Desarrollo de métodos de tratamiento de muestra y análisis de rocas mediante ICP-MS y su aplicación para la clasificación y caracterización de rocas ígneas del Uruguay

Las rocas ígneas son aquellas que se producen a partir del enfriamiento y la solidificación del magma. Es muy importante poder caracterizar químicamente este tipo de rocas ya que esto hace posible: clasificarlas, modelar los procesos de génesis y evolución de los magmas que llevaron a su formación y determinar el ambiente tectónico generador. La composición química de las rocas es evaluada mediante la utilización de diagramas específicos y es relevante para el mapeo geológico básico, para estudios petrogenéticos y de evolución tectónica y para la prospección de recursos minerales. Desde hace muchos años se utiliza la información de la composición química de las rocas para caracterizar los diferentes tipos de rocas e identificar sus orígenes. Elementos químicos mayoritarios, así como otros presentes en concentraciones trazas son seleccionados de acuerdo a sus características de movilidad y representatividad del tipo de roca. Por este motivo, varios elementos han sido estudiados por diferentes autores para la construcción de diagramas de discriminación adecuados para la clasificación. En este trabajo de tesis se buscó desarrollar métodos analíticos de tratamiento de muestras y de análisis de elementos traza y mayoritarios en rocas, para su aplicación en la clasificación y caracterización de rocas ígneas de Uruguay, buscando hacer disponible una plataforma analítica a nivel nacional para grupos de investigación. Para esto, se optimizó un procedimiento de tratamiento de muestras que fuera eficiente para los fines propuestos y más en consonancia con los principios de la Química Analítica Verde que aquellos de uso tradicional para este tipo de muestras. Se logró desarrollar y validar un método de preparación de muestras asistido con microondas que resultó efectivo y rápido, minimizando los riesgos de contaminación y pérdida de analitos.Además, con un único tratamiento fue v posible realizar determinaciones de elementos mayoritarios y trazas utilizando diferentes técnicas analíticas. En el caso de elementos a nivel de traza se utilizó la técnica de espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS) y para los mayoritarios espectrometría de emisión óptica por plasma inducido por microondas (MIP OES). Las cifras de mérito obtenidas a partir de la validación, realizada utilizando materiales de referencia certificados, demostraron que los métodos desarrollados fueron adecuados para los fines propuestos. Los % de recuperación de materiales de referencia certificados obtenidos en la validación se encontraron entre 93 y 108% para el caso de elementos mayoritarios y entre 85 y 115 % para el caso de elementos a nivel traza. Al mismo tiempo, los resultados fueron comparados con determinaciones realizadas en un laboratorio de Alemania con larga trayectoria en análisis geoquímicos. La metodología analítica fue aplicada a muestras provenientes de diques del Complejo ígneo Valle Chico, ubicado en la zona SE de Uruguay. Se logró realizar la clasificación de estas muestras, siendo las mismas clasificadas como riolitas y traquitas e inferir que el ambiente tectónico generador del magma de origen es de intraplaca. Además, en el trabajo se identificó la composición mineral mediante estudios de petrografía y se determinaron edades modelo Sm-Nd, que resultaron todas ellas Paleoprotozoicas en el rango de 1650 y 2106 Ma. Esta plataforma analítica quedó disponible para futuros trabajos tanto para matrices similares a las de esta tesis como con perspectivas de nuevas aplicaciones sobre otras muestras complejas

Determination of major elements in igneous rocks using microwave plasma atomic emission spectrometry (MP-AES)

An analytical method for sample preparation of igneous rocks and subsequent determination of Si, Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Ba, Sr, and Ti by means of microwave induced emission spectrometry (MP-AES) was developed and validated. The proposed sample preparation procedure avoids the use of perchloric acid and provided accurate results even for silicon determination using an acid digestion with hydrofluoric acid. The determination of major elements in rocks is required for the design of classification diagrams that provides relevant information for geochemical analysis