18 февраля 2025, Вторник
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
arrow_right_black
30 сентября 2015

Применение геофизической инверсии в режиме ИВП для выделения переспективных золоторудных объектов по электропроводности и поляризуемости

messages_black
0
eye_black
375
like_black
0
dislike_black
0
В. Каминский, A. Viezzoli, A. Приходько

Введение

В нескольких предыдущих работах нами была описана технология повышения эффективности разведки золоторудных месторождений при помощи новейших технологий геофизической инверсии (инверсия в режиме ИВП), в применении к аэро ЭМ данным (Каминский и др, 2015; Viezzoli et al, 2015). В данной работе мы представляем обнадеживающие результаты использования этой перспективной технологии для выделения новых поисковых золоторудных объектов в пределах лицензионной площади «Broken Evil Prospect» (Канада).

Данная площадь находится в провинции Онтарио (Канада), в пределах района Поркьюпайн, известного наличием богатейших золотосодержащих колчеданных руд. Лицензионные участки находятся приблизительно в 45 км к северо-востоку от знаменитого месторождения «Kidd Creek» (рис. 1). Площадь была залицензирована компанией «Promiseland Exploration, Ltd» и с 2010 года на ней проводятся поисковые работы, включающие в себя наземную электроразведку и опробовательное бурение, а также магнитометрию, электроразведку в аэроварианте с использованием системы «VTEM» и скважинную электроразведку (в режиме постоянного тока и ВП) с использованием системы «Earthprobe» (Канада).

месторожд.jpg

Рис. 1. Местоположение лицензионной площади «Broken Evil Prospect» на региональной геологической карте Северного Онтарио, по отношению к месторождению «Kidd Creek»

В результате наземной электроразведки на перспективном участке, проведенной в 2010 году с использованием системы «ЭРА» (Россия), была выделена первая зона повышенной электропроводности. В результате опробовательного бурения этой зоны в 2011 году было получено подтверждение наличия системы колчеданного оруденения (Kaminski et al, 2011), что послужило основанием для дополнительного лицензирования смежных площадей, а также площадной электроразведочной съемки в аэроварианте с интервалом между профилями 200 м. Съемка была произведена, с использованием новейшей системы «VTEM» (Канада) в 2013 году (рис. 2). Помимо аэросъемки 2013 года, компания «Promiseland Exploration, Ltd» (Канада) приобрела аэро ЭМ данные, залетанные компанией «Geotech, Ltd» (Канада) в 2007 году (также с интервалом между профилями в 200 м), таким образом получив более полную базу данных «VTEM», с участком сгущения профилей залета с 200 до 100 м над частью лицензионной площади (рис. 2). Предварительная интерпретация данных (в том числе выделение проводящих объектов в коренных породах) была выполнена компанией «Geotech, Ltd».

план залетов.jpg

Рис. 2. План залетов системой VTEM (2007 и 2013 гг.) лицензионной площади «Broken Evil Prospect», показанный поверх геологической карты лицензионной площади и положения всех лицензионных участков

Данные «VTEM» были объединены в одну базу данных, включающую в себя как электроразведочные, так и магнитометрические измерения, и переданы в «Aarhus Geophysics, ApS» (Дания). Эти данные были инвертированы в смешанном режиме с использованием программ «AarhusINV» (Дания), для квазитрехмерной инверсии электроразведочных данных (SCI), без учета эффекта ИВП (Di Massa et al, 2015) и «Mag3D» (Канада) для трехмерной инверсии магнитометрических данных (Di Massa et al, 2015). Итерпретация результатов инверсий позволила выделить 4 новых объекта под бурение, перспективных на золотосодержащие руды. Один из этих объектов был выделен только благодаря инверсии «AarhusINV».

Один из наиболее перспективных участков оказался подвержен сильному, ярко выраженному площадному эффекту Индуктивно-Вызванной Поляризации (ИВП), что затруднило интерпретацию и выделение поисковых объектов. Данные, подверженные эффекту ИВП, были также инвертированны в «Aarhus Geophysics, ApS», ведущими специалистам в мире по итерпретации аэро ЭМ данных, подверженных ИВП эффекту. Сотрудниками «Aarhus Geophysics, ApS» была успешно произведена квази трехмерная (SCI) инверсия в смешанном режиме (одновременно по данным VTEM 2007 и 2013 года), с учетом ИВП-эффекта и с использованием программы «AarhusINV», которая использует алгоритм расчета дисперсионной модели (Cole and Cole, 1942; Fiandaca et al, 2012). Инверсия позволила выделить новый проводящий поисковый объект, который до этого был замаскирован наличием ИВПэффекта и не был выделен под бурение. Объект находится в чрезвычайно благоприятных геологических условиях и по результатам, полученным «Aarhus Geophysics», был рекомендован для бурения как один из наиболее приоритетных.

