Logueo geológico por fluorescencia de rayos X gracias a los analizadores portátiles Vanta™

Los analizadores de fluorescencia de rayos X (XRF) portátiles de Olympus ofrecen datos geoquímicos en tiempo real y de alta precisión para efectuar caracterizaciones rápidas de múltiples elementos en muestras de suelos, rocas y minerales. Los últimos grandes avances en el ámbito de la tecnología XRF portátil han reducido significativamente los tiempos de análisis, y mejorado en gran medida los límites de detección y la cantidad de elementos medidos. Ahora, los analizadores Vanta™ son usados habitualmente en la identificación de tipos de rocas mediante la litogeoquímica. También están siendo integrados en las actividades de logueo geológico estándar (para suelos, hojuelas y núcleos), debido a que pueden proporcionar datos químicos objetivos de forma instántanea y directa en el lugar donde se ubica la muestra. Estos datos pueden ser usados para clasificar e interpretar los tipos de rocas, su alteración y mineralización al mismo tiempo o, incluso, antes de un logueo visual de rutina.

Analizador XRF portátil Vanta proporcionando datos para el logueo de tipo de roca y alteración

Logueo geológico con los datos obtenidos a partir de un analizador XRF portátil

En el caso de un logueo geológico, el geocientífico realiza observaciones visuales para registrar el tipo de roca, su alteración, textura, estructura y otras características de una variedad de muestras, que incluyen suelos, hojuelas, rocas y núcleos. El geocientífico usa típicamente una tabla de registro (logueo geológico) para anotar las características visuales o las características paramagnéticas, que incluyen el color, la dimensión del grano, la textura, la orientación estructural, la estratificación, la alteración, el metamorfismo y el corte transversal. El logueo geológico es una técnica fundamental que se adquiere a través de años de estudio teórico de rocas y yacimientos, y es respaldada por años de trabajo en campo efectuando la observación geológica in situ o usando testigos. Sólo después es cuando un geocientífico está preparado para realizar campañas de registro detallado en campo mediante el estudio de la complejidad y variación geológica en todo el mundo. De ahí nace la expresión anglosajona frecuentemente usada en el ámbito de la exploración minera: «The geologist who has seen the most rocks, wins!» [¡El geólogo que ha visto más rocas, es el que gana!]. La tecnología XRF portátil junto con otras técnicas analíticas están transformando la manera de realizar logueos modernos de rutina. Desde la obtención en tiempo real de la información para logueos objetivos hasta sistemas de información geográficos (GIS), sistemas de gestión de información geológica (GIMS) y paquetes de visualización 3D con maquetación, todo ello demuestra la revolución que se vive en el seno de la industria.

Sistema de gestión de información geológica (GIMS) que muestra datos geoquímicos obtenidos con un analizador XRF de Olympus

La subjetividad en el logueo visual

El mayor problema al realizar logueos geológicos de manera visual es la propia experiencia, opinión e ideas del geocientífico con respecto a la roca que observa. Esta situación genera complejidades cuando se desea recopilar datos de diferentes geocientíficos asignados al mismo proyecto. La naturaleza subjetiva de las observaciones visuales se ilustra en la Figura 1, la cual agrupa logueos de una misma secuencia proporcionados por ocho geocientíficos. Este ejercicio ofrece como resultado siete respuestas diferentes, ya que los geocientíficos N.º 6 y N.º 7 han acordado por presentar el mismo resultado de trabajo.

Figura 1. Observaciones realizadas por ocho geólogos con distintas experiencias en la misma secuencia de roca

Los datos del laboratorio son proporcionados solo después de que el logueo geológico original ha sido efectuado, lo cual crea una discordancia entre las observaciones, la comparación y validación de la geoquímica. Esto también conlleva a una toma de decisión poco fiable o retardada durante la perforación hasta el fondo de pozo (creando una disyuntiva entre detener o proseguir con la perforación) en campo y que el equipo de perforación se quede parado o tenga que desplazarse hacia otra zona. Es ahí donde la tecnología XRF portátil proporciona un valor agregado considerable; ya que, brinda los datos geoquímicos en tiempo real.

Efectuar el logueo geológico con un analizador XRF portátil Vanta tiene muchas ventajas y, más aún, cuando el analizador de difracción de rayos X portátil TERRA es usado de manera adicional:

• Datos objetivos que pueden ser correlacionados entre las áreas de exploración y las perforaciones.
• Asistencia para reconocer la tipografía de la roca e identificarla.
• Fácil correlación entre las observaciones litológicas en función de la geoquímica.
• Ayuda en la toma de decisiones determinantes y urgentes (ya sea para detener la exploración o prolongarla).
• Aplicación de la litogeoquímica y geoquímica inteligente multivariante para identificar unidades de rocas, su alteración, los controles estructurales y las cerradas litológicas.
• Integración de datos en algoritmos o incluso en rutinas de aprendizaje de maquinaria para automatizar el flujo de trabajo.
• Datos XRD que pueden ser complementados con los datos XRF para obtener una mineralogía cuantitativa.
• Entrega, procesamiento, representación, esquematización o visualización de datos instantánea.
• Visualización de los datos en línea en cualquier parte del mundo.

La fluorescencia de rayos X, como cualquier otra tecnología analítica, requiere ser configurada para satisfacer una aplicación específica con la preparación y presentación de muestras apropiadas, un control y aseguramiento de calidad, y una cadena de custodia destinada a los datos tal como se establece en los laboratorios.

La Figura 2 (a continuación) ilustra el tipo de dato que puede ser generado usando, para este ejemplo, los testigos de diamante extraídos en la mina de pirita de Brukunga, ubicada al sur de Australia, y el trabajo de investigación conducido por el centro australiano Deep Exploration Technologies Commonwealth Research Cooperative (DET CRC).

Figura 2. Registro digital de perforación de Bruknunga2 que muestra la geoquímica XRF y la mineralogía XRD proveniente de los testigos.

La Figura 3 ilustra el potencial que se obtiene al usar algoritmos avanzados (teselado por transformación de ondícula [wavelet] en hierro/fierro) para controlar las características litológicas en tres diversos niveles de magnitud.

Figura 3. Teselado por transformación de ondícula [wavelet] aplicado a los datos XRF de fondo de pozo para el hierro en Brukunga, Autralia Meridional.

Para obtener más información sobre los datos de la Figura 3, por favor consulte las siguientes referencias bibliográficas: Uvarova, Cleverley Baensch. (2014). «Coupled XRF-XRD analyses for rapid and low-cost characterisation of geological materials in the mineral exploration and mining industry». AAG EXPLORE Newsletter # 162. Hill, Robertson & Uvarova. (2015). «Multiscale hierarchical domaining and compression of drill hole data.» Computers & Geosciences 79, 47–57.