Pro je t SC ANDIUM & T ERRES RARES Enric hisse m e nts e n Sc - - PDF document

Po ints fo rts d u Pro je t

L’étude proposée vise dʼune part à diversifier lʼoffre en ressources minérales proposée par la Nouvelle- Calédonie, et dʼautre part, à contribuer à l’approvisionnement en métaux stratégiques à haute valeur ajoutée. L’idée étant de travailler sur les métaux valorisables en sous-produits de Ni et Co, les métaux stratégiques potentiellement présents dans ce contexte sont le Scandium, et dans une moindre mesure les terres rares. L’étude va ainsi s’attacher à comprendre les processus de transport et de piège de ces métaux dans les altérites, en lien avec les connaissances acquises sur Ni et Co, et d’établir le potentiel des différents types de gisements en ces métaux.

L e s site s d ’ é c ha ntillo nna g e

• Cap Bocage
• Koniambo
• Thiébaghi
• Nakéty – N’go

Pour tous renseignements Contactez le CNRT Tél. : 28 68 72 cnrt@cnrt.nc

O b je c tif d e la ré unio n

Michel Cathelineau profite de sa présence en Nouvelle- Calédonie pour présenter les travaux du Labex Ressources21 (Laboratoire d’excellence : « Ressources métalliques stratégiques du 21ème siècle ») et notamment le programme nickel 2014- 2017. L’équipe scientifique présentera ensuite :

• Le premier livrable du programme : le rapport

bibliographique

• intitulé « La ressource scandium - Potentiel

économique & gîtologique ». Ce rapport sera diffusé lors de la restitution

• Les résultats des premières analyses réalisées

sur les échantillons existants

• Un bilan de la 1ère mission de l’équipe

scientifique en NC en faisant notamment un point sur les sites sectionnés et les échantillons prélevés. ;

• La planification des tâches à venir

REST IT UT IO N d e MISSIO N

Pro je t SC ANDIUM & T ERRES RARES

« Enric hisse m e nts e n Sc a nd ium e t T

e rre s Ra re s da ns le s pro fils la té ritiq ue s de No uve lle C a lé do nie : a p pro c he s g é o c him iq ue s, m iné ra lo g iq ue s e t te sts d ’e xtra c tib ilité »

L e ve ndre di 15/ 04/ 16 – à l’IRD sa lle 2 – à 9h

Le C NRT vo us invite à p a rtic ip e r à la ré unio n d u 15/ 04/ 2016 a nimé e p a r

Mic he l C a the line a u (C NRS, G e o re sso urc e s)

C o o rd ina te ur d u p ro je t

Invita tio n

pour prendre le repas ensemble

1 1

RESSOURCES 21

Strategic metal resources for the 21st century

9 years: 2011-2019 Funding: 9 millions Euros, Consolidated costs: € 36.7 millions Euros Administrative supervision Scientific laboratories (Geosciences and Bio-geosciences) Observatory Earth and Environment Of Lorraine

Labex Ressources 21 Carnot ICEEL Labex Voltaire Carnot BRGM Carnot IFREMER Carnot ISIFOR

• 1)

dʼun Accroissement massif des besoins des pays émergents dont la Chine 2) de besoins dʼInnovation industrielle rapide (technologies « vertes », TIC, transport) Evolution récente des besoins en raison Eolienne : 500 kg terres rares (Nd, …) Filière photovoltaîque Besoins en Ge, Ga, .. + de 50 éléments chimiques différents dans les portables et ordinateurs

• Assurer l’approvisionnement des grands groupes industriels
• Éviter les situations de monopole (terres rares, W, fluorine, Sb : > 90 %

produits par la Chine)

• Importer des éléments chimiques produits dans des conditions sociales

et environnementales correctes

• >>> car le recyclage sera insuffisant, beaucoup de difficultés techniques

In Ge

Rare Earth Elements

Sc Supply risk Ta Mo Zn Ni F PGE Be Mn V Mg Ga Co Li Cu Te Re Cr Economic importance

