Estudiando procesos corticales y escalas de tiempo geológico con el M4 TORNADO
¿Por qué usar el M4 TORNADO para la caracterización petrológica?
La caracterización mineralógica y geoquímica precisa y fiable de las muestras es fundamental para comprender los procesos que se han desarrollado a lo largo de la historia de la Tierra. Este contexto es clave para tomar decisiones sólidas sobre el submuestreo posterior, orientado a análisis de alta resolución para obtener información sobre elementos traza e isótopos.
Los espectrómetros de microfluorescencia de rayos X M4 TORNADO proporcionan mapas de distribución de elementos sin alterar la muestra. En estos mapas se pueden observar elementos mayoritarios, minoritarios y traza, lo que facilita el acceso a información esencial a escala micrométrica en muestras de tamaño decimétrico. Esto orienta el submuestreo o el microanálisis y permite aprovechar al máximo cada muestra.
Análisis de fenocristales y geoquímica de rocas volcánicas
El tamaño y la distribución de los granos, junto con la zonación de elementos mayoritarios y traza en los fenocristales de rocas ígneas, ofrecen información esencial sobre la evolución de las cámaras magmáticas antes de la intrusión de plutones o la erupción volcánica. Estos datos se utilizan habitualmente para descifrar procesos poco evidentes en la evolución del magma que ocurren en profundidad en la tierra y que determinan episodios de crecimiento y reciclaje cortical. Además, el estudio de rocas volcánicas puede revelar información importante sobre las tasas de erupción.
Gran parte de estos datos se obtiene mediante microperforación para extraer polvos de cristales o mediante análisis in situ con técnicas de ablación láser. Por tratarse de métodos costosos y laboriosos, es fundamental disponer de una caracterización previa que permita planificar el submuestreo. Esta caracterización puede lograrse mediante mapas de distribución de elementos obtenidos mediante microfluorescencia de rayos X, la cual permite analizar secciones grandes de la muestra con preparación mínima y ofrece una visión más amplia de la composición química de rocas y minerales.
Encuentre más detalles sobre esta investigación aquí:
- Yousefi, F., Lentz, D.R., Bark, G. (2025). Titanomagnetite Rims on Hornblende Phenocrysts in Intermediate Subvolcanic Intrusions, Torud–Ahmad Abad Magmatic Belt, Iran: Examination of Devolatilization and Oxidation Processes. Lithosphere, 227, p13.
- Miranda‑Díaz, G., Menzies, A., Riveros‑Jensen, K., Heide, G., Bußmann, L., Härtel, B., Tagle, R., Medina, E., Griem, W. (2024). Mineralogy and geochemistry of multi‑coloured sapphires at the Portezuelo de Pajas Blancas' deposits, northern Chile: revealing crystal growth processes. International Journal of Earth Sciences, 113, 635-656.
Figura 2 - Izquierda y centro: Mapas de distribución de elementos obtenidos por microfluorescencia de rayos X en una roca volcánica que muestran los tipos de fenocristales y la distribución relativa del tamaño de grano. Todos los mapas generados con el M4 TORNADO pueden procesarse mediante el software AMICS de Bruker para obtener información cuantitativa adicional sobre las relaciones entre minerales.
Derecha: Mapa de bario en un fenocristal de feldespato que muestra zonación oscilatoria formada durante el crecimiento. Elementos traza como Ba, Rb y Sr pueden mapearse y correlacionarse con las fases de crecimiento del magma.
Ventilas hidrotermales del fondo oceánico
Las ventilas hidrotermales, también conocidas como fumarolas negras, fueron descubiertas hace varias décadas gracias a exploraciones con vehículos sumergibles en dorsales oceánicas, y más tarde también en otros centros de expansión. Desde entonces, han aportado información valiosa sobre los procesos que tienen lugar en los límites activos de placas, incluida la identificación de nuevas formas de vida extremófila. Además, la naturaleza de estas formaciones se relaciona con el desarrollo de ciertos tipos de depósitos de metales base, que hoy despiertan un interés creciente como fuente de metales críticos.
El análisis mediante microfluorescencia de rayos X con el M4 TORNADO permite caracterizar rápidamente muestras procedentes de las ventilas hidrotermales y del material circundante, sin necesidad de una preparación extensa. Los mapas de distribución de elementos revelan detalles clave sobre la evolución de las ventilas a lo largo del tiempo y sobre cómo esta evolución puede estar condicionada por la interacción de fluidos calientes ricos en elementos, con el agua de mar adyacente.
