Analyse von Granat durch LIBS – zwei praktische Anwendungen

Publikationen: Peter A. Defnet, Michael A. Wise, Russell S. Harmon, Richard R. Hark und Keith Hilferding. „Analyse von Granat durch laserinduzierte Zerfallsspektroskopie – zwei praktische Anwendungen“, Minerals 11, 705 (2021). In dieser Studie wurden zwei praktische Anwendungen von tragbaren LIBS mit SciAps Z-300 bewertet: Validierung von Granaten in Museumssammlungen zugewiesenen Etiketten und Unterscheidung von LCT- (Lithium-Cäsium-Tantal) und NYF-Pegmatiten (Niob, Yttrium und Fluor) basierend auf der Geochemie des Granats Fingerabdrücke – beides könnte vor Ort in einem Museum oder in einer Feldumgebung mit einem tragbaren LIBS-Analysegerät implementiert werden.

Oben: Flussdiagramm der Spektralverarbeitung und des chemometrischen Verfahrens für diese Studie. Unten: PCA-Bewertungsdiagramme für verarbeitete LIBS-Breitbandspektren für den Trainingssatz von 172 Granaten (31 Almandine, 33 Andradite, 46 Grossulare, 17 Pyrope, 39 Spessartine und 6 Uvarovite) aufgenommen mit dem RT-100-Laborsystem (oben links) und dem Z-500-Handanalysator (unten rechts) und zeigen die jeweiligen Fe3+-Al-Cr-, Fe2+-Mn- und Fe2+-Mg-Trends.

Abstrakt: Die laserinduzierte Zerfallsspektroskopie (LIBS) ist eine einfache und unkomplizierte Technik der Atomemissionsspektroskopie, die den Nachweis und die Quantifizierung mehrerer Elemente in jedem Material in situ und in Echtzeit ermöglichen kann, da alle Elemente im Spektralbereich von 200–900 nm emittieren Reichweite der optischen LIBS-Emission. Diese Studie bewertete zwei praktische Anwendungen von LIBS – die Validierung von Markierungen, die Granaten in Museumssammlungen zugewiesen wurden, und die Unterscheidung von Pegmatiten aus LCT (Lithium-Cäsium-Tantal) und NYF (Niob, Yttrium und Fluor) basierend auf geochemischen Fingerabdrücken von Granaten – die beide möglich waren vor Ort in einem Museum oder Feldumgebung mit einem tragbaren LIBS-Analysator implementiert werden. Die Zusammensetzung der Hauptelemente wurde mittels Elektronenmikrosondenanalyse für eine Reihe von 208 Granaten aus 24 Ländern bestimmt, um den Granattyp zu bestimmen. Anschließend wurden sowohl kommerzielle Labor- als auch Handheld-Analysatoren verwendet, um LIBS-Breitbandspektren zu erfassen, die durch partielle Diskriminanzanalyse der kleinsten Quadrate (PLSDA) und lineare Support-Vektor-Maschinenklassifizierung (SVM) chemometrisch verarbeitet wurden. Hohe Zuordnungserfolgsraten (>98 %) wurden unter Verwendung von PLSDA und SVM für die Handheld-Daten erzielt, was darauf hindeutet, dass LIBS in einer Museumsumgebung verwendet werden könnte, um den Granattyp schnell und genau zuzuordnen. LIBS identifiziert auch Änderungen in der Granatzusammensetzung, die mit der zunehmenden mineralischen und chemischen Komplexität von LCT- und NYF-Pegmatiten verbunden sind.

Es gibt einen Teil der ...Stichwörter: Granat; laserinduzierte Breakdown-Spektroskopie; LIBS; Elektronenmikrosondenanalyse; geochemischer Fingerabdruck; Chemometrie; PCA; PLSDA; SVM

Es gibt einen Teil der ...Zugang zur Veröffentlichung: https://doi.org/10.3390/min11070705

Es gibt einen Teil der ...Über diese Zeitschrift: Mineralien ist eine internationale, von Experten begutachtete Open-Access-Zeitschrift für natürliche Mineralsysteme, Mineralressourcen, Bergbau und Mineralverarbeitung. Minerals wird monatlich online von MDPI veröffentlicht.