10

Energy Transition Photovoltaic sector, Eolian energy

High Tech. Materials

Context Industry needs to ensure availability of strategic metals

Nd, Dy Ge, In, Sb Sc, Nb, Ta Nd, La, Ce

In Ge REE Sc Supply Risks Ta Mo Zn Ni F Platinoides Be Mn V

5 5 1

Mg Ga Co Li Co Te Re Cr

Projets du LabEx RESSOURCES21

Economic importance

10 10

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 5

Ce, Eu, Gd

PhD, post-doc, projects 3-year project Ni 3-year project REE

Maintain sustainability Where are the resources for the future? New prospection tools

6

How to minimize energy and mass fluxes Preserve the environment

Objectives : Insufficient recycling, increasing demand >>> New mines

Source rock Transport (fluid, magma) Concentration (ores) Exploitation (mine) Extraction (mill) Separation (plant) Concentrate Metal salt or alloy Dispersion transport (waters) Geo-availability Bio-concentration Bio-availability Eco-toxicity

x 102 to 105 Evaluate the environmental Impact and risks Remediate contaminated soils Improve clean and efficient extraction Understanding concentration processes Life cycle of strategic elements (REE, Ge, In, Nb, Ta, ….) Numerous knowledge gaps

• Geology, field work
• In situ approaches in

Mineralogy Geochemistry including isotopes

• 3D modeling,transfers

7

Disciplines, skills

• Ore processing,

Flotation

• Hydrometallurgy
• Phytomining

Agromining

• Soil sciences
• Botany
• Biology, ecotoxicology
• Aquatic chemistry
• Thermodynamic modeling

and experiments including biosphere (mesocosms)

A cross-disciplinary approach favored by LabEx >> New integrated projects of the Geosciences and Bio-geosciences community

In situ analysis

• LA-ICP-MS

All metals down to ppm, almost all matrices including biological material

• in situ dating (U-Pb)

8

• Experimentation

High P and T

• Flotation unit
• Hydrometallurgy

(in progress)

• Mesocosm and

effects on biosphere (ecotox tests) Isotope geochemistry

(ion probe, MC-ICP-MS)

• Ni and Ge isotopes
• dating : Re-Os,

U-Pb, Sm-Nd

• K-Ar laboratory

Modeling platform

• 3D modeling (GOCAD)
• transfer- discontinuous

media

• Thermodynamic

modeling including biological processes

In addition to Microscopies (LT, LR, Cathodo, UV) SEM (2), QEM XRD, X-ray tomography, IR, Raman spectroscopies Organic geochemistry (GC-MS, Q-tof MS)

Labex co-funding

• Ion probe (Cameca1280)
• K-Ar lab.
• New LA-ICPMS

Means

High performance equipment at the disposal of all researchers: Analytical platforms

9

Research Strategy

• 2012-2013 : open calls (international: post-doc, chair, small projects)

>> projects on Ge-In, Nb-Ta, and new methodologies (discontinuous media modeling, biosensors, ecotox risk evaluation, in situ measurements) preparation of large projects through post-docs

• 2014-2019 : series of strategic workshops

>> favoring a general synergy and cross-disciplinary projects >> two major projects gathering knowledge from all participants and promoting innovation

The chemical element becomes the bridge between all approaches

1- Ni, Co, Mn, Sc, Cr program 2014-2017 2- REE and associated metals (Nb-Ta, U-Th) program 2015-2019

Thr hree-y ee-year ear pr project

• ject

Nic Nickel el (Co, , Sc Sc) )

11

Where, Why, How ? Understanding the process

• f natural enrichment

In laterites (Fe-oxides and silicates) 1- Life cycle of Ni and related chemical elements (Co, Sc, Mn) Case of laterites on ultrabasites (New Caledonia, Philippines) Ore processing of Ni-ores: the fine grained ore problem Extraction from soils and plants: Phytomining and agromining of Ni Impact of Ni on biosphere

New Caledonia :

• the only French production

(except Au in French Guiana)

