Rivoluziona l’analisi del corpo minerale con lo scanner di perforazione ECORE LIBS di ELEMISSION

EmissioneLo scanner di perforazione di ECORE LIBS fornisce rapidamente informazioni mineralogiche e strutturali dettagliate.

L’esplorazione, l’estrazione mineraria e la lavorazione dei minerali rappresentano gran parte del PIL globale. Un’analisi completa e approfondita del giacimento minerario è un’informazione essenziale per determinare la fattibilità e la redditività di un giacimento minerario.

La caratterizzazione dei minerali nei depositi è un modo affidabile per migliorare la conoscenza di un giacimento minerario convalidando e migliorando i modelli genetici, che possono quindi supportare gli sforzi di esplorazione e portare a nuove scoperte.

Metodi tradizionali di analisi dei minerali minerali

Tradizionalmente, viene utilizzata una combinazione di tecniche per comprendere meglio la mineralogia dei depositi minerari. Il geologo prepara sezioni sottili di rocce rappresentative in tutto il deposito e le descrive utilizzando un microscopio da roccia. Queste interpretazioni generalmente devono essere verificate e ulteriormente ampliate utilizzando metodi secondari e anche terziari, come la microscopia elettronica a scansione (SEM) o l’analisi al microscopio elettronico (EPMA).

Per studi più approfonditi, è possibile eseguire analisi di oligoelementi e isotopi utilizzando metodi come la spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente al laser (LA-ICP-MS) o la spettrometria di massa di ioni secondari (SIMS) per comprendere meglio la zonazione compositiva o i tempi di mineralizzazione.

Negli ultimi anni sono state sviluppate soluzioni mineralogiche automatizzate che utilizzano tecniche come SEM-EDS e fluorescenza a raggi X (XRF) per creare mappe mineralogiche di sezioni sottili o blocchi di resina epossidica.

Sebbene queste tecniche siano utili per comprendere meglio i minerali nei depositi minerari, l’ambito di queste analisi è molto ristretto e limitato al campionamento. Con una dimensione standard della sezione sottile di 27 x 46 mm, è necessaria una grande quantità per produrre un set di dati rappresentativo dell’intero sedimento.

Inoltre, dimensioni inferiori del campione aumentano la possibilità di un campionamento distorto, che può portare a errori di campionamento, secondo la teoria del campionamento. Queste analisi convenzionali sono spesso molto costose e richiedono molto tempo (sia in termini di tempo di analisi che di preparazione del campione richiesta), il che limita ulteriormente la quantità di sedimento che può essere veramente caratterizzato. Nel tentativo di superare alcune di queste sfide, negli ultimi dieci anni sono diventati sempre più popolari gli scanner commerciali per carotaggi che utilizzano l’imaging iperspettrale a infrarossi (IR-HSI) per fornire una mineralogia più ampia.

Queste macchine hanno la capacità di fornire grandi quantità di informazioni istologiche e mineralogiche in modo rapido e a costi relativamente bassi. Sebbene ciò riduca significativamente i problemi di scalabilità associati ai metodi tradizionali, esistono diverse limitazioni a questa tecnologia che si traducono in una minore qualità dei dati. Gli ossidi metallici, il quarzo e i minerali solforati non hanno attività spettroscopica con IR-HSI e sono quindi indistinguibili tra loro.

Inoltre, la dimensione dello spot per ciascuna analisi è di circa 1 mm, portando a risultati contrastanti nelle rocce più fini. L’imaging spettroscopico a infrarossi (IR-HSI) è una tecnica spettroscopica molecolare caratterizzata dalla presenza di molteplici sovrapposizioni spettrali, con conseguente incapacità di distinguere molti minerali l’uno dall’altro.

ECORE – la soluzione giusta per la metallurgia su larga scala

ECORE (Figura 1), prodotto da ELEMISSION Inc. (Montreal, Quebec, Canada) è uno scanner commerciale per spettroscopia di degradazione indotta da laser (LIBS) ad alta velocità che fornisce test mineralogici e chimici rapidi e automatizzati con informazioni accurate e di alta qualità.

ECORE ha la capacità di fornire minerali di qualità SEM-EDS direttamente sul carotaggio, con una dimensione dello spot di 30 µm e una risoluzione (distanza tra i punti di analisi) completamente regolabile dall’utente. Dotati del software LIBS CONTROL proprietario e di facile utilizzo di ELEMISSION e dell’algoritmo Smart Automated Mineralogy (SAM), gli utenti possono accedere a una mineralogia quantitativa rapida e accurata in pochi minuti (circa cinque minuti per scatola centrale con precisione standard).

IL Uso unico della tecnologia LIBS Permette la rilevazione di ogni elemento naturale presente nella tavola periodica (dall’idrogeno all’uranio). LIBS è una tecnica di spettroscopia di emissione atomica caratterizzata da righe di emissione molto sottili (<100 picometri) che riducono al minimo le sovrapposizioni spettrali, consentendo una caratterizzazione precisa e accurata della mineralogia e della composizione elementare nei campioni di roccia. L’elevata selettività degli spettri LIBS elementari significa che gli utenti possono vedere i singoli elementi all’interno dei minerali e comprendere le correlazioni elementari.

La combinazione unica di punti di esplorazione microscopici e l’elevata selettività degli spettri di emissione atomica forniscono i dati necessari per la mineralogia automatizzata quantitativa ad alta risoluzione. Consente inoltre agli utenti di distinguere tra minerali che contengono gli stessi elementi in quantità variabili e di vedere le differenze di composizione all’interno dello stesso minerale.

