Desenvolvimento e validação de método para determinação de isótopos estáveis de metais em matrizes geológicas visando aplicações geoquímicas e paleoambientais

Abstract

Estudos recentes revelaram que isótopos de metais de transição como Cu, Zn e Mo podem ser usados como traçadores biogeoquímicos de mudanças globais. O Cu e o Mo são elementos participantes das reações de oxidação e redução e suas assinaturas isotópicas em sedimentos marinhos e de água doce são fortes indicadores da taxa de oxigenação e dos estados redox das águas no momento da deposição. O Zn apesar de não ser um elemento sensível às condições redox tem sua assinatura isotópica intimamente relacionada à atividade biológica e esta, por sua vez, está diretamente associada às condições de oxigenação das águas. Portanto, uma estratégia multi-proxy, isto é, o uso combinado destas três assinaturas isotópicas de metais em amostras geológicas pode fornecer uma interpretação mais consistente e segura sobre as condições do ambiente e da evolução paleo-ambiental. Aqui, foi desenvolvido um método simples e rápido para a purificação simultânea de Cu, Zn e Mo e para as medições precisas e exatas das suas composições isotópicas em amostras geológicas, usando espectrometria de massa de plasma indutivamente acoplado e sistema multicoletor (MC-ICPMS). O método envolve o uso de uma única coluna cromatográfica preenchida com a resina de troca aniônica AG-MP-1 para remoção da matriz complexa e posterior purificação desses três elementos. O procedimento de sample-standard-bracketing (SSB) combinado com a adição de padrão interno foi usado para correção do viés de massa instrumental e obtenção de medidas precisas das razões isotópicas de Cu, Zn e Mo. O método foi aplicado em diferentes materiais geológicos, incluindo materiais de referência certificados (para concentrações totais de metais) como granodiorito (GSP 2-USGS), calcário (JLS-1, Japão) e sedimentos do Rio Buffalo (NIST SRM - 8704), bem como amostras de sedimentos fluviais da Bacia Amazônica. As precisões médias, com 95% de confiança, para essas amostras foram: 0,08 ‰ para δ65/63Cu; 0,05 ‰ para δ66/67Zn e 0,04 ‰ para δ98/95Mo. A principal vantagem é que o método proposto é simples e rápido, e realiza a recuperação quantitativa de elementos de diferentes massas atômicas e em concentrações muito baixas, principalmente para Mo. Além disso, as otimizações facilitaram a calibração e correção do viés de massa instrumental, levando a resultados consistentes com métodos monoelementares atualmente publicados. A comparação das composições isotópicas de Cu e Mo obtidas para o granodiorito com relação aos dados reportados na literatura, demonstra que o método mais simples e multielementar desenvolvido neste estudo pode ser utilizado adequadamente, dentro dos limites de precisão exigidos, como uma ferramenta multi-proxy em geoquímica isotópica.