Новейшие разработки в инверсии и интерпретации аэроЭМ данных. Извлечение параметров дисперсионной модели из МПП в аэроварианте в ходе поисковых работ. Новые примеры применения для золоторудных поисковых проектов в Омане и Канаде
А. Виеццоли — исполнительный директор Aarhus Geophysics.
А. Менгини — старший геофизик Aarhus Geophysics.
Введение
В предыдущих работах нами была описана технология мультипараметрической геофизической инверсии (инверсия в режиме ИВП), в применении к аэро ЭМ данным [1, 2, 11, 12]. В этих работах была продемонстрирована возможность одновременного извлечения параметров дисперсионной модели среды [4] из данных, полученных методом переходных процессов (МПП) в аэроварианте и подверженных эффекту индуктивно-вызваной поляризации (ИВП). Эта технология позволяет не только получить более достоверные сведения об электропроводности разреза, но и качественно новую информацию о поляризуемости, которая может играть ключевое значение при интерпретации геофизических данных для поисковых работ на золоторудных объектах [8].
В данной работе мы представляем новые результаты использования этой технологии для поиска золоторудных месторождений на примере крупных золоторудных проектов, включая колчеданные месторождения Омана, залетанные в 2009 году системой VTEM, и золоторудные месторождения в Нунавуте (Канада), залетанные в 2015 году системой SkyTEM. Инверсии данных VTEM подтверждены данными бурения. Инверсии данных SkyTEM были выполнены по площади, покрытой более 8700 погонных км аэросъемки и являются самой обширной инверсией такого рода в мире на сегодняшний день. В последнем случае данные SkyTEM были настолько сильно осложнены эффектом ИВП, что технология мультипараметрической инверсии в режиме ИВП попросту является единственным способом получить распределения некоторых физических свойств разреза (электропроводность, поляризуемость), что продемонстрировано в данной работе.
Пример 1: Колчеданные месторождения, Оман
Поисковые работы по этому проекту проводились в период 2008–2014 гг. и включали в себя аэроЭМ съемку методом МПП с использованием системы VTEM. Золоторудные месторождения в пределах поисковых площадей связаны с массивными колчеданными оруденениями, имеющими распространение в поле основных (базальтовых) пород, точное местоположение которых не приводится по соображениям конфиденциальности. Этот пример интересен в первую очередь тем, что эффект ИВП в данных не был очевиден на первый взгляд. Некоторые известные месторождения хорошо выделялись как аномалии электропроводности при помощи стандартных приемов интерпретации [9], которые вслючали в себя двухмерные трансформации [6], а также рассчет временной константы [7]. Некоторые проблемы интерпретации стали очевидны, когда одно из известных месторождений, которое было заметно в данных МПП, не удалось выделить как аномальный проводящий объект при помощи стандартных методов. Это послужило причиной привлечения Aarhus Geophysics к дальнейшим работам по углубленной интерпретации данных VTEM.
Рис. 1. А — Расположение месторождения на геологической карте. Б — Отклик месторождения в данных VTEM. В — Результаты классической одномерной инверсии без учета эффекта ИВП (Aarhus Geophysics). Г — Рассчитанная временная константа (t)
Эффект ИВП в данных не был очевиден. Первым шагом в процессе новой интерпретации стало применение классической одномерной инверсии [3]. Предположение о наличии эффекта ИВП было выдвинуто после того как аномальный объект не удалось выделить при помощи классической инверсии. На рисунке 1 показаны результаты инверсии без учета ИВП. Как видно из этого рисунка, аномалообразующий объект не совпадает с данными бурения и показан с сильно заниженной глубиной до верхней кромки, а также ему соответствуют высокие значения невязки подбора (рис. 1В). Новые попытки выделить этот объект были предприняты в Aarhus Geophysics с использованием мультипараметрической инверсии в режиме ИВП. Исследования эффекта ИВП, проведенные сотрудниками Aarhus Geophysics в период с 2014 г. по сей день, включают в себя изучения этого явления в ослабленной форме, когда искажение кривых не допускает отрицательных значений ЭДС приемника, но все же достаточно сильно, чтобы усложнить интерпретацию. В данном случае на присутствие эффекта ИВП указывало поканальное сопоставление данных (рис. 1Б) из которого видно как аномалия, соответствующая объекту, меняется из положительной области в ранних временах в отрицательную область в средних и поздних временах, что может характеризовать наличие эффекта ИВП.