ECORE ha la capacità di fornire un rapido accesso alle informazioni chimiche e mineralogiche, insieme a immagini dettagliate ad alta risoluzione della struttura. I seguenti casi di studio illustrano come le caratteristiche uniche dello strumento ECORE vengono utilizzate per fornire informazioni che potrebbero essere inaccessibili su larga scala per liberare il potenziale dei depositi e migliorare l’analisi del giacimento minerario.

Caso di studio uno: Distinzione tra pirite contenente arsenico e arsenopirite

Per molti tipi di depositi d’oro, è noto che la presenza di minerali contenenti arsenico è associata all’estrazione dell’oro. Pertanto, quantificare correttamente l’arsenico all’interno dei depositi può fornire preziose informazioni sulla comprensione dei controlli imposti sull’estrazione dell’oro per facilitare il processo decisionale e l’identificazione dei futuri obiettivi di trivellazione.

I depositi d’oro orogenico che costituiscono il focus di questo caso di studio contengono quasi esclusivamente minerali d’oro refrattari e sono associati a una diffusa mineralizzazione dei solfuri e ad un’alterazione idrotermale associata. In generale, le particelle d’oro sono principalmente intrappolate all’interno di cristalli di arsenico a grana fine o cristalli di pirite ricchi di arsenico. Concentrazioni più elevate di arsenico sono solitamente associate a concentrazioni più elevate di oro.

La selettività e la sensibilità della tecnologia ECORE consentono agli utenti di distinguere tra arsenico, pirite contenente arsenico e pirite non contenente arsenico. Utilizzando una combinazione di mappe mineralogiche ed elementali (Figura 2), è possibile osservare la distribuzione dell’arsenico in tutto il nucleo e quindi determinare l’affinità mineralogica, strutturale e chimica tra la pirite contenente arsenico e quella non contenente arsenico.

Le proprietà compositive e chimiche di questi minerali possono essere utilizzate per comprendere meglio le implicazioni dei meccanismi e dei tempi della deposizione dell’oro. L’accesso a una mineralogia dettagliata migliora la facilità e l’accuratezza della caratterizzazione dei depositi e dell’identificazione dei gruppi di alterazione, consentendo decisioni informate per l’esplorazione futura.

Caso di studio due: utilizzo di mappe minerali dettagliate per ricostruire eventi associati all’estrazione mineraria VMS

Comprendere la cronologia della formazione dei depositi minerali (l’ordine in cui si formano i minerali che formano le rocce) è fondamentale per determinare il contesto delle diverse fasi all’interno dei depositi minerali. Questa comprensione consente di collegare la mineralizzazione a episodi fluidi distinti e a gruppi di fasi distinti associati, che possono quindi essere utilizzati per sviluppare strategie di esplorazione geochimica.

La formazione dei giunti viene generalmente determinata esaminando sezioni sottili lucidate o blocchi di resina utilizzando varie tecniche (ad esempio, microscopia elettronica a scansione, EPMA, LA-ICP-MS). Tuttavia, la rappresentatività di una singola sezione/blocco sottile diminuisce drasticamente con l’aumentare della scala dei sedimenti, poiché i sistemi di vene e dicchi possono essere lunghi centinaia di metri o addirittura chilometri.

Ciò, combinato con la distribuzione di fase eterogenea spesso osservata durante l’iniezione di vari liquidi, aumenta la sfida della rappresentazione del campione.

ECORE ha la capacità di fornire risultati mineralogici paragonabili ai risultati della microscopia elettronica a scansione su un’intera carota in pochi minuti, creando l’opportunità di massimizzare la rappresentatività del campione. ECORE fornisce un accesso rapido a informazioni mineralogiche e strutturali automatizzate su larga scala e può essere applicato a interi programmi di perforazione.

La tecnologia ECORE è stata utilizzata per caratterizzare campioni di perforazione (Figura 3) e pezzi a sezione sottile (Figura 4) provenienti da depositi VMS che avevano subito forti deformazioni e metamorfismo. I depositi contengono due stili di mineralizzazione, mineralogicamente e tessituralmente distinti, che sono caratteristici dei depositi VMS. La mappatura minerale automatizzata ad alta risoluzione eseguita da ECORE ha consentito una visualizzazione e una correlazione precise delle relazioni tessuto-fase, contribuendo alla conoscenza completa del genoma.

La tecnologia LIBS ha la capacità di rilevare e differenziare diverse fasi di solfuri e ossidi metallici, eliminando le ambiguità comuni quando si utilizza l’imaging iperspettrale. Con la tecnologia ECORE, la precisione può essere regolata a 30 µm con la semplice pressione di un pulsante. Ciò significa che qualsiasi regione di interesse può essere scansionata nuovamente a una risoluzione estremamente elevata per evidenziare caratteristiche molto fini che altrimenti potrebbero sfuggire a una risoluzione inferiore.

Rivoluzionando l’analisi dei minerali

ECORE è uno strumento unico che migliora significativamente l’analisi dei minerali fornendo ai geologi una mappatura mineralogica e strutturale dettagliata. Gli utenti possono comprendere meglio la distribuzione degli elementi all’interno dei depositi, il che ha implicazioni per la mineralogia degli esploratori e degli indicatori, massimizzando al contempo la rappresentatività dei campioni con la possibilità di scansionare intere scatole di carota in pochi minuti.

Tieni presente che questo articolo apparirà anche nella 19a edizione della nostra newsletter trimestrale.