Near real-time reconciliation of geochemical data acquired with handheld spectroscopic devices : Application to volcanogenic massive sulphide (VMS) deposit from the Iberian Pyrite Belt - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2022

Near real-time reconciliation of geochemical data acquired with handheld spectroscopic devices : Application to volcanogenic massive sulphide (VMS) deposit from the Iberian Pyrite Belt

Réconciliation en temps presque réel des données géochimiques acquise avec des outils spectroscopiques portatifs : Application aux gisements filoniens à Cu-Zn-Pb de la ceinture Ibérique

Yonghwi Kim
  • Function : Author

Abstract

Mineral exploration focused on deeply concealed targets at depth requires effective techniques applicable in the field in order to identify ore-forming systems on a large scale and pathfinders to locate ore on a smaller scale. According to the rapid development of portable equipment in recent years, the importance of near real-time analysis in the field has been increasing by helping fast decision-making support before laboratory requests.Spectroscopic analysis using individual equipment has been widely used in the exploration of mineral resources, but it is rare to apply integrated data from several techniques to characterize “vectors”, which provide variations in lithology, geochemistry, mineralogy, and mineral chemistry. In addition, it is even rarer if the combination of spectral data is obtained from various portable instruments. Therefore, this study aims at reconciling geochemical data acquired from portable spectroscopic devices in order to determine the best geochemical information from each technique applied by combining the mineralogical and elemental information. Elemental and mineralogical data are provided in this study by six portable techniques: (i) elemental analyses such as XRF and LIBS for major, trace, and light elements, and (ii) mineralogical analyses such as Raman, VNIR-SWIR, MIR, and XRD to constrain rock-forming, ore, and alteration minerals. The final objective of this study is to identify vectors to the ore by applying the reconciled multi-spectral data obtained from the “real” sample in the Elvira volcanogenic massive sulfide (VMS) deposit. To achieve this, step-by-step procedures were carried out: (i) methodological understanding of each technique, (ii) establishment of a spectral database consisting of naturally monomineralic minerals, (iii) design of a decision tree to classify by mineral or mineral classes based on diagnostic bands, and mineral identification and quantification of (iv) carbonate and (v) phyllosilicate minerals (i.e., trioctahedral chlorites and dioctahedral micas), which are indicators of the target deposit.Several limitations of portable spectroscopy were confirmed based on the device itself and the geological environment in the Elvira deposit. Nevertheless, portable spectroscopy is effective in identifying the presence and compositional changes of various minerals from heterogeneous rock samples. Therefore, spectroscopic analysis on-site can be one of the vectoring tools to determine the implication for ore mineralization in hidden ore explorations.
L'exploration minière axée sur des cibles cachées en profondeur nécessite (i) des techniques efficaces qui sont applicables sur le terrain pour identifier les systèmes de formation de minerai à grande échelle et (ii) des éclaireurs pour pouvoir localiser le minerai à plus petite échelle. Avec le développement rapide des équipements portables ces dernières années, l'importance de l'analyse en temps quasi réel sur le terrain a augmenté en aidant à la prise de décision rapide avant les demandes de laboratoire. Des équipements individuels ont été largement utilisés dans l'exploration des ressources minérales pour réaliser des analyses spectroscopiques. Cependant, les données obtenues par plusieurs techniques sont rarement appliquées pour caractériser les "vecteurs" qui peuvent fournir des informations intéressantes sur les variations dans la lithologie, la géochimie, la minéralogie et la chimie des minéraux. La combinaison des données spectrales obtenues à partir de divers instruments portables est encore plus rare. L’objectif principal de ce travail de thèse est de concilier les données géochimiques acquises à partir de différents appareils spectroscopiques portables afin de déterminer la meilleure information géochimique de chaque technique appliquée en combinant les informations minéralogiques et élémentaires. Dans cette étude, les données élémentaires et minéralogiques sont fournies par six techniques portables: (i) des analyses élémentaires telles que XRF et LIBS pour les éléments majeurs, les traces et les éléments légers, et (ii) des analyses minéralogiques telles que Raman, VNIR-SWIR, MIR et XRD pour contraindre les minéraux de formation de roche, de minerai et d'altération. L'objectif final de cette étude est d'identifier les vecteurs vers le minerai en appliquant les données multispectrales réconciliées, ceux qui sont obtenues à partir de l'échantillon "réel" dans le gisement de sulfure massif volcanogène (SMV) d'Elvira. Pour cela, des procédures étape par étape ont été réalisées : (i) comprendre la méthodologie de chaque technique, (ii) établir une base de données spectrales composée de minéraux naturellement monominéraux, (iii) concevoir d'un arbre de décision pour classer par minéral ou classes de minéraux en fonction des bandes diagnostiques, et identifier et quantifier des minéraux (iv) carbonate et (v) phyllosilicate (i.e., chlorites trioctaédriques et micas dioctaédriques), qui sont des indicateurs du gisement cible. Plusieurs limites de la spectroscopie portable ont été confirmées en fonction de l'appareil lui-même et de l'environnement géologique du gisement d'Elvira. Néanmoins, la spectroscopie portable est efficace pour identifier la présence et les changements de composition de divers minéraux dans des échantillons de roches hétérogènes. Par conséquent, l'analyse spectroscopique sur place peut être l'un des outils de vectorisation pour déterminer l'implication de la minéralisation dans les explorations de minerais cachés.
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tel-03774833 , version 1 (12-09-2022)

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  • HAL Id : tel-03774833 , version 1

Cite

Yonghwi Kim. Near real-time reconciliation of geochemical data acquired with handheld spectroscopic devices : Application to volcanogenic massive sulphide (VMS) deposit from the Iberian Pyrite Belt. Earth Sciences. Université de Lorraine, 2022. English. ⟨NNT : 2022LORR0027⟩. ⟨tel-03774833⟩
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