LabMaTer


Laboratoire des Matériaux Terrestres de l'UQAC
LA-ICP-MS

Ablation laser et spectroscopie de masse (LA-ICP-MS)

Description

La technique LA-ICP-MS consiste en une ablation laser (laser ablation, LA) et une spectroscopie de masse avec plasma couplée par induction (inductively coupled plasma-mass spectrometer, ICP-MS).

       

Modèle: Résolution M-50 Excimer (193nm ) ArF
          de resonetics

À elle seule, la spectroscopie permet diverses analyses en mode solution. Il est possible d'analyser, avec cette méthode, des substances en solution telles que :

- Éléments du groupe du platine (EGP) en solution par bouton Ni-S (méthode Te-coprécipitation);
- EGP en solution par dilution isotopique (développement en cours).

La combinaison de ces deux appareils permet de faire des analyses en mode solide, telles que l’analyse des sulfures, des terres rares dans les sulfures, des platinoïdes et du sélénium contenu dans les sulfures. Elle permet également de doser les éléments traces dans les otolithes de poissons.

Les étapes de la technique LA-ICP-MS sont les suivantes :

1- L'échantillon solide est placé dans une petite cellule;
2- L’ablation laser utilise des rayons UV avec une longueur d'onde de 193 nm;
3- Une vapeur de petites particules (<2 µm) du minéral est produite;
4- Cette vapeur est transportée par un gaz (hélium) jusqu'au spectromètre de masse;
5- Les particules sont ionisées dans un plasma-Ar (~ 6000 °K).

   

       

Modèle 7700x de Agilent


Fonction

L’ablation laser couplée avec la spectroscopie de masse est une technique d’analyse pouvant être utilisée à différentes fins, et ce dans différents secteurs d’activités. Les applications possibles de cette technique dans les créneaux de recherche à l’UQAC sont les suivantes :

1) Géologie

- Processus de formation des gisements de EGP
- Éléments traces pour l'exploration du diamant, des métaux précieux et communs
- Exploration diamantifère par les minéraux lourds (éléments traces)
- Détermination semi-quantitative de tous les éléments par balayage
- Zone d'altération hydrothermale stérile versus fertile par les éléments traces
- Caractérisation des sulfures fertiles (outil d'exploration)
- Analyse de la composition des inclusions fluides

2) Environnement

- Suivi environnemental par l'analyse des coquillages
- Platine des catalyseurs d'automobiles dans la poussière de bord de route
- Caractérisation des anneaux de croissance des arbres
- Détermination du cycle de vie des poissons

3) Métallurgie

- Impuretés dans les métaux nobles et légers (aluminium)
- Éléments traces dans le nickel
- Analyse et distribution des inclusions dans les métaux
- Profilage de métaux sur polymère
- Caractérisation des métaux dans l'acier

4) Archéologie

- Éléments traces des pointes de flèches pour tracer la source
- Caractérisation de dents humaines ou animales
- Isotopes du plomb, du fer dans les métaux préhistoriques
- Métaux traceurs dans les artéfacts métalliques

Résultat en images Laser LA-ICP-MS



Source : C.J. Duran and al., Chalcophile and platinum-group element distribution in pyrites from the sulfide-rich pods of the Lac des Iles Pd deposits

Carte élémentaire LA-ICP-MS d’un grain de pyrite de l’échantillon CD-RP010. Prendre note que IPGE, Rh et As sont présents au centre du grain et forment une zone antithétique avec Co et Se. Le Co et le Se sont concentrés vers la bordure du grain. Il faut noter également la présence de Ag, Sn, Te, Pt, Pb et de Bi dans une mince surcroissance entourant le grain. Des lignes blanches montrent le grain décrit.


Source : C.J. Duran and al., Chalcophile and platinum-group element distribution in pyrites from the sulfide-rich pods of the Lac des Iles Pd deposits

Carte élémentaire LA-ICP-MS d’un grain de pyrite de l’échantillon CD-RP012. Prendre note que IPGE et Rh sont présents au centre du grain et forment une zone antithétique avec le Co et le Se. Le Cobalt et le Se sont concentrés vers la bordure du grain. L’Argent, Pt, Pb et le Bi sont présents dans une mince surcroissance entourant le grain. Des lignes blanches montrent le grain décrit.


Source : C.J. Duran and al., Chalcophile and platinum-group element distribution in pyrites from the sulfide-rich pods of the Lac des Iles Pd deposits

Carte élémentaire LA-ICP-MS d’un grain de pyrite de l’échantillon CD-10603. Prende note que IPGE, Rh et As sont présents au centre du grain tandis que Co et Se sont concentrés vers la bordure du grain. Tin semble être présent dans les fissures, mais il n'y a pas surcroissance entourant le grain. Des lignes blanches montrent le grain décrit.


Source : C.J. Duran and al., Chalcophile and platinum-group element distribution in pyrites from the sulfide-rich pods of the Lac des Iles Pd deposits

Carte élémentaire LA-ICP-MS d’un grain de pyrite de l’échantillon CD-11054. Prendre note que IPGE, Rh et As sont présents au centre du grain de pyrite (au milieu de l’image, à droite et gauche des coins supérieurs et dans le coin inférieur droit). L’Arsenic apparaît également pour être présent entre les bordures du grain de pyrite. Le Selenium est présent dans les rebords du grain. L’Argent, Pb et Bi sont présent dans les minces surcroissances et dans les fractures. Des lignes blanches montrent le grain décrit et les fractures.


Source : C.J. Duran and al., Chalcophile and platinum-group element distribution in pyrites from the sulfide-rich pods of the Lac des Iles Pd deposits

Carte élémentaire LA-ICP-MS d’un grain de pyrite de l’échantillon CD-00150B. Prendre note que Sn et Sb sont présent dans les fractures dans la pyrrhotite et la pentlandite entourant le grain de pyrite. Des lignes blanches montrent le grain décrit et les fractures.


Source : C.J. Duran and al., Chalcophile and platinum-group element distribution in pyrites from the sulfide-rich pods of the Lac des Iles Pd deposits

Carte élémentaire LA-ICP-MS d’un grain de pyrite provenant de Sudbury, dépôt de McCreedy (données non-publiées, Dare), Aquablanca, minérai semi-massif (Piña et al., 2013a) et Lac des Iles, gousse riche en sulfures. Prendre note de la composition similaire de la distribution des éléments (Co, Se, Rh et As). Sur la carte des pyrites de Sudbury et d’Aquablanca, la couleur noire, rouge et jaune correspondent, respectivement, à faible, intermédiaire et forte concentration. Sur la carte des pyrites de Lac des Iles, la couleur noire, violet et jaune/blanc correspondent, respectivement, à faible, intermédiaire et forte concentration. Des lignes blanches montrent le grain décrit.


Source : Angélique V Lazartigues and al., LA‐ICP‐MS Analysis of Small Samples: Carbonate Reference Materials and Larval Fish Otoliths

Un exemple d'imagerie semi-quantitative pour huit éléments d'une capelan otolithes larvaire. Dans les deux éléments vues B-Sr, Mn-Ca et Ba-Sr, l'intensité de gris montre B, Mn ou Ba, et l’axe des z représente Sr ou Ca.

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