مدلسازی ژئوفیزیکی سه بعدی با استفاده از دادههای برداشت دوبعدی و زمین آمار در کانسار مس علی آباد یزد به منظور پیشنهاد موقعیت بهینه حفاری | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 58، 1403، صفحه 77-95 اصل مقاله (1.91 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2023.103818 | ||
| نویسندگان | ||
| رضا احمدی* ؛ جواد احسان نژاد | ||
| گروه مهندسی معدن، دانشکده مهندسی علوم زمین، دانشگاه صنعتی اراک، اراک، ایران | ||
| چکیده | ||
| مقدمه مدلسازیهای ژئوفیزیکی از نظر ابعادی به انواع یک بعدی (1D)، دوبعدی (2D) و سه بعدی (3D) تقسیم میشوند. در برخی موارد بویژه مناطق دارای پیچیدگیهای ذاتی، انجام مدلسازیهای یکبعدی و یا حتی دوبعدی برای نیل به مقاصد اکتشافی کافی نبوده و نیاز به انجام مدلسازی سهبعدی به خوبی احساس میشود. از مزایای مدلسازی سهبعدی نسبت به دو نوع دیگر، واقعگرایانهتر بودن پاسخها و دقت بالاتر نتایج میباشد. به هرجهت مدلسازی سه بعدی نیاز به برداشت دادههای سه بعدی دارد حال آنکه در بسیاری از موارد، برداشتهای ژئوفیزیکی در راستای یک سری پروفیلها، به صورت دوبعدی صورت میگیرد و مدلسازی های مربوطه نیز دوبعدی خواهد بود. در چنین مواردی برای دست یابی به مدل سه بعدی واقع گرایانه تر باید به یک سری ترفندهای ریاضیاتی- محاسباتی منطقی و در عین حال مبتنی بر اصول فیزیکی متوسل شد. روشهای مغناطیس سنجی و ژئوالکتریک شامل مقاومت ویژه و قطبش القایی، مناسبترین روشهای ژئوفیزیکی برای اکتشاف کانسارهای مس هستند. در پژوهش حاضر عملیات پردازش، مقایسه و تجزیه و تحلیل دادههای ژئوفیزیکی مغناطیس سنجی، مقاومت ویژه و قطبش القایی در راستای پروفیلهای ژئوفیزیکی برداشت شده در کانسار مس علی آباد یزد صورت گرفته و ارتباط آنها با کانیزایی تعیین شده است. سپس مدلسازی سه بعدی دادههای ژئوفیزیکی مقاومت ویژه و قطبش القایی دوبعدی برداشت شده در کانسار به کمک پردازشهای زمین آماری و با استفاده از نرم افزار RockWorks16 صورت گرفته است. کانسار مس علی آباد در شهر تفت در استان یزد در بخش میانی زون ارومیه- دختر بین طول جغرافیایی 768000 تا 771000 شرقی و عرض جغرافیایی 3503000 تا 3507000 شمالی قرار دارد. براساس گزارش کانسارهای مس در ایران، تنوع لیتولوژیکی در این منطقه بسیار زیاد بوده و سنگهای قدیمی منطقه، سلسله جبال شیرکوه با سنگهای گرانیتی و گرانودیوریتی هستند. قدیمیترین رخنمونهای سنگی در منطقه علی آباد از نوع کنگلومرا و ماسه سنگ (سازند سنگستان) مربوط به اواخر ژوراسیک و اوایل کرتاسه میباشند. سازند سنگستان از سازندهای اصلی منطقه به شمار میرود و مرز زیرین این سازند بهطور دگرشیب بر روی گرانیتهای شیرکوه قرار گرفته است. کانیسازی مس در کانسار علی آباد بهطور عمده درون استوک نفوذی گرانیتوئیدی و به مقدار کمتر درون کنگلومراها و ماسه سنگهای دگرگون شده اطراف آن رخ داده است. مواد و روشها در کانسار مس علی آباد تعداد 1666 ایستگاه مغناطیسی با فواصل 20 متر از یکدیگر، مقاومت ویژه ظاهری و قطبش القایی توسط آرایه مستطیلی و چهار شبهمقطع بارپذیری و مقاومت ویژه ظاهری بهنامهای DD-1 (با آرایه دوقطبی- دوقطبی)، PD-2، PD-3 و PD-4 با آرایه قطبی - دوقطبی با طولهای به ترتیب 1320، 1240، 600 و 640 متر برداشت شده است. در این پژوهش ابتدا مدلسازی وارون هموار دوبعدی دادههای بارپذیری و مقاومت‌ویژه ظاهری چهار پروفیل به روش کمترین مربعات خطا با استفاده از نرم‌افزار RES2DINV صورت گرفت. بعد عملیات پردازش، مقایسه و تجزیه و تحلیل دادههای ژئوفیزیکی مغناطیس سنجی، مقاومت ویژه و قطبش القایی در راستای پروفیلهای ژئوفیزیکی برداشت شده در کانسار، صورت گرفت و ارتباط آنها با کانیزایی تعیین شد. برای این منظور پروفیلهای برداشت مغناطیسی منطبق بر مقاطع مقاومت ویژه و بارپذیری وارون سازی شده چهار پروفیل ژئوالکتریک، ترسیم شده و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج و بحث نتایج پژوهش نشان میدهد که در مجموع تطابق و انطباق خوبی بین دادههای مغناطیس سنجی و ژئوالکتریک وجود دارد و این امر نشان دهنده آن است که بی هنجاری های موجود در منطقه اغلب در ارتباط با کانیسازی های فلزی هستند. سپس تجزیه و تحلیل آماری اولیه برای دادههای وارونسازی شده در محدوده مشترک چهار پروفیل ژئوفیزیکی و آرایه مستطیلی انجام شد. براساس این مطالعات توزیع دادههای بارپذیری از نوع نرمال و برای دادههای مقاومت ویژه از نوع لاگ نرمال است که با یک تبدیل لگاریتمی دوپارامتری به توزیع نرمال تبدیل شد. در ادامه برای تشخیص ساختار فضایی حاکم بر دادههای مقاومت ویژه و بارپذیری در منطقه، واریوگرام های امتدادی در دو راستای افقی شمالی - جنوبی و شرقی - غربی و نیز راستای قائم (عمقی) ترسیم گردید. نتایج نشان داد که تمامی مدلهای تئوری واریوگرام منطبق بر واریوگرام های تجربی، از نوع کروی بوده و منطقه دارای ناهمسانگردی از نوع هندسی است. در مرحله بعد براساس نتایج عملیات واریوگرافی، مدل سهبعدی دادههای مقاومت ویژه و بارپذیری با استفاده از نرم افزار RockWorks و به کمک الگوریتم درونیابی عکس فاصله وزن دار پیشرفته انجام شد. در نهایت براساس مدلسازی سه بعدی صورت گرفته، موقعیت امیدبخش ترین و مناسبترین محدوده کانیسازی مشخص گردید و حفر یک گمانه اکتشافی قائم با طول 80 متر در این موقعیت پیشنهاد شد. نتیجهگیری براساس یافته‌ها، حفاری گمانه در موقعیت پیشنهادی، ترسیم دقیق چاه نگار گمانه، مقایسه نتایج عیارسنجی مغزه‌های حفاری، سنگ‌شناسی و دگرسانی با نتایج مدلسازی ژئوفیزیکی سهبعدی در این محل، ضروری است. حفر گمانه اکتشافی پیشنهادی منجر به شناخت بیشتر کانسار، امکان ارزیابی کارآیی عملیات ژئوفیزیکی برداشت شده و مدلسازی سه بعدی انجام گرفته در کانسار مس علی آباد خواهد شد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| کانسار مس علی آباد یزد؛ مدلسازی وارون هموار؛ مغناطیس سنجی؛ نرم افزار RockeWorks؛ واریوگرافی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| 3-D geophysical modeling using 2-D acquisitioned data and geostatistics for Yazd, Ali-Abad copper deposit to propose optimal drilling location | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Reza Ahmadi؛ Javad Ehsan nejad | ||
| Department of Mining Engineering, Faculty of Earth Sciences Engineering, Arak University of Technology, Arak, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Geophysical modeling is divided into one-dimensional (1D), two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) types in terms of dimensions. In some cases, especially in areas with inherent complications, performing 1D or even 2D modeling is not enough to achieve exploration goals, whereas 3D modeling is needed. One of the advantages of 3D modeling compared to the other two types is the more realistic responses and higher accuracy of the results. However, 3D modeling requires 3D data collection, while in many cases, geophysical surveys are done in 2D along a series of profiles, therefore, the related modeling will also be 2D. In such cases, in order to achieve a more realistic 3D model, it should be resort to a series of logical mathematical-computational tricks while based on physical principles. Magnetometric and geoelectrical methods, including resistivity and induced polarization, are the most suitable geophysical methods for discovery of copper deposits. In the present research, the processing, comparison and analysis of geophysical data of magnetometry, resistivity and induced polarization have been carried out along the profiles surveyed in the Yazd, Aliabad copper deposit and their relationship with mineralization has been determined. Then, 3D modeling of 2D geophysical data containing resistivity and induced polarization surveyed at the deposit has been done through geostatistical processes and employing RockWorks16 software. Aliabad copper deposit is located in the Taft city in Yazd province in the middle part of Urmia-Dokhtar zone between eastern longitude of 768000 to 771000 and northern latitude of 3503000 to 3507000. According to the report of copper deposits in Iran, the lithological diversity in this region is very high and the ancient rocks of the region are the Shirkoh mountain range with granite and granodiorite rocks. The oldest rock outcrops in the Ali-Abad area are conglomerate and sandstone (Sangestan Formation) from the late Jurassic and early Cretaceous. Copper mineralization