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Servicio Geológico Colombiano

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 Laboratorio de Datación U-Pb



En el año 2009 el Servicio Geológico Colombiano inició la Consolidación del Centro de Datación mediante el convenio SGC-Colciencias-CIF, financiado por la Agencia Nacional de Hidrocarburos. Dentro de este marco, el laboratorio de Datación U-Pb, inició su implementación en el año 2014, con tecnología de última generación, adquiriendo los equipos de ablación láser, espectrómetro de masas de acoplamiento inductivo a plasma Element 2 y más recientemente un espectrómetro de masas tipo cuadrupolo iCAP-RQ, ambos marca Thermo Scientific.


Instrumentación con la que cuenta el laboratorio:​


Sistema de Ablación láser

Sistema de Ablación láser

Sistema de Ablación láser

El Sistema de ablación láser tipo excímero (dímero excitado) de pulso corto posee una longitud de onda de 193 nm (espectro ultravioleta), generado por un sistema ATLEX-I-LR®, refrigerado por aire. El sistema es Photon Machines®, modelo Excite, y el  láser se genera utilizando una mezcla de gas de fluoruro de argón (ArF).


Los montajes con los circones que se quieren datar se introducen en un portamuestras, el cual se encaja dentro de una celda hermética de doble volumen HelEx, purgada y presurizada con gas helio. El gas de arrastre que va hacia el espectrómetro se ajusta para transportar el volumen ablacionado de los circones hacia el espectrómetro.


El portamuestras cuenta con espacio para probetas y secciones delgadas de diferente tamaño (Ver foto).


La vista de la muestra durante la ablación es proporcionada por una videocámara situada fuera del eje y conectada a un monitor externo.


El sistema de ablación láser está acoplado al ICP-MS de sector  magnético por medio de un nebulizador y una cámara de nebulización que tienen el objetivo de suavizar y homogenizar las señales que entran del láser.​


Espectrómetro de masas de acoplamiento inductivo a plasma element 2​​




Espectrómetro de masas de acoplamiento

El Espectrómetro de Masas de Acoplamiento Inductivo a Plasma (ICP-MS por sus siglas en ingles), es de tipo sector magnético monocolector, modelo Element 2.

En él, se realiza la separación de iones como función de su masa usando un magneto y un separador electrostático.

La datación radiométrica U-Pb se basa en el sistema U-Th-Pb. El U y el Th, encontrados de forma natural en algunos minerales, decaen de 238U al isótopo estable 206Pb, de 235U a 207Pb y el 232Th a 208Pb. El tiempo de vida media para el 238U, 235U y 232Th corresponde a 4,468 x 109 añ​os, 0,7038 x 109 años y 1,401 x 1010 años, respectivamente (Schoene, 2014). El cálculo de la edad se hace mediante la ecuación de actividad que relaciona la concentración de los isótopos del sistema de decaimiento de interés (Sylvester, 2003; Lee, 2012):


formula.png

            

Nd: cantidad de isótopos hijos en un tiempo t

Nd0: cantidad inicial de isótopos hijos

Np: cantidad del isótopo padre

y: constante de decaimiento




Dentro de las aplicaciones de la técnica analítica LA-ICP-MS para datación U-Pb, se encuentran:

 

-  Obtener edades de temperatura de cierre en dicho sistema isotópico (238U/206Pb, 235U/207Pb) en un mineral específico, como circones.


- Es una técnica aplicada para aquellos minerales cuya concentración y relaciones isotópicas son adecuadas para determinaciones geocronológicas (Monacita, Xenotima, Apatito, Calcita, Rutilo, Titanita etc.) (Putirka, 2015).


- Aplicaciones orientadas a cartografía geológica, petrogénesis, evolución de sistemas orogénicos, exploración de recursos minerales y de recursos energéticos.


- Permite datar eventos de cristalización de rocas, eventos térmicos de alta temperatura, determinaciones de máxima edad de depositación en una cuenca sedimentaria y análisis de proveniencia, entre otros (Kosler y Sylvester, 2003; Kosler, 2007; Putirka, 2015).

 

 

Servicios prestados por el laboratorio:


El Laboratorio está en la capacidad de prestar los siguientes servicios de investigación acreditados bajo la norma ISO/IEC 17025:2017 para datación de circones:


- Datación de rocas ígneas para determinación de edades de cristalización.


- Datación de rocas sedimentarias para determinación de edades de proveniencia y máxima edad de depositación en cuencas sedimentarias.


-  Datación de rocas metamórficas para determinación de edades de metamorfismo.


De igual forma se prestan servicios de Datación en otros minerales que contengan concentraciones adecuadas de U y Pb y que sean susceptibles de ser datados utilizando la instrumentación antes mencionada, estos servicios se prestan mediante acuerdos de investigación.


Los clientes que pretendan adquirir alguno de los servicios anteriormente mencionados, deberán cumplir con los requisitos establecidos en la procedimientos, instructivos de prestación de servicios, métodos analíticos y criterios de aceptación de muestras definidos por la Dirección de Asuntos Nucleares y el Laboratorio de Datación U/Pb.


Con el fin de prestar un servicio transparente y evitar alguna modificación en los procedimientos establecidos, se ha definido que no habrá preferencia en los servicios ofrecidos para clientes internos y externos, excepto por el costo del servicio el cual no se aplica para los usuarios internos.


A continuación, se enuncian algunas pautas y requisitos generales que se deben tener en cuenta para que una muestra pueda ser ingresada al laboratorio y por lo tanto se pueda prestar el servicio:


Diagrama-flujo.png


Antes de realizar un muestreo con fines de datación U/Pb, debe contactarse (si es posible) con una persona del laboratorio, quien le dará indicaciones de este con base en el objetivo del estudio y de ser necesario indicará la metodología de muestreo implementada por el Laboratorio de Huellas de Fisión.


Para un mejor entendimiento, por favor remitirse al documento  “Criterios de aceptación de muestras para datación U-Pb y procedimientos de prestación del servicio”.