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Analizzatore a fluorescenza a raggi X portatile Vanta™ per il Logging geologico


Gli analizzatori a fluorescenza a raggi X portatile (pXRF) forniscono in modo altamente efficiente dei dati geochimici in tempo reale per una veloce caratterizzazione multielementare di suolo, rocce e minerali. I principali progressi nell'ambito della tecnologia pXRF ha sensibilmente ridotto i tempi di analisi e migliorato considerevolmente i limiti di rilevamento e il numero di elementi misurati. Gli analizzatori Vanta sono regolarmente usati nell'identificazione di tipi di rocce mediante la litologia-geochimica. Sono inoltre stati integrati in attività di logging geologici standard (suoli, residui di perforazione e carote) in quanto gli analizzatori Vanta possono istantaneamente fornire dati chimici oggettivi nel punto di prelievo del campione. Questi dati possono essere usati per classificare e interpretare i tipi di rocce, l'alterazione e la mineralizzazione, contemporaneamente o anche precedentemente ai logging geologici visivi di routine.

Un analizzatore pXRF Vanta fornisce i dati in relazione alle alterazioni e al tipo di rocce
Un analizzatore pXRF Vanta fornisce i dati in relazione alle alterazioni e al tipo di rocce

Dati dei logging geologici con gli analizzatori pXRF

Attraverso un logging geologico un geologo effettua delle osservazioni visive per rilevare il tipo di roccia, l'alterazione, la tessitura, la struttura e altre caratteristiche di diversi campioni, inclusi suolo, detriti, rocce e carote. Il geologo in genere usa un diagramma di logging (log geologico) per registrare le caratteristiche visive o paramagnetiche includendo il colore, dimensione granulometrica, tessitura, orientazione strutturale, stratificazione, alterazione, metamorfismo e cross-cutting.

Il logging geologico rappresenta un metodo fondamentale applicabile con anni di studi teorici su campioni di rocce e depositi seguiti da anni di osservazioni geologiche sul campo o su campioni estratti mediante perforazione. Solamente dopo avere acquisito questa esperienza un geologo è pronto per eseguire dei dettagliati logging geologici estensivi studiando gli aspetti geologici di complessità e variabilità a livello globale. Di conseguenza, un'espressione spesso usata nel settore esplorativo dei minerali è il seguente: "Il geologo che ha osservato il maggior numero di rocce vince!".

Gli analizzatori XRF portatili e altre tecniche analitiche stanno trasformando le modalità di esecuzione di logging geologici e di routine. L'integrazione in tempo reale di informazioni di logging nei sistemi informativi geografici (GIS), nei sistemi di gestione delle informazioni geologiche (GIMS) e nei software di modellizzazione o di visualizzazione 3D sta rivoluzionando il settore.

Un sistema di gestione delle informazioni geologiche (GIMS) visualizzando i dati geochimici in tempo reale mediante un analizzatore pXRF Olympus
Un sistema di gestione delle informazioni geologiche (GIMS) visualizzando i dati geochimici in tempo reale mediante un analizzatore pXRF Olympus

Il logging visivo è soggettivo

Una problematica con i logging geologici visivi riguarda la soggettività dei geologi in termini di esperienze, opinioni e idee relativamente alle rocce che stanno vedendo. Questa situazione rappresenta un elemento critico quando si combinano dati da diversi geologi per un dato progetto. L'aspetto soggettivo delle osservazioni visive è illustrato nella figura 1, dove otto geologi hanno fornito la stessa sequenza di logging geologici. Il risultato ha fornito sette diverse risposte (il geologo sei e sette hanno copiato reciprocamente).

Figura 1 Osservazioni di 8 diversi geologi con diversa esperienza sulla stessa sequenza di rocce
Figura 1 Osservazioni di 8 diversi geologi con diversa esperienza sulla stessa sequenza di rocce

I dati delle analisi di laboratorio arrivano in tempi considerevolmente successivi all'esecuzione del logging geologico, inducendo una disgiunzione tra le osservazioni di logging e le verifiche incrociate o le validazioni mediante la geochimica. Questo può indurre un inadeguato o ritardato processo decisionale sul campo relativo alle modalità di perforazione (arresto o continuazione), implicando la sospensione dell'attività della squadra di perforazione o un suo riposizionamento. In questo ambito la tecnologia pXRF aggiunge un valore significativo fornendo dati geochimici approssimativamente in tempo reale.

I logging geologici effettuati con un analizzatore pXRF Vanta ha molti vantaggi e aggiungendo l'analizzatore a diffrazione a raggi X portatile (pXRD) TERRA® si ottengono dei benefici supplementari:

  • I dati oggettivi possono essere correlati in continuo tra le diverse posizioni o tra i diversi fori di sondaggio
  • Semplificazione della caratterizzazione e identificazione delle rocce
  • Capacità per i geologi di collegare le osservazioni litologiche agli aspetti geochimici
  • Processi decisionali proficui e tempestivi (arresto o continuazione della perforazione)
  • Metodi di litologia-geochimica e geochimica multivariata funzionale sono applicabili per identificare rocce, alterazioni, aspetti strutturali e limiti litologici
  • Integrazione di dati in algoritmi o procedure di routine di apprendimento automatico per dei flussi di lavoro automatizzati
  • Dati pXRD complementari alla tecnica pXRF fornendo dei risultati mineralogici quantitativi
  • Capacità istantanea di inviare, elaborare, tracciare in un grafico o visualizzare i dati
  • Consultazione dei dati online a livello globale

Come per ogni tecnologia di analisi, quella pXRF richiede un'applicazione appropriata della tecnologia con una preparazione e presentazione dei campioni, un processo di QA/QC e una catena di custodia ottimali, allo stesso modo dell'approccio adottato nei laboratori convenzionali.

La Figura 2 (di seguito) illustra il tipo di dati che possono essere generati mediante un esempio di residui di perforazione di diamante della Miniera Pyrite di Brukunga in Australia Meridionale e gli studi condotti dalla Deep Exploration Technologies Commonwealth Research Cooperative (DET CRC) in Australia.

Figura 2 Logging geologici digitali di perforazioni di Brukunga 2 illustranti aspetti geochimici dei dati pXRF e mineralogici dei dati pXRD derivati da residui di perforazioni
Figura 2 Logging geologici digitali di perforazioni di Brukunga 2 illustranti aspetti geochimici dei dati pXRF e mineralogici dei dati pXRD derivati da residui di perforazioni

La Figura 3 illustra il potenziale d'uso di algoritmi avanzati (tassellatura con trasformata wavelet sul ferro) per raggruppare le caratteristiche litologiche in tre diversi ordini di grandezza.

Figura 3 Tassellatura con trasformata wavelet applicata ai dati pXRF per il ferro nell'ambito di una perforazione a Brukunga, Australia Meridionale
Figura 3 Tassellatura con trasformata wavelet applicata ai dati pXRF per il ferro nell'ambito di una perforazione a Brukunga, Australia Meridionale


 

Per maggiori dettagli sui dati nella Figura 3 riferirsi alle seguenti fonti: 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.

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应用所使用的产品
Le serie di analizzatori XRF portatili Vanta™ rappresentano gli strumenti XRF portatili più recenti e potenti Olympus. Sono in grado di realizzare delle analisi elementari precise per i clienti che devono ottenere direttamente sul campo dei risultati di qualità di laboratorio. Gli analizzatori sono progettati per assicurare resistenza, un grado di protezione IP54 o IP55, e una conformità ai test di caduta, garantendo un maggiore tempo di operatività e un minore costo di proprietà.
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