Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS ...

Géochronologie U-Pb par ablation laser et ICP-MS (LA-ICP-MS): Principes, Complexités & Perspectives
La technique d'ablation laser par ICP-MS (LA-ICP-MS), constitue la technique
d’analyse de composition chimique la plus récemment développée. Elle présente
également un fort potentiel dans le domaine de la géochronologie (e.g. Feng et al.,
1993; Fryer et al., 1993; Hirata & Nesbitt, 1995; Machado et al., 1996) notamment en
raison de faibles limites de détection, de fortes sensibilités et de rendement élevés.
De plus, son prix relativement modéré, par exemple par rapport aux sondes ioniques,
en fait un appareil très attractif pour les laboratoires d’analyses géochimiques et
géochronologiques.
Cette technique a bénéficié d'avancées technologiques importantes dans les
deux domaines qui constituent les parties essentielles de ce type d'appareil: la
source laser (LA-) et la spectrométrie de masse à source plasma (ICP-MS).
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LA TECHNIQUE D'ABLATION LASER
L
A SOURCE LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)
est connue depuis la fin des années 1950 et la création du premier laser
par Théodore Maiman à partir d'un cristal de rubis dont les atomes de Cr, excités par
pompage optique à l'aide d'une lampe au xénon, produisent une radiation laser à 694
nm. Le principe de l'émission laser correspond à une amplification de la lumière par
émission stimulée ou induite. Le principe d'amplification de la lumière fait appel aux
notions de la mécanique quantique et est brièvement résumé ci-dessous.
4.1. Principes de base
Les atomes d'une population donnée peuvent changer leur niveau d'énergie
par absorption d'un photon qui excite les électrons des niveaux périphériques
supérieurs (Figure 5). La transition entre les deux niveaux d'énergie (E 1 et E 2 ) doit
correspondre à l'énergie du photon incident (loi de la conservation de l'énergie), et
s'accompagne de la destruction du photon.
Figure 5: Absorption d'un photon par un
atome. L'énergie E i du photon incident (E i =
h ou correspond à la fréquence atomique
de Bohr) correspond à la différence d'énergie
entre les niveaux E 1 (niveau stable) et E 2
(niveau excité).
Les électrons ainsi excités (niveau E 2 ) doivent normalement revenir à leur état
stable (niveau E 1 ) par émission spontanée d'un photon. Dans ce cas, le rayonnement
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