lithogéochimie

La lithogéochimie est l'analyse systématique de la composition chimique et du comportement des roches et des minéraux dans la terre, appliquée au travail pratique de localisation et d'évaluation des gisements de minerai. Un lithogéochimiste examine quels éléments sont présents dans un échantillon de roche, comment ils sont distribués, et ce que cela révèle sur l'histoire géologique et le potentiel économique d'un site. C'est de la chimie appliquée, pas de la science abstraite: l'objectif est de cartographier les zones minéralisées, de prédire où la minéralisation est concentrée, et de décider si une perspective justifie un investissement de forage ou d'exploitation minière.

La boîte à outils comprend l'analyse chimique et la microscopie. Un échantillon de carotte ou de copeaux va au laboratoire; les analystes mesurent les concentrations de métaux cibles (or, cuivre, zinc, molybdène, lithium) et d'éléments traceurs (éléments qui ont tendance à se regrouper près des corps minéralisés même s'ils ne sont pas la matière première elle-même). La diffraction des rayons X identifie les phases minérales. L'analyse par microsonde électronique révèle comment les métaux se situent dans des minéraux spécifiques, ce qui affecte le coût d'extraction. La géochimie de la roche totale montre la signature de fond de la roche hôte non minéralisée, de sorte que les anomalies ressortent. Les schémas d'échantillonnage sont extrêmement importants: trop grossiers et vous manquez des veines étroites; trop fins et les coûts s'envolent tandis que le signal se noie dans le bruit.

Lire les roches pour le minerai économique

La lithogéochimie diffère de la minéralogie de base car elle est quantitative, spatialement consciente et vise la prédiction de la teneur en minerai. Une zone minéralisée peut contenir 0,5 gramme d'or par tonne de roche, ou 0,8 % de cuivre; ces fractions déterminent la viabilité de la mine. Le géochimiste doit également reconnaître que le minerai est rarement pur. Une veine de quartz aurifère peut se trouver dans une roche hôte altérée où la silice, les minéraux argileux et les oxydes de fer forment un halo autour du minerai proprement dit. Ces zones d'altération, cartographiées chimiquement, deviennent des guides d'exploration: elles suggèrent où se trouve le centre à haute teneur.

La lithogéochimie suit également l'interaction eau-roche. Les roches exposées à des fluides chauds et minéralisés (systèmes hydrothermaux) présentent des empreintes chimiques: appauvrissement de certains éléments, enrichissement d'autres, formation de nouveaux minéraux. En lisant ces signatures dans les carottes de forage ou les échantillons de surface, les géochimistes peuvent reconstituer les chemins des fluides et les plages de température, ce qui indique ensuite la profondeur et le style de minéralisation. Cela est important pour la planification des mines à ciel ouvert par rapport aux mines souterraines, et pour l'estimation des réserves.

Le terme combine lithos (pierre) et géochimie (chimie de la terre). Il est apparu comme une discipline appliquée au milieu du XXe siècle, à mesure que l'exploration minière devenait plus systématique et que les laboratoires d'analyse devenaient plus performants. Aujourd'hui, il est courant dans l'exploration de nouveaux gisements, la définition des ressources et les études de référence environnementales. Les données lithogéochimiques se situent à la frontière entre la géologie et l'ingénierie: elles informent à la fois le modèle de minerai du géologue et la conception de la mine de l'ingénieur, l'estimation des coûts et la stratégie de traitement des minéraux.