Québec Mines + Énergie - 19 au 22 novembre 2018 - Centre des congrès de Québec
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Salle 306-B

21 novembre 2019

Les nouvelles technologies appliquées à l’exploration minérale

Président

Siham Benahmed

MERN

Marc Boivin

Président

Marc Boivin

MB Géosolutions

L’innovation est d’une importance capitale pour découvrir de nouveaux gisements, une tâche devenue de plus en plus ardue avec les méthodes conventionnelles. En outre, l’adoption et l’utilisation des nouvelles technologies peuvent procurer un avantage concurrentiel dans le secteur de l’exploration minérale. Cette session présente quelques développements technologiques récents en exploration minérale qui devraient permettre aux explorateurs d’aujourd’hui et de demain de relever le défi du renouvellement des ressources.

Liste des acronymes 

9 h

Progrès réalisés dans l’application de méthodes d’analyse multivariée des données géochimiques pour l’exploration minière

Présentateur

Eric C. Grunsky

Eric C. Grunsky, émérite

Université de Waterloo

Détails de la conférence

Les levés géochimiques multiélémentaires de roches, de sols, de sédiments de ruisseaux/de lacs/de plaines inondables et de régolites sont généralement réalisés par les gouvernements et les sociétés d’exploration minière à des échelles continentale (1/1 000 000), régionale (1/250 000) et locale (1/10 000). La composition chimique de ces matériaux est définie par leur assemblage minéralogique et leur modification subséquente par comminution et météorisation. Une base de données géochimiques, avec 50 éléments ou plus, représente un espace géochimique à plusieurs dimensions qui peut être étudié au moyen de méthodes d’analyse statistique multivariée permettant de décrire des patrons géospatialement cohérents reflétant les processus géochimiques/géologiques (découverte des processus). Des modèles prédictifs probabilistes sont ensuite créés à partir de ces patrons (validation des processus).

Pour arriver à une interprétation efficace et pertinente des données multidimensionnelles, il est nécessaire d’adopter une approche systématique pour le traitement des données issues de levés géochimiques comptant plusieurs milliers d’échantillons. Il est important de comprendre la nature du milieu d’échantillonnage, les méthodes de prélèvement et de préparation des échantillons, les procédures de dissolution en laboratoire et les méthodes d’instrumentation analytique. Les problèmes typiquement associés à l’interprétation des données géochimiques multiélémentaires comprennent les problèmes de fermeture, les valeurs manquantes, la censure, la fusion et le nivellement de différents ensembles de données, et la conception spatiale adéquate des échantillons. L’utilisation de méthodes logratio permet de surmonter les problèmes de fermeture.

Les plus récents développements en analyse multivariée avancée et l’analyse géospatiale permettent d’analyser et d’interpréter de façon efficace les renseignements inhérents aux ensembles de données géochimiques. Les processus géochimiques et géologiques peuvent être reconnus en utilisant des procédures de découverte de données comme l’application de l’analyse des composantes principales, l’analyse des composantes indépendantes, etc. Des méthodes comme les forêts aléatoires, les réseaux neuronaux et l’analyse discriminante peuvent être utilisées pour valider et prédire les processus.

Des exemples de découverte/prédiction des processus seront présentés, notamment dans le cadre d’une évaluation des ressources des principaux types de gîtes minéraux en Colombie-Britannique; une cartographie des grands assemblages crustaux en Australie; et l’identification et la prédiction des phases diamantifères dans les kimberlites du champ de kimberlites Star en Saskatchewan (Canada).

9 h 50

Les avancées en instrumentation LIBS et les applications émergentes en exploration minérale

