مدل سازی وارون و تفسیر داده های مقاومت ویژه و قطبش القایی کانسار سرب و روی تاش
| دسته | ژئوفیزیک |
|---|---|
| گروه | سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور |
| مکان برگزاری | بیست و نهمین گردهمایی علوم زمین |
| تاريخ برگزاری | ۱۳ اسفند ۱۳۸۶ |
چکیده :
علی مرادزاده1 , فرامرز دولتی ارده جانی1 ، افسانه کثیری2، علیرضا عرب امیر
دانشیار دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی اکتشاف معدن، دانشگاه صنعتی شاهرود
دانشجوی دکتری مهندسی اکتشاف معدن، دانشگاه صنعتی شاهرود
مقدمه :
روش های ژئوفیزیکی و به خصوص روشهای الکتریکی و الکترومغناطیسی نقش مهمی را در اکتشاف مواد معدنی ایفاء می کنند. انتخاب نوع روش برداشت به زمین شناسی، نوع کانی سازی و ساخت و بافت کانسار بستگی دارد. داده های مورد نظر ژئوفیزیکی در چنین مواردی غالباً در امتداد پروفیل ها بصورت ترکیب سونداژ زنی و پروفیل زنی الکتریکی برداشت می شوند. برای کسب نتایج بهتر ضروری است تا طول، جهت و فاصله پروفیلها و همچنین نوع آرایش الکترودی به گونه ای طراحی شوند تا ضمن کسب نتایج مطمئن تر به اعماق مورد نظر اکتشاف کانسار برسیم ] 5[. روش مقاومت ویژه و IP از جمله روش های ژئوفیزیکی می باشند که طی سالیان متمادی توانسته اند در اکتشاف مواد معدنی و بخصوص مواد معدنی افشان و رگچه ای مس، سرب و روی کمک شایانی نمایند] 6[. در مطالعه حاضر هدف اصلی بر این است تا با برداشت ، مدل سازی و تفسیر داده های مقاومت ویژه و IP مناطق مدفون کانی سازی سرب و روی تاش مورد اکتشاف قرار گیرد. به همین جهت داده های سه پروفیل که با آرایه دوقطبی-دوقطبی برداشت شدند با نرم افزارهای RES2DINV ] 4[ و REISXIP2DI ] 3[ و بصورت هموار و پارامتری مورد مدل سازی معکوس قرار می گیرند و سپس نتایج حاصل با استفاده از سایر اطلاعات موجود معدنی و زمین شناسی مورد تفسیر کمی و کیفی قرار می گیرند تا محلهای کانی سازی شده با جزئیات کامل مورد شناسایی قرار گیرند.
بحث :
موقعیت جغرافیایی و زمین شناسی منطقه
منطقه اکتشافی در 45 کیلومتری شمال غرب شهرستان شاهرود و در نزدیکی شهر مجن و حوالی روستای تاش در منطقه ای کوهستانی و در نقشه زمین شناسی 1:250000 گرگان واقع شده است. مواد معدنی مورد مطالعه از نوع سرب و روی می باشد. ذخیره سرب تاش و مجن غالباً از نوع سولفیدی و به صورت کانی گالن (pbs) است که در نزدیکی سطح زمین بر اثر هوازدگی به سروزیت pbco3 و به صورت نادر به آنگلزیت pbso4 تبدیل شده است. کانی سازی در این بخش در داخل آهک و دو لومیتهای سازند لار صورت گرفته است که بالاخص در ریفهاوزونهای درزه دار یا برشهای فروریزشی و در تغییرات رخساره ای سرب متمرکز شده است. این انباشته ها از رگه های کوچک 10 سانتی تا نیم متری و یک متری متغیر است . شواهد موجود در تونلهای قدیمی گویای افزایش ضخامت مواد معدنی با افزایش عمق می باشد. در قسمت شرقی منطقه کانی سازی بیشتر بصورت روی می باشد . بویژه بصورت کانیهای کربناته روی از جمله اسمیت زونیت و همچنین همی مورفیت یا کالامین است. در منطقه مورد بررسی ، آهکهای لار مستقیماً روی تشکیلات شمشک قرار دارد و سازند دلیچای در این منطقه دارای نبود چینه ای می باشد ] 1[.
عملیات صحرایی
داده های قطبش القایی حوزه زمانی و مقاومت ویژه توسط دستگاه سوئدی SAS1000 ] 2[ و بااستفاده از آرایش دو قطبی-دو قطبی با طول دو قطبی 40 متر و فاکتور عددی (n) 1 تا حداکثر 8 در طول سه پروفیل مطابق شکل 1 توسط نگارندگان مقاله برداشت شده است. در طول پروفیل تاش 1، 59 داده برای هر یک از روش ها، برداشت شده است. در حالی که در طول پروفیل تاش 2 که متقاطع با پروفیل 1 می باشد و دارای طول کمتری است، 28 داده در هر روش برداشت شده است. در طول پروفیل 3 تاش ، که با دو پروفیل دیگر تقاطعی ندارد ، 60 داده برداشتی قرائت شده است. جدول 1 مشخصات پروفیل های برداشت داده ها را نشان می دهد.
