catodoluminiscencia

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CATODOLUMINISCENCIA Aunque la catodoluminiscencia es una herramienta muchísimo más utilizada en exploración de cuencas petrolíferas, su potencial en la exploración minera es importante y no debe ser pasado por alto. Fundamentos del método de la catodoluminiscencia La catodoluminiscencia es un caso particular de luminiscencia en que la fuente de excitación son electrones. La catodoluminiscencia se produce sólo en el caso de que la estructura cristalina afectada presente algún tipo de defecto, entre los que cabe citar alguno de los siguientes: a) No estequiometria, b) imperfecciones estructurales (desorden, destrucción por radiación, destrucción por impacto), c) impurezas substitucionales o intersticiales que distorsionen la red cristalina. Es común que los cristales naturales presenten defectos, que actuarán como zonas en que se absorbe de forma preferente la energía del haz de electrones. De este modo, los dominios de imperfección se convierten en centros de luminiscencia. La intensidad de la catodoluminiscencia es función de la densidad de corriente sobre la muestra y el voltaje (potencial de aceleración) de la corriente de sonda aplicada. Coy-YII (1970) demostró que la intensidad de la catodoluminiscencia varía en función de la corriente electrónica aplicada y del mineral: a) la catodoluminiscencia aumenta de forma no lineal con la intensidad de corriente, pero cuando se alcanza una determinada intensidad de corriente electrónica (nivel de

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Documento sobre Microscopia por Catodoluminiscencia, aplicado en el area de mineralogía, para el estudio de minerales.