формы импульсов.jpg

Рис. 3. Формы импульса источника первичного поля систем «VTEM» 2007 и 2013 годов

Более того, в результате применения инверсии с учетом эффекта ИВП, в дополнение к трехмерному распределению элекропроводности на лицензионном участке, было получено трехмерное распределение поляризуемости на основе моделирования данных «VTEM», что, по сути, является прямой альтернативой наземным ВП измерениям (Каминский и др., 2015).

Геологический очерк

С геологической точки зрения лицензионная площадь находится в пределах зеленокаменного пояса Абитиби в восточной части провинции Сьюпериор (Канада) и сложена породами архейского возраста. Зеленокаменный пояс Абитиби известен богатейшими золоторудными месторождениями. Ярким примером яв ляется месторождение «Kidd Creek» (120 млн т руды), которое находится в 45 км к юго-западу от лицензионной площади «Broken Evil Prospect».

невязка подбора.jpg

Рис. 4. Невязка подбора для SCI инверсии в смешанном режиме, с использованием AarhusINV, без учета эффекта ИВП (а) — до перекалибровки данных; (б) — после перекалибровки данных

В пределах лицензионной площади «Broken Evil Prospect» архейский гранитный комплекс прорван более поздними основными и ультраосновными породами (анортозит и др.). Распространены метаосадочные породы (ваки, алевролиты, аркозы, аргиллиты, сланцы). Также присутствуют метавулканические породы, варьирующие по составу от кислых к основным. На юго-западе лицензионной площади присутствует диорит-монцонит-гранодиоритовый комплекс (рис. 2). Коренные породы перекрыты мощными четвертичными отложениями (20– 70 метров), что затрудняет разведку и использование геохимических методов и ограничивает возможности выделения объектов под бурение геофизикой. Колчеданные месторождения, как правило, обладают высокой электропроводностью, следовательно естественным является выбор электроразведочных методов. В этих условиях крайне важно иметь высокую разрешающую способность и фокусированный сигнал в сочетании с глубинностью эклектроразведочных методов. Таким образом, естественным выбором системы для разведочных работ является «VTEM» как системы, обладающей максимальной глубинностью и высокой фокусировкой сигнала.

трехмерная инверсия.jpg

Рис. 5. (а) — результаты трехмерной инверсии магнитометрии Mag3D на уровне 230 м (абс. превышение); (б) — результаты SCI инверсии AarhusINV в смешанном режиме на уровне 230 м (абс. превышение). На рисунках показаны линии залетов VTEM (синие — 2007 год, красные — 2013 год). Короткие черные линии соответствуют мини-профилям, отстроенным по результатам инверсий, через зоны высокой приоритетности, рекомендованные под бурение

В результате опробовательного бурения, произведенного компанией «Pomiseland Exploration, Ltd» в 2011 году (2 скважины, 205 метров), было получено подтверждение существования, в пределах лицензионной площади, системы колчеданного оруденения в метаосадочных породах. Минерализация проявлена четырьмя типами сульфидных минералов, которые создают аномалию электропроводности и вызванной поляризации (ВП).

трехмерная инверсия 2.jpg

Рис. 6. (а) — результаты трехмерной инверсии магнитометрии Mag3D на уровне 180 м (абс. превышение); (б) — результаты SCI инверсии AarhusINV в смешанном режиме на уровне 180 м (абс. превышение). На рисунках показаны линии залетов VTEM (синие — 2007 год, красные — 2013 год). Короткие черные линии соответствуют мини-профилям, отстроенным по результатам инверсий, через зоны высокой приоритетности, рекомендованные под бурение

SCI инверсия данных «VTEM» в смешанном режиме без учета эффекта ИВП

Результаты съемки «VTEM» были переданы для моделирования и интерпретации в «Aarhus Geophysics, ApS». Первым шагом стала инверсия данных в режиме SCI (Spatially Constrained Inversion) с использованием программы «AarhusINV» без учета эффекта ИВП (Di Massa et al., 2015). Инверсия была проведена одновременно по данным «VTEM» 2007 года и 2013 года, в смешанном режиме. Осложняющим фактором было различие форм импульса первичного поля для этих двух систем (рис. 3). Для того чтобы добиться удовлетворительных результатов инверсии в смешанном режиме, была произведена перекалибровка данных 2013 года, с учетом поправок за передаточную функцию. Перекалиброванные данные были вторично инвертированы в смешанном режиме, значительно улучшив невязку подбора, за исключением некоторых участков, подверженных трехмерным эффектам (обусловленным наличием тонких субвертикально-залегающих проводящих пластов) и эффектам ИВП (рис. 4).