ارائه داده های برداشت شده و تفسیر کیفی آنها
با توجه به شکل 2 بر روی شبه مقطع داده های مقاومت ویژه ، یک آنومالی با مقاومت ویژه کمتر از 20 اهم- متر در حد فاصل الکترودهای 7 تا 10 بر روی پروفیل قرار دارد. این آنومالی بر روی محور قائم شبه مقطع در عمق تقریبی متناسب با n=5 به سمت عمق بیشتر امتداد مییابد. بر روی شبه مقطع داده های مشاهده شده IP تهیه شده با نرم افزار REISX IP2DI، یک آنومالی با بارپذیری بالا تقریبا در همین محدوده در فاصله بین الکترود های 5 و 10 قرار دارد. شروع این آنومالی بر روی محور قائم، از عمق مربوط بهn=3 به طرف اعماق بیشتر می باشد. در سایر نقاط شبه مقطح IP، مقادیر پایینی از بارپذیری مشاهده می گردد. بنابرین می توان در شبه مقاطع فوق محدوده ای که مقادیر IP بالا و مقاومت ویژه پایین مشاهده می گردد زون کانی سازی سرب و روی را پیش بینی نمود.
پروفیل تاش 2
با توجه به شکل 2 در شبه مقطع داده های مقاومت ویژه ، یک زون با مقاومت ویژه کمتر از 150 اهم-متر در فاصله بین الکترودهای 4 و 6 مشاهده می گردد. این آنومالی از عمق متناسب باn=3 بر روی محور قائم به سمت عمق شبه مقطع امتداد دارد. در شبه مقطع داده های IP (شکل 3-ب)،در این محدوده آنومالی با شدت بارپذیری 200 تا 500 میلی ثانیه قرار دارد. در سایر نقاط شبه مقاطع مربوطه مقادیر مقاومت ویژه نسبتاً بالا و بارپذیری با شدت پایین مشاهده می گردد. بنابرین می توان در محدوده مذکور که مقادیر بارپذیری بالا و مقاومت ویژه پایین مشاهده می گردد زون احتمالی کانی سازی سرب و روی را پیش بینی نمود.
شکل 4 شبه مقطع داده های مقاومت ویژه و بارپذیری داده های برداشت شده روی این پروفیل را نشان می دهد. در روی شبه مقطع مقاومت ویژه یک آنومالی رسانا با مقاومت ویژه کمتر از 20 اهم-متر در محدوده مابین الکترودهای 7و 10 در عمق بیشترازn=5 قرار دارد. این آنومالی با گسترش جانبی بیشتر در شبه مقطع داده های IP، در محدوده الکترودهای 5 و 10 با مقادیر بارپذیری ظاهری 200 تا800 میلی ثانیه خود را نمایان می سازد. از این رو این آنومالی را می توان به زون کانی سازی سرب و روی موجود در منطقه که با آثار معدنکاری موجود نیز تا حدودی انطباق دارد نسبت داد.
مدل سازی معکوس دو بعدی و تفسیر کمی نتایج حاصل
همانطور که در شبه مقاطع مشاهده شد در بخش های میانی هر سه پروفیل، زونی با مقاومت ویژه ظاهری کمتر از 50 اهم-متر و بار پذیری ظاهری بیشتر از 300 میلی ثانیه در اعماق مرتبط با N>3 قرار دارد. اما برای بررسی دقیق تر عمق زون های کانی سازی شده و تعیین هندسه و شکل هر یک از آنها، مدل سازی عددی معکوس دو بعدی بصورت هموار با نرم افزارهای RES2DINV و RESIXIP2DI همراه با تصحیح توپوگرافی صورت گرفته است و نتایج با هم مقایسه شدند. با توجه به اینکه نتایج مدل سازی های هموار صورت گرفته توسط هر دو نرم افزار مورد استفاده دقیقاً یکسان نبوده و علاوه بر آن حدود زون کانی سازی شده را بصورت هاله ای از تغییرات مشخصات فیزیکی مورد نظر به نمایش می گذارند و نمی توانند مرزهای تیز و تند اطراف زون های مورد علاقه را بخوبی نشان دهند تصمیم گرفته شد تا با استفاده از تلفیق نتایج مدل سازی های صورت گرفته و با استفاده از نرم افزار RESIXIP2DI مدل سازی دو بعدی معکوس همزمان داده های مقاومت ویژه وIP بصورت پارامتری (مدل پلیگون) برای کسب نتیجه بهتر برای تصمیم گیری اکتشافات آتی برای هر یک از پروفیل ها صورت گیرد. در شکل 5 نتاج حاصل از مدل سازی پارامتری داده های هر سه پروفیل تاش همراه با جزئیات لازم آورده شده است
با توجه به شکل 5 می توان نتیجه گرفت که یک زون آنومال با مقاومت ویژه کم و قابلیت بار پذیری بالا با گسترش جانبی حدود 200 متر و ضخامت حدود 50 متر در بخش های میانی پروفیل تاش 1 قرار دارد که ضخامت آن به طرف راست پروفیل تا حدود 120 متر نیز گسترش می یابد طوری که در این قسمت ها این آنومالی در عمق کمتر از50 متری سطح زمین قرار می گیرد(نگاه به شکل5- ب). با توجه به مشخصات فیزیکی نتیجه شده برای این توده و تلفیق آنها بااطلاعات زمین شناسی و آثار معدنکاری های قدیمی می توان این آنومالی را به کانی سازی سرب و روی موجود در منطقه نسبت داد که در بخش های فوقانی توسط تونل قدیمی موجود قطع گردیده است.
