UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

En mineralogia òptica i petrografia és molt comú l’ús de l’anomenada làmina prima, una finíssima secció de 30 micròmetres de gruix enganxada a un porta-mostres de vidre. La làmina prima està pensada per ser observada amb un microscopi òptic, en aquest cas de tipus petrogràfic. El microscopi petrogràfic està proveït de dos polaritzadors que juntament amb la possibilitat de girar la platina permeten observar diverses característiques òptiques distintives dels minerals com ara els anomenats colors d’interferència o les posicions d’extinció.

La introducció de l’ús de les làmines primes en estudis mineralògics és paral·lela al desenvolupament del microscopi petrogràfic a mitjans del segle XIX. Actualment, la làmina prima continua sent essencial en l’àmbit de la geologia i la mineralogia i és una preparació que ha fet incursions significatives en altres àmbits, com ara sòls, ceràmica, ossos, metalls o altres materials que, a l’igual que els minerals, són cristal·lins (és a dir amb ordenament intern dels seus constituents). Malgrat tot, fora d’aquests àmbits, la làmina prima i el microscopi petrogràfic sovint són percebuts com eines del passat, que si bé no són obsoletes són generalment arraconades davant de tècniques més sofisticades com ara la microscòpia electrònica. Un grup d’investigadors en col·laboració han publicat dos articles en l’àmbit de l’arqueologia que contradiuen aquesta percepció i mostren com la làmina prima continua vigent i es pot adaptar a la investigació del segle XIX.

En el primer article (Maritan et al., 2018) s’ha dut a terme la caracterització de diversos precipitats secundaris en  ceràmiques prehistòriques. Per secundari s’entén que els precipitats s’han produït amb posterioritat a la realització de la ceràmica. La composició i la naturalesa dels precipitats poden aportar informació rellevant sobre les condicions d’enterrament de la ceràmica o fins i tot sobre l’ús dels objectes ceràmics. Alguns d’aquests precipitats havien estat identificats com a minerals en base a mesures analítiques associades a microscòpia electrònica en publicacions anteriors. Noves anàlisis fetes en preparacions en làmina prima, combinant mesures de microscòpia òptica i de microdifracció a través del substrat amb llum sincrotró (tts-μXRD) fetes a la línia BL04-MSPD del sincrotró ALBA han permès verificar en certs casos la naturalesa cristal·lina dels precipitats i per tant, l’existència dels minerals com a tals. Tanmateix en altres casos els precipitats han resultat ser amorfs i per tant, no poden considerar-se precipitats minerals per bé que tinguin composició semblant a la d’algun mineral (Fig 1).


Figura 1. a) Imatge de SEM-BSE d’un precipitat secundari químicament compatible amb vivianita, Fe₃(PO₄)₂·8H₂O i mitridatita, Ca₂Fe₃(PO₄)₃·3H₂O. b) Imatge obtinguda a partir d’una làmina prima del mateix tipus de precipitat, el centre del precipitat és cristal·lí i es confirma que es tracta de vivianita però al voltant hi ha un sòlid amorf (òpticament negre amb llum analitzada), format per alteració i que no és pas mitridatita.

En el segon article (Di Febo et al., 2019), es vol posar de manifest el potencial que té la preparació de làmines primes en l’estudi de microcristalls inclosos en vidrats de ceràmiques vidriades arqueològiques. La caracterització dels microcristalls aporta informació sobre el procés de producció dels vidrats i sobre les matèries primeres emprades. A través d’una sèrie d’exemples es fa palès com en aquest cas l'observació de làmines primes amb el microscopi petrogràfic aporta molta més informació que no pas l'observació mitjançant microscòpia electrònica (en bona mesura pel fet que el vidre és opac als electrons i transparent a la llum), Fig. 2. La combinació de les imatges òptiques amb anàlisis locals fetes directament també sobre la làmina prima (per tts-μXRD i per μRaman) permet imaginar el desenvolupament d’una nova petrografia per aquest específic àmbit d’estudi.


Figura 2. a) Imatge de SEM-BSE d’un fragment de vidrat blau on només s’observen seccions de petits minerals de morfologia incerta. b) Imatge d’exactament la mateixa zona vista amb el microscopi petrogràfic on s’evidencia que els cristalls són aciculars, l’anàlisi per tts-μXRD permet identificar-los com a arsenats de Pb-Ca.