School of Geology

MILONAS DIMITRIOS, GEOLOGIST, MSC STUDENT

Society of Economic Geologists Aristotle University of Thessaloniki Student Chapter

ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

2014

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Stages of Mineral Exploration & Development

Εισαγωγή

Μαγνητική μέθοδος διασκόπισης

Ηλεκτρικές Μέθοδοι

Ηλεκτρομαγνητικές μέθοδοι

Βιβλιογραφία

Ηλεκτρονική Βιβλιογραφία

STAGES OF MINERAL EXPLORATION &

DEVELOPMENT

PROSPECTING AND EXPLORATION

DISCOVERY AND ADVANCED EXPLORATION

DEVELOPMENT/CONSTRUCTION

OPERATION AND PRODUCTION

RECLAMATION

STAGES OF MINERAL EXPLORATION &

DEVELOPMENT

Literature search

Select target areas for exploration

Geochemical sampling

Remote sensing

Ground or Air Geophysics

Geological mapping

STAGES OF MINERAL EXPLORATION &

DEVELOPMENT

Further ground geophysics

Channel sampling

Trenching

Drilling

Geological models

Resource models

Feasibility studies

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η εφαρμοσμένη γεωφυσική έχει μεγάλη πρακτική σημασία διότι με

τις γεωφυσικές μεθόδους:

Μελετάται η δομή και οι γεωδυναμικές διαδικασίες στο φλοιό

και στον πάνω μανδύα της Γης που καθορίζουν τις θέσεις

πολλών δομών οικονομικής σημασίας

Εντοπίζονται στα επιφανειακά στρώματα του φλοιού της Γης

δομές που σχετίζονται με κοιτάσματα πετρελαίου ή φυσικών

αερίων, με μεταλλεύματα, με πηγές γεωθερμικής ενέργειας, με

ορυκτούς άνθρακες κλπ.

Προσδιορίζονται οι μηχανικές ιδιότητες των επιφανειακών

στρωμάτων της Γης που έχουν σχέση με την κατασκευή μεγάλων

τεχνικών έργων όπως θεμελιώσεις γεφυρών φραγμάτων κ.λ.π.

(Introduction to Geophysical Exploration (Thomas Boyd,

1999)).

Διαταραχή τελλουρικών ρευμάτων σε αλατούχο δόμο (πιθανή δομή

παγίδευσης πετρελαίου) στη περιοχή Haynesville του Texas των Η.Π.Α..

Το διάστικτο μέρος του χάρτη αναπαριστά το κατώτερο μέρος του δόμου

ενώ η περιοχή με το τεφρό χρώμα αναπαριστα την κορυφή του

(Boissonnas, E. & Leonardon, E.G. (1948) Geophysical exploration by

telluric currents with special reference to a survey of the Salt

Dome,Wood County,Texas. Geophysics, 13, 387–403)

ΠΛΕΟΝΕΚΤΉΜΑΤΑ

Τα πλεονεκτήματα των Γεωφυσικών Μεθόδων είναι τα εξής:

1) Μη - καταστρεπτικές: Προκατασκευάζονται για χρήση σε κατοικημένες περιοχές, σε

αρχαιολογικούς χώρους, μέσα σε γεωτρήσεις χωρίς να δημιουργήσουν ζημιές κατά την εφαρμογή

τους

2) Αποδοτικές: Προβαίνουν στην αξιολόγηση μεγάλων εκτάσεων του υπεδάφους γρήγορα,

γλυτώνοντας χρόνο και χρήμα από την συνολική έρευνα, αντί να σπαταλάται άσκοπα περεταίρω

έρευνα σε μη οικονομικά συμφέρουσες ζώνες

3) Ευελιξία – Ικανότητα: Παρέχουν την δυνατότητα συνδυασμένης εφαρμογής διαφορετικών

τεχνικών στην αντιμετώπιση σύνθετων προβλημάτων.

4) Οικονομικό όφελος: Η γεωφυσική δεν απαιτεί εκσκαφές ή άλλου είδους απευθείας πρόσβαση στο

υπέδαφος. Αυτό σημαίνει ότι τεράστιοι όγκοι γης μπορούν να αξιολογηθούν με σημαντικά

μικρότερο κόστος σε σύγκριση με το κόστος των εκσκαφών ή του κανάβου γεωτρήσεων.