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CATODOLUMINISCENCIAAunquelacatodoluminiscenciaesunaherramientamuchsimomsutilizadaenexploracin de cuencas petrolferas, su potencial en la exploracin minera esimportante y no debe ser pasado por alto. Fundamentos del mtodo de la catodoluminiscencia La catodoluminiscencia es un caso particular de luminiscencia en que la fuente deexcitacin son electrones.La catodoluminiscenciaseproduceslo en el casodeque la estructura cristalina afectada presente algn tipo de defecto, entre los quecabe citar alguno de los siguientes a! "o estequiometria, b! imperfeccionesestructurales #desorden, destruccinpor radiacin, destruccinpor impacto!, c!impurezas substitucionales o intersticiales que distorsionen la red cristalina.$s comn que los cristales naturales presenten defectos, que actuarn como zonasen que se absorbe de forma preferente la energa del haz de electrones. %e estemodo, los dominios de imperfeccin se con&ierten en centros de luminiscencia. Laintensidad de la catodoluminiscencia es funcin de la densidad de corriente sobre lamuestrayel&olta'e#potencialde aceleracin! de la corriente desonda aplicada.(oy)*++ #,-./! demostrquelaintensidaddelacatodoluminiscencia&araenfuncin de la corriente electrnica aplicada y del mineral a! la catodoluminiscenciaaumenta de forma no lineal con la intensidad de corriente, pero cuando se alcanzauna determinada intensidad de corriente electrnica #ni&el de saturacin!, tpica decadamineral, de'adeincrementar laintensidaddelacatodoluminiscencia0 b!elaumentodela intensidadporencimadeesteni&el conlle&aladisminucindelacatodoluminiscencia #fase de inhibicin!. $l equipo de catodoluminiscencia #1igura ,a! puede ser montado en un microscopioelectrnicooenunmicroscopioptico#1igura,b!. $nestecaso, sepuedencomplementar los datos texturales obtenidos con microscopa ptica de luztransmitida y2o refle'ada con los de catodoluminiscencia. 3ay dos tipos de equipo decatodoluminiscencia de ctodo 4fro5 #,/)6/ 7e8! y de ctodo 4caliente5 #69):/ 7e8!.Las catodoluminiscencias traba'an normalmente a ,/)6/ 7e8y a ,)9 mAdecorriente. "o obstante, la catodoluminiscencia de algunos minerales significati&os,como el cuarzo, slo es apreciable con ctodo 4caliente5. $s preciso respetar las normas de traba'o para cada equipo, pues se corre el riesgodequeencondicionesextremassegenerenrayos);quepuedenserpeligrosospara la salud de los in&estigadores. (omo en todos estos casos, se traba'a con lminas no cubiertas. $s preciso e&itarloscementostipoblsamodel (anadyLa7eside, quepuedene&aporary,portanto, romper la muestra y contaminar elequipo de &aco. Algunas resinas epoxydan catodoluminiscencia amarillenta. Aunque no es un requisito pulir la muestra, seobtienen me'ores resultados con muestras pulidas. $n el caso de que el equipo traba'e con ctodo fro no se requiere ningntratamiento pre&io de la muestra, aunque en caso de que se estudien carbonatos$bers y ensibilizadores y +nacti&adores. Sensibilizadores - $stos son iones que deben coexistir con otro acti&ador, absorben la energa,lareemitenaunacti&ador yme'oranlarespuesta(Ldel acti&ador. ?ore'emplo, ?b6 @ puede ser&ir como un sensibilizador para An6 @ situado encalcita. Inactivadores- 3ayionesqueinhibenoeliminanla(Lenunmaterial. $l inhibidor msimportante en minerales es tpicamente 1e6 @, (o6 @, pero, "i6 @ y 1e: @tambiBn son conocidos por actuar como atenuadores.Alicaciones de la catodoluminiscenciaLa catodoluminiscencia tiene sus principales aplicaciones en el estudio textural delalmina, ypuedereforzar lasobser&acionesrealizadasconmicroscopapticacon&encional. Los casos ms tpicos son los siguientes #Aarshall, ,-CC! - %istribucindemineralesenunamuestra, enbaseaquecadamineralpresenta una catodoluminiscencia diferente. $l caso ms utilizado es ladiscriminacin de carbonatos, pero puede ser aplicado a la discriminacin deotros minerales, entre ellos, los ricos en tierras raras. - Apoyo para reconocer &olmenes peque=os de una fase mineral, como pore'emplo &etas finas, inclusiones, pelculas, etc. $ste aspecto es muyimportante a la hora de estudiar las propiedades mecnicas de una roca oagregado. - >i existe en un mismo grano mineral una &ariacin qumica en el elementoacti&ador a lo largo del proceso de cristalizacin se pueden producirimportantes&ariacionesenlacatodoluminiscenciaqueayudanaremarcarinhomogeneidades en el grano zonaciones, sobrecrecimientos,reemplazamientos, exsoluciones, etc. $steaspectoescrticoparamostrarcambios en el ambiente deposicional del mineral, con todo lo que ello implicaparalamodelacindel depsito. ?or consiguiente, lacatodoluminiscenciadebera realizarse anteriormente a cualquier estudio geoqumico de detalle. - $l color de la catodoluminiscencia da una idea de la composicin qumica delmineral. Aunque este aspecto no es cuantitati&o, el elemento presente puedeser un indicador de un determinado proceso mineral y, por consiguiente, unagua para la exploracin minera. - $nagregadosminerales, laexistenciadediferentesgeneracionesdeunmismo mineral puede ser diferenciada con ayuda de la catodoluminiscencia.$ste aspecto es importantsimo para diferenciar diferentes generaciones decarbonatos#1igura,c!, untraba'ocrticoenlaexploracinpetrolera. $steaspecto puede ser tambiBn interesante en la modelacin de procesosgenBticos de gangas o menas de yacimientos minerales, en particular, en elestudio geoqumico.1igura ,. 1uncionamiento de la catodoluminiscencia. A! ?lanta #arriba! y seccin de un equipo de catodoluminiscencia. D! $quipo instalado sobre la platina de un microscopio0 se obser&a tambiBn la bomba de &aco y los controles. (! +magen de una muestra de calcita rica en manganeso en catodoluminiscencia. >e aprecian diferentes generaciones y las bandas de crecimiento. $stas imgenes son imprescindibles a la hora de plantear un estudio de inclusiones fluidas, istopos o geoqumica.