• 10% of the world production of Ni
• French mining operators : ERAMET (SLN)

and small producers

OTELo - LaBex RESSOURCES 21

Conceptual and numerical model of Ni enrichment in discontinuities (silicate ore) Eaux météoriques 25 °C 50 °C

13

Understanding the process of natural enrichment

Relationships laterite- tectonic activity - water movements

The fate of magnesium in the vicinity

• f Ni rich laterites

Syntectonic magnesite

Geology 2013

Magnesite formation after Specific serpentine polymorphs

• Contrib. Mineral. Petrol. 2013

A new model for the kerolite solid solution (Raman, TEM, QEMA)

• J. Raman Spectroscopy, 2015

3626 3650 3660 3700 3670 3675 3685 3636 3644

d=9,5 Å

A new model of Ni redisribution as Ni silicate

• Min. Dep. 2015

Magnesite Laterite Ni-goethite Si, Mg, Ni Olivine (Dunite) Kerolite 1 Kerolite 2 Qz, SiO2 am

• ­‑20 ¡

180 ¡ 380 ¡ 580 ¡ 780 ¡ 980 ¡ 1180 ¡ 1380 ¡ 1580 ¡ 1780 ¡

3600 ¡ 3650 ¡ 3700 ¡ 3750 ¡

• 20

980 1980 2980 3980 4980 5980

3600 3650 3700 3750

• ­‑20 ¡

180 ¡ 380 ¡ 580 ¡ 780 ¡ 980 ¡ 1180 ¡ 1380 ¡

3600 ¡ 3650 ¡ 3700 ¡ 3750 ¡

3676 ¡cm-­‑1 ¡ 3661 ¡cm-­‑1 ¡ 3690 cm-1 3706 cm-1 3696 cm-1 3690 cm-1

Talc Polygonal serpentine Lizardite I Lizardite II White) Ni-Mg krl Liz I Plg.Srp. Lz II Tlc Tlc Tlc Lz II Lz I A B C Plg. Srp.

• Fig. 4

1 cm 1 cm 1 cm

Mg3 Mg2Ni MgNi2 Ni3 Ni/ Ni+ Mg

Calibration: Cathelineau et al., 2015, J. Raman Spectroscopy

Mg3 Ni3

Cathelineau et al., Min Dep 2015

The obtained sequence is the following: Goethite/Hematite/Saponite-Mg/ Ni talc-like/Quartz/Kerolite/Magnesite. This sequence coincides in terms of main minerals with a qualitative diagram of decreasing solubility (Golightly, 2010). 1-D Reactive Multicomponent Transport model:

• 25oC with the code

PHREEQC associated with the llnl thermodynamic database

• Kinetically

controlled olivine dissolution Numerical modeling of laterite formation- PhD Thesis Andrey Myagkiy

Rainfall = 1500 mm/yr P(O2 , CO2 ) atm

Olivine

Mg1,82 Fe0,17 Ni0,01 Al0,006 SiO4

• f secondary

Dissolution rate in a model: R=r * A0/V * (m/m0 )2/3

Paragenesis: Goethite Hematite Pimelite Kerolite Saponite Falcondoite Quartz

Discharge = 1500 m/ yr

Weathering of a 1-D column of partially serpentinized peridotite due to the meteoric water flow

a column of 20 m discretized in 40 cells of 0.5m each. Modelling results reproduce the mineral succession observed in the field. After about 300 years, serpentinized peridotite has been partially weathered. It should be noted that the content of olivine at each cell was intentionally reduced in order to reduce calculation time.

