Mineralogical study using spectroscopic techniques (Raman-FTIR-XRD-XRF) of volcanic samples from the Chamorga outcrop (Tenerife, Spain)

Abstract

In the present work, the mineralogy of the Chamorga outcrop (Tenerife, Canary Islands, Spain) has been studied by means of combining Raman-infrared spectroscopy (through laboratory instrumentation and the ExoMars Raman Laser spectrometer simulator (RLS)), X ray diffraction (XRD) and X ray fluorescence (XRF) (through portable systems). The research carried out, which includes a field-trip analysis and laboratory studies, is focused on the mineralogical characterization of terrestrial analogs. We have detected and analyzed iron-oxides, titanium-oxides, chromium-oxides, silica, phosphates, pyroxenes, plagioclases, K-feldspars, zeolites, clays, and organics (through carbonaceous material). The applied Raman methodology allowed us to carry out a full characterization of the samples’ mineralogy. Also, we have conducted a mineralogical semi-quantification (RIR) of samples by XRD that also includes the detection of elements such as Ca, Mn, Ti, and Fe obtained through XRF. The results obtained are: 1) the Raman characterization of the primary and secondary minerals; 2) the mineralogical comparison of the analog site with other nearby regions for constructing a database; 3) substantiate the importance of vibrational spectroscopy on planetary missions; 4) highlight the need to carry out this line on research for future testing of the prototypes in the field such as the ExoMars rover; and 5) to propose the Chamorga outcrop in combination with related outcrops of the Anaga Massif as a possible region of interest for a planetary database of terrestrial analogs and a possible place for astronaut simulated missions, given their mineralogy and geomorphology.

En el presente trabajo se ha estudiado la mineralogía de la zona de Chamorga (Tenerife, Islas Canarias, España), mediante el uso combinado de espectroscopía Raman e Infrarroja (mediante sistemas de laboratorio y el simulador del espectrómetro Raman de ExoMars – Raman Laser Spectrometer RLS), y Difracción (DRX) y Fluorescencia de Rayos X (FRX) (mediante sistemas portátiles). Esta investigación, que incluye análisis in situ y en laboratorio, se enmarca en la caracterización mineralógica de análogos terrestres. Se han detectado y analizado óxidos de hierro, cromo y titanio, sílice, fosfatos, piroxenos, plagioclasas, feldespatos potásicos, zeolitas, arcillas y orgánicos (a través de material carbonáceo). La metodología aplicada en espectroscopía Raman permitió determinar una caracterización mineralógica completa de las muestras. Se ha realizado una semicuantificación mineralógica (RIR) de las muestras a través de DRX, que también incluye una detección de elementos tales como Ca, Mn, Ti, y Fe a través de FRX. De esta manera, los resultados obtenidos han permitido: 1) caracterizar mediante Raman las fases minerales primarias y secundarias; 2) comparar la mineralogía hallada para construir una descripción mineralógica de las zonas de interés; 3) reforzar la importancia de la utilización de la espectroscopía vibracional en misiones planetarias; 4) subrayar la necesidad de realizar estudios previos de este tipo, utilizando prototipos instrumentales similares a los que serán enviados a Marte para optimizar los métodos de caracterización mediante Raman; y 5) proponer la zona de Chamorga en conjunto con las otras regiones del Macizo de Anaga como una posible zona de interés para estudios de carácter planetario tanto en el ámbito de bases de datos de análogos terrestres, como zonas para posibles misiones simuladas de astronautas, debido a su mineralogía y geomorfología.