(Ι. Λούης: Σημειώσεις Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής)

ΚΑΤΗΓΟΡIΕς

Οι παρατηρήσεις συλλέγονται με την διεξαγωγή

πειραμάτων: Στην ξηρά Στον αέρα

Στο υπέδαφος (μεταξύ γεωτρήσεων, ερευνητικών στοών) Στην θάλασσα

ΚΑΤΗΓΟΡIΕς

Παρακάτω δίνεται ένας συνοπτικός πίνακας κατηγοριοποίησης των μεθόδων με βάση

φυσικές ιδιότητες, καθώς και τα φυσικά φαινόμενα τα οποία ασχολείται ο κάθε κλάδος.

ΕΦΑΡΜΟΓΕς ΤΩΝ ΓΕΩΦΥΣΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ

Τα κύρια πεδία εφαρμογής της γεωφυσικής έρευνας, μαζί με υπόδειξη των καταλληλότερων ερευνητικών

μεθόδων για κάθε εφαρμογή, παρατίθενται στον Πίνακα. Introduction to Geophysical Exploration (Thomas

Boyd, 1999).

ΕΦΑΡΜΟΓΕς ΤΩΝ ΓΕΩΦΥΣΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ

Η κυριότερη γεωφυσική μέθοδος στην έρευνα για μεταλλεύματα είναι η

μαγνητική μέθοδος. Επίσης πρωταρχικής σημασίας είναι οι ηλεκτρικές και οι

ηλεκτρομαγνητικές μέθοδοι. Για παράδειγμα, η μέθοδος της επαγόμενης

πολικότητας είναι η βασικότερη μέθοδος στην έρευνα για θειούχα κοιτάσματα

διάσπαρτου τύπου ενώ η

ηλεκτρομαγνητική μέθοδος κινούμενου πομπού-δέκτη είναι η κυριότερη

μέθοδος στην έρευνα για μεικτά θειούχα κοιτάσματα. ( Parasnis,D.S. (1973)

Mining Geophysics. Elsevier,Amsterdam.)

ΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς ΔΙΑΣΚOΠΙΣΗς

Η γεωφυσική διερεύνηση με τη χρησιμοποίηση παρατηρήσεων του γήινου μαγνητικού πεδίου

ήταν η πρώτη γεωφυσική τεχνική πού χρηματοδοτήθηκε. Ο von Werde εντόπισε κοιτάσματα

μεταλλευμάτων με χαρτογράφηση των μεταβολών του γήινου μαγνητικού πεδίου το 1843. Το

1879, ο Thalen δημοσίευσε την πρώτη γεωφυσική χειρόγραφη εργασία με τίτλο The Examination of Iron Ore Deposits by Magnetic Measurements. Ακόμα και σήμερα, οι

μαγνητικές μέθοδοι διασκόπισης είναι από τις περισσότερο διαδεδομένες γεωφυσικές τεχνικές.

(Β. Παπαζάχος: Εισαγωγή στην Εφαρμοσμένη Γεωφυσική Εκδόσεις ΖΗΤΗ Θεσσαλονίκη)

ΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς ΔΙΑΣΚOΠΙΣΗς

Μαγνητικά Δίπολα

Το θεμελιώδες μαγνητικό στοιχείο αποτελείται από δύο μαγνητικά μονόπολα, ένα θετικό και ένα αρνητικό, τα οποία

χωρίζονται με μικρή απόσταση. Το θεμελιώδες μαγνητικό στοιχείο αυτό καλείται μαγνητικό δίπολο (magnetic

dipole). Μπορούμε να πάρουμε τη δύναμη που παράγεται από ένα μαγνητικό δίπολο αν εξετάσουμε τη δύναμη που

παράγεται από δύο μαγνητικά μονόπολα. Εφόσον το μαγνητικό δίπολο απλά αποτελείται από δύο μονόπολα, είναι

αναμενόμενο ότι η δύναμη που παράγεται από αυτό θα είναι ίση με τη δύναμη που παράγει ένα θετικό μαγνητικό μονόπολο

στην οποία προστίθεται η δύναμη από ένα δεύτερο αρνητικό μαγνητικό μονόπολο.