• Post-doc Y. Teitler

Contrat CNRT-Labex Influence of prothore degree of lateritisation Behaviour of scandium in laterite profile

• Ni laterite mineralogy is complex
• Ni presents as ultrafine in a number
• f mineral phases
• Grinding to such a fine size is

difficult

• Characterisation is difficult

ORE Processing- Fine graine separation- The case of Ni-laterite

• L. Filippov, and Saeed Farrokhpay –

Senior Researcher (May 2015-2017) and 2 Master students

Nickel laterite mineralogy

• f Weda Bay

(Blancher et al., 2015)

Collaboration with Eramet Group

• Industrial resources (Eramet laterite
• res):
• 1. Nepoui ore ROM (-30 mm)
• 2. Tiebaghi ore (-30 mm) product of heavy

medium separation

• 3. Limonites ore with 1.5% Ni
• 4. Waste (Fines de bassins de décantation -100

µm)

• 5. Weda Bay ore

• New methodology will be developed to

study the nickel laterite separation process

• interaction between minerals present in

laterite ores (via rheology and surface charge analysis)

• Liberation of valuable minerals by fine

grinding using stirred media milling

• Dispersion of fine particles followed by

selective aggregation prior to separation

• Separation of valuable mineral particles
• Energy saving process to liberate fine

valuable minerals will be developed

• Physical separation and flotation of fine

particles will be improved

• This work allows us to link the

fundamental study of particle-particle interaction with practical aspects in separation process

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 22

Hydrometallurgy

• Inventory of forces in Lorraine (UL, Institut Carnot, Labex)
• labex - Institut Carnot Join venture
• preliminary meetings
• transverse projects : chemistry - geosciences

co-funding : Labex Ressources 21-ICEEL

• future recruitement of Professor

at ENSG Objectives : Training and research Pilot laboratory Zeton-Pays bas

23

Estrade et al. 2015 New methodology of Ni isotope measuring by double spike- Ni isotopic fractionation from soil to plant. EPSL

• International phytomining

network

• A. Baker, Invited Prof. Australia
• A. Van der Ent, Labex Post-doc and

link between Nancy and Brisbane

From soil to biomass From biomass to Ni salt

15 publications since 2012 Bani et al , 2015, Inventory of hyperaccumative plants, a and b,Int J Phytoremediation Van der Ent, 2015 Agromining , Env Sci Tech (Ni-hydr. Amm. Sulfate)

• T. Deng, PhD thesis

>> patent

Research highlights Phytomining, agromining

Ni Phytomine (G. Echevarria, LSE)

Search and evaluate best hyperaccumulator species. Adapt and search for the best conditions of plant growing Optimize the phytoextraction Propose new processes for the chemical extraction from biomass

Phyllanthus balgooyi : > 8% de Ni dans le latex

Post-doc A. Van der Ent

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 25

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 26

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 27

Localisation of Hyperaccumulator plant species in the Weda Bay area (Indonesia) Works in coll. Eramet and

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 28

A similar inventory is currently done in New Caledonia

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 29

Works in coll. Eramet and

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 30

Phyllanthus securinegoides and Rinorea bengalensis

• What amounts of fertilizer applications are needed for

maximum biomass production per unit area?

• What is the influence of soil Ni available pools on Ni uptake?
• What is the effect of Ca, S, pH, organic matter on Ni uptake

and accumulation?

• Is phytomining better undertaken on overburden (laterite) or

strip-mined (saprolite) land?

• What are the most effective methods for mass-propagation?

future pot experiments under field conditions to test N, P, K, Ca, S, pH and Organic matter effects

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 31

Environnemental Refunctionlizing of Ni-mine soils

l Needs a multifunction approach which includes all

ecosystem services

Leguédois et al, 2015. SGA Leguédois et al, 2016. ICSM

l Active revegetation l Choice of adapted species l Soil Construction

• To be thought at the scale
• f circular economy of

the mine

• Need to identify wastes

and valuable by-products (top soil, green wastes, waste water treatment sludges, …)

Impact ¡of ¡mine ¡ac7vi7es ¡on ¡aqua7c ¡ecosystems ¡ (star7ng ¡project ¡in ¡Albania) ¡ The ¡objec.ves ¡are ¡to ¡study ¡the ¡: ¡

¡

• 1. Ecodynamic ¡of ¡metals ¡(mainly ¡Ni,Cr ¡and ¡also ¡Cu, ¡

Co, ¡Al) ¡from ¡mine ¡areas ¡to ¡rivers ¡(Shkumbin ¡River ¡ basin) ¡and ¡lake ¡(Lake ¡Ohrid) ¡ ¡

