Ložiska porfyrové měděné rudy jsou významným zdrojem mědi a dalších cenných kovů a minerálů. Ty jsou obvykle těženy metodami mechanizované těžby v povrchových dolech ve velkém měřítku z důvodu jejich velkých zásob, nízké kvality a malé hloubky uložení.
Efektivní metodou objevování porfyrových ložisek měděné rudy je přenosná rentgenová analýza. V tomto příspěvku se podrobněji podíváme na to, jak poskytují nástroje přenosné rentgenové analýzy inženýrům vodítka, která potřebují k nalezení těchto cenných zdrojů a k těžbě měděné rudy, která je v nich ukryta.
Co jsou ložiska porfyrové měděné rudy?
Ložiska porfyrové měděné rudy jsou typem hydrotermálních ložisek. Mezi charakteristické znaky ložisek porfyrové měděné rudy patří následující:
- Výskyt minerálů v těchto ložiscích je časově a prostorově spjat s neutrálními až kyselými porfyrovými celky
- Vznik těchto útvarů je do jisté míry spojen s intruzivní sopečnou činností
- Lze je charakterizovat určitou alterací a zonační mineralizací
- Rudy jsou přítomny ve formě vtroušených žil
Jílovité minerály představující produkty vznikající současně nebo po vzniku ložisek porfyrové měděné rudy jsou významnými vodítky pro objev, průzkum a těžbu ložisek mědi.
Metody přenosné rentgenové analýzy pro testování jílovitých minerálů
Terénní inženýři mohou používat různé přenosné nástroje pro rentgenovou analýzu určené pro shromažďování geologických informací z jílovitých minerálů v reálném čase. Například ruční rentgenové fluorescenční (XRF) analyzátory dokáží určovat chemické prvky a přenosné rentgenové difrakční (XRD) analyzátory dokáží zobrazovat mineralogické informace. Tato lokalizovaná data pomáhají geologům provádět rychlejší a přesnější rozhodování na místě. Podívejte se na následující příklad.
Příklad: Analýza jílovitých minerálů z porfyrového dolu s výskytem mědi
Společnost Olympus v nedávné době spolupracovala s inženýry z jedné těžební společnosti na vyhotovení analýzy jílovitých minerálů získaných z porfyrového dolu s výskytem mědi v Myanmaru. Inženýři odebrali tři vzorky minerálů z tohoto dolu a označili je jako jíl s vysokým obsahem, jíl se středně vysokým obsahem a jíl s nízkým obsahem (Obrázek 1).
Obrázek 1: Tři vzorky jílu odebrané z porfyrového dolu s výskytem mědi.
V rámci přípravy jílovitých minerálů na analýzu inženýři provedli drcení vzorků na hrubost až 2 mm a jejich množství každého vzorku zmenšili na přibližně 100 g (Obrázek 2).
Obrázek 2: Vzorky jílu po drcení.
Inženýři následně rozdrcené vzorky jílu analyzovali pomocí ručního XRF analyzátoru Olympus a přenosného XRD analyzátoru Olympus s cílem identifikovat chemické prvky, resp. získat mineralogické informace.
Testování jílovitých minerálů pomocí ručního XRF analyzátoru
XRF test byl proveden pomocí analyzátoru řady Vanta™ C (model VCA) vybaveného rentgenovou lampou se stříbrnou (Ag) anodou. Tento robustní analyzátor navržený pro práci v drsných podmínkách má stupeň ochrany IP55 a je vyroben tak, aby vyhovoval požadavkům normy pro zkoušky odolnosti pádem amerického ministerstva obrany (MIL-STD-810G). Integrovaný křemíkový driftový detektor (SDD) ve spojení s patentovanou technologií Axon Technology™ výrobce Olympus umožňuje dosahovat ultravysoké rychlosti detekce a nižší prahové hodnoty detekce (LOD).
Obrázek 3: Dva inženýři používající ruční XRF analyzátor řady Vanta na pracovišti.
Další výhodou používání analyzátoru Vanta je, že vzorek lze analyzovat ihned bez jakéhokoliv zvláštního zpracování. Ve skutečnosti lze kvalitativní a kvantitativní informace o elementárním složení získat během 20 sekund.