трехмерная инверсия 3.jpg

Рис. 7. (а) — результаты трехмерной инверсии магнитометрии Mag3D на уровне 120 м (абс. превышение); (б) — результаты SCI инверсии AarhusINV в смешанном режиме на уровне 120 м (абс. превышение). На рисунках показаны линии залетов VTEM (синие — 2007 год, красные — 2013 год). Короткие черные линии соответствуют мини-профилям, отстроенным по результатам инверсий, через зоны высокой приоритетности, рекомендованные под бурение

Результаты инверсии в смешанном режиме были сопоставлены с предварительной интерпретацией, предложенной «Geotech, Ltd», а также с инверсией магнитометрических данных, также выполненной в смешанном режиме (Di Massa et al, 2015). Результаты и их сравнение показаны на рисунках 5–8 (стр. 56–57). Особое внимание было уделено проводящим зонам 1 (лицензионные участки 4269705 и 4269707 ) и 2 (лицензионные участки 4257991 и 4283833), которые расположены в крайне благоприятных геологических условиях и содержатприоритетные объекты под бурение, выделенные как на основе более ранней интерпретации (Geotech, 2013), так и на основе интерпретации, предложенной «Aarhus Geophysics» (2015). Некоторые из приоритетных объектов были интерпретированы как тонкие субвертикальные проводящие пласты (источники трехмерных эффектов), которые лучше всего моделировать с использованием программы «Maxwell Plate Modelling» (Австралия), как показано на рисунках 9 и 10. Однако в областях, не подверженных трехмерным эффектам, моделирование с использованием «AarhusINV» в режиме SCI показало прекрасные результаты.

трехмерная инверсия 4.jpg

Рис. 8. (а) — результаты трехмерной инверсии магнитометрии Mag3D на уровне 65 м (абс. превышение); (б) — результаты SCI инверсии AarhusINV в смешанном режиме на уровне 65 м (абс. превышение). На рисунках показаны линии залетов VTEM (синие — 2007 год, красные — 2013 год). Короткие черные линии соответствуют мини-профилям, отстроенным по результатам инверсий, через зоны высокой приорететности, рекомендованные под бурение 

LCI и SCI инверсии данных VTEM в смешанном режиме с учетом эффекта ИВП

В пределах зоны 3, которая, как и зоны 1 и 2, обладает крайне благоприятными геологическими предпосылками для наличия поисковых объектов, не удалось добиться удовлетворительной невязки подбора за счет ярковыраженного эффекта ИВП, имеющего площадное распространение, в пределах лицензионного участка 4283842 (рис. 11). На индивидуальных кривых затухания отчетливо видны искажения значений в отрицательную область, обусловленные сильным ИВП эффектом. Интерпретация, предложенная «Geotech» (2013), выделила один слабый приповерхностный проводник в пределах этого участка, который был отнесен к низшей категории приоритетности. Данные «VTEM» по этому участку были инвертированы с использованием алгоритма «AarhusINV», в режиме SCI и применением дисперсионной модели.

мини.jpg

Рис. 9. Мини-профиль через проводящую зону 1: (а) — результаты моделирования с применением программы Maxwell, а также трансформация электрического сопротивления (Приходько, 2013); (б) — результаты SCI инверсии AarhusINV в смешанном режиме с интерпретацией трехмерного эффекта; (в) — результаты трехмерной инверсии магнитометрических данных

При инверсии в режиме ИВП (с применением дисперсионной модели) крайне важно правильно задать стартовую модель, поскольку с математической точки зрения задача некорректно поставлена и требует дополнительной регуляризации. В данном случае представление об электрическом сопротивлении было получено из инверсии, результаты которой показаны на рисунках 6, 7 и 8. Также, на рисунке 11 показаны скважины DH-01 и DH-02. В этих скважинах в 2013 году были произведены измерения в режиме постоянного тока и ВП, которые были использованы как вспомогательные данные о поляризуемости пород при задании стартовой дисперсионной модели. Было решено использовать стартовое электрическое сопротивление в пределах от 100 до 1000 Ом·м (1 до 10 mS/m) и стартовую поляризуемость от 50 до 100 mV/V). Стартовые значения временной константы «τ» и частотного параметра «С» были опробованы в пределах 10–5 до 10–2 и 0,3 до 0,7 соответственно.