• 2. Trophic ¡transfer ¡of ¡metals ¡ ¡
• 3. Effects ¡of ¡metals ¡on ¡the ¡ecosystem ¡func7onning ¡ ¡
• 4. Ecotoxicity ¡of ¡metals ¡on ¡target ¡living ¡organisms ¡

(macrophytes, ¡fish, ¡benthic ¡invertebrates ¡as ¡ gammarids, ¡gastropods, ¡bivalves). ¡ ¡

Site de Moa (Cuba) River ¡in ¡Albania, ¡tributary ¡of ¡Lake ¡Ohrid, ¡on ¡ultrabasic ¡ rocks ¡at ¡the ¡proximity ¡of ¡an ¡old ¡Cr ¡mine ¡(Ni, ¡Cr ¡rich ¡UB) ¡

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 34

REE 3 years project

35

Canada Carbonatite, Alkaline intrusions REE carbonates and silicates Neartic conditions Prospection and environmental conditions pre-exploitation stage

• Consortium agreement

DIVEX Québec - IRME (UQAT-Polytechnique)

• Ministère Ressources Naturelles du Québec

China Altered granites, REE phosphates and ionic clays subtropical conditions Surficial transfers, remediation polluted soils post-exploitation stage

• Consortium agreement

with Sun Yat Sun Univ., and new international lab.

3 year project - Rare Earth Elements

Cross-disciplinary approach from mine to environment Two main complementary workshops

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 36

Behavior ¡of ¡REE ¡in ¡felsic ¡rocks ¡: ¡hydrothermal ¡altera.on ¡of ¡monazite ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡and ¡REE ¡surficial ¡cycle ¡ ¡ Monazite ¡ Rhabodophane ¡ Ionic ¡clays ¡ (kaolinite) ¡ REE ¡carbonates, ¡ ¡ phosphates ¡(APS) ¡ ¡

REE ¡frac.ona.on ¡ in ¡minerals ¡(UO2, ¡CaF2) ¡ ¡ ¡ ¡

Preserved ¡ ¡in ¡kaolinite ¡ ¡ Ore ¡beneficia.on ¡ Flota.on ¡of ¡fine ¡ ¡ grained ¡frac.on ¡ Agromining ¡ Phytomining ¡ Soil ¡Remedia.on ¡ ¡ REE ¡as ¡by ¡products ¡ ¡UO2, ¡CaF2 ¡

¡hydrometallurgy ¡

¡ ¡(LREE)PO4•(H2O) ¡ ¡ ¡ ¡(LREE)PO4 ¡

OTELo - LaBex RESSOURCES 21 37

China Altered granites, REE phosphates and ionic clays subtropical conditions Surficial transfers, remediation polluted soils post-exploitation stage Ganzhou mining site (Jangxi) : Ionic clays (mixed gibbsite, kaolinite, halloysite, smectite) : extraction by ammonium sulfate

REE Hyperaccumulator Dichranopteris dichotoma

Remediation of damaged soils, phytomining

Liu et al., 2014

www.scib.ac.cn

Collabora.on ¡LSE ¡– ¡LEPCRT ¡ Joined ¡Interna7onal ¡Laboratory ¡between ¡ ¡the ¡Sun ¡Yat-­‑sen ¡(Canton) ¡Univ. ¡and ¡Lorraine ¡Univ. ¡ ¡ Guanzhou ¡site ¡ ¡

• Func.onaliza.on ¡and ¡remedia.on ¡of ¡damaged ¡soils ¡
• Phytoremedia.on ¡
• Search ¡for ¡hyperaccumulator ¡plants ¡
• new ¡procedure ¡for ¡REE ¡agromining ¡
• Processing ¡wastes ¡for ¡ ¡uptake ¡of ¡valuable ¡products ¡
• Coll. LSE - LRGP –– (Géoressources)

Projet Scandium – REE en Nouvelle-Calédonie

Potentiel du Scandium (et REE) comme sous- produit(s) des latérites Ni (et Co) de NC ?

