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Magnetite is an important ore and gangue mineral in many economic deposits, and the ability to model the modal magnetite abundance from cost-effective data, such as hyperspectral reflectance spectra, has widespread applications. However, magnetite reflectance spectra collected with field and drill core sensors, which are increasingly used by the mineral resources industry, are characterised by very broad and poorly defined diagnostic features. Magnetite content could be modelled indirectly from mixed mineral spectra, but these efforts have been limited by the lack of quantified training datasets of mixed mineral assemblages. We created two hyperspectral libraries (n=104) of magnetite mixed with quartz, chlorite, and siderite collected from two different wavelength ranges to address this knowledge gap. Mineral ratios and particle size variation, which are important when modelling hyperspectral data, were determined using quantitative X-ray diffraction (QXRD) and scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS) analysis. Hyperspectral data were acquired across the visible-near, shortwave, mid to thermal infrared (VNIR-SWIR-MIR-TIR, 380-16669 nm) wavelength range, using HyLogger-3 and Bruker Vertex 80v Fourier transform infrared (FTIR) instruments. Predictive modelling was carried out using CSIRO's The Spectral Geologist (TSG) software partial least squares (PLS) modelling tool, which allows for modelling of one variable (e.g., magnetite wt%) from another (e.g., reflectance spectra) via calibration using a training dataset (magnetite mixture spectral library), and subsequent model validation using other hyperspectral data (e.g., from drillhole) of a similar wavelength range. Use of magnetite mixture PLS calibration enabled prediction of magnetite wt% from drill core VNIR-SWIR data that that matches the Fe2O3 assay and magnetic susceptibility detected from the core. We also noted several mineral diagnostic features in the MIR wavelength region, which can provide lower detection limits and an improvement in the accuracy of predictive modelling for magnetite and gangue minerals in the future., Open-Access Online Publication: May 31, 2023

CSIRO Mineral Resources evaluates geochemical and optical sensing technologies for cost-effective exploration and ore body characterisation of a wide range of critical metals deposits, such as pegmatite-hosted Li-deposits. This paper presents varieties of ore and gangue mineral assemblages of five drill cores from the Greenbushes, King Col and Londonderry LCT pegmatites, located in the Yilgarn and Pilbara Cratons of Western Australia, respectively. The mineralogical drill core data were collected by the Geological Survey of Western Australia (GSWA) using a hyperspectral drill core scanner, HyLogger3, which is part of AuScope's National Virtual Core Library research infrastructure program. The HyLogger3 data are publicly available through the AuScope portal (http://portal.auscope.org.au/) and GSWA's GeoView portal (GeoVIEW.WA). The thermal infrared hyperspectral data collected by HyLogger3 allow cost-effective mapping of Li-host minerals, such as spodumene, petalite, holmquistite and amblygonite. Spodumene represents the main Li-host at Greenbushes, whereas considerable amounts of petalite can be found at King Col in addition to spodumene. Holmquistite and amblygonite are minor Li-host minerals. A range of spectral signatures of spodumene and petalite can be observed in both mineral deposits and are potentially due to variations of chemical composition of the Li-host minerals, including Fe:Al and Li:Na ratios. Feldspars are common gangue minerals in both deposits and show different Na:Ca ratios down hole, indicating zoning of the ore body. The HyLogger3 data were used to identify 101 samples from Greenbushes drill core C3DD024 for FTIR and geochemical analysis, which allowed calibration of the HyLogger3 data and Partial Least Squares-modelling based prediction of Li, Na and other key geochemical elements across the five drill cores. Our case study demonstrates the potential for advanced but cost-effective Li-resource characterisation by means of reflectance spectroscopy, helping to assess the economic value of different ore bodies quickly., Open-Access Online Publication: May 29, 2023