Présentateurs

Aïssa Harhira

CNRC

Mohammed Sabsabi

Mohamed Sabsabi

CNRC

Paul Bouchard

CNRC

Josette El Haddad

CNRC

Francis Vanier

CNRC

Elton Soares Filho De Lima

CNRC

Daniel Gagnon

CNRC

Alain Blouin

CNRC

Détails de la conférence

La spectroscopie laser-plasma (LIBS) a évolué au cours des 50 dernières années pour devenir une technologie concurrentielle dans de nombreuses applications d’analyse chimique. Les percées dans la compréhension du processus d’ablation et le développement de composants améliorés pour le laser et le détecteur ont contribué à une meilleure performance des appareils et, par conséquent, à l’obtention de mesures analytiques fiables. En exploration minérale, lorsque la valeur des métaux précieux augmente, leur teneur limite diminue, d’où la nécessité de développer de nouvelles techniques pour augmenter la productivité et l’efficacité sur le terrain. Le CNRC a mis au point une technologie révolutionnaire basée sur la LIBS, y compris la fabrication d’un prototype portable, en collaboration avec de grandes sociétés minières aurifères canadiennes et l’Université Laval. Sur le terrain, le prototype du CNRC a permis de détecter pour la première fois de l’or à un niveau inférieur au ppm dans un échantillon de minerai, en donnant également des informations sur la minéralogie du minerai. Le prototype permet une analyse rapide de l’or en temps réel, ce qui a des répercussions dans toute la chaîne de production, de l’exploration à la production. En effet, les géologues et les ingénieurs pourront prendre des décisions sur-le-champ, valoriser le minerai en évitant l’envoi de gangue à l’usine, gérer efficacement les projets miniers et même découvrir de nouvelles zones aurifères. Cette technologie permettra aussi de minimiser les coûts d’exploitation.

Notre présentation porte sur le développement de la LIBS au CNRC et ses applications récentes dans le domaine minier. Nous discuterons de l’instrumentation LIBS en termes de robustesse et de performance analytique par rapport aux techniques conventionnelles. Nous soulignerons l’avenir de la LIBS dans le domaine minier et les défis relatifs à son implantation.

10 h 15

La géochimie des eaux souterraines : un outil novateur pour l’exploration profonde

Présentateur

Silvain Rafini

Silvain Rafini

CONSOREM

Détails de la conférence

Plusieurs projets de recherche récents du CONSOREM ont porté sur l’utilisation de la géochimie des eaux souterraines en exploration minérale. Les corps métallifères sont des anomalies géochimiques du socle qui imprègnent l’eau environnante jusqu’à des profondeurs importantes. La détection de ces halos hydrogéochimiques offre un très grand potentiel d’exploration des gîtes profonds. À la différence des autres méthodes de géochimie secondaire, celle-ci n’est pas affectée par la présence de dépôts glaciaires et son efficacité augmente en profondeur (eaux continentales saumâtres).

Cette conférence présentera les travaux réalisés en 2016-2017 sur deux gîtes de sulfures massifs zincifères profonds dans le camp de Matagami (Abitibi). Ces études de cas montrent que l’eau souterraine du roc fracturé acquiert une composition géochimique anormale au contact du gîte. L’empreinte proximale multiéléments se fractionne avec la profondeur et la dispersion latérale. Le panache est détectable sur plusieurs centaines de mètres, à toutes les profondeurs étudiées (> 1 km), et en présence d’un couvert glaciaire atteignant la centaine de mètres d’épaisseur. Nous avons analysé l’eau de plusieurs forages dont les résultats d’analyse de roches étaient négatifs. Les résultats obtenus se sont avérés positifs, signe que les forages avaient recoupé le panache. À l’évidence, l’analyse de l’eau dans ces forages d’exploration aurait révélé la présence du gîte, là où aucun signal n’était détecté dans la roche. Un échantillonnage systématique des forages existants sur une propriété devrait permettre de mettre au jour des minéralisations entre les forages, autrement dit dans les « trous » de la maille.

Les tests menés dans ces études ont permis d’établir des protocoles opérationnels appropriés et validés en terrains nordiques québécois. Cette méthode pourrait devenir une procédure standard lors des campagnes d’exploration, des stades précoces aux plus avancés, puisqu’elle augmente la portée des informations accessibles sur l’environnement du forage, en complément d’autres méthodes indirectes (p. ex., diagraphies, Pulse EM, etc.).

10 h 40

L’utilisation des drones en exploration minière

Présentateur

Marc Boivin

Marc Boivin

MB Geosolutions

Détails de la conférence

Les drones (aéronefs sans pilote) sont utilisés dans notre société moderne depuis plusieurs années. Cette conférence fera un rapide survol (dans tous les sens du mot) de leur utilisation en exploration minière au Québec et ailleurs dans le monde.

Les ailes volantes et les aéronefs multirotors à usage non militaire sont aujourd’hui accessibles autant pour la géophysique que pour la cartographie géologique directe (photographie aérienne) ou indirecte (mesures hyperspectrales).

Des systèmes permettant des levés magnétiques par drone ont fait leur apparition sur le marché, dont certains sont conçus au Québec. Des recherches sont en cours quant aux systèmes légers pour les levés EM (ex. : VLF). D’autres méthodes viendront s’ajouter dans un futur proche.

De nombreux géologues utilisent déjà la photographie par drone pour la cartographie de décapages et de rainurages. Des caméras hyperspectrales fixées sur des drones sont déjà utilisées en environnement minier. Leur utilisation en exploration minière est à nos portes. Par contre, les nouvelles règles de Transport Canada, en vigueur depuis cette année, encadrent avec plus de sévérité l’utilisation des drones au Canada. Cette réglementation doit être connue des futurs clients afin de mieux comprendre les limites de ces systèmes en exploration minière.