(Αναπαραγωγή εικόνας από Hinze P.W.J., von Frese R.R.B., Saad A.H. Gravity and Magnetic

Exploration- Principles, Practices, and Applications 2013)

ΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς ΔΙΑΣΚOΠΙΣΗς Μονάδες που σχετίζονται με τους Μαγνητικούς Πόλους

Επειδή οι τιμές της έντασης του μαγνητικού πεδίου της γης που

μετριούνται στη μαγνητική διασκόπηση είναι μικρές, είναι πιο

σύνηθες να χρησιμοποιούμε την υποδιαίρεση nanotesla ( nT ),

Το nanotesla συνήθως αναφέρεται και ως γ (γάμμα). Έτσι η

μέση ένταση του γήινου μαγνητικού πεδίου είναι περίπου

50.000γ . Μονάδα μέτρησης της έντασης του μαγνητικού πεδίου

στο ηλεκτρομαγνητικό σύστημα μονάδων είναι το 1 oe (= 1

oersted) και στο SI το 1 Α/m, είναι δε 1 Α/m = 4π/1000 oe .

Nikola Tesla (1856-1943)

Αμερικανός μηχανικός

ΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς ΔΙΑΣΚOΠΙΣΗς

Μαγνητική Επιδεκτικότητα

Η ένταση της μαγνήτισης, I , συνδέεται με την ένταση του επαγωγικού μαγνητικού πεδίου, H , μέσω μιας σταθεράς

αναλογίας, k , η οποία ονομάζεται μαγνητική επιδεκτικότητα (magnetic susceptibility).

I = kH

Η μαγνητική επιδεκτικότητα είναι μία αδιάστατη σταθερά που καθορίζεται από τις φυσικές ιδιότητες του μαγνητικού υλικού. Στις

μαγνητικές έρευνες, η μαγνητική επιδεκτικότητα είναι η θεμελιώδης ιδιότητα των υλικών, των οποίων τη χωρική κατανομή

προσπαθούμε να καθορίσουμε. Κατά αυτή την έννοια, η μαγνητική επιδεκτικότητα είναι ανάλογη της πυκνότητας στις

βαρυτομετρικές έρευνες. (Β. Παπαζάχος: Εισαγωγή στην Εφαρμοσμένη Γεωφυσική Εκδόσεις ΖΗΤΗ Θεσσαλονίκη)

Μαγνητισμός και Γεωλογία

(Γεώργιος Αποστολόπουλος, (2013))

Έστω ότι έχουμε μια φλέβα με μαγνητική επιδεκτικότητα 0.001,

η οποία περιβάλλεται από ιζηματογενή πετρώματα. Η φλέβα του

παραδείγματος έχει πάχος 3m, βρίσκεται σε βάθος 5m και έχει

διεύθυνση προς ΒΑ. Για να βρούμε τη φλέβα, μπορούμε να

μετρήσουμε την ένταση του πεδίου

Καθώς πλησιάζουμε τη φλέβα, αρχίζουμε να παρατηρούμε το

επαγόμενο πεδίο που συνδέεται με τη φλέβα, επιπρόσθετα του

κύριου πεδίου. Επομένως, μπορούμε να καθορίσουμε τη θέση

της φλέβας και πιθανόν και τις διαστάσεις της, μετρώντας τη

χωρική μεταβολή της έντασης του μαγνητικού πεδίου. (Γεώργιος

Αποστολόπουλος, (2013))

ΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς ΔΙΑΣΚOΠΙΣΗς

(Γεώργιος Αποστολόπουλος, (2013))

Παρατηρούμε ότι η μαγνητική ανωμαλία που συνδέεται με φλέβα

περιορίζεται στην περιοχή γύρω από τη φλέβα. Το μέγεθος της

ανωμαλία μειώνεται γρήγορα με την απόσταση από τη φλέβα.

Η ανωμαλία, όχι μόνο έχει διαφορετικό σχήμα στα δεξιά και

αριστερά της φλέβας, αλλά και η μέγιστη ανωμαλία δεν

επικεντρώνεται στο κέντρο της φλέβας.

ΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς ΔΙΑΣΚOΠΙΣΗς

Τα χαρακτηριστικά αυτής της γενίκευσης, ωστόσο, εξαρτώνται

από το σχήμα και τον προσανατολισμό του μαγνητικού σώματος,

τη θέση του.

Πολλές φορές λαμβάνουμε πολυσύνθετες καταγραφές σημάτων μαγνητικών ανωμαλιών τις οποίες πρέπει

να αποσυνελίξουμε για να λάβουμε μία πιο ξεκάθαρη εικόνα του υπεδάφους.

ΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς ΔΙΑΣΚOΠΙΣΗς

Πυρηνικό μαγνητόμετρο

Πυρηνικό μαγνητόμετρο κατά τη διάρκεια

μετρήσεων σε βροχή. Το μαγνητόμετρο και

ο γεωφυσικός πρέπει να παραμένουν

αδιάβροχοι στις μετρήσεις υπαίθρου. John

Milson, (2003) Field Geophysics.

University College London

Μαγνητόμετρo

ρυθμιζόμενης

μαγνητικής ροής. John Milson,

(2003) Field

Geophysics.

University College

London.

Μαγνητόμετρα (Magnetometers) – είναι όργανα τα οποία είναι ικανά να μετρήσουν την ένταση, ή μια

συνιστώσα της έντασης, του μαγνητικού πεδίου. Οι πρώτες βελτιώσεις στο σχεδιασμό αυτών των

οργάνων έγιναν κατά τη διάρκεια του 2ου Παγκοσμίου Πολέμου, όταν αναπτύχθηκαν τα

Μαγνητόμετρα ρυθμιζόμενης μαγνητικής ροής (Fluxgate magnetometers) για την

ανίχνευση υποβρυχίων. Από τότε, πολλά άλλα σχέδια μαγνητόμετρων έχουν αναπτυχθεί, όπως τα

Πυρηνικά μαγνητόμετρα (Proton Precession magnetometers) και τα μαγνητόμετρα

ατμών αλκαλίων (Alkali- Vapor). (John Milson, (2003) Field Geophysics. University College

London.)

Μετρήσεις πεδίου και όργανα μέτρησης

Οι μαγνητικές παρατηρήσεις συλλέγονται κατά κανόνα

χρησιμοποιώντας μία από τις τρεις διαφορετικές στρατηγικές

δράσης.

ΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς ΔΙΑΣΚOΠΙΣΗς Μετρήσεις πεδίου και όργανα μέτρησης

Από τον αέρα (Airborne) – τόσο το ρυθμιζόμενης

μαγνητικής ροής μαγνητόμετρο, όσο και το πυρηνικό μπορούν

να στηθούν μέσα ή να ρυμουλκηθούν πίσω από ένα αεροσκάφος,

συμπεριλαμβανομένων και των ελικοπτέρων.

Αεροσκάφος τύπου Cessna 208B σε αερομαγνητική έρευνα υπεράνω της

Γροιλανδίας. Στο αεροσκάφος είναι προσαρμοσμένο ένα ουραίο κεντρί μήκους 3

μέτρων από άκαμπτο κράμα αλουμινίου (μη μαγνητικό υλικό) σχεδιασμένο να

μεταφέρει τον αισθητήρα του μαγνητομέτρου (SANDER GEOPHYSICS Ltd.,

Ottawa Canada).

Αεροσκάφος σε αερομαγνητική έρευνα για αναζήτηση

υδρογονανθράκων από την εταιρία Fugro Airborne

Surveys.

Ελικόπτερο με

αναρτημένο

μαγνητόμετρο σε

αερομαγνητική έρευνα

για μετρήσεις πεδίου

στην Ιθάκη. (FUGRO

Survey Ltd).

Από σκάφος (Shipborne) – οι μαγνητικές διασκοπίσεις μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν πάνω

από το νερό αν ρυμουλκήσουμε ένα μαγνητόμετρο πίσω από ένα σκάφος. Προφανώς, η θαλάσσια

μαγνητική διασκόπιση είναι πιο χρονοβόρα από την αερομαγνητική διασκόπιση. Όταν όμως

πραγματοποιούνται άλλες γεωφυσικές μέθοδοι από το σκάφος, είναι λογικό να λαμβάνουμε και μαγνητικά

δεδομένα ταυτόχρονα.