Рис. 2. Результаты мультипараметрической инверсии в режиме ИВП с извлечением параметров дисперсионной модели среды (Aarhus Geophysics). Сверху вниз: электрическое сопротивление (ρ); поляризуемость (m0), время релаксации (τ), частотный параметр (c)
Мультипараметрическая инверсия была произведена по 20-слойной модели с одновременным извлечением четырех параметров дисперсионной модели среды (ρ: электрическое сопротивление, m0: поляризуемость, τ: время релаксации и c: частотный параметр). Инверсия была произведена со следущими стартовыми значениями: ρ = 100 Ώм; m0 = 50 mV/V; τ = 10-4; c = 0,5. Результаты инверсии данных VTEM с учетом эффекта ИВП показаны на рисунке 2. Как видно из рисунка, результаты значительно лучше совпадают с данными бурения, а также позволяют достоверно выделить объект по поляризуемости. Также налицо значительно более низкие значения невязки подбора.
Пример 2: Золоторудное поле Хоуп-Бей, территория Нунавут, Канада
В этом примере демонстрируется применение технологии к большому объему данных МПП, полученных в аэроварианте, с использованием системы SkyTEM (более 8700 погонных км) в территории Нунавут, Канада. Поисковые работы проводились в 2015 году в районе рудного поля Хоуп-Бей (рис. 3), и включали в себя залеты над эталонным объектом (месторождение «Мадрид»). Это месторождение находится в пределах зеленосланцевого пояса и залегает в метаморфизованных терригенно-вулканогенных породах. Запасы по месторождению «Мадрид» составляют не менее 17 млн т руды с содержанием золота 6 г/т.
Рис. 3. Расположение рудного поля Хоуп-Бей, территория Нунавут, Канада
В 2015 году в рамках поисковой программы проводилась аэросъемка, которая покрыла почти всю территорию рудного поля. Интерпретация аэроданных была осложнена сильным эффектом ИВП, имевшим площадное распространение и делавшим практически невозможной классическую инверсию с целью извлечения геоэлектрических характеристик разреза. На рисунке 4 показан пример кривой затухания SkyTEM, подверженной ИВП эффекту. Как видно из рисунка 4, значительная часть кривой показывает отрицательные значения ЭДС, которые при классической инверсии не учитываются. Более того, даже положительные значения несут в себе искаженную информацию, которая влечет за собой неправильные значения электрических характеристик разреза и глубин залегания. Классические инверсии [3] были тем не менее выполнены компанией SkyTEM. Результаты этих инверсий были получены с высокой невязкой и распределение электрического сопротивления было рассчитано только для части залетанной площади, не превышающей 60 %. Это послужило причиной привлечения Aarhus Geophysics к дальнейшей интерпретационной работе.
Данные SkyTEM были инвертированы в режиме ИВП с использованием квазитрехмерной инверсии [5, 10] и одновременным извлечением четырех параметров дисперсионной модели. Весь объем данных был разбит на четыре блока, каждый из которых был инвертирован как одно целое. Максимальное количество измерений, включенных в одну такую инверсию, достигало 40000, что на сегодняшний день является самым большим в мире для мультипараметрической инверсии аэроЭМ данных.
Рис. 4. Пример эффекта ИВП в данных SkyTEM: LM — низкий момент SkyTEM; HM — высокий момент SkyTEM; серые части кривой — удаленные данные в результате вторичной обработки. Рисунок показан с разрешения TMAC Resources
Результаты мультипараметрической инверсии были сопоставлены с результатами ранее произведенной классической инверсии и представлены на рисунках 5 и 6. Сравнивались, во-первых, значения невязки подбора (рис. 5), а во-вторых, значения электропроводности (рис. 6). На этих рисунках видно, что в случае инверсии в режиме ИВП не только удалось улучшить невязку, но и извлечь значения геоэлектрических параметров там, где их невозможно было извлечь классическим способом из-за сильного ИВП эффекта.
Рис. 5. Сравнение невязки подбора. Рисунок показан с разрешения TMAC Resources
Рис. 6. Сопоставление распределения электропроводности на глубине 57 м. Рисунок показан с разрешения TMAC Resources
Наконец, при помощи мультипараметрической инверсии удалось извлечь данные о поляризуемости (рис. 7), недоступные при классическом подходе и имеющие ключевое значение при дальнейшей интерпретации. Наконец, были построены геоэлектрические разрезы сопротивления и поляризуемости над эталонным объектом (месторождение «Мадрид», рис. 8). На рисунке 8 показана верхняя кромка месторождения, откартированная по результатам бурения. Видно, что ей соответствуют аномальные значения геоэлектрических характеристик.
