불규칙 전도성광체의 매장량산출을 위한 복합물리탐사

Abstract

불규칙 전도성광체의 경우 기존의 지표지질조사와 탐광시추를 이용한 매장량산출은 시추공간에 대한 정확한 정보 파악이 어려워 부정확할 수 있다. 하지만 산출된 매장량은 광산개발 타당성평가나 시설투자액산출에 있어 매우 중요한 요소이기 때문에 이러한 부정확성을 보완할 필요가 있다. 이 연구에서는 불규칙하게 부존하는 전도성광체에 대해 고분해능의 전기비저항 토모그래피탐사 등의 복합물리탐사를 이용한 매장량 산출 시스템을 체계화 하였다. 매장량은 광화대의 체적과 관련된 양이므로 매장량을 산출하기 위해서는 광화대의 연장, 심도 및 폭에 대한 정보가 필요하다. 이를 위해서는 우선적으로 지표에서 광화대의 분포범위를 파악해야 되므로 비교적 작업이 용이한 자력탐사와 자연전위탐사를 복합적으로 수행함으로써 가능하다. 자연전위탐사는 가탐심도가 작기 때문에 파악된 광화대 분포범위결과를 보완하고 탐광시추 설계를 위한 개략적인 3차원 광체분포를 파악하기 위하여 3차원적인 전기비저항탐사와 유도분극탐사 등이 필요하다. 또한 이러한 탐사는 가탐심도와 분해능을 고려하여 탐사가 복합적으로 이루어져야한다. 이를 기초로 시공한 시추공에 대하여 전기비저항검층과 전기비저항 토모그래피탐사를 적용함으로써 지표탐사에서는 파악할 수 없는 광화대 구간의 층서적 분포와 연장성에 관한 정보를 도출할 수 있다. 도출된 결과를 종합하여 3차원 광화대 모델을 설정하고 모델에 대한 검증과정을 거친 후 코어 물성시험 및 품위분석결과를 취합함으로써 불규칙 전도성광체의 매장량을 비교적 정확하게 산출할 수 있다. 이 연구에서 체계화한 복합물리탐사를 이용한 매장량 산출 시스템을 충북 제천 소재 금풍광산에 적용하여 매장량을 산출하였다. 임의적으로 이동하면서 연구지역 전반에 대해 신속하고 저렴하게 자료취득이 용이한 자력탐사를 수행하여 광화대에 의한 2개조의 자력이상대를 탐지하였다. 이를 바탕으로 체계적으로 측선을 설정하여 자연전위탐사를 수행한 결과 자력이상대와 일치하는 이상대 및 뚜렷한 연장성을 보이는 새로운 이상대 등을 포함한 수평적인 광화대 분포범위를 파악할 수 있었다. 전기비저항탐사를 수행하여 자연전위탐사결과를 보완할 수 있었으며, 개략적인 3차원 광화대 분포범위를 파악할 수 있었다. 이를 기초로 3차원 광체모델 설정에 필요한 광체의 연장성 및 폭 등에 관한 정보를 도출하기위해 물리검층과 전기비저항 토모그래피탐사를 수행할 시추공을 설계하였다. 물성시험 및 품위분석을 통해 연구지역에서는 Fe 함량에 따라 전기비저항이 지배됨을 알 수 있었다. 여기서 산출된 전기비저항과 Fe 함량, 밀도 및 대자율의 상관관계를 규명함으로써 물성시험이 이루어지지 않은 광화대에 대해서도 상관식 및 토모그램을 통해 물성 및 품위를 추정할 수 있었다. 물리검층과 전기비저항 토모그래피 탐사를 수행하여 연장성을 보이는 4개조의 광화대를 탐지하였으며, 4개조의 이상대에 대해 자연전위탐사, 전기비저항탐사 및 토모그래피탐사결과를 종합하여 3차원 광체모델 설정을 위한 광화대의 부존양상, 심도, 연장성 및 맥폭 등에 관한 정량적인 정보를 도출하였다. 복합적으로 적용한 자력탐사, 자연전위탐사, 3차원 전기비저항탐사 및 유도분극탐사 등의 지표탐사와 물리검층 및 전기비저항 토모그래피탐사 등의 시추공 탐사를 종합하여 3차원 광체모델을 설정하였으며, 설정된 모델에 대해 물성시험 결과를 적용하여 Ag와 Fe에 대한 매장량을 산출할 수 있었다. 현장적용 결과에서 보듯이 불규칙 전도성광체에 대해 고분해능의 전기비저항 토모그래피탐사를 포함한 복합물리탐사를 적용하여 매장량 산출이 가능하다. 따라서 복합물리탐사를 이용한 매장량 산출 시스템은 지표노두조사와 탐광시추에 의해 매장량을 산출하는 기존방법의 부정확성을 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 또한 주로 광상의 탐사단계에만 머물러 있는 국내 광상물리탐사의 역할을 개발단계로 확대할 수 있을 것으로 사료된다.; In the case of an irregular-shaped conductive ore body, reserves estimation by using conventional geological surveys and drilling boreholes can have the inaccuracy due to difficulty in obtaining the information of the region between boreholes. We need to complement the inaccuracy of the estimated reserves because the reserves estimation is a very important factor in the feasibility study of the mine and the investment evaluation for the facilities. In this study, reserves estimation for an irregular conductive ore body by an integrated geophysical survey including high-resolution electrical resistivity tomography (ERT) is systemized. Since the reserves is a quantity related to the volume, the extent, depth, and width of the ore body are needed to estimate reserves. So it is possible to estimate reserves by acquiring an information about extent, depth and width of ore body from the results of an integrated geophysical survey. To obtain the information, the surface distribution range of mineralized zone must be preferentially acquired, and SP and magnetic surveys are useful ones because of their relatively easy operation. 