Ειδικά κατασκευασμένο πλοίο για μαγνητικές διασκοπίσεις πεδίου

από την εταιρία British Antarctic survey Προετοιμασία καταβύθισης θαλάσσιου μαγνητομέτρου στα πλαίσια

θαλάσσιας γεωφυσικής έρευνας (British Antarctic survey)

Στο έδαφος (Ground Based) – όπως οι βαρυτομετρικές

διασκοπίσεις, έτσι και οι μαγνητικές συχνά διεξάγονται με τα

πόδια ή από όχημα. Οι διασκοπίσεις εδάφους πιθανόν να είναι

απαραίτητες όταν ο στόχος μας απαιτεί μετρήσεις σε πιο πυκνά

διαστήματα από αυτά που επιτρέπει η αερομαγνητική

διασκόπιση. Επειδή η μαγνητική διασκόπιση είναι γενικά

φθηνότερη από τις άλλες γεωφυσικές μεθόδους, οι μαγνητικές

παρατηρήσεις χρησιμοποιούνται συχνά για προκαταρκτική

μελέτη.

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ

Με τις ηλεκτρικές μεθόδους διασκόπισης επιδιώκεται ο καθορισμός των ηλεκτρικών

ιδιοτήτων του υπεδάφους. Η ποσότητα που μετράμε, είναι συνήθως η ηλεκτρική τάση V.

Σκοπός της γεωηλεκτρικής μεθόδου διασκόπισης είναι να μετρηθεί η διαφορά δυναμικού

που προκαλείται από την εισαγωγή ηλεκτρικού ρεύματος μέσα στη γη. Η μετρούμενη

διαφορά δυναμικού αντικατοπτρίζει τη δυσκολία με την οποία το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει

μέσα στο υπέδαφος, δίνοντας έτσι μια ένδειξη για την ηλεκτρική αντίσταση του εδάφους.

Στο σύνολό τους, οι ηλεκτρικές και ηλεκτρομαγνητικές μέθοδοι

αντιπροσωπεύουν τη μεγαλύτερη τάξη γεωφυσικών μεθόδων,

κάποιες από τις οποίες καταγράφουν παθητικά τα φυσικά σήματα

ενώ άλλες χρησιμοποιούν ενεργές πηγές. Επιπρόσθετα στην

μεγάλη τους ποικιλία, αυτή η ομάδα γεωφυσικών τεχνικών

αντιπροσωπεύει ορισμένα από τα παλαιότερα μέσα εξερεύνησης

του εσωτερικού της Γης. Για παράδειγμα, η μέθοδος του φυσικού

δυναμικού που περιγράφεται παρακάτω χρονολογείται από το

1830, οπότε χρησιμοποιήθηκε στην Κορνουάλη της Αγγλίας από

τον Robert Fox για την εύρεση της προέκτασης γνωστών

κοιτασμάτων χαλκού. (Β. Παπαζάχος: Εισαγωγή στην Εφαρμοσμένη Γεωφυσική Εκδόσεις ΖΗΤΗ Θεσσαλονίκη.)

Ειδική Αντίσταση συνεχούς

ρεύματος (DC Resistivity)

Σκοπός της μεθόδου της ειδικής αντίστασης είναι να βρεθεί η

γεωηλεκτρική δομή του υπεδάφους. Η γνώση της γεωηλεκτρικής

δομής του υπεδάφους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την έμμεση

εύρεση της γεωλογικής δομής. (Β. Παπαζάχος: Εισαγωγή στην

Εφαρμοσμένη Γεωφυσική Εκδόσεις ΖΗΤΗ Θεσσαλονίκη.)

