Ce travail est réalisé sous la direction de Cécile FABRE et Jean CAUZID du laboratoire GeoRessources.

Le jury est composé de :

Cécile FABRE (Directeur de thèse) : Maîtresse de conférences HDR, Université de Lorraine, France

Jean CAUZID (Directeur de thèse) : Maître de conférences, Université de Lorraine, France

Patricia PATRIER-MAS (Rapporteur) : Professeure des universités, Université de Poitiers, France

Eric PIRARD (Rapporteur) : Professeur, Université de Liège, Belgium

Emmanuelle MONTARGES-PELLETIER (Examinateur) : Directrice de recherche, LIEC, CNRS, France

Jan JEHLIČKA (Examinateur) : Professeur, Charles University, Prague, Czech Republic

Marie-Camille CAUMON (Invitée) : Ingénieure de recherche, Université de Lorraine, France

Erwan ANDRE (Invitée) : Maître de conférences, Université de Lorraine, France

 

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) compréhen 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.