Das Otavi Bergland (Namibia) liegt im nördlichsten Teil des nördlichen Vorland Falten- und Überschiebungsgürtels des Pan-Afrikanischen Damara Orogens. Neoproterozoische Plattformkarbonate (Otavi Gruppe) lagern dem Paläoproterozoischen Grundgebirge des „Grootfontein Inlier“ und siliziklastischen Sedimenten des Kryogeniums (Nosib Gruppe) auf. Die damarische Otavi Gruppe führt verschiedene Typen von sulfidischen und sulfidfreien Buntmetall-Lagerstätten. Ziel der vorliegenden Studie war es, die geodynamische Entwicklung des Otavi Berglandes und die daran gekoppelten hydrothermalen Systeme zu beschreiben sowie ein Modell zur Bildung der Lagerstätten zu erstellen. Ein weiterer Schwerpunkt lag in der Betrachtung möglicher Liefergesteine der Buntmetalle. Die Geländearbeit im Otavi Bergland und strukturgeologische, petrographische und geochemische Studien an Proben der Lagerstätten und der Paleo- und Neoproterozoischen Gesteinseinheiten wurden mit Ergebnissen weiterer Mitarbeiter, bestehend aus Analysen stabiler und radiogener Isotope, kombiniert. Das Paläoproterozoische Grundgebirge des „Grootfontein Inlier“ gliedert sich in den „Grootfontein Metamorphic Complex“ und den „Grootfontein Mafic Body“. Haupt- und Spurenelement-Zusammensetzungen des Paläoproterozoischen Grundgebirges weisen auf eine Intrusion dioritischer bis granitischer Schmelzen in einem konvergenten plattentektonischen Regime hin. Eine Korrelation mit anderen Grundgebirgsanteilen des südlichen Sao Francisco-Kongo Kratons und spät-Eburnische Rb-Sr Alter (1816 ± 26 Ma) von Hellglimmern aus Pegmatiten-Intrusionen deuten auf eine Bildung des „Grootfontein Metamorphic Complex“ während der Eburnischen Orogenese hin. Geochemische Analysen an Gabbros des „Grootfontein Mafic Body“ zeigen jedoch eine deutlich abweichende Zusammensetzung, die für eine Intrusion in einem kontinentalen Regime spricht. Unterschiedliche Magmenquellen oder eine teilweise Kontamination durch ältere Grundgebirgskörper könnten dabei eine wichtige Rolle gespielt haben. Während des Zerfalls Rodinias im Neoproterozoikum bildete sich ein Horst- und Graben- System im Paläoproterozoischen Grundgebirge aus, das durch siliziklastische Sedimente der Nabis Formation verfüllt wurde. Die Horst- und Grabenbildung wurde von der Intrusion tholeiitischer Vulkanite der Askevold Formation begleitet, deren Vorkommen bereits aus dem südlichen Otavi Bergland bekannt waren und in dieser Studie auch im zentralen Otavi Bergland nachgewiesen wurden. Nabis und Askevold Formation sind Teil der damarischen Nosib Gruppe, die während der Pan-Afrikanischen Orogenese grünschieferfaziell überprägt wurde (M1). In der Askevold Formation enthaltene Magnetite bildeten sich nach den vulkanogenen Massivsulfid-Lagerstätten (VMS) der Nosib Gruppe. Pb-Pb Datierungen an Magnetiten der Askevold Formation ergeben ein Alter von 587 ± 12 Ma und zeigen eine Bildung der VMS-Vererzungen im Kryogenium an. Die Hauptphase der Pan-Afrikanischen Orogenese erfolgte nach der Ediakarischen Bildung der Magnetite. Hieraus ergibt sich das Höchstalter dieser Orogenese im Otavi Bergland. Anhand strukturgeologischer und petrographischer Analysen konnte eine dreiphasige Überprägung der Damara Supergruppe und von Anteilen des sie unterlagernden Grundgebirges durch die Pan-Afrikanische Orogenese