мини 2.jpg

Рис. 10. Мини-профиль через проводящую зону 2: (а) — результаты моделирования, с применением программы Maxwell, а также трансформация электрического сопротивления (Приходько, 2013); (б) — результаты SCI инверсии AarhusINV в смешанном режиме с интерпретацией трехмерного эффекта; (в) — результаты трехмерной инверсии магнитометрических данных

Всего была опробована 81 комбинация стартовых параметров на минипрофиле 3 (небольшом участке профиля 7550), где эффект ИВП максимален, в режиме LCI (Laterally Constrained Inversion). Наилучшая точность подбора была достигнута в результате использования стартовой модели: ρ = 100 Ом·м; m0 = 100 mV/V; τ = 2*10-4 с и C = 0,6. Результаты этой инверсии показаны на рисунке 12. Как видно из из него, на глубине около 300 м выделяется сильный и мощный проводник, который ранее выделен не был. На рисунке 13 (б) показаны восстановленные данные «VTEM», которые наблюдались бы над этим проводником, без осложняющего ИВП эффекта.

площадной характер.jpg

Рис. 11. Площадной характер ИВП-эффекта в пределах проводящей зоны 3 (лицензионный участок 4283842). Зеленым показан предел SCI инверсии AarhusINV с учетом эффекта ИВП. Поверх геологической карты показана сетка, отстроенная по измерениям dB/dt на 26 канале системы VTEM 2007 года (соответствует времени становления 1,35 ms). Слева внизу показаны условные обозначения аномалий проводимости, предложенные в результате предварительной интерпретации, произведенной Geotech, Ltd. Справа внизу показаны индивидуальные кривые затухания «VTEM» 2007 и 2013 годов

Далее, эти же стартовые значения дисперсионной модели ρ = 100 Ом·м; m0 = 100 mV/V; τ = 2*10-4 с и C = 0,6) были использованы для инверсии в режиме SCI по всему участку.

Результаты и выделение нового поискового объекта

Результаты инверсии с учетом эффекта ИВП представлены на рисунке 14. На основе этих результатов была выделена проводящая зона 3, ранее незаметная. Как видно из рисунка 11, этой зоне в предыдущей интерпретации соответствует локальный приповерхностный проводник самой низшей категории (< 5 S), в то время как на основе моделирования «AarhusINV», с учетом эффекта ИВП, можно предположить, что мы имеем дело с глубинным и проводящим телом (не менее 20 S), что позволяет отнести это тело к более высокой категории и дает объекту дополнительное качество, совместимое с физическими свойствами колчеданного месторождения, что в комбинации с благоприятной геологией позволяет классифицировать объект как приоритетную цель для буровой программы.

полевые данные.jpg

Рис. 13. (а) — полевые данные «VTEM» по мини-профилю 3, подверженные эффекту ИВП; (б) — восстановленные данные «VTEM» по тому же профилю без учета дисперсионной модели, а с учетом только электропроводности

Заключение

В данной работе был рассмотрен уникальный метод, разработанный в «Aarhus Geophysics, ApS» и позволяющий коммерчески инвертировать смешанные базы данных, содержащие данные разных систем, так как в рассмотренном случае «VTEM» 2013 года отличается от «VTEM» 2007 года не только значительно более высоким соотношением сигнал/шум, но и другой формой импульса (7,16 миллисекунды вместо 4,3 милисекунды), базовой частотой (30 Гц вместо 25 Гц), большим количеством времен становления и обладает другими существенными отличиями. В довершение к успешному применению метода была получена принципиально новая информация о ранее неизвестной проводящей зоне в пределах лицензионного участка, которая была интерпретирована как одна из приоритетных для буровой программы. Выделение этой зоны стало возможным только благодаря применению технологии инверсии в режиме ИВП на базе программы «AarhusINV».