11 h 05

Mise en valeur des spectres XRF : mesure de densité volumique rapide et efficace

Présentatrice

Camille Hébert

Camille Hébert

Université Laval

Détails de la conférence

La densité volumique des matériaux qui composent un massif rocheux est une information essentielle à chaque étape d’un projet minier. De la modélisation gravimétrique d’un gisement au dimensionnement des équipements d’exploitation et de manutention du minerai et des résidus, une simple erreur de mesure de densité peut avoir de fâcheuses conséquences sur la faisabilité d’un projet. Les instruments de mesure disponibles sur le marché présentent certaines limites. Les mesures de densité volumique faites sur des carottes de forage peuvent être chronophages et donner une vision biaisée de la réalité en surreprésentant les portions du massif rocheux qui sont les plus compétentes. Les portions où la roche est moins compétente (carottes endommagées ou perdues durant le forage) sont ainsi sous représentées dans les modèles. Les sondes de densité en forage, communément appelées gamma-gamma, offrent une meilleure couverture spatiale en permettant de caractériser toutes les zones recoupées. Par contre, la présence d’une source de radiation isotopique restreint leur déploiement dans les forages qui ont le plus faible risque d’effondrement. De plus, plusieurs pays limitent l’usage de ces sondes. Il est difficile d’obtenir un portait global de la densité volumétrique avec les méthodes actuelles. Comme les données collectées sont rarement localisées au même endroit que les autres paramètres, leur intégration à une analyse multivariée est aussi complexe.

Pour remédier à ces problématiques, une nouvelle méthodologie faisant usage d’un instrument à fluorescence X portable (FRXp) a été mise au point. Cet instrument permet d’obtenir des valeurs de densité relative ainsi que des données géochimiques semi-quantitatives, et ce, en quelques secondes. Les mesures de densité relative sont obtenues en évaluant la relation entre la diffraction élastique et inélastique des photons des rayons X. Ce rapport permet de quantifier la contribution des éléments lourds et des éléments légers sur les diffractions observées. Il est alors possible de comprendre les interférences internes de la structure atomique de l’échantillon et d’évaluer la densité d’électron des atomes qui le composent. Cette nouvelle méthodologie est une solution intéressante pour mesurer la densité le long de forage de façon rapide, tout en évitant les désavantages des sources isotopiques des sondes gamma-gamma. Elle devrait améliorer la cohérence des ensembles de données, en permettant une caractérisation simple et efficace de tous les forages réalisés. Les résultats de notre étude illustrent bien la fiabilité du FRXp en exploration.

11 h 30

L’approche probabiliste en géochimie

Présentateur

Rejean Girard

Réjean Girard

IOS Services Géoscientifiques

Détails de la conférence

Lors de notre tout premier cours de chimie au secondaire, on nous a enseigné que la chimie, et donc la géochimie, est une science exacte! Alors, pourquoi utilise-t-on des statistiques pour l’interpréter? Les teneurs en métaux mesurées dans les différents sédiments de l’environnement secondaire (sol, ruisseau, lac, till, etc.) sont le produit d’une interaction complexe, contrôlée par de nombreux paramètres qui ne sont pas communément estimés. Qui évalue la capacité d’échange cationique des sols? Il devient alors difficile de construire des modèles déterministes en géochimie, qui permettraient de prédire la teneur en métal anticipée dans un échantillon. Sachant que les différentes variables comprennent une variance intrinsèque ou une imprécision, il est possible d’élaborer un modèle prédictif qui, assumant une population homogène, calcule les probabilités d’obtenir une certaine teneur en métal dans l’échantillon. Cette teneur est conforme à une fonction de densité de probabilité dictée par le type de matériel analysé et peut être paramétrée. Ainsi, les dosages des métaux d’origine hydromorphe doivent respecter une distribution log-normale, les dosages de métaux d’origine détritique respectent une distribution Gamma, les comptes de grains d’or ou de minéraux indicateurs respectent une distribution d’Erland, etc. En comparant la distribution prévue par de telles lois avec la distribution réelle, il est possible de différencier les échantillons ne respectant pas ladite distribution. Ces signaux déviants découlent habituellement de la présence d’une autre population qui se superpose à la population régionale. Cette autre population de source distincte peut être paramétrée. La méthode est particulièrement efficace pour détecter les populations mixtes et pour éliminer les faux signaux résultant de la fluctuation du signal régional.