festgestellt werden: Vermutlich verursachten Kollisionsprozesse im westlich gelegenen Kaoko Gebirgsgürtel die Ost-West gerichtete Verkürzung während des frühen Ediakariums (D1). Die darauf folgende Hauptphase der Pan-Afrikanischen Orogenese (D2) entstand durch die Konvergenz und schließlich Kollision der Sao Francisco-Congo und Kalahari Kratone im späten Ediakarium bis frühen Kambrium und verursacht eine Nord-Süd gerichtete Einengung. Dextrale Seitenverschiebungen und Abschiebungen waren das Ergebnis der späten Pan-Afrikanischen Anhebung der nördlichen Platform (D3) während der späten Kollision zwischen Sao Francisco-Congo und Kalahari Kraton. Die während des Kryogeniums angelegten Grabenbrüche wurden während der gesamten Pan-Afrikanischen Orogenese und während späterer plattentektonischer Prozesse, vermutlich auch der Öffnung des Südatlantiks in der Kreide, reaktiviert. Zusammenfassend ergibt sich folgendes Modell für eine Entwicklung der Buntmetall-Lagerstätten im Otavi Bergland: Die Zirkulation mineralgesättigter Lösungen aus tieferen Beckenbereichen und die Mobilisierung bestimmter Buntmetalle durch die Pan-Afrikanische Regionalmetamorphose wurde durch einzelne Phasen der Pan-Afrikanischen Orogenese im Damara Gebirgsgürtel gesteuert. Sie führten zur Bildung von sulfidischen und sulfidfreien Buntmetallvorkommen in den Karbonaten der Otavi Gruppe. Syntektonische Granitintrusionen im zentralen Damara Gebirgsgürtel kontrollierten vermutlich die Zirkulation hydrothermaler Wässer. Als Liefergesteine der Buntmetalle können außer dem „Grootfontein Mafic Body“ auch intermediäre bis mafische Gesteine des „Grootfontein Metamorphic Complex“ gedient haben. Geochemische Analysen an siliziklastischen und vulkanischen Gesteinen der Nosib Gruppe sowie an Sulfiderzvorkommen in der Otavi Gruppe unterstützen die Annahme, dass die Askevold Formation und die daran gebundenen VMS-Vererzungen eine weitere Quelle für Buntmetall-Vererzungen im Otavi Bergland waren. Zn-Pb Sulphide des Berg Aukas-Typs wurden während D1 in sedimentären und tektonischen Brekzien abgelagert. Zirkulierende hydrothermale Wässer erzeugten eine weitere Brekziierung, die zu einer weiteren Konzentration der Zn-Pb Sulphide führte. Vermutlich wurden die Berg Aukas-Typ Lagerstätten während D2 hydrothermal alteriert und dienten damit als Vorläufer späterer Buntmetall-Vererzungen. Syn-D2 wurden auch die Cu-As-reichen Sulfosalze und Pb-Cu-Zn Sulphide des Tsumeb-Typs in Karströhren und Störungsbrekzien, die an Schnittbereichen verschiedener Störungssysteme entstanden, abgelagert. Während D3 wurden die primären Sulfid-Vererzungen des Tsumeb- und vermutlich auch des Berg Aukas-Typs wiederholt remobilisert. Dies führte zu einer Verdrängung der primären Erzkörper und/oder einer Ausfällung in weitere D2-Strukturen (z.B. Kombat Mine). Erste Rb-Sr Datierungen an Zinksilikaten (Willemit), die vornehmlich Zn-Sulfide des Berg Aukas-Typs ersetzten, ergaben Alter von 562 bis 436 Ma und weisen damit auf eine gleichzeitige Bildung mit den Tsumeb-Typ Lagerstätten und deren Remobilisaten hin. Dies wird durch die Ausfällung der Zinksilikate in Pan-Afrikanischen Störungszonen bestätigt. Die Ausfällung von Pb-Zn-Cu Vanadaten fand im späten Oligozän bis Pleistozän statt ((U-Th)/He an Descloizit) in post-damarischen Karstfüllungen, Brekzien und Nord bis Nordost streichenden Störungen statt. Die Eigenschaften der Fluideinschlüsse und O- und C-Isotopensignaturen von Karbonatzementen, die an die Vanadate gebunden sind, sprechen für eine tief greifende Zirkulation mäßig erhitzter meteorischer Wässer in einem kontinentalen Klima. Laut den Untersuchungen der Pb-Isotopen und der Haupt und Spurenelemente, spiegelt die Zusammensetzung der Vanadate die Zusammensetzung der primären sulfidischen Buntmetall-Lagerstätten aus ihrer näheren Umgebung wieder.