• Teneurs/volumes économiques ?
• Quelle(s) phase(s) porteuse(s) et dans quels horizons ?
• Dans quels massifs ?
• Quels outils/stratégie pour optimiser exploration et

production ?

Tâches 2015 2eme semestre 2016 2017 1er semestre

1

Choix des cibles potentielles

(tous les partenaires) Biblio scandium (tous)

2

Echantillonnage (tous les partenaires)

3

Teneurs (en roche totale) en scandium (et REE) Georessources

4

Tests in situ par spectrométrie de fluorescence X (Niton). BRGM-CEREGE (Brucker) ?

5

Minéralogie détaillée (GeoRessources/Isterre/ EOST, CEREGE)

6

Analyse localisée du Sc (Georessources)

7

Travaux détaillés sur la spéciation (Isterre, Georessources/ EOST)

8

Extraction chimique & spéciation (CEREGE, Master 2ème année)

9

Synthèse (Tous les partenaires)

Phase 1

Objectifs du projet

Calendrier prévisionnel des tâches Phase 2 Phase 3

Rapport final Rapport biblio Rapport avancement

La ressource scandium : potentiel économique et gîtologie

• Applications industrielles
• Evolution de la demande et du cours du scandium
• Gitologie du scandium latéritique et projets existants
• Procédés métallurgiques

Applications industrielles

• Alliages Al-Sc (up to 2wt. % Sc) pour
• l’aéronautique
• Equipements sportifs haut-de-gamme
• Potentiel futur pour l’industrie automobile
• Remplacement de l’Yttrium dans les SOFCs
• Lampes halogènes de haute intensité

Evolution du cours du scandium

• Pas de marché organisé
• Dépend du degré de pureté / quantités négociées

Evolution du cours du scandium

• Depuis 2010, tarissement des stocks de l’ex bloc soviétique
• En 2015, quantités négociées 10-15 t Sc2O3/an (marginal)

Demande en scandium: prédictions

Occurrences et ressources existantes

• Chine : gisements REE (Bayan Obo)
• Russie, Kazakhstan : sous-produit gisements Uranium
• Ukraine : sous-produit minerai de fer
• Madagascar, Norvège : Occurrences de pegmatite a

thortveitite

• Australie (+ Cuba, Nouvelle Calédonie) : sous-produit

de gisements Ni-Co latéritique

• Ex. scandium latéritique : projet SCONI

Procédés HPAL fonctionnels

Et en Nouvelle Caledonie…. ?

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00 10 20 30 40 50 60 70 80 90

État de l’art. Exemple sur harzburgite (Koniambo)

1 2 3 4 5 6 7 8 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Rocky sapr. Earthy sapr. Yellow limonite Red limonite Pisolites

Hématitisation ?

Sc (ppm) Cr2O3 (wt%) Fe2O3 (wt%)

• Latéritisation: Enrichissement ~x10 depuis protolithe

(max. dans limonite)

• Corrélation Sc-Fe-Cr suggère incorporation du Sc

dans goethite. Hématitisation tardive = expulsion du Sc ?

Variabilité du potentiel de minéralisation Protolithe Climat Ultramafiques latérisées en Nouvelle Calédonie NO SE : Lherzolite – Harzburgite – Dunite NO SE : Précip. modérées précip. Fortes

• Scandium principalement dans Lherzolite et

intrusifs (clinopyroxène)

• Tiébaghi

2 profils sur lherzolite (carrière + pulpes)

• Koniambo

2 profils sur harzburgite (forages I5690, OPB7) 1 profil sur dunite 1 profil intrusif gabbro Compléter OPB7 (forages disponibles)

• Cap Bocage - Monéo

2 profils intrusifs gabbro (carrière + pulpes)

• Nakéty

1 profil sur pyroxénite 1 profil sur gabbro (forages à venir)

• Ngo

1 profil sur dunite 1 profil sur gabbro (forages à venir)

Stratégie d’échantillonnage (échelle régionale)

• À disposition
• Mission du 4 au 22 avril 2016

Cap Bocage (SMT)

