Détermination des gisements conducteurs profonds par interprétation magnétotellurique expéditive
Projet DIVEX SC24
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Modèle géologique 3D du camp minier de Raglan montrant les unités géologiques et les positions et géométries des gisements de nickel connus. |
Introduction
L’exploration géophysique des gisements massifs à des profondeurs dépassants les 500 m (et jusqu’à 2500 m) nécessite une approche très différente de l’exploration traditionnelle pour ces gisements plus près de la surface. Il faut alors recourir à une stratégie particulière qui consiste généralement en levés magnétotelluriques (MT) offrant une grande profondeur d’exploration de 500 m à 3000 m pour des fréquences de 10 000 Hz à 1.0-0.1 Hz. Après cette phase d’exploration, les cibles conductrices sont identifiées et on réalise des forages pour intersecter le conducteur. Qu’on l’ait intersecté ou non, on procède à des levés TEM en forage à 3 composantes. Cette méthode permet d’étendre le rayon d’investigation de 100 à 150 m autour du forage afin de détecter toute cible manquée et orienter le positionnement du prochain forage.
Dans cette stratégie, la phase critique est l’interprétation des données MT. En effet, à la profondeur recherchée, les gisements sont des petites cibles 3D par leur géométrie dont les réponses vont dépendre de l’orientation des capteurs. De plus, la topographie et le mort terrain variable créent des effets dits de « distorsion galvanique » qui modifient les réponses et masquent parfois les réponses recherchées. Il existe quelques techniques de traitement permettant de corriger jusqu’à un certain point les distorsions. Une fois cette opération réalisée au mieux des possibilités, on interprète les données corrigées à l’aide d’une interprétation 2D (inversion) qui n’est qu’une approximation plus ou moins valable des gisements 3D. Pour l’interpréteur (le géophysicien) devant indiquer les cibles de forage, cette série de traitement et d’interprétation demande une importante expertise et une grande expérience dans l’utilisation de la méthode.
Objectifs
L'objectif de ce projet est de développer et tester deux approches pour permettre à l’interpréteur de définir avec confiance les cibles en prospection des gisements conducteurs: une approche basée sur une représentation simple des données originales et une seconde approche basée sur l'imagerie 3D.
Méthodologie
Les données synthétiques sont générées par modélisation numérique 3D utilisant la méthode des différences finies. Les réponses modélisées de différents modèles de gisements ont été obtenues en faisant varier la géométrie et la conductivité électrique. Une attention particulière est accordée à la construction des différentes variantes du modèle électrique du dépôt : zone de sulfures, zones d’altération et roches encaissantes. Les réponses MT ont été calculées à partir de modèles géoélectriques de gisements 3D profonds explorés par Xstrata :
- Gisements de sulfures de type VMS des camps miniers de Rouyn-Norande et Matagami
- Gisements individuels de nickel de type Raglan
- Gisements de Raglan et roche encaissante à partir du modèle géologique de camp minier
- Gisements de sulfure massif de Bathurst Half Mile
Conclusions
L'aspect le plus important de la modélisation était d'estimer la capacité de détection de la méthode MT pour certain types de gisements conducteurs. La modélisation a montré que les petis gisements conducteurs sont difficiles à détecter avec la méthode MT. Seulement les gisements avec des tailles comparables à la profondeur d'exploration peuvent être détecté avec cette méthode.
La suite de ce projet explorera les capacités d'inversion (1D de Zdet et 3D du tenseur d'impédances) pour déterminer la profondeur et la géométrie d'un gisement conducteur.
