1 INTI - Unión Europea SEGEMAR - INTEMIN TallerMejora de la eficiencia y de la competitividad de la economía argentina INTI - Unión Europea SEGEMAR - INTEMIN Taller

2 Dr. J.L. Fernández Turiel Buenos Aires, 22-24 de agosto de 2005Implicaciones ambientales de la extracción de rocas y minerales no metalíferos 4-Técnicas analíticas geoquímicas y mineralógicas Dr. J.L. Fernández Turiel Buenos Aires, de agosto de 2005

3 Índice Técnicas mineralógicas Técnicas químicas

4 Ensayos mineralógicosdifracción de rayos X microscopía óptica luz transmitida luz reflejada microscopía electrónica de barrido microsonda electrónica

5 Análisis químicos Roca total / Fases minerales / Agua / Mat, particulado elementos mayoritarios elementos trazas potencialmente tóxicos. Esta información pueder ser necesario obtenerla sólo de ciertas fases minerales. Técnicas habitualmente utilizadas fluorescencia de rayos X (FRX) espectrometría de absorción atómica (AAS) espectrometría de emisión óptica con fuente de plasma acoplada por inducción (ICP-OES) espectrometría de masas con fuente de plasma acoplado por inducción (ICP-MS).

6 aplicación de la ICP-MS a muestras geológicas

7 desarrollo y aplicacionesaportación fundamental a la geoquímica aplicaciones más significativas exploración minera minería hidroquímica

8 ICP  ICP-OES  ICP-MS  1884 1884-1941 1941 1962-63 1964 1965 1980Conversión del gas en un conductor sin estar en contacto con la fuente de energía (HITTORF) Estudio de descargas sin electrodos (THOMPSON y TESLA) 1941 Descarga en aire (baja P) -RF 100 kW (BABAT) ICP de argón en "recipientes abiertos" (antorchas) y estabilización de vórtice (REED) Plasmas en alta P como fuentes de emisión (GREENFIELD et al.) 1964 1965 ICP (FASSEL et al.) 1980 1993 1983 ICP-MS comerciales  España 2002 3º generación ICP-MS GRAY y colaboradores (Surrey) HOUK y colegas (Ames Laboratory) DOUGLAS y colaboradores (Toronto)

9 elementos de interés H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar KCa Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lw

10 tipología de muestras muestras sólidas (minerales y rocas)análisis global de minerales y rocas análisis puntual de minerales muestras líquidas aguas superficiales y subterráneas aguas de mar inclusiones fluidas en minerales

11 ambiente del laboratorioprocedimientos entrada directa ambiente del laboratorio preparación primaria digestión separación preconcen- tración preparación final ICP-MS material y reactivos

12 digestión ácida en bombas abiertasminerales y rocas secado y molienda ICP- MS digestión HNO3 HClO4 HF 

13 fusión alcalina minerales y rocas  LiBO2 Na2O2 secado y molienda ICP- MS

14 ablación con láser minerales y rocas

15 petrogénesis ICP-MS

16 contextos geotectónicos

17 contextos geotectónicos

18 contextos geotectónicos

19 hidroquímica monitoreo ambiental calidad del agua potablepolítica hídrica – gestión de cuencas

20 muestreo y preparación de muestraFiltración (si es necesario) 50 mL (trazas) a 2000 mL (isótopos) botellas de HDPE acidificación (si es necesaria) Preconcentración (ej., Pb con 1-HOQ)

21 calidad de aguas destinadas al consumo humano directiva 98/83 CEHe Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lw parte A – conc. máx parte B – conc. indicativa

22 aguas minerales

23 gestión de cuencas hidrográficaspozo nivel freático movimiento del agua acuífero río

24 sistema de soporte a la decisión – DSScriterios gestión ambiental generales legislación y economía DSS específicos hidrogeología, ecología, ... hidroquímica GIS teledetección

25 CHIR – carácter hidroquímico regionalagua medio huella hidroquímica 11B Na CHIR Rb NO3 206Pb/204Pb Fe huella hidroquímica modificaciones

26 metodología EXPLO CHIR Carácter HIdroquímico RegionalRed de Control de Calidad Parámetros hidroquímicos CE, pH, Cl, Na, K, SO4, HCO3, elementos trazas, relaciones isotópicas CHIR Carácter HIdroquímico Regional Presentación EXPLO Tabla del estado CHIR Mapa del estado CHIR

27 presentación EXPLO

28 parámetros convencionalesacuíferos

29 parámetros no convencionalesacuíferos

30 parámetros no convencionalesValle del Río Llobregat

31 relaciones isotópicastabla de isótopos 10B, 11B 75As

32 variaciones de las relaciones isotópicas desintegración radioactiva  fraccionamiento isotópico

33 determinación de las relaciones isotópicastécnica analizador ejemplos SIRMS magnético H, C, N, O, S TIMS U, Th, Pb ICP-MS cuadrupolar B, Pb

34 11B(OH)3 + 10B(OH)4- ⇌ 10B(OH)3 + 11B(OH)4-variaciones de 11B -40 -20 20 40 60 Mar Muerto Agua marina Evaporitas marinas Carbonatos marinos Pelitas Granitos y basaltos continentales Detergentes d 11 B ( o / oo ) 11B(OH)3 + 10B(OH)4- ⇌ 10B(OH)3 + 11B(OH)4-

35 variaciones isotópicas de Pb

36 optimización de parámetros instrumentales ICP-Q-MS y HR-ICP-MSerrores sistemáticos interferencias isobáricas corrección de dead time corrección de mass bias errores aleatorios repetibilidad reproducibilidad ± 1o/oo 11B  0.10 % RSD 11B/10B ± /204Pb  1.00 % RSD 206/204Pb

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38 Llobregat-superficial VALORES EXPERIMENTALEScontinentales -40 -20 20 40 60 d 11 B ( o / oo ) VALORES DE REFERENCIA Mar Muerto Agua marina Evaporitas marinas Carbonatos marinos Pelitas Granitos y basaltos Evaporitas Detergentes Mar Mediterráneo Llobregat-superficial Llobregat-profundo Madrid Detergente 1 Detergente 2 VALORES EXPERIMENTALES

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41 Pb/ Pb /Pb Agua Llobregat Agua Acuífero Terciario Madrid15.35 15.40 15.45 15.50 15.55 15.60 15.65 15.70 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 206 Pb/ 204 Pb 207 /Pb Agua Llobregat Agua Acuífero Terciario Madrid Galena Llobregat Galena Río Tinto Galena Proterozoico-Precámbrico Material Particulado

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43 perspectivas

44 conclusiones un antes y un después ampliación de horizontesimpacto en la calidad y cantidad de la información mejora en la productividad tiempo costes

45 INTI - Unión Europea TallerMejora de la eficiencia y de la competitividad de la economía argentina INTI - Unión Europea Taller