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2025-03-04
面元科学仪器丨ANT技术在南澳大利亚Vulcan IOCG矿床的应用
随着大多数露头和浅层矿床的发现,寻找深埋的关键矿床已成为全球矿产勘探的新挑战。尤其是在可再生能源转型的背景下,如何高效、低成本地探测深埋矿床成为了行业关注的焦点。近年来,背景噪声层析成像(ANT)不仅能以低成本、低环境影响的方式对地下结构进行三维成像,还在深覆盖层下的矿产勘探中展现出巨大潜力。以下应用案例将展示ANT技术如何在南澳大利亚的Vulcan铁氧化物铜金(IOCG)矿床中大显身手,揭示深埋地下的矿藏秘密。






探测区简介


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显示了寒武纪-新元古代地层、冰川岩基底、布格重力和磁学(VRTP)图上主要IOCG矿床及探矿点的位置,以绿 色圆圈表示。节点地震站的网格以黑色方块形式显示在Vulcan IOCG探矿点中心。黑色虚线表示Borefield路的位置。

Vulcan IOCG矿床位于南澳大利亚的Gawler克拉通,被超过750米的沉积覆盖层所掩盖。传统的勘探方法难以穿透如此厚的覆盖层,而ANT技术则为此提供了新的解决方案。

研究团队在Vulcan矿区布置了100个SmartSolo节点地震仪器,间距为1公里,覆盖了约81平方公里的区域。这些节点地震仪器连续记录了13天的地震噪声数据,生成了约350GB的原始数据。通过互相关处理和频散曲线分析,团队成功构建了地下2公里深度的三维剪切波速度模型。

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ANT模型清晰地描绘了覆盖层序列的岩性变化,并准确识别了结晶基底的深度。与钻孔数据对比,模型中的速度异常与已知的IOCG矿床特征高度吻合。特别是在基底中,一个明显的低速异常与赤铁矿角砾岩引起的重力异常一致,进一步验证了ANT在深覆盖层勘探中的有效性。

有趣的是,研究团队发现,主要的地震噪声源来自30公里外的奥林匹克坝矿。这个正在运营的矿山为ANT提供了丰富的宽频带噪声,使得在短时间内就能获得高质量的数据。这也为未来在已知矿床附近进行勘探提供了新的思路。



地震资料


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图 在残差Bouguer重力图(单位为mGal)上绘制的检波站(黑色三角形)。用钻孔符号表示与基底相交的18个记录的钻孔的位置。两条黑线显示了地震三维模型的剖面方向。

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站点A和B的每个20 min段的相关函数的栅格图像,以及所有相关函数的堆栈。

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图 与距离比较的互相关函数图,按距离区间1-10km(左)叠加。用红色表示每对站点的瑞利波相速度分散曲线(右)。

本案例展示了在澳大利亚南澳州的Vulcan IOCG勘探区 进行的ANT调查结果。相关函数表明,大部分地震噪声是由位于调查区域西南方向30公里处的奥林匹克坝矿产生的。相关函数的高信噪比能够成像至2公里深度以下的地层。

与传统的主动地震勘探相比,ANT不需要人工震源,大大降低了勘探成本和环境影响。尤其是在生态敏感区域,ANT的优势更加明显。ANT能够穿透厚覆盖层,揭示深埋的矿床结构。这对于寻找深部矿藏、尤其是IOCG等关键矿床具有重要意义。ANT技术的成功应用,不仅验证了其在深覆盖层勘探中的强大能力,还展示了其与其他地球物理方法(如重力、磁法和电磁法)协同工作的潜力。通过结合多种勘探手段,ANT有望在未来成为矿产勘探的“标配”工具,助力全球矿产资源的可持续开发。

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本案例引用文献: Gerrit Olivier, Graham Heinson, Ben Kay, Goran Boren, Ying Liu, Simon Carter, Tim Jones, Philippe Dales, Rebecca Abel, Lisa Vella & Louise McAllister (2024) Ambient noise tomography of an iron-oxide copper–gold (IOCG) deposit under thick cover, Exploration Geophysics, 55:6, 667-677, DOI: 10.1080/08123985.2024.2371001

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