با نگاه به شکل 1 ملاحظه می گردد که پروفیل تاش 2 تقریبا بصورت عمود بر پروفیل تاش 1 جایی که بخش ضخیم زون کانی سازی شده (توده 4 شکل 5-الف)در آنجا قرار می گیرد تلاقی می کند. نتایج مدل سازی هموار و پارامتری داده های پروفیل تاش 2 (در این مقاله نیامده است) وجود چنین زون کانی سازی شده سرب و روی را تائید می کند. با در نظر گرفتن شکل و گسترش جانبی و گسترش عمقی این زون کانی سازی شده که به ترتیب بصورت توده هایی با شماره های 4 و 3 در شکل های 5-الف و 5- ب نشان داده شده است می توان آن را در واقع توده ای سه بعدی در نظر گرفت که به دلیل گسترش طولی قابل توجه (بیش از 200 متر) در امتداد پروفیل تاش 1، توانسته خودش را در نتایج مدل سازی های دو بعدی بصورت بارزی نشان دهد.
با نگاه به نتایج مدل سازی های صورت گرفته بر روی داده های پروفیل تاش 3 (شکل 5-ج) می توان دو زون آنومال را شناسایی نمود طوری که آنومالی اصلی در بخش میانی پروفیل (توده 3 در شکل 5-ج)با گسترش جانبی متوسط 250 متر و ضخامت متوسط 100 متر قرار دارد. با توجه به مقادیر بالای بارپذیری و مقاومت ویژه پایین و آثار معدنکاری بجای مانده می توان آنرا با احتمال زیاد به کانی سازی سرب و روی موجود در منطقه نسبت داد. تفسیر اینکه آیا این زون کانی سازی شده ادامه زون آنومال شناسایی شده در بخش میانی پروفیل تاش 1(توده4 در شکل 5-الف) باشد به دلیل فاصله قابل توجه بین پروفیل های تاش 1 و 3 مشکل است. آنومالی کم اهمیت تر دیگر (توده 4 در شکل 5-ج) با گسترش محدود در بخش های سطحی سمت راست پروفیل وجود دارد که با توجه به مقدار بار پذیری کمتر آن نسبت به آنومالی قبلی می تواند زون کانی سازی شده سرب و روی با عیار کمتر نسبت به توده قبلی تفسیر شود.
نتیجه گیری :
با توجه به نتایج مدل سازی معکوس هموار و پارامتری داده های مقاومت ویژه و بارپذیری هر یک از پروفیل ها و با درنظر گرفتن تئوری حاکم بر مسئله هر نوع مدل سازی عددی و آگاهی از نقاط قوت و ضعف هر یک از این نوع مدل سازی ها موارد زیر بطور خلاصه می تواند از بررسی های صورت گرفته نتیجه شود:
· در منطقه یک زون با بارپذیری بالا و مقاومت ویژه پایین در بخش های میانی پروفیل تاش 1 و 2 وجود دارد که با شواهد موجود به احتمال زیاد مرتبط با کانی سازی سرب و روی موجود در محل می باشد که وجود تونل قدیمی آن را تائید می کند. نتایج مدل سازی داده های پروفیل تاش 3 زون کانی سازی دیگری را در اواسط این پروفیل نشان می دهد که ممکن است ادامه زون کانی سازی شده قطع شده توسط پروفیل های 1 و 2 به طرف غرب باشد.
· اگر چه با مدل سازی های هموار زون های آنومال و محل قرارگیری آنها با دقت قابل قبولی شناسایی می شوند ولی نتایج مطالعه نشان می دهد که تلفیق نتایج مدل سازی های هموار نرم افزار های مختلف و استفاده از مدل سازی پارامتری نتایج دقیق تری در مورد هندسه زون آنومال و مرزهای اطراف آن نتیجه می دهد.
· با تلفیق روش های مختلف مدل سازی می توان تا حدودی ابهامات در تفسیر داده های صحرایی مربوط به داده های مقاومت ویژه و IP را تا حدود زیادی بر طرف نمود.
برای تائید گسترش زون کانی سازی سرب و روی در حد فاصل پروفیل های تاش 1 و 3 لازم است برداشت داده ها در امتداد پروفیل تاش 2 آنقدر ادامه پیدا کند تا با پروفیل تاش 3 تقاطع نماید. علاوه بر آن برداشت داده های مقاومت ویژه و IP در روی پروفیل دیگری به موازات پروفیل تاش 2 در بخش های میانی منطقه صورت گیرد طوری که هر دو پروفیل تاش 1 و 3 را قطع نماید.
منابع فارسی :