Plädoyer für tragbare LIBS in der Mineralexploration

Aktuelle Studien mit Dr. Cécile Fabre

Dr. Cécile Fabre, Assistenzprofessorin an der GeoRessourcen ist Leiter der Abteilung für Geowissenschaften der Universität von Lothringen und verantwortlich für Master der Geowissenschaften. Sie arbeitet seit Ende der 90er Jahre an LIBS-Anwendungen für die Mineralexploration und hat ein eigenes Team für spektroskopische Werkzeuge. Im Laufe der Jahre hat Dr. Fabre LIBS in und außerhalb ihres Unterrichts verwendet, vom Sammeln von Daten aus Bohrkernen mit Studenten bis zur Analyse von Pegmatiten in Portugal. Bevor sie mit dem tragbaren LIBS von SciAps arbeitete, arbeitete Dr. Fabre mit einem Labor-LIBS. Als sie anfing, nach einem tragbaren Gerät zu suchen, hatte der SciAps Z-300-Analysator alle Funktionen, die das Team brauchte.

„Dank seiner Tragbarkeit, Größe, seines Gewichts, seiner Schnittstelle und seiner großen Wellenlänge konnten wir auf Kohlenstoff (für Bodenanalysen) und das integrierte Softwareprogramm Profile Builder zugreifen“, sagt Fabre.

In ihrer Präsentation „Anwendung tragbarer laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS) zur quantitativen Analyse von Karbonatmineralien“ zum Internationalen Online-Treffen zur Laserinduzierten Plasmaspektroskopie im Juli 2020 kam das Team zu dem Schluss, dass

„Diese Studie zeigt, dass LIBS effektiv zur Bestimmung von Karbonaten und zur Quantifizierung von Karbonatmischungen eingesetzt werden kann.“

In erster Linie verwenden Dr. Fabre und ihr Team tragbare LIBS zur schnellen Analyse bestimmter Mineralien in Proben, die im Feld entnommen werden, normalerweise vor jeder anderen teuren Analyse, um das Vorhandensein von Elementen wie Metallen festzustellen. Ein kürzlich erschienenes Papier, das technische und spektroskopische Unterstützung für die Lithiumerkennung bietet, „Analyse von Lithium-reichen Mineralien mit einem tragbaren LIBS-Tool,“ stellte fest, dass die hohe Auflösung der Spektrometer in Kombination mit den niedrigen Nachweisgrenzen für leichte Elemente die LIBS-Technik zu einer leistungsstarken Option für die Erkennung von Li und Spurenelementen von vorrangigem Interesse wie Be, Cs, F und Rb machen. Der LIBS-Spektrendatensatz in Kombination mit dem Li-Gehaltsdatensatz kann verwendet werden, um eine quantitative Schätzung von Li in Li-reichen Matrizen zu erhalten.  

In einer anderen Präsentation „Untersuchung des Handheld-LIBS im Hinblick auf die Schwermetallerkennung in kontaminierten Böden“, Ihre Arbeit vom September 2020 betonte das kritische Problem von mit Schwermetallen kontaminierten Böden und wie die Verwendung tragbarer LIBS die notwendige qualitative und quantitative Analyse vereinfacht. Das Team kam zu dem Schluss, dass

„Mit dem tragbaren Gerät zur laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) können vor Ort Echtzeitbestimmungen mit begrenzter Probenvorbehandlung durchgeführt werden, was genauere und schnellere Analysen als mit anderen herkömmlichen Techniken ermöglicht.“

Dieses Jahr werden die Untersuchungen zur Verwendung tragbarer LIBS zur Erschließung pegmatischer Lithiumerze fortgesetzt, indem leichte Boden- und Lufttechniken in derselben Mission miteinander verglichen werden (LIGHTS-Projekt, http://lights.univ-lorraine.fr/).

Es gibt einen Teil der ...

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Referenzen

Um die Arbeit von Dr. Fabre zu verfolgen, gehen Sie zu: https://www.researchgate.net/profile/Cecile-Fabre-3.

Präsentation: „Untersuchung des Handheld-LIBS im Hinblick auf die Schwermetallerkennung in kontaminierten Böden“

Aus der Zusammenfassung: „Mit Schwermetallen kontaminierte Böden gelten als eines der kritischsten Umweltprobleme. Bei der Analyse von Schwermetallen werden häufig traditionelle Analyseverfahren wie Atomabsorptionsspektrometrie, induktiv gekoppelte Plasma-Atomemissionsspektroskopie, ICP-optische Emissionsspektroskopie und ICP-Massenspektroskopie eingesetzt. Aufgrund der Komplexität dieser Verfahren wurde im letzten Jahrzehnt die Methode der Laserinduzierten Plasmaspektroskopie mit der entsprechenden Vereinfachung hinsichtlich der qualitativen und quantitativen Analyse stärker untersucht.“

Poster: „Anwendung tragbarer laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIBS) zur quantitativen Analyse von Karbonatmineralien“

Aus der Zusammenfassung: „Das tragbare Gerät zur Laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS) kann Echtzeitbestimmungen vor Ort mit begrenzter Probenvorbehandlung durchführen und ermöglicht genaue und schnellere Analysen als die anderen herkömmlichen Techniken. In dieser Studie wurden natürliche Karbonatstandards mit Kalzitstruktur analysiert, um die spektrale Anwendbarkeit sowohl für die Mineralunterscheidung als auch für die quantitative Analyse im Ca-Mg-Fe-Mn-Karbonatsystem zu untersuchen.“

Artikel: „Fortschritte in der Laser-Induced Breakdown Spectroscopy-Analyse für die Geologie: Eine kritische Überprüfung“

Aus der Zusammenfassung: „Der Überblick konzentriert sich auf die wichtigsten Fortschritte und wird in verschiedenen Abschnitten in Bezug auf die analysierten Objekte (Identifizierung von Gesteinen/Mineralien und deren Herkunft; Ressourcenanwendungen; Schlamm- und Bohrkerne; Seltene Erden; leichte Elemente) berichtet. … Daher sollte die jüngste Entwicklung der LIBS-Bildgebung schnell zur Implementierung von LIBS-Bildgebungssystemen in den Analyselabors weltweit führen, die für die Analyse geologischer Proben zuständig sind.“

Es gibt einen Teil der ...

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