• Alunita• Yeso

• Minerales con NH4+

• Buddingtonita NH4AlSi3O8• Illita amónica (tobelita) (NH4,K)Al2(Si3Al)O10(OH)2• Amonioalunita (NH4)Al3(SO4)2(OH)6

PHOSPHATE ??P-O-H~2.38µm

CARBONATESCO3-2~2.29 - 2.35µM

MICAS, TALC, EPIDOTE

AMPHIBOLES, CHLORITE, Mg(OH)~2.3µM

OPALINE SILICASi(OH)2.24-2.26

JAROSITE, FE-ILLITE

CHLORITEFe(OH)2.2-2.6µM

AMPHIBOLES, SERPENTINE

ALUNITE, JAROSITE, MICAS

SMECTITE, KAOLINITE, ILLITE

Al-OH~2.2 µM

PHOSPHATE ??P-O-H~2.18µM

BORATE ??B-O ~2.15-2.2µM

AMMONIUM-BEARING SPECIESNH4 ~2.02, 2,12µM

ATMOSPHERIC WATER1.9 µM

SMECTITE, BERYL, ZEOLITESMOLECULAR WATER~1.9 µM

ALUNITE, JAROSITE, GYPSUMWATER1.76 -1.82µM

AMMONIUM-BEARING SPECIESNH4~1.56µM

ALUNITE, GYPSUM, JAROSITEOH1.4-1.48

ATMOSPHERIC WATER1.4µM

PYROPHYLLITE, GIBBSITE, TALC

BERYL, ZEOLITES, BRUCITE

ILLITE, KAOLINITE, SMECTITE

OH and WATER~1.4 µm

MINERAL / COMPOUNDMOLECULEFeature POSITION

http://www.pimausa.com/

100

20

40

60

80

0

100

20

40

60

80

0

WAVELENGTH (nm)

OH & H O2 OH H O2

NH4

AlOH

FeOH

MgOH &

CO 3

AlOH

100

20

40

60

80

0

100

20

40

60

80

0

WAVELENGTH (nm)

OH & H O2 OH H O2

NH4

AlOH

FeOH

AlOH

Otros factores que afectan a la reflectancia SWIR (1) Variaciones en la composición química por solución sólida

(2) Cristalinidad

(3) Reflectividad general o albedo

http://www.pimausa.com/

Otros factores que afectan a la reflectancia: Efecto matriz

La presencia de minerales no activos, que absorben pero no reflejan la radiación SWIR puede causar grandes diferencias en la reflectancia total.

WAVELENGTH (nm)

REF

LEC

TAN

CE

(%) B

Ref

lect

ance

A

EQUIPO: Espectrómetros de campo

APLICACIONES: Identificación de minerales

La identificación se basa en:

• Posición de los rasgos de absorción

• Forma general del espectro

http://www.pimausa.com/specmin2.html

Se realiza mediante:

• Búsqueda en tablas

• Comparación visualcon librerías de espectros

• EXISTE softwareespecializado

APLICACIONES: Identificación de minerales

APLICACIONES: Identificación de minerales

APLICACIONES: Identificación de minerales

APLICACIONES: Identificación de minerales

APLICACIONES: Identificación de minerales

APLICACIONES: Identificación de minerales

APLICACIONES: Cuantificación de mezclas minerales• Se basa en la intensidad de los rasgos de absorción

• Habría que considerar coeficientes de absorción específicos

• La única solución fiable es construir curvas de calibración específicas

http://www.pimausa.com/

APLICACIONES: Otras aplicaciones• Variabilidad en un rasgo de absorción determinado: Exploración

Jones, S., Herrmann, W., Gemmell, J.B., 2005, Economic Geology 100, 273–294.

Competitividad de la técnicaEn el estudio de minerales de alteración de grano fino:

(1)Exploración minera:

(1)Epitermales

(2)Pórfidos cupríferos

(3)VMS

(4)Kimberlitas

(5) Gossans

(2) Exploración geotérmica

(3) Intemperismo/meteorización de rocas

(4) Desechos mineros (jales y terreros)

(5) … Exploración de otros planetas (!)