Elucidating Rock and Mineral Composition With Handheld Agilent FTIR Analyzers

Význam tématu

Rychlá a spolehlivá identifikace minerálů a hornin v terénu je zásadní pro geologický průzkum, těžební průmysl a environmentální monitorování. Kombinace informací o prvkovém složení (XRF) a molekulárních vazbách (FTIR) poskytuje komplexní pohled na geochemické vlastnosti vzorků, což urychluje rozhodovací procesy bez nutnosti náročné laboratorní přípravy.

Cíle a přehled studie

Autoři demonstrují použití přenosných FTIR analyzátorů Agilent pro měření minerálů přímo na místě pomocí difúzní reflexe. Studie ukazuje:

• Schopnost určovat chemické vazby v minerálních vzorcích bez přípravy.
• Komplementaritu FTIR s již etablovanými XRF analyzátory.
• Praktické příklady identifikace a kvantifikace minerálů v různých geologických materiálech.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzy byly využity přenosné FTIR přístroje Agilent s difúzním reflexním rozhraním:

• Model 4100 ExoScan (nyní nahrazen současnými modely Agilent 4300).
• Měření v terénu na neupravených vzorcích: přímé nasazení sondy na povrch horniny.
• Alternativní příprava: broušení vzorku siliconkarbidovým papírem a ředění KBr pro odstranění restrahlen efektů.

Hlavní výsledky a diskuse

Rozbor více než 1000 minerálních vzorků odhalil:

• Chybná označení bílých minerálů: vzorky původně přijmenované jako sádrovec (gyps), celestit, barit a kalcit se ukázaly být převážně kalcitem podle FTIR knihovny.
• Odhalení nežádoucího kontaminantu kaolinitu v lignitovém uhlí: FTIR spektroskopie detekovala vlhkost a Al–OH skupiny charakteristické pro kaolinit.
• Možnost rozlišit polymorfy, hydratační stavy a příměsi organických látek (3000–2800 cm⁻¹).

Přínosy a praktické využití metody

FTIR analýza hornin a minerálů v terénu umožňuje:

• Komplexní identifikaci minerálů kombinovanou s XRF daty.
• Vyhodnocení čistoty a příměsí v minerálních vzorcích.
• Rychlé mapování chemického složení území bez logistických nákladů na transport vzorků.
• Detekci lehkých prvků a molekulárních vazeb, které XRF nezachytí (např. OH, CO₃, SO₄ skupiny).

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj aplikací přenosné FTIR spektroskopie bude směřovat k:

• Automatizaci knihoven spekter a využití strojového učení pro rychlejší a přesnější identifikaci.
• Integraci s dalšími spektroskopickými a obrazovými technikami v jednom přístroji.
• Miniaturizaci a zvýšení citlivosti detektorů pro detekci stopových látek.
• Rozšíření využití ve vzdělávání, monitoringu životního prostředí a archeologii.

Závěr

Přenosné FTIR analyzátory Agilent poskytují v terénu cenné molekulární informace, které doplňují XRF data a zvyšují kvalitu a rychlost geochemického průzkumu. Díky minimální přípravě vzorků lze analýzy provést okamžitě na místě, což zkracuje čas od odběru ke výsledkům a snižuje náklady.

Reference

• Rein A., Higgins F. Elucidating Rock and Mineral Composition With Handheld Agilent FTIR Analyzers: Onsite, diffuse reflectance measurement. Agilent Technologies Application Note, 2021.