подбор данных.jpg

Рис. 12. (а) — подбор данных «VTEM» по мини-профилю 3 (часть профиля 7550 из базы данных VTEM); (б) — полевые данные VTEM по мини-профилю 3; (в) — электрическое сопротивление, полученное в результате SCI инверсии AarhusINV по мини-профилю 3 с учетом ИВП; (г) — поляризуемость, полученная в результате SCI инверсии AarhusINV по мини-профилю 3 с учетом ИВП; (д) — невязка подбора по мини-профилю 3 с учетом ИВП

Практическое применение технологии позволило повысить эффективность разведывательной программы на золотосодержащие колчеданные руды в пределах лицензионной площади «Broken Evil Prospect».

электропроводность.jpg

Рис. 14. (а) — электропроводность на глубине 330 м (абс. превышение: -40 м), рассчитанная в результате SCI инверсии без учета эффекта ИВП; (б) — электропроводность на глубине 330 м, рассчитанная в результате SCI инверсии с учетом эффекта ИВП; (в) — невязка подбора SCI инверсии без учета эффекта ИВП; (г) — невязка SCI инверсии, с учетом эффекта ИВП 

книга.png1. Каминский, В., Viezzoli, A., Fiandaca, G., Cooper, Y., Hardy, L., 2015, Новые методы интерпретации геофизических данных, повышающие эффективность разведки золоторудных месторождений. Примеры извлечения параметеров ВП из ЭМ данных в аэроварианте, «Золото и Технологии», 27 (1), март 2015.
2. Cole, K. S., Cole, R. H., 1942, Dispersion and absorption in dielectrics I: Journal of Chemical Physics, 9-4, 341-351.
3. Di Massa, D., Kaminski, V., Viezzoli, A., Prikhodko, A., 2015, Joint inversions of two VTEM surveys using quasi 3D TDEM and 3D magnetic inversion algorithms, принято к публикации и устному докладу на SAGA 2015, 6–9 сентября, 2015.
4. 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.
5. Kaminski,V., Oldenburg, D., Prikhodko, A., 2011, Using ERA low frequency E-field profiling and UBC 3D frequency-domain inversion to delineate and discover a mineralized zone in Porcupine district, Ontario, SEG annual meeting, Extended Abstracts, San Antonio, TX, USA, 4 p.
6. Prikhodko, A., Fisset, N., Zihao, H., 2013, Report on a helicopter-borne versatile time domain electromagnetic (VTEMplus) and horizontal magnetic gradiometer geophysical survey, technical report prepared for Promiseland Exploration, Ltd.
7. 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, 4p


Телефон в Москве: +7 (925) 890-04-34
Email: info@aarhusgeo.com
www.aarhusgeo.com

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 3 (29)/сентябрь 2015 г.

26.12.24
Мониторинг и управление производственными процессами на золотодобывающем предприятии
26.12.24
Ведение цифровых моделей подземных горных предприятий в наши дни
25.09.24
Только 22% промышленных компаний заместили ПО для работы с данными более чем на 70%
02.07.24
Автоматизация в горнодобывающей промышленности: современные тренды и разработки
02.07.24
Синергия взаимодействия: недропользователь, разработчик, государство. Так создаются эффективные цифровые решения
01.04.24
Итоги 2023 года для горно-металлургического комплекса: главные ИТ-тренды и прогнозы на 2024
27.03.24
Автоматизация мониторинга экологической ситуации на гидросооружениях и хвостохранилищах
27.03.24
Автоматизация процесса создания сортовых контуров
31.01.24
Цифровизация начинается «с поля»
31.01.24
ГГИС MINEFRAME — импортозамещение ключевых цифровых технологий в области инженерного обеспечения горных работ
30.01.24
Определение контура карьера по граничному коэффициенту вскрыши в Micromine Beyond
23.06.23
Опыт АЛРОСА: цифровизация управления геологоразведкой
20.06.23
Расчет показателя энергоемкости бурения с помощью ГГИС Micromine Origin&Beyond для оптимизации проектирования буровзрывных работ
16.03.23
Семь шагов к эффективному управлению данными о производственных активах
06.02.23
Системы активной безопасности в добывающей индустрии
31.12.22
Разработка и улучшение моделей машинного обучения для автоматического извлечения керна из изображений и поиска кварцевых жил
31.12.22
Цифровой карьер на базе решений «1С:Горнодобывающая промышленность»
29.11.22
МАЙНФРЭЙМ — отечественный инструмент для создания цифрового двойника месторождения
29.11.22
Разработка автоматизированных систем управления производством в условиях импортозамещения
29.11.22
Тестирование системы Micromine Nexus
Смотреть все arrow_right_black



Яндекс.Метрика