В связи с высокими ценами на металлы и возросшими трудностями в поиске более мелких месторождений ожидается, что разведка и разработка минеральных ресурсов переместятся на большие глубины.
Следовательно, сейсмические методы станут более важным инструментом, помогающим раскрыть структуры, на которых находятся месторождения полезных ископаемых на большой глубине, для планирования горных и геологоразведочных работ. Эти методы также могут с разной степенью успешности применяться для непосредственной разведки месторождений полезных ископаемых на глубине. В настоящее время в районах добычи полезных ископаемых проводятся в основном 2D съемки высокого разрешения, но наблюдается общая тенденция к расширению использования методов 3D сейсморазведки.
Потенциальные полевые и электромагнитные методы традиционно и успешно используются при разведке полезных ископаемых для разграничения потенциальных минерализованных зон, а также для обнаружения ресурсов на более мелких глубинах.
Однако единственным поверхностным методом, который может обеспечить получение изображений грунта высокой четкости и имеет необходимую глубину проникновения, является метод сейсмического отражения. Особенно 3D съемка. Но ее полное применение и принятие в горнодобывающей промышленности началось лишь недавно.
Это связано, главным образом, со способностью сейсмических методов получать изображения недр с высоким разрешением. К тому же с тем, что они имеют большую глубину проникновения при достаточном разрешении по сравнению с другими геофизическими методами и поэтому могут лучше дополнять программы бурения и разведки.
Однако, как видно из нескольких исследований, общая эффективность сейсмических методов в значительной степени зависит от местоположения и геологии. Нынешняя тенденция в области разведки и разработки минеральных ресурсов на больших глубинах ведет к расширению использования сейсмических методов для обнаружения глубоководных месторождений полезных ископаемых и глубокого планирования горных работ.
Сейсмические методы позволяют получать снимки геологических структур с высоким разрешением, а в некоторых случаях могут быть использованы для непосредственного обнаружения залежей полезных ископаемых на глубине более 1 км. Это не ограничивается только наземными сейсмическими исследованиями.
Все шире используются такие методы скважинной сейсморазведки, как вертикальное сейсмическое профилирование. На сегодняшний день в Канаде, Европе, Австралии и Южной Африке были проведены десятки сейсмических исследований поверхности в форматах 2D и 3D, в целях разведки и разработки полезных ископаемых. С учетом растущего числа видов деятельности сейсмические методы медленно, но верно-становятся устоявшимися методами в горнодобывающем секторе. Это не только открывает новые возможности для геофизиков, но и ставит новые задачи.
Важным катализатором применения сейсмических методов разведки полезных ископаемых стало успешное получение изображений зон разломов и трещин в скальных породах для характеристики мест хранения ядерных отходов. Масштабные сейсмические исследования в Канаде, США, Австралии, Европе и Южной Африке также имели большое значение для разработки необходимых методов получения изображений сложных геологических структур в кристаллической среде.
В начале 1980-х годов начались масштабные сейсмические исследования в формате 2D для картирования структуры и расширения золотоносного бассейна реки Витватерсранд в Южной Африке. Первые сейсмические исследования в формате 3D для разведки полезных ископаемых были проведены в Южной Африке в 1987 году. С 1996 по 2002 год - Noranda Inc. (в настоящее время Xstrata) поддержала проведение большого количества сейсмических исследований в форматах 2D и 3D глубокой разведки в Канаде.
СЕЙСМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ И ИХ ОСНОВА.
Успешная съемка месторождений полезных ископаемых и структур вмещающих их пород (включая трещины и разломы) требует учета не только значительного контраста сейсмических скоростей и плотности, но и размеров и геометрии объекта съемки. Типичная длина сейсмических волн, распространяющихся в скальных породах, составляет порядка 50-100 м, что увеличивается с увеличением глубины.
Методы сбора поверхностного и скважинного материала.
Трехмерные поверхностные сейсмические исследования являются идеальным решением в сложных геологических условиях, таких как районы добычи полезных ископаемых. Однако, в основном из-за экономических ограничений, часто проводятся двухмерные исследования.
Основные проблемы здесь связаны с интерпретацией и обработкой сейсмических данных 2D формата. Как правило, существуют вне плоскостные структуры, и это создает проблемы при обработке и интерпретации данных, полученных в районах добычи полезных ископаемых.
Сейсмические методы становятся важным инструментом разведки, особенно на глубинах более 500 м, где обычные геофизические методы не имеют необходимого разрешения.
Кроме того, 3D-сейсморазведка приобретает все большее значение для планирования горных работ. Дополнительным продуктом этих 3D обследований является то, что вместе с ними могут быть определены новые ресурсы.
Для того чтобы сейсмическая методология стала еще более распространенной в горнодобывающей отрасли, необходимо дальнейшее снижение затрат на проведение исследований. Для этого потребуется адаптация методологии сейсморазведки в рамках углеводородной промышленности к условиям, характерным для твердых пород. Необходимы также исследования и разработки по конкретным источникам твердых пород. Ожидается, что в ближайшие годы усилится тенденция к расширению использования сейсмических методов в горнодобывающей промышленности.