Рис. 7. Распределение поляризуемости на глубине 25 м, полученное в результате квазитрехмерной мультипараметрической инверсии (Aarhus Geophysics). Рисунок показан с разрешения TMAC Resources
Заключение
На примерах из Омана и Канады было продемонстрировано практическое применение методологии, описанной в [1, 2]. В обоих случаях предложенная технология оказалась единственным способом извлечь прямые поисковые признаки месторождения из данных, полученных в аэроварианте. В обоих случаях нам удалось не только извлечь информацию о поляризуемости из данных SkyTEM, но и существенно улучшить геоэлектрический разрез.
Рис. 8. Геоэлектрические разрезы сопротивления и поляризуемости через месторождение «Мадрид». Рисунок показан с разрешения TMAC Resources.
На примере интерпретации данных, измеренных над рудным полем ХоупБей, нами представлен анализ нескольких проводящих объектов, которые только выделяются в случае квазитрехмерной мультипараметрической инверсии в режиме ИВП и отсутствуют в результатах классической инверсии (рис. 9). На рисунке 9 пунктирной линией выделено три проводящих объекта, которые практически отсутствуют в результатах классической инверсии и уверенно выделяются в случае квазитрехмерной инверсии с учетом эффекта ИВП. Этот анализ показывает возможность пропуска аномальных объектов в случае применения классических интерпретационных методов к данным, осложненным эффектом ИВП, и преимущества метода мультипараметрической инверсии при разведке золоторудных месторождений.
Рис. 9. Анализ электропроводности трех объектов в окрестностях месторождения «Мадрид». А — Инверсия без учета эффекта ИВП. Б — Квазитрехмерная инверсия с учетом эффекта ИВП (Aarhus Geophysics). Рисунок показан с разрешения TMAC Resources
1. Каминский, В., Viezzoli, A., Fiandaca, G., Cooper, Y., Hardy, L., 2015а. Новые методы интерпретации геофизических данных, повышающие эффективность разведки золоторудных месторождений. Примеры извлечения параметров ВП из ЭМ данных в аэроварианте: Золото и Технологии, 1 (27), Март 2015.
2. Каминский, В., Viezzoli, А. Приходько, A., 2015б. , Применение геофизической инверсии в режиме ИВП для выделения перспективных золоторудных объектов по электропроводности и поляризуемости: Золото и Технологии, 3 (29), Сентябрь 2015.
3. Auken, E., Christiansen, A. V., 2004. Layered and laterally constrained 2D inversion of resistivity data: Geophysics, 69 (3), 752–761.
4. Cole, K. S., Cole, R. H., 1942. Dispersion and absorption in dielectrics I: Journal of Chemical Physics, 9 (4), 341–351.
5. Fiandaca, G., Ramm, J., Binley, A., Gazoty, A., Christiansen, A. V., and Auken, E., 2012. Resolving spectral information from time domain induced polarization data through 2-D inversion: Geophysical Journal International.
6. Meju, M., 1998. A simple method of transient electromagnetic data analysis: Geophysics, 63, 405–410.
7. Nabighan, M., Macnae, J., 1991. Time Domain Electromagnetic Prospecting Methods: Electromagnetic Methods in Applied Geopysics, 2, part A, Society of Exploration Geophysics publishing, 427–509.
8. Oldenburg, D.W., Li, Y., Ellis, R.G., 1997. Inversion of geophysical data over a copper gold porphyry deposit: A case history for Mt. Milligan: Geophysics, 62 (5), 1419–1431.
9. Prikhodko, A., 2012. Interpretation Report on Helicopter-borne Versatile Time Domain Electromagnetic (VTEM) and Aeromagnetic Geophysical Survey: Job A406, Technical Report.
10. Viezzoli, A., A.V., Christiansen, E., Auken, and K. Sorensen, 2008. Quasi-3D modelling of airborne TEM data by spatially constrained inversion: Geophysics, 73, F105–F113.
11. Viezzoli, A., Kaminski, V., Ley Cooper, Y., Hardy, L., Fiandaca, G., 2015. Improving modelling of AEM data affected by IP, two case studies: ASEG Extended Abstracts Volume 1, 24th International Geophysical Conference and Exhibition, Perth, Australia, p. 4.
12. Viezzoli, A., Kaminski, V., 2016. Airborne IP: Examples from Mt. Milligan Deposit, Canada and Amakinskaya kimberlite pipe, Russia: Exploration Geophysics, DOI 10.1071/EG16015.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (33)/сентябрь 2016 г.