3D resistivity and IP surveys are needed for complementing SP, which has the limitation on the exploration depth, and for designing prospecting boreholes. By performing the geophysical logging and ERT in prospecting boreholes made on the basis of the results of surface geophysical surveys, more accurate information on the stratigraphy and the extent of the ore body which can not be acquired from only the results of surface geophysical surveys is obtained. After establishing the 3D model of the ore body with the results of above-mentioned geophysical surveys and verifying it, reserves is accurately calculated by using the results of physical property measurement and grade analysis of cores. In this study, Reserves estimation using an integrated geophysical survey was applied to the Geumpung mine in Dojeon-ri, Susan-myeon, Jecheon-si, Chungcheongbuk-do. Two sets of magnetic anomaly were detected by magnetic survey that can rapidly and economically acquire the data for overall study area by moving arbitrarily. Then SP survey was conducted along the survey lines systematically decided on the basis of results of magnetic survey, and a horizontal mineralized zone that contains anomaly consistent with magnetic anomaly and new anomaly with remarkable continuity was detected. Resistivity survey was conducted in order to detect rough 3D distribution of the mineralized zone and complement the results of SP survey. On the basis of the results of resistivity survey, boreholes for geophysical logging and ERT were designed to extract the information such as the extent, depth and width of ore body for constructing 3D ore body model. Rock property analysis and grade analysis showed that the observed resistivity was more influenced by Fe content than by porosity and water content in the mineralized zone. By examining correlations between Fe content, density, magnetic susceptibility and resistivity, we could estimate physical properties and grade of ore body, for which physical property analysis was not conducted, by correlation form and tomogram. Four sets of ore body were detected by both geophysical logging and ERT. Quantitative information such as the extent, depth, and width of the ore body for 3D ore body model was yielded by putting together the results of SP, resistivity, and tomography With the results of both surface geophysical surveys such as SP, magnetic method, 3D resistivity and IP and a borehole geophysical surveys such as geophysical logging and ERT, 3D ore body model could be constructed. Then we could estimate the reserves for Ag and Fe by putting together that model and the results of physical property analysis. The results with the field data shows that reserves of an irregular conductive ore body can be estimated by using an integrated geophysical survey including high-resolution ERT. Therefore an integrated geophysical survey can reduce an inaccuracy in conventional reserves estimation by using geological survey and drilling boreholes. In addition, it can expand the role of domestic geophysical survey for ore body in the exploration stage to the development stage.