Desarrollo de una metodología para la determinación de elementos minoritarios en muestras geológicas por ablación láser-espectrometría de masas con plasma inductivamente acoplado

Abstract

La quimioestratigrafía es una herramienta que tiene como finalidad la definición y caracterización geoquímica de unidades estratigráficas, la cual requiere el análisis elemental de una gran volumen de muestra y analitos que abarcan concentraciones que van desde mayoritarios a ultra-trazas en una gran diversidad de matrices inorgánicas. Entre estas matrices nos encontramos con las rocas silicatadas, las cuales requieren de rigurosos tratamientos de muestras para su análisis por los sistemas ICP. La ablación láser con espectrometría de masas con plasma inductivamente acoplado (LA-ICP-MS), es una técnica analítica que se ha empleado para dar respuestas al análisis de muestras de compleja disolución, capaz de analizar una gran cantidad de ellas generando resultados confiables con tratamientos mínimos, disminuyendo los costos y los tiempos de respuesta, por ello en este trabajo experimental fue desarrollada una metodología que permite determinar metales a niveles de ppm en este tipo de rocas utilizando LA como sistema de introducción de muestra al ICP-MS. Para este desarrollo se utilizó un láser ND:YAG con longitud de onda de 266 nm, y tiempo de pulso de 6 ns, usando como único tratamiento de muestra la formación de vidrios por fusión. Se estudiaron distintas mezclas de fundentes para la obtención del vidrio más homogéneo y se concluyó que la mezcla tetraborato-metaborato de litio (90-10%), con una dilución de muestra de 10 veces, es la que proporciona los mejores resultados. Se obtuvieron señales más intensas cuando se trabajaron con energías de láser de 2,7 mJ, diámetros de cráter de 400 μm, y flujos de gas de arrastre de 1,2 L min-1. Se observó la formación de un plasma en expansión a densidades de potencia mayores a los 0,5 GW cm-1, lo que originó caídas en las señales. Se midieron 4 elementos: Cu63, Zn66, Y89 y Zr90 realizando curvas de calibración con estándares de referencia lográndose límites de detección en un rango de 0,03 - 0,08 mg Kg-1. El método fue validado con patrones certificados de referencia de rocas silicatadas.No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los valores medidos con las curvas y los propuestos por los patrones demostrando la exactitud de los resultados. Se tomaron 3 réplicas por muestra y se obtuvieron desviaciones estándares relativas (DER) por debajo a 5%, además de errores absolutos menores a un 7%. Se realizaron estudios de repetibilidad y reproducibilidad obteniéndose desviaciones estándares relativas de 2 y 5% respectivamente.