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ

Εφαρμογή της μεθόδου ηλεκτρικής αντίστασης με 2-D απεικόνιση, σε συνδυασμό με συσχετισμό με τα κοιτασματολογικά δεδομένα σε ερευνητικό πρόγραμμα για αναζήτηση

μεταλλευμάτων σιδήρου στην περιοχή Aceh Province, Βόρεια Σουμάτρα, Ινδονησία. Οι δύο φωτογραφίες δείχνουν τα δείγματα και το πρανές από το οποίο πάρθηκαν καθώς και με μαύρα

βέλη τα οποία δείχνουν και στη τομογραφία την τοποθεσία δειγματοληψίας. Ο γεωηλεκτρικός χάρτης επιφανειακών ειδικών ηλεκτρικών αντιστάσεων δείχνει με ερυθρά χρώματα την περιοχή

κάλυψης των μετρήσεων πάνω από το μετάλλευμα. Στην τομογραφία διακρίνονται 2 περιοχές: με κυανά χρώματα, την περιοχή που η ειδική ηλεκτρική αντίσταση μειώνεται (με τιμές από 50-

250 Ω.m.) λόγω παρουσίας μεταλλεύματος σιδήρου μιας και τα ηλεκτρόνια σε εκείνη την περιοχή κινούνται πολύ πιο εύκολα και με κίτρινα έως ιώδη που δείχνουν τον συμπαγή γρανίτη της

περιοχής με τιμές ειδικής αντίστασης πάνω από 1000 Ω.m. ( A.Susilo and Irwan,(2013)).

ΕΦΑΡΜΟΓΕς ΤΩΝ ΓΕΩΦΥΣΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ

Μία από τις καλύτερες εφαρμογές γεωφυσικών διασκοπίσεων με τη

μέθοδο της τομογραφίας ειδική ηλεκτρικής αντίστασης που

πραγματοποιήθηκε για την αναζήτηση ενός λατεριτικού μανδύα

αποσάθρωσης στη Νέα Καληδονία, Αυστραλία. Τα αποτελέσματα

παρουσιάζονται παρακάτω όπου γίνανε γεωφυσικές διαγραφίες μέσα

σε πυρηνοληπτικές γεωτρήσεις κατά την διερεύνηση του

κοιτάσματος καθώς οι κατανομές της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης

έδειξαν ακριβώς τα επιμέρους τεμάχια του μανδύα αποσάθρωσης.

(B. ROBINEAU, et. al , 2007)

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ

Επαγόμενη Πολικότητα (Induced Polarization IP) - πρόκειται για ενεργητική μέθοδο

που πραγματοποιείται σε συνδυασμό με τη μέθοδο της Ειδικής Αντίστασης. Υπεύθυνες για τη

διαδικασία αυτή είναι τόσο οι χωρητικές όσο και τα ηλεκτροχημικές επιδράσεις. Η επαγόμενη

πολικότητα χρησιμοποιείται συχνά για τον εντοπισμό συγκεντρώσεων αργίλων και

ηλεκτρικά αγώγιμων κόκκων μεταλλικών ορυκτών. (Τσούρλος Παναγιώτης Ηλεκτρομαγνητικές Μέθοδοι

Γεωφυσικής Διασκόπισης On line: www.geo.auth.gr/762/)

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ Αν διακόψουμε απότομα την παροχή συνεχούς

ρεύματος μέσα στη γη παρατηρούμε σε κάποιες

περιπτώσεις ότι το δυναμικό V δε μηδενίζεται

αμέσως. Έχει παρατηρηθεί ότι όταν ρεύμα

διαβιβάζεται στο έδαφος, το έδαφος

συμπεριφέρεται σαν πυκνωτής, αποθηκεύοντας

μέρος του εφαρμοζόμενου ρεύματος ως φόρτιση η

οποία διασκορπίζεται με την διακοπή του

ρεύματος. Η τάση στα ηλεκτρόδια που

διαβιβάζουν το ρεύμα δεν μηδενίζεται αμέσως,

αλλά αφού υποστεί αμέσως μια απότομη

σημαντική μείωση, αρχίζει στη συνέχεια να

ελαττώνεται εκθετικά με το χρόνο και περνούν

αρκετά δευτερόλεπτα (ή και λεπτά) μέχρις ότου

μηδενιστεί και αυτή. (Glaser, 2007).

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ Geophysical 3D-IP (Induced Polarisation) Surveys at Mt Penck, Papua New Guinea

H εφαρμογή σε 3-D τομογραφία της επαγόμενης πόλωσης μαζί με την ειδική ηλεκτρική αντίσταση από την εταιρία Vangold Resources Ltd (Vancouver) πάνω σε μία ηφαιστειακή περιοχή γεωχημικών ανωμαλιών όχι μόνο υπέδειξε την γεωμετρία του πορφυριτικού συστήματος της περιοχής αλλά εντόπισε και καινούργιους πολλά υποσχόμενους στόχους που εκτείνονται σε μεγάλα βάθη !!!

