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Meteorito de hierro chapado en rodio | Gemas y gemología


Figura 1. El colgante de meteorito (izquierda) mide 27,02 × 12,75 × 2,59 mm y pesa 28,53 quilates. La placa del meteorito (derecha) mide 27,67 × 28,06 × 1,71 mm y pesa 36,69 quilates. Las bandas intrincadas que se ven en estos meteoritos enchapados se clasificarían como patrones de Widmanstätten, que son característicos de los meteoritos de hierro octaédricos. Foto de Angélica Sánchez. «>

Figura 1. El colgante de meteorito (izquierda) mide 27,02 × 12,75 × 2,59 mm y pesa 28,53 quilates. La placa del meteorito (derecha) mide 27,67 × 28,06 × 1,71 mm y pesa 36,69 quilates. Las bandas intrincadas que se ven en estos meteoritos enchapados se clasificarían como patrones de Widmanstätten, que son característicos de los meteoritos de hierro octaédricos. Foto de Angélica Sánchez.

El Tucson Gem and Mineral Show anual ha sido una fuente confiable de nichos e inusuales, como lo demuestra la adquisición del autor BL de meteoritos de hierro chapados en rodio en el 22nd Street Show en febrero de 2020 (Figura 1). El colgante con incrustaciones de 28,53 quilates tiene un brillo metálico inusualmente alto y un color blanco brillante en comparación con los típicos meteoritos de hierro pulido y grabado, y se sospechó inicialmente que la losa suelta de 36,69 quilates era una imitación. Sin embargo, el análisis químico de los elementos en las muestras montadas utilizando Espectrometría de Masas de Plasma Acoplado Inductivamente por Ablación Láser (LA-ICP-MS) determinó que estas muestras eran verdadero hierro grabado con metales chapados, incluidos meteoritos de níquel, cobre y rodio.

Los meteoritos se pueden dividir en tres categorías: piedra, hierro y hierro pedregoso. Los dos últimos grupos se utilizan en la industria de gemas y joyas. El grupo del hierro está compuesto por meteoritos metálicos, principalmente compuestos por hierro, con diferentes contenidos de níquel, y es una simbiosis mineral de ferrita con bajo contenido de níquel y estriado con alto contenido de níquel. La familia del hierro se puede dividir en hexaédrica (menos del 6 % de níquel), octaédrica (6-13 % de níquel) y amatista (más del 13 % de níquel) (OR Norton, Enciclopedia de meteoritos de Cambridge, 2002, págs. 184-198). Cuando se corta, pule y graba con ácido nítrico (una mezcla de ácido nítrico y etanol), el ácido disuelve los cristales equiaxiales y estriados a diferentes velocidades, revelando patrones únicos que dependen del tamaño del grano del cristal. Los octaedros muestran patrones aproximados con un rango de anchos de cristal, conocidos como estructuras de Widmanstätten (consulte la Figura 1 nuevamente). Las líneas y estructuras son como huellas dactilares porque no hay dos meteoritos grabados que muestren exactamente el mismo patrón. Los meteoritos de hierro grabado también se pueden clasificar fácilmente por el tamaño de sus bandas ferruginosas. Los octaedros muestran anchos de banda que van desde 50 mm hasta < 0,2 mm. Los anchos de banda promedio del colgante y la losa fueron de 0,50 mm y 2,68 mm, respectivamente, ambos dentro del umbral octaédrico.

Las muestras colgantes se analizaron mediante espectroscopía LA-ICP-MS y los resultados se trazaron y compararon con los meteoritos octaédricos naturales sin recubrimiento confirmados (Fig. 2). El eje x muestra el tiempo transcurrido para que el láser comience a perforar desde la superficie (a partir de 40 segundos) y, por lo tanto, también representa la profundidad. El eje y muestra el porcentaje en peso de los elementos presentes. Estos incluyen hierro (Fe), níquel (Ni), cobre (Cu) y rodio (Rh), que representan recubrimientos multicapa. Los meteoritos sin recubrimiento mostraron cantidades estables de Fe (~93% en peso) y Ni (~6% en peso) durante el tiempo total transcurrido desde el análisis. El meteorito chapado muestra un pico inicial de rodio delgado, seguido de un pico de níquel ligeramente más ancho. A medida que estos picos comienzan a aplanarse, se puede ver una amplia banda de cobre. Alrededor de la marca de los 96 segundos, el patrón del meteorito revestido comienza a parecerse al del meteorito no revestido, con aproximadamente 92 % en peso de Fe y 8 % en peso de Ni. El análisis demostró que el material era un verdadero meteorito octaédrico, chapado con cobre, níquel y rodio. Para lograr el recubrimiento superficial final de rodio metálico, normalmente se requieren varias capas de imprimación. A través de esta técnica de medición de la composición química de los recubrimientos por LA-ICP-MS, los gemólogos pueden determinar las propiedades de los materiales del subsuelo, así como la composición de varios recubrimientos, a través de un proceso mínimamente destructivo.Los pozos o cráteres creados con láser suelen ser pequeños (50 micras de diámetro) y, por lo tanto, no se pueden detectar a simple vista sin aumento (LA Groat et al., «Revisión de métodos analíticos utilizados en la determinación del origen geológico de las piedras preciosas», invierno de 2019 G&G, págs. 512-535). El análisis de revestimientos metálicos y materiales del subsuelo por LA-ICP-MS es un método que los autores no han explorado antes. Esta investigación proporciona información sobre el uso de la tecnología LA-ICP-MS en nuevas formas en la industria de las gemas y la joyería.

Cráteres LA-ICP-MS mapeados como perfiles de profundidad para hierro, níquel, cobre y rodio.

Figura 2. Perfil de un meteorito chapado (arriba) que muestra los picos iniciales de rodio y níquel, seguidos de un pico ancho de cobre. Cerca de la marca de 96 segundos, la trama comienza a parecerse al perfil de un meteorito sin recubrimiento (abajo) con >90 % en peso de Fe y <10 % en peso de Ni. Esto prueba que el material es un verdadero meteorito octaédrico, chapado con cobre, níquel y rodio.

Debido a su alto contenido de hierro, los meteoritos de hierro son propensos a oxidarse, ya que incluso una ligera humedad en el aire puede provocar una corrosión rápida. Para retardar este proceso, las piedras preciosas a menudo se mantienen en un ambiente con humedad controlada, en silicona higroscópica o recubiertas con aceite o barniz duro. El baño de rodio proporciona un atractivo brillo y color a la superficie, sin embargo, en este caso su función esencial es evitar que la humedad altere el hierro. Desafortunadamente, las manchas de óxido eran visibles en los bordes de ambas muestras donde el revestimiento no se adhirió. El rodio es un miembro del grupo de metales del platino y se caracteriza por su alta estabilidad, buena resistencia a la corrosión y alto punto de fusión. Aunque es demasiado frágil para usarse en joyería sólida, el rodio se ha convertido en un material de recubrimiento popular debido a su color más brillante que la plata o el platino.

Los meteoritos son coleccionables populares y se usan ampliamente como joyería. Los meteoritos de hierro grabado se pueden encontrar en esferas y biseles de relojes, cuentas, anillos holográficos y colgantes. A medida que este material exótico se vuelve más común, los consumidores deben estar atentos a posibles imitaciones o tratamientos, como estos ejemplos chapados en rodio.

Britni LeCroy es gemóloga, Zyin Sun es investigadora asociada y Dylan Hand es técnico analítico sénior en GIA en Carlsbad, California.

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