Certos minerais, como a magnetita, são valorizados por seu papel como cápsulas do tempo magnéticas, pois indicam a direção e a intensidade do magnetismo da Terra no momento em que foram formados. Essa memória magnética, chamada remanência, é uma ferramenta útil para datar rochas e sequências de rochas, mas pode ser enganosa para geofísicos que modelar dados magnéticos e gravimétricos.
Em 2010, a Ivanhoe Mines solicitou a experiência de Barry de Wet e Nick Williams, ambos geofísicos da Ivanhoe Australia na época, para ajudar a superar esse problema da remanência em seu carro-chefe, o Platreef Project no Bushveld Igneous Complex (BIC), a 280 quilômetros a nordeste de Joanesburgo, na África do Sul.
O Platreef, um recife de alto teor de mineralização de minerais do grupo da platina (MGP), níquel, cobre e ouro, ocorre logo abaixo de um contato regional dentro do BIC, que pode ser traçado em mais de 30 quilômetros ao longo da direção. Os geólogos da Ivanhoe correlacionam o recife com os famosos recifes Merensky e UG2 PGE, que respondem por 60% da produção anual mundial de MGP.
A Ivanhoe Mines explora a extensão down-dip de sua descoberta original do Platreef, agora conhecida como Flatreef Deposit, desde 2007. A empresa forneceu dados aeromagnéticos, uma base de dados de medições de propriedades físicas ao longo do furo de várias centenas de furos de sondagem, e informações de mapeamento regional para de Wet e Williams. Ambos, com a equipe da Ivanhoe, se planejaram para verificar se a densidade significativa e a anomalia magnética associadas ao contato poderiam ser usadas para prever a profundidade das extensões ocidentais do Flatreef.
“A zona mineralizada, como definida naquela época, havia se tornado plana a cerca de 800 metros abaixo da superfície”, comenta o Dr. Nick Williams, Geofísico Global para Exploração de Alta Capacidade (HPX), que apresentou esse trabalho pela primeira vez em uma palestra da 25ª Conferência Internacional de Geofísica e Exposição em Adelaide, Austrália Meridional.
“A resolução de qualquer método de campo potencial, de gravidade ou magnetismo, é fraca nessas profundidades, e só é capaz de gerar imagens de corpos realmente grandes e espessos. Foi fundamental encontrar maneiras de maximizar a resolução, levando em conta os sinais fracos envolvidos”, destaca Williams.
Uma solução paleomagnética
A solução para remover essa impressão sobreposta de magnetização remanescente e modelar a variabilidade magnética intrínseca das rochas foi encontrada em estudos paleomagnéticos publicados que caracterizaram as propriedades magnéticas das rochas no BIC.
Um desses artigos foi publicado pelo próprio de Wet, que se formou na Universidade de Pretoria em 1972 e, durante grande parte de sua carreira, tem se interessado em encontrar uma solução de interpretação magnética para a complexidade da assinatura magnética do Bushveld Complex. Em 1995, de Wet e o professor Hattingh, da Pretoria University, publicaram um estudo detalhando como as reversões magnéticas prevaleceram em algumas das rochas intrusivas em Bushveld.
“Qualquer interpretação ou modelagem preditiva precisava levar esses efeitos em consideração, mas adquirir os dados paleomagnéticos para todas as unidades de rocha no BIC seria praticamente impossível. A única solução foi eliminar todos efeitos magnéticos vetoriais dos dados magnéticos e usar esses dados vetoriais para ajudar a distinguir a litologia”, explica de Wet, que se aposentou de sua função como geofísico-chefe na HPX em junho de 2016.
Para extrair a verdadeira estrutura magnética das unidades geológicas em profundidade e criar modelos preditivos para exploração, eles precisavam integrar os dados aeromagnéticos padrão coletados sobre a área em 2004 com outros dados de propriedade física de boletins de sondagem e literatura, como densidade, velocidade, condutividade e capacidade de carga.
“O Geosoft VOXI MVI foi o único algoritmo de software de inversão que poderíamos usar para fazer a modelagem, a fim de acomodar a magnetização remanescente alta que estávamos vendo nas rochas”, salienta Williams.