in Ali-Abad deposit mainly occurred into granitoid intrusive stock and with less extent in conglomerates and metamorphosed sandstones around it. Materials and Methods In Aliabad copper deposit, 1666 magnetic data-points with 20-meter interspacing as well as resistivity and induced polarization have been surveyed through rectangular configuration along four profiles called DD-1 (with dipole-dipole array), PD-2, PD-3 and PD-4 by pole-dipole array with the length of 1320, 1240, 600 and 640 meter, respectively. In this study, first, 2-D smooth inverse modeling of resistivity and chargeability data for four profiles was carried out by the least squares error method using Res2dinv software. Afterward, the operations of processing, comparison and analysis of magnetic, resistivity and chargeability data from the geophysical profiles was performed and their relationship with mineralization was determined. To achieve the goal, magnetic surveyed corresponding to four inverted resistivity and induced polarization sections from geoelectrical profiles, were drawn and analyzed. Results and Discussion The results of the research show that in general, there is a good accordance between magnetic and geoelectrical data whereas the anomalies in the area are often related to metallic mineralization. Afterward, the primary statistical analysis was performed for the inverted data in the common range of four geophysical profiles and rectangular array. Based on these studies, the distribution of induced polarization and resistivity data are normal and log-normal, respectively which was transformed into a normal distribution with a two-parametric logarithmic transformation. Then, to achieve the spatial structure governing on resistivity and chargeability data of the region, strike variograms were drawn in two horizontal directions of north-south and east-west as well as vertical (depth) direction. The results revealed that all theoretical variogram models according to experimental variograms are spherical type and the region has geometric anisotropy. In the next step, based on the results of variography operation, 3-D models of resistivity and chargeability data were produced using Rockworks software through interpolation algorithm of advanced inverse distance weighted. At the end, on the basis of 3-D performed modeling the position of the most promising and appropriate mineralization area was determined as well as proposing a vertical borehole with the length of 80 m in this location. Conclusion On the basis of the findings, drilling a borehole in the proposed location, carefully drawing of the borehole strip-log, comparing the results of drilling cores assay, lithology and alteration with the results of 3D geophysical modeling in this place are necessary. Drilling of the proposed borehole will lead to more recognition of the deposit, possibility of evaluating the effectiveness of the carried out geophysical operation and 3D modeling in the Aliabad copper deposit. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Yazd Ali-Abad copper deposit, Smooth inverse modeling, Magnetometry, RockWorks, Variography | ||
| مراجع | ||
|
Ahmadi, R., 2014. Developing an intelligent algorithm to detect geometrical and physical parameters of geotechnical targets using GPR responses, Ph. D thesis, University of Tehran (in Persian). Ahmadi, R., 2020. Employing support vector machine, statistical and geostatistical methods to design the detailed exploration grid of Khomein-Robat Pb-Zn deposit, Journal of Advanced Applied Geology, v. 10(2), p. 121-136. Ahmadi, R. and Afzali, N., 2017. Smooth inversion of geophysical exploration data for Khomein-Hossein Abad lead-zinc deposit, 10th National Geology Conference of PNU, Payame Noor