Bob McNeil., the Qualified Person at Mt. Penck, commented: "The anomalous IP at Mt Penck

clearly indicates a very large and very extensive porphyry system, or systems, mainly at depths

of 200m or more below surface. Shallow holes have confirmed that the chargeability is caused by

sulphides which contain significant copper and gold. The gold mineralization partly defined by

Vangold appears to be peripheral to the main sulphide mineralization. Copper/gold grades of

sulphide mineralization appear to be increasing with depth and it is likely that the chargeability

anomaly at or near surface represents peripheral mineralization within Propylitic and Quartz Sericite

Alteration which could be peripheral to major porphyry copper/gold mineralization."

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ Geophysical 3D-IP (Induced Polarisation) Surveys at Mt Penck, Papua New Guinea

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ

Φυσικό Δυναμικό (Self Potential) – πρόκειται για

παθητική μέθοδο που χρησιμοποιεί τις μετρήσεις των φυσικών

ηλεκτρικών δυναμικών που σχετίζονται με την αποσάθρωση

κοιτασμάτων σουλφιδίων. Τα φυσικά ηλεκτρικά ρεύματα τοπικού

χαρακτήρα παράγονται με ηλεκτροχημική δράση μεταξύ

μεταλλευμάτων και διαλυμάτων που βρίσκονται σε επαφή.

Μετρήσιμα ηλεκτρικά δυναμικά έχουν επίσης παρατηρηθεί σε

σχέση με την υπόγεια ροή υδάτων και ορισμένες βιολογικές

διεργασίες.

John Milson, (2003) Field Geophysics. University College

London

ΗΛΕΚΤΡΙΚEς ΜEΘΟΔΟΙ

Το μόνο όργανο που απαιτείται για την διεξαγωγή μιας

διασκόπισης φυσικού δυναμικού είναι ένα βολτόμετρο υψηλής

εσωτερικής αντίστασης (impedance) και κάποιο μέσο ώστε να

πετύχουμε καλή ηλεκτρική επαφή με το έδαφος. Η μέθοδος

αυτή αποτελεί την παλαιότερη μέθοδο ηλεκτρικής διασκόπισης.

Γεωλογική τομή μαζί με την

ανωμαλία Φυσικού Δυναμικού πάνω

από μετάλλευμα σουλφιδίων στην

περιοχή Sariyer, Τουρκία. (After

Yüngül,1954.)

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς

Πρόκειται για μία ενεργητική μέθοδο που χρησιμοποιεί τις μετρήσεις ενός χρονικά μεταβαλλόμενου μαγνητικού

πεδίου που παράγεται από επαγωγή λόγω της ροής ρεύματος μέσα στη γη. Στην τεχνική αυτή, ένα χρονικά

μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο παράγεται στην επιφάνεια της γης το οποίο παράγει ένα χρονικά μεταβαλλόμενο

ηλεκτρικό ρεύμα μέσα στη γη μέσω επαγωγής.

Οι βασικές αρχές των ηλεκτρομαγνητικών μεθόδων διασκόπισης

(Introduction to Geophysical Exploration (Thomas Boyd, 1999)).

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς

Το τελικό πεδίο είναι συνδυασμός πρωτογενούς και δευτερογενούς που διαφέρουν ως προς τη φάση και το πλάτος. Η διαφορά

στο τελικό πεδίο από το πρωτογενές δίνει πληροφορία για τη γεωμετρία, το μέγεθος και τις ηλεκτρικές ιδιότητες του αγωγού

στο υπέδαφος.( Γεώργιος Αποστολόπουλος, (2013) Σημειώσεις εφαρμοσμένης γεωφυσικής Ε.Μ.Π. Αθήνα)

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς Κατηγορίες Ηλεκτρομαγνητικών Μεθόδων

Όσα περισσότερα στοιχεία του

δευτερογενούς ηλεκτρομαγνητικού

πεδίου μπορούμε να μετρήσουμε

τόσο λεπτομερέστερα μπορούμε να

καθορίσουμε τη γεωηλεκτρική δομή.