• Logging et échantillonnage de 2 sondages sur base

majoritairement harzburgitique (+ localement dunite)

Cap Bocage (SMT)

PZ1B PZ2B

Carrière CVW 55 échantillons collectes dans les différents facies

Koniambo (KNS)

• Echantillonnage de deux profils sur carrière (Test Pit et Ma-oui)
• Logging et échantillonnage de 2 profils

complémentaires sur Test Pit, B5750065 et B5750055)

• Logging et échantillonnage de la base

du profil OPB7 (TRAZY)

OPB7

50 échantillons collectes dans les différents facies

Tiebaghi (SLN)

• Echantillonnage de deux profils sur carrière (Est Alpha et

Fantoche) a base essentiellement lherzolitique. Quelques facies d’altération singuliers (facies a smectites..)

• Echantillonnage le long d’un transect avec intrusifs

(gabbro): Zone de stockage.

• Pas de logging (absence de forages non destructifs)

30 échantillons collectes dans les différents facies

Mission de terrain 2eme phase, 18-22 avril (Y. Teitler, J.P. Ambrosi, B. Sevin)

• Nakety
• Ngo

Resultats preliminaires obtenus sur Koniambo

Koniambo 2 profils sur harzburgite TRAZY (forages I5690, OPB7)

Echantillons a disposition (pre-mission)

Échantillons à disposition : forage OPB7 développé sur harzburgite

2 4 6 8 10 2 4 6 8 10

Échantillons à disposition : forage I5690 développé sur harzburgite

10

I5690 OPB7

Roche saine : Harzburgite (±serpentinisée)

Minéraux primaires (stage 1)

• Forstérite
• Enstatite
• Diopside
• Spinelle chromifère

Diopside Enstatite Forsterite Enstatite Forsterite Diopside Chromiferous spinelle Enstatite Forsterite

Roche saine : Harzburgite (±serpentinisée)

Serpentinisation

Lizardite (veines + mesh replacement, brèche)

• Magnetite ? (non observée directement)

Forsterite Lizardite Lizardite Lizardite

Earthy saprolite: reliques des phases primaires

• Stage 1 localement preservee
• Stage 3 martite (oxydation de magnetite), coating du spinelle

Enstatite Enstatite 10

Lower? to intermediate limonite: Leaching and replacement of silicates by hematite

• Stage 4: Hematite (remplacement des silicates primaires)

Enstatite Hematite 10

OPB7

Goethitisation in limonite

• Stage 5

Ciment fin homogene (± preserve textures) + gibbsite accessoire

• Stage 7

Lessivage partiel de stage 5 goethite (porosite) et fragmentation des reliques

10

OPB7

Mn-oxydes (stage 6)

• Lithiophorite aciculaire (Co, Ni)
• Localement, precurseur = cryptomelane (K-Ba)

Lithiophorite Cryptomelane

Mn-oxydes (stage 6)

Botryoidal asbolane (Co, Ni)

Asbolane Asbolane Lithiophorite Lithiophorite Ni Cryptomelane?

Pisolithes dans cuirasse

• Stage 8: hematite pisolithes
• Stage 9: goethite pisolithes et ciment

Hematite Goethite Hematite Goethite Goethite 10

OPB7

Poids total d’oxydes: porosité nano-échelle dans goethite et hématite

• Jusqu’à ~30%

Goethite limonite Goethite pisolithes Stage 4 Hematite Hematite coating spinelle Hematite pisolithes Hematite martite Hématite stœchiométrique Goethite stœchiométrique

Analyse in-situ du scandium : LA-ICP-MS

• Paragenèse supergène complexe: variété de textures et compositions
• In situ mineral chemistry interp. (WDS) in progress
• Complemented by Sc analysis (LA-ICP-MS)
• Highest Sc (100-175ppm) in fine-grained saprolitic goethite
• In pisolithes: Out-of-trend, low Sc values, great dispersion = allochtonous
• -------------------------------------FIELD MISSION-------------------------------------
• Pursue development of standards for analysis
• Same approach to be applied to key lateritic profiles collected across NC

Take home message