Encuentre más detalles sobre esta investogación aquí:
- Yang, K., , Dong, Y., Li, Z., Wang, H., Ma, W., Qiu, Z., Li, X., Han, C., Zhao, J. (2024). Geochemistry of buried polymetallic nodules from the eastern Pacific Ocean: Implication for the depth-controlled alteration process. Marine Geology, 467, 107190.
Figura 3 – Izquierda: Imagen general de una muestra recolectada en una ventila hidrotermal del fondo oceánico. Esta valiosa muestra ha sido cortada en láminas, pero no requirió preparación adicional antes del análisis mediante microfluorescencia de rayos X en el M4 TORNADO.
Derecha: Imagen general (superior) y mapa de distribución de elementos (inferior) de un fragmento de ventila que se ha seccionado para mostrar un corte transversal a través de la pared de la ventila. El mapa elemental indica que la mayor parte de la muestra está compuesta por calcopirita (mineral sulfuro de Cu-Fe), pero presenta una pared externa formada por minerales óxidos de cobre y hierro. También se observan bolsillos con azufre —sin hierro ni cobre— dentro del cuerpo de calcopirita de la ventila; estos están rellenos con el mineral sulfato de calcio, anhidrita.
Caracterización mineral y textural en rocas metamórficas: zonación y minerales que permiten datación
Interpretar las complejas historias registradas en las rocas metamórficas, fundamentales para comprender la formación de montañas y otros procesos corticales, requiere una caracterización detallada de los minerales, sus composiciones y las relaciones texturales entre ellos. El proceso comienza en el afloramiento, pero pasa rápidamente a la petrografía óptica mediante secciones delgadas pulidas. En esta transición de escala puede perderse información o realizarse un muestreo incorrecto.
La espectrometría de microfluorescencia de rayos X con el M4 TORNADO permite analizar muestras lo suficientemente grandes como para caber en la mano y obtener información sobre la composición química en una escala semejante a la observada directamente en el afloramiento con una lupa. Además de proporcionar un contexto geoquímico más amplio para la evolución de la roca, este método facilita la selección adecuada para análisis posteriores. Gracias al diámetro del haz de excitación (<20 µm) y a la capacidad de detectar elementos traza como Y, Zr y los REEs, resulta sencillo localizar minerales que permiten datación, identificar su presencia y comprender sus relaciones texturales, incluso en grandes losas de roca.
Encuentre más detalles sobre esta investigación aquí:
- Jacob, D.E., Fung, A. (2024). Geochemistry of forty-one eclogitic and pyroxenitic mantle xenoliths from the Central Slave Craton, Canada (Ekati Diamond Mine). Geoscience Data Journal, 11, 825-832.
Evaluación preliminar de concentrados minerales para identificar minerales aptos para datación: circón, monacita, rutilo.
La selección de minerales accesorios aptos para datación en sedimentos fluviales o en rocas trituradas suele implicar un largo proceso de separación mediante técnicas gravimétricas y magnéticas. Dicho proceso normalmente culmina con la selección manual bajo un estereoscopio óptico. La presencia del mineral de interés no siempre está garantizada en algunas rocas y, aun para especialistas experimentados, puede resultar difícil de identificar por sus propiedades ópticas.
El espectrómetro de microfluorescencia de rayos X M4 TORNADO permite realizar un cribado rápido de muestras particuladas y confirmar la presencia del mineral buscado, aun cuando se encuentre en trazas. Los mapas de distribución de elementos pueden obtenerse en muestras no planas, incluidas monturas dispersas de partículas, sin necesidad de incluirlas en resina epoxi, pulirlas ni recubrirlas con carbono, lo que simplifica el cribado rápido y lo hace fácil de realizar. La ventaja adicional de la microfluorescencia de rayos X, como técnica de dispersión de energía (ED-XRF, por sus siglas en inglés), es que se recoge todo el espectro energético de forma simultánea en cada punto, lo cual permite una caracterización completa de la muestra y la detección de minerales inesperados.
Encuentre más detalles sobre esta investigación aquí:
- Watthanapond, P., Chualaowanich, T., Fanka, A. (2024). Mineral chemistry and petrography of granitic rocks related rare earth elements in Uthai Thani area, central Thailand: Implication for REE potential in Thailand. Bulletin of Earth Sciences of Thailand, 16, 69-79.
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