University, Tabriz, Iran (in Persian). Ahmadi, R. and Baharlooei, Z., 2021. Qualitative and quantitative evaluation of geophysical data accordance with assay data in Yazd Darreh-Zereshk copper deposit to propose optimal location for new exploration boreholes, Journal of Engineering Geology, v. 15(1), 1-34 (in Persian). Ahmadi, R. and Shariati Zarch, S.M., 2020. Investigating the effect of various parameters on the response of magnetic targets in magnetometry method using 2D and 3D forward modeling, Iranian Journal of Engineering Geology, v. 13(3), p. 15-34 (in Persian). Ahmadi, R., 2019. Ore reserve evaluation: digital textbook. Arak University of Technology, Arak, 250 p (in Persian). Ahmadi, R. and Sadat Koodehi, S.M., 2018. Classification and reserve estimation of Robat Arregije Pb-Zn deposit, Khomein Township, Markazi Province, using geostatistical methods. New Findings in Applied Geology, v. 12(24), p. 39-53 (in Persian). Ahmadi, R. and Rezapour, M.R., 2019. Proposing the optimum locations for drilling in Saveh North-Narbaghi porphyry copper deposit on the basis of geophysical data modeling. Scientific Quarterly of Iranian Association of Engineerinf Geology, v. 12(4), p. 95-121. Griffiths, D.H. and King, R.F., 1983. Applied geophysics for geologists and engineers: The Elements of Geophysical Prospecting, Second Edition, Pergamon Press, 206 p. Hassani-pak, A.A., 1998. Geostatistics. Tehran University Press, 314 p (in Persian). Kalagari, A.A., 2010. Principles of geophysical explorations, Publication: Tabriz, 485 p (in Persian). Khoyee, N., Ghorbani, M., Tajbakhsh, P., 2000. Copper deposits in Iran, Geological survey and mineral exploration of Iran, 421 p (in Persian). Keary, PH., Brooks, M. and Hill, I., 2002. An introduction to geophysical exploration, Third edition, Blackwell Science, 281 p. Loke, M.H., 1999. Electrical imaging surveys for environmental and engineering studies: A Practical guide to 2-D and 3-D surveys, 66 p. Loke, M.H. and Barker, R.D., 1996. Rapid least-squares inversion of apparent resistivity pseudosections by a quasi-newton method, Geophysical Prospecting, v. 44, p. 131-152. Loke, M.H., 2000. Topographic modelling in resistivity imaging inversion, 62nd EAGE Conference & Technical Exhibition Extended Abstracts, Glasgow, Scolland, 29 May, 2 June. Loke, M.H. and Lane, J., 2002. The use of constraints in 2D and 3D resistivity modeling, The 8th EEGS-ES Meeting, Portugal. Madani, H., 1995. Basics of Geostatistics. Amirkabir University of Technology- Tafresh branch, Tafresh, 659 p (in Persian). Milson, J., 2003. Field geophysics, Third edition, John Wiley & Sons, New York, 249 p. Mohammadi, S., Namaki, L. and Hamedpour Darabi, M., 2016. Presenting a computer program in MATLAB language for forward modeling of magnetometric data, 17th National Iranian Geophysics Conference. Mohammadi, S., Namaki, L. and Hamedpour Darabi, M., 2016. Presenting a computer program in MATLAB language for forward modeling of magnetometric data, 17th National Iranian Geophysics Conference. Reynolds, J.M., 2011. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics, 2nd Edition, A John Wiley & Sons, 712 p. Saman-kav, Consulting engineers Co. 2006. Final report of exploration geophysics by induced polarization (IP/Rs) method in the region of Aliabad copper deposit, Yazd province (in Persian). Telford, W.M., Geldart, L.P. and Sheriff, R.E., 1990. Applied geophysics, 792 p. www.rockware.com Zarasvandi, A.R., Liaghat, S. and Carranza, E.J.M., 2006. The Ali-Abad porphyry copper mineralization in Central Iran, Journal of Geological Society of Iran, JGSOI, v. 1(1), p. 73-84.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 22,805 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,204 |
||