Οι ανωμαλίες που μετρούνται με τη μέθοδο

VLF παρουσιάζουν διπολική μορφή. Κατά την

όδευση πάνω από ένα αγώγιμο σώμα

(μετάλλευμα) αρχικά η γωνία κλίσης (ανάλογη

με την ένταση της πραγματικής συνιστώσας του

μαγνητικού πεδίου) παίρνει θετικές τιμές πριν

περάσει πάνω από τον αγωγό, μηδενίζεται

ακριβώς πάνω από τον αγωγό και τέλος παίρνει

αρνητικές μετά από τον αγωγό. Η βασική

επεξεργασία που εφαρμόζεται στις μετρήσεις

VLF έτσι ώστε η ανωμαλία να αποκτήσει

μορφή που καθιστά ευκολότερη την ερμηνεία

είναι η χρήση ψηφιακών φίλτρων (φίλτρα

Frazer).(Τροποποιημένο από Τσούρλος Π.)

Πηγή: Τσούρλος Π.

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚH ΜEΘΟΔΟς

Το 2007 η Nautilus Minerals Α.Ε. ( TSX &

AIM : NUS ) ανακοίνωσε μια άλλη σημαντική

εξέλιξη στην αναζήτηση θαλάσσιων συμπαγών

μεταλλευμάτων σουλφιδίων στρέφοντας το

βλέμμα στην πρώτη ηλεκτρομαγνητική

διασκόπιση μεταλλευμάτων σουλφιδίων Cu-Au

σε θαλάσσιο πυθμένα με εμπορικό σκοπό.

Πενήντα δύο χιλιόμετρα γραμμής ΕΜ

δεδομένων ανακτήθηκαν πρόσφατα από ένα

τηλεχειριζόμενο όχημα ( ROV ) που

λειτούργησε σε βάθος 1.500 m στο Project της

Nautilus στα χωρικά ύδατα του Solwara της

Παπούα Νέας Γουινέας . Στον πάνω χάρτη

αναγράφονται οι ερευνητικές γεωτρήσεις καθώς

και το ηλεκτρομαγνητικό προφίλ AB το οποίο

αναλύεται στην γεωλογική τομή AB μαζί με τα

αποτελέσματα των γεωτρήσεων. (πηγή:

http://www.nautilusminerals.com/)

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Ι. Λούης: Σημειώσεις Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής

Β. Παπαζάχος: Εισαγωγή στην Εφαρμοσμένη Γεωφυσική Εκδόσεις ΖΗΤΗ Θεσσαλονίκη

B. ROBINEAU, J. L. JOIN, A. BEAUVAIS, J-C. PARISOT, C. SAVIN (2007), Geoelectrical imaging of a thick regolith developed on

ultramafic rocks: groundwater influence, New Caledonia. Australian Journal of Earth Sciences (2007) 54, (773 – 781)

Introduction to Geophysical Exploration (Thomas Boyd, 1999)

Boissonnas, E. & Leonardon, E.G. (1948) Geophysical exploration by telluric currents with special reference to a survey of the Salt

Dome,Wood County,Texas. Geophysics, 13, 387–403.

Parasnis,D.S. (1973) Mining Geophysics. Elsevier,Amsterdam.

John Milson, (2003) Field Geophysics. University College London

Γεώργιος Αποστολόπουλος, (2013) Σημειώσεις εφαρμοσμένης γεωφυσικής Ε.Μ.Π. Αθήνα

Parasnis D. S. (1975) Principles of Applied Geophysics, University of Lulea, Sweden

A.Susilo and Irwan,(2013) Application of Electrical Resistivity Tomography to Detect the Iron Ore Deposit in Aceh Province, Indonesia.

Geophysics, Physics Department, Brawijaya University, Indonesia

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

http://www.darnleybay.com/

http://www.geophysical.biz/webfoto7.jpg

http://www.iris.edu/hq/gallery/photo/1027

http://www-geo.phys.ualberta.ca

www.wikipedia.com

http://www.epa.gov/esd/cmb/GeophysicsWebsite/pages/reference/methods/Marine_Geophysical_Methods/Marine_Seismi

c_Methods.htm

www.geo.auth.gr/762/

http://www.nautilusminerals.com/