A Ivanhoe Australia e a Geosoft colaboraram para desenvolver o software de inversão de vetores de magnetização (MVI) Geosoft VOXI. Ao contrário de outros pacotes de software de inversão, que assumem que a magnetização da rocha é paralela ao campo indutor da Terra, o VOXI resolve a magnetização em qualquer direção sem conhecimento a priori de remanência, permitindo contabilizar as reversões registradas do campo magnético e variações termoquímicas dentro dos minerais magnéticos.
Sucesso com os dados de sondagem
As anomalias verdadeiras foram identificadas integrando todos os conjuntos de dados disponíveis. Os primeiros modelos gerados previram uma extensão profunda do contato regional e as rochas hospedeiras do Flatreef sobre uma área de cerca de 4 km², a aproximadamente 1,5 km a oeste dos dados de sondagem anteriores. O alvo foi perfurado em 2011 e atingiu o contato e o recife a 200 metros da profundidade prevista de 1.300 metros. “Um programa de sondagem de poço de afastamento tão grande não poderia ser realizado sem uma modelagem geofísica robusta”, reforça Williams.
Novas informações de sondagem e um levantamento com o gradiômetro gravimétrico aéreo FALCON realizado em 2012 foram usados para atualizar os modelos de inversão e refinar a geometria do recife plano. de Wet e Williams saíram da Ivanhoe Australia para a HPX em 2012 e continuaram o trabalho do Platreef, gerando três grandes iterações de modelos com o Geosoft VOXI em um período de cinco anos. Os modelos de inversão que incorporam o levantamento do FALCON identificaram uma extensão sul do Flatreef em profundidades relativamente superficiais, perfuradas em 2013.
“A Ivanhoe Mines fez a sondagem de cerca de seis furos e interceptou o contato e o recife em aproximadamente 50 m da profundidade prevista. Todos os furos interceptaram a mineralização”, diz Williams.
O Vice-Presidente executivo de exploração da Ivanhoe Mines, Dr. David Broughton, falou sobre o valor de uma abordagem integrada para a exploração profunda no Platreef: “Sem a modelagem geofísica avançada desenvolvida por Barry e Nick, não teríamos conseguido prever e perfurar com confiabilidade extensões profundas do recife”.
Depois de receber um direito de mineração em novembro de 2014 e apresentar um estudo de pré-viabilidade positivo em janeiro de 2015, a construção do eixo nº 1 do Platreef Project está em andamento.
Geofísica de última geração
Os dois maiores desafios enfrentados no Platreef Project foram a correlação das medições de propriedades físicas da rocha em escala precisa com os grandes volumes de rocha envolvidos, e a resolução limitada dos conjuntos de dados magnéticos e gravimétricos em profundidade.
“A próxima geração da geofísica será baseada em uma propriedade física de rotina registrando cada furo da mesma forma como que é feito há décadas no setor petrolífero”, observa Williams. De acordo com ele, as medições de propriedades físicas são uma ferramenta inestimável para definir problemas geofísicos e decidir quais conjuntos de dados fornecerão os melhores resultados de direcionamento.
Williams e de Wet também são proponentes do uso de dados sísmicos em 3D e outros métodos mais avançados como uma ferramenta na etapa de exploração preliminar para uma melhor resolução em profundidade. Os métodos sísmicos e elétricos são complementares, gerando informações em 3D mais intrínsecas do que os dados magnéticos e gravimétricos, mas são mais caros e respondem a diferentes variações das propriedades físicas. As geometrias identificadas pela modelagem desses conjuntos de dados podem ser usadas para respaldar a modelagem magnética e de gravidade, que pode ser usada para encontrar novos alvos.
“A verdadeira integração exige todas as propriedades físicas e todos os dados de sondagem em uma única plataforma, e isso só pode ser alcançado quando a estrutura das propriedades físicas pode ser modelada com precisão usando as restrições geológicas apropriadas. O processo fica mais fácil de gerenciar com o VOXI MVI e a plataforma de integração Geosoft”, destaca de Wet.