Les analyseurs à main à fluorescence X (pXRF) d’Olympus offrent une performance exceptionnelle en temps réel pour l’obtention de données géochimiques utiles à la caractérisation multiélément rapide du sol, de la roche ou du minerai. Récemment, des avancées majeures en technologie pXRF ont permis de réduire de manière importante les durées d’analyse et ont largement amélioré les limites de détection et la quantité d’éléments mesurés. Dorénavant, les analyseurs Vanta™ sont utilisés couramment pour identifier les différents types de roche au moyen de la lithogéochimie. Ces analyseurs sont aussi intégrés aux activités normales de diagraphie géologique (sols, copeaux de forage et carottes), car ils fournissent instantanément des données objectives sur la composition chimique sur le site d’échantillonnage. Ces données peuvent être utilisées pour classifier et interpréter les types de roche, l’altération et la minéralisation simultanément, ou même avant d’effectuer la diagraphie visuelle de routine. |  Analyseur pXRF Vanta offrant des données pour la diagraphie du type de roche et de l’altération |
Diagraphie géologique fondée sur les données pXRF
Lorsqu’il effectue une diagraphie géologique, le géoscientifique fait des observations visuelles pour enregistrer le type de roches, l’altération, la texture, la structure et d’autres caractéristiques de divers échantillons de sol, de copeaux, de roches et de carottes. Il enregistre généralement les caractéristiques visuelles ou paramagnétiques de la roche dans un tableau (journal géologique), notamment la couleur, la taille des grains, la texture, les orientations structurales, la stratification, l’altération, le métamorphisme et la coupe transversale. La diagraphie géologique est une discipline essentielle qui s’acquiert au fil d’années d’études théoriques de collections de roches et de dépôts, renforcées par plusieurs années d’observation géologiques sur site ou à partir d’échantillons de forage. Ce n’est qu’à compter de ce moment que le géoscientifique est prêt à effectuer des diagraphies exhaustives sur site pour étudier la complexité et les variations géologiques partout dans le monde. Ainsi, dans l’industrie, on dit souvent que celui qui a observé le plus de spécimens arrive bon premier. Les analyseurs XRF à main et d’autres techniques d’analyse sont en voie de bouleverser les techniques modernes de diagraphie de routine. En effet, l’industrie est profondément transformée par la possibilité d’obtenir en temps réel des informations objectives pour établir la diagraphie à partir de systèmes d’information géographique (SIG), de systèmes de gestion d’information géologique (SIRS), de la visualisation 3D et de logiciels de modélisation. |  Système de gestion d’information géologique (SIRS) affichant en temps réel les données géochimiques d’un analyseur pXRF Olympus |
Subjectivité de la diagraphie visuelle
Le problème principal de la diagraphie géologique visuelle est le suivant : lorsqu’il examine des roches, le géoscientifique teinte son examen de sa propre expérience et de l’idée qu’il se fait des spécimens observés. La situation se complique lorsque vient le temps de combiner pour un projet particulier les données fournies par plusieurs géoscientifiques. La figure 1 illustre bien la nature subjective d’observations visuelles effectuées sur une même séquence par huit géoscientifiques. Il en a résulté sept réponses différentes (notons que les géoscientifiques six et sept ont copié leurs travaux respectifs).
Figure 1. Observations de la même séquence de roches par huit géologues différents d’expériences diverses
Les résultats des données traitées en laboratoire arrivent longtemps après la diagraphie géologique originale. Il est donc difficile de s’en servir pour établir le lien entre les observations de la diagraphie et la vérification de concordance et la validation à partir des données de géochimie. Cela peut entraîner sur site de mauvaises décisions, ou leur report inutile, à savoir si le forage doit être arrêté ou poursuivi, et l’équipe de forage peut devoir être mise en attente ou déplacée. C’est à ce moment précis que la technologie pXRF apporte une valeur ajoutée considérable en fournissant des données géochimiques quasiment en temps réel.
Si pour établir une diagraphie géologique la liste des avantages de l’analyseur pXRF Vanta est longue, elle s’allonge encore lorsqu’on ajoute aussi l’analyseur portable à diffraction des rayons X (pXRD) TERRA®:
- Corrélation facile de données objectives entre les emplacements ou les trous de forage
- Recherche et identification du type de roche
- Établissement du lien entre les observations lithologiques et la géochimie
- Prise de décisions utiles et opportunes (fin de forage ou élargissement)
- Identification de roches, d’altérations, de contrôles structuraux et de limites lithologiques grâce à la lithogéochimie et à la géochimie intelligente multivariée
- Automatisation des flux de travaux par l’intégration de données dans des algorithmes ou des systèmes d’apprentissage machine
- Minéralogie quantitative pXRD complémentaire aux données pXRF
- Obtention, traitement, consignation, représentation et affichage instantanés des données
- Observation en ligne des données, partout dans le monde
La technologie d’analyse pXRF, comme toutes autres, nécessite d’adapter l’application à la finalité notamment par une préparation et une présentation des échantillons, un système de contrôle et d’assurance de la qualité et une chaîne de responsabilité adéquats, selon le même procédé que celui appliqué aux données de laboratoire ordinaires.
Ci-dessous, la figure 2 illustre un exemple de données générées à partir d’un échantillon de déblai de forage de diamants de la Brukunga Pyrite Mine en Australie-Méridionale, et les travaux de recherche connexes effectués par Deep Exploration Technologies Commonwealth Research Cooperative (DET CRC) en Australie.
Figure 2. Journal numérique du trou de forage de Bruknunga2 montrant la géochimie pXRF et la minéralogie pXRD provenant de copeaux de forage
La figure 3 illustre la capacité des algorithmes avancés (transformée en ondelettes et tessellation sur du fer) pour attribuer un domaine aux caractéristiques lithologiques selon trois ordres de magnitude différents.
Figure 3. Transformée en ondelettes et tessellation appliquées à des données pXRF pour le fer provenant d’un trou vers le bas (Brukunga, Australie-Méridionale)
Pour en savoir plus sur les données de la figure 3, consultez les références suivantes : 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.