Naproti tomu, v laboratorních podmínkách trvá získání podobných výsledků obvykle řádově hodiny nebo dokonce dny. S analyzátorem Vanta mohou uživatelé rychle získat data s takovou přesností, která je dosahována v laboratoři.
| Vzorek | Al | Si | P | S | Cl | Ca | Fe | Cu | Pb |
| % | % | ppm | % | ppm | ppm | % | ppm | ppm | |
| Jíl s nízkým obsahem | 1,19 | 3,66 | 311 | 3,72 | 1087 | 3378 | 3,70 | 3,70 | 210 |
| Jíl se středně vysokým obsahem | 0,83 | 3,94 | 341 | 0,90 | 2921 | 3771 | 2,34 | 1332 | 102 |
| Jíl s vysokým obsahem | 0,98 | 3,95 | 422 | 0,90 | 4324 | 4062 | 1,42 | 821 | 48 |
Tabulka 1: Data z elementární analýzy získaná pomocí ručního XRF analyzátoru řady Vanta. Tabulka uvádí prvky přítomné ve vzorku včetně množství každého z prvků. Mezi tyto prvky patří hliník (AI), křemík (Si), fosfor (P), síra (S), chlór (Cl), vápník (Ca), železo (Fe), měď (Cu) a olovo (Pb).
Testování jílovitých minerálů pomocí přenosné XRD analýzy
XRD test byl proveden pomocí přenosného XRD analyzátoru řady TERRA™II vybaveného rentgenovou lampou s kobaltovou (Co) anodou. Testovací funkce analyzátoru XRD spojují patentované technologie jak společnosti Olympus, tak Národního úřadu pro letectví a kosmonautiku (NASA).
Analyzátor řady TERRA II se vyznačuje jedinečným systémem přípravy vzorků k měření. Pro shromáždění strukturních (mineralogických/krystalografických) informací a přibližných elementárních (chemických) informací během méně než 10 minut je zapotřebí pouze zhruba 15 mg práškového vzorku vzniklého prosetím na sítu s velikostí ok 100 (<150 μm).
S nainstalovanou softwarovou aplikací XPowder je analyzátor řady TERRA II schopen shromažďovat a zpracovávat data rychle a jednoduše. Analyzátory řady Vanta a TERRA II nepotřebují velké vzorky ani žádnou speciální přípravu vzorků. Dokáží provádět testy dokonce i na vzorcích v dírách po odstřelu.
| ID vzorku | Křemen | Kaolinit | Pyrofylit | Ilit | Alunit | Pyrit | Celkem |
| Jíl s nízkým obsahem | 62,9 | - | - | - | 30,3 | 6,8 | 100 |
| Jíl se středně vysokým obsahem | 49,6 | 8,3 | 9,7 | 18,8 | 10,3 | 3,2 | 100 |
| Jíl s vysokým obsahem | 45,5 | 18,7 | - | 29,8 | 6,0 | - | 100 |
Tabulka 2: XRD analýza získaná pomocí analyzátoru řady TERRA II. Tabulka uvádí prvky přítomné ve vzorku včetně množství každého z minerálů ve vzorcích jílu.
Obrázek 5: Porovnání difrakčních obrazců získaných přenosným XRD analyzátorem TERRA II
Analýzou tří vzorků (jíl s nízkým obsahem, jíl se středně vysokým obsahem a jíl s vysokým obsahem) z porfyrového dolu s výskytem mědi pomocí ručního XRF analyzátoru Olympus a přenosného XRD analyzátoru Olympus bylo zjištěno následující:
- Množství jílovitých minerálů (převážně ilitu a montmorillonitu) v těchto třech vzorcích se zvyšovalo od jílu s nízkým obsahem směrem k jílu s vysokým obsahem
- Množství křemíku, alunitu a pyritu klesalo od jílu s nízkým obsahem směrem k jílu s vysokým obsahem
Tato data odpovídají jejich mineralogickým charakteristikám obecně stanoveným v terénu.
Z hlediska průzkumu a těžby porfyrových měděných rud je významný i objev pyrofilitu tvořeného zvláštním střídáním. Elementární data (např. Ca, Fe atd.) z XRF analyzátoru a data týkající se mineralogického složení z XRD analyzátoru by se mohla navzájem doplňovat, a usnadnit tak potvrzení přesnosti výsledků analýzy u této série vzorků.
Toto je jen jeden z příkladů, jak lze přenosné přístroje XRF a XRD používat v oboru geologických věd. Chcete-li zjistit informace o dalších aplikacích v odvětví geochemie, mineralogie a těžby, podívejte se na naši brožuru, Online zdroje pro geologii pro přenosné XRF a XRD analyzátory.
Související obsah
Infografika: Podpora každé fáze geologické vědy a životního cyklu těžby
