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 |
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 |
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
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
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
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.
