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La diffraction des rayons X (pXRD) au service de l’exploration aurifère


Que ce soit directement sur le terrain ou bien dans les entrepôts de stockage des carottes de forage, les observations des géologues se bornent souvent aux minéraux que leur loupe simple leur permet d’examiner. En raison de la finesse du grain de l’altération souvent associée à la minéralisation aurifère, les évaluations visuelles faites par les géologues sont souvent subjectives et erronées. Par conséquent, les échantillons sont régulièrement envoyés en laboratoire externe à des fins d’analyses pétrographiques. Ce processus qui exige temps et argent échoue parfois à différencier les minéraux d’origine différente, comme ceux formés par les eaux souterraines ou par les fluides minéralisateurs. En outre, il est extrêmement complexe de différencier les minéraux similaires à l’aide d’un microscope, notamment les argiles et les roches carbonatées.


La diffraction des rayons X (pXRD) au service de l’exploration aurifère

Grâce aux appareils portables à diffraction des rayons X (pXRD) d’Olympus, les géologues obtiennent des données minéralogiques quantitatives et qualitatives fiables en temps quasi réel directement sur le terrain où se trouve l’appareil de forage, ou bien dans l’entrepôt de stockage des carottes. Les appareils pXRD fournissent de l’information objective plutôt que subjective qui prendrait des semaines ou des mois à obtenir selon les méthodes habituelles.

Ces appareils permettent aux géologues de prendre les décisions importantes rapidement, notamment :

  • Poursuivre ou non le forage
  • Déterminer l’emplacement du prochain forage
  • Poursuivre ou non la cartographie de la zone

Hormis l’analyse vectorielle des altérations, la minéralogie quantitative fournit aussi des renseignements géométallurgiques et de traitement des minéraux essentiels à la conception de mines futures.

Les appareils pXRD d’Olympus tirent profit d’une technologie brevetée développée dans la cadre de la mission Mars Science Laboratory. Ils sont munis d’un dispositif à couplage de charge (DCC) permettant de recueillir simultanément les données de diffraction des rayons X et les données qualitatives de fluorescence des rayons X.

Parmi les nombreux avantages des analyseurs pXRD novateurs d’Olympus, on compte les suivants :

  • Petite quantité requise d’échantillons : seulement 15 mg
  • Préparation facile de l’échantillon : nul besoin d’un technicien spécialisé
  • Vitesse d’acquisition rapide : résultats obtenus en quelques minutes
  • Portabilité : appareil robuste, sans composants mobiles, fonctionnant à batterie
  • Appareil autonome : nul besoin d’un refroidisseur d’eau ou d’une source d’alimentation externe importante
  • Pas d’exigences d’entretien continuel : possibilité d’utiliser l’appareil régulièrement, sans interruption

La diffraction des rayons X (pXRD) au service de l’exploration aurifère

Figure 1. Modèle d’altération d’un gisement d’or épithermal. Le faciès d’altération a été établi et cartographié à partir de données minéralogiques quantitatives obtenues d’un appareil pXRD d’Olympus.

Les analyseurs pXRD d’Olympus offrent toute la commodité de la minéralogie quantitative sur le terrain, sans le processus complexe de préparation des échantillons. On a illustré les capacités quantitatives des appareils pXRD d’Olympus à l’aide de tests de comparaison effectués avec un gros appareil XRD classique de 4 kW utilisé en laboratoire (Figure 2). Les résultats démontrent la forte corrélation entre l’appareil de laboratoire et le système pXRD d’Olympus.

La diffraction des rayons X (pXRD) au service de l’exploration aurifère

Figure 2. Excellente corrélation entre les pourcentages obtenus à partir d’une analyse quantitative d’éléments traces XRD effectuée en laboratoire avec un appareil de 4 kW (axe des x), et ceux obtenus avec l’appareil pXRD d’Olympus (axe des y) en appliquant un temps d’exécution de 20 minutes (Burkett et al. 2015).

Tableau 1. Comparaison des résultats obtenus par l’analyse quantitative XRD effectuée en laboratoire avec un appareil de 4 kW et ceux obtenus par des analyses de différentes durées effectuées avec un appareil pXRD d’Olympus.
Conditions d’analyse
Minerai Analyse XRD en laboratoire pXRD — 40 min pXRD — 20 min pXRD — 10 min pXRD — 5 min
Pyrite 0,8 0,8 0,1  0,0 0,0
Calcite 6,1  5,4  7,1 8,1  8,4 
Adulaire 12,7 12,0 13,7  13,1  13,0 
Albite 44,6  43,4  46,6  45,6  44,4 
Muscovite 4,2  6,9 6,3 6,0 7,3 
Chlorite 18,1  18,1  14,2  15,5  15,5 
Quartz 13,5  13,5  12,1  11,6  11,4

La durée d’acquisition des données a aussi été évaluée pour vérifier la performance des analyseurs pXRD d’Olympus selon différents temps d’exécution, et les résultats ont ensuite été comparés à la performance de l’appareil XRD de laboratoire. La Figure 3 illustre les diffractogrammes des différentes durées d’acquisition d’un échantillon. La Figure 4 et le tableau 1 résument les résultats quantitatifs de diverses durées d’acquisition de données et démontrent clairement la corrélation des résultats entre les deux appareils (même pour une durée d’exécution de 5 minutes).

La diffraction des rayons X (pXRD) au service de l’exploration aurifère

Figure 3. Résultats pour des éléments traces XRD obtenus en laboratoire avec un appareil XRD de 4 kW comparés à ceux obtenus selon différents temps d’acquisition avec un appareil pXRD d’Olympus (Burkett et al. 2015). La diffraction des rayons X (pXRD) au service de l’exploration aurifère

Figure 4. Comparaison des pourcentages obtenus pour les éléments traces XRD de la Figure 3. Soulignons la corrélation étroite entre les résultats de l’appareil pXRD d’Olympus et l’appareil de laboratoire, même selon des intervalles courts.

Olympus IMS

Products used for this application


BTX Benchtop XRD System

Le BTX est un système XRD de table compact, rapide et peu coûteux, qui permet l’identification complète des éléments principaux, des éléments mineurs et des éléments traces, ainsi que l’analyse XRF rapide des éléments Ca - U. Sa technique unique de préparation minimale des échantillons et sa chambre d’échantillonnage permettent une analyse rapide sur table qui rivalise de performance avec les grands appareils de laboratoire coûteux.

TERRA Mobile XRD System

Le TERRA est un système XRD haute performance entièrement fermé qui fonctionne à batteries. Il intègre les fonctionnalités d’un appareil XRD portable et permet l’identification complète des éléments principaux, des éléments mineurs et des éléments traces, ainsi que l’analyse XRF rapide des éléments Ca - U. Sa technique unique de préparation minimale des échantillons et sa chambre d’échantillonnage permettent une analyse rapide sur le terrain.
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