Estudio mineralógico de suelos agrícolas por espectroscopía Mossbauer

Abstract

Este trabajo tiene como objetivo determinar los componentes mineralógicos de perfiles de suelos agrícolas con muestras tomadas a diferentes profundidades: superficie, 50 cm y 100 cm, considerando las diferentes fracciones granulométricas de cada muestra, sobre la base de su estructura cristalina y de los parámetros hiperfinos asociados a sitios estructurales ocupados por átomos de hierro (Fe). Las muestras se recolectaron de la zona de Chinchero, Cusco. Las técnicas analíticas utilizadas en este estudio son la difracción de rayos-X (DR-X) y la espectroscopía Mössbauer por transmisión (TMS); como técnicas complementarias se utiliza tratamientos químicos de disolución selectiva de Fe y la microscopía metalográfica. Mediante la TMS se pudo obtener información en forma selectiva de minerales de Fe, ya sean cristalinos o amorfos, y/o de minerales con sustituciones de cationes por Fe. Esta técnica permitió detectar los compuestos de Fe presentes en concentraciones muy bajas y sin importar la presencia de otros compuestos. La alteración de los parámetros Mössbauer da cuenta de la baja cristalinidad y/o sustituciones de los cationes de Fe de los minerales por otros cationes. Esta información se complementa con la que proporcionan DR-X y microscopía metalográfica. Los resultados de las muestras fotografiadas mediante el microscopio metalográfico nos sirve para observar de acuerdo a su coloración la presencia de los componentes mineralógicos, ya se cuarzo, feldespato, plagioclasa, arcillas y óxidos. Los resultados obtenidos nos permiten determinar en forma cualitativa la composición mineralógica de las distintas fracciones granulométricas a diferentes profundidades en los perfiles estudiados. Los resultados por DR-X permiten identificar minerales presentes en alta concentración y cristalinidad de acuerdo a la intensidad de sus picos de difracción; los resultados por EM finalmente nos permiten determinar los compuestos mineralógicos que contienen Fe; algunos de ellos que por su baja concentración y baja cristalinidad no son perceptibles por DR-X. Merece mencionar que en algunos casos fue necesario tomar medidas por TMS enfriando la muestra a temperatura de nitrógeno líquido y helio líquido para discernir el efecto de superparamagnetismo en minerales en forma de granos muy pequeños. Los minerales identificados por DR-X fueron: cuarzo, feldespato potásicos como Sanidine, microline y ortoclasa, minerales de Fe como: hematita, goetita, minerales arcillosos como: illita montmorillonita y muscovita, y la presencia de la calcita. Los minerales identificados por TMS fueron: Minerales de Fe como: hematita, goethita, magnetita, ferrihidrita, y minerales arcillosos como: illita, montmorillonita y muscovita.