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Geophysikalisch gestützte Explorationstechnik
zur Erkundung von Erzlagerstätten

Das Forschungsprojekt ExploreTec "Geophysikalisch gestützte Explorationstechnik zur Bestimmung von geringen Rohstoffgehalten in Erzlagerstätten" wurde in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Berlin (TUB) bearbeitet. Hauptziel des Projektes war die Entwicklung eines Verfahrens zum Nachweis von spezifischen Elementen in Erzlagerstätten. Das Datenprocessing für die neu entwickelte Messsonde wurde in Form einer automatischen Zerlegung der von der Sonde gelieferten Neutron-Neutron-Abklingkurven mittels Inversion realisiert, das eine Identifizierung von bis zu drei Elementen ermöglicht.

Des Weiteren wurde ein Auswertungs-Algorithmus entwickelt, der basierend auf linearer Matrixinversion von Bohrloch-Logs, den lithologischen Aufbau einer Bohrung abschätzt und somit interessierende Gesteinsbereiche identifiziert. Physikalisch basiert die Methode des elementspezifischen Nachweises auf einem entscheidenden Vorgang, der bei der Aktivierung eines Atoms durch Neutronenbestrahlung (Cf-252 Neutronenquelle) eintreten kann. Es entsteht ein (radioaktives) Isotop mit gleichzeitiger Emission von Gammastrahlung.

Die neu entstandenen (radioaktiven) Isotope zeichnen sich durch einen im Gegensatz zum Ursprungsatom vergrößerten Wirkungsquerschnitt aus. Einzelne Elemente können durch die Messung der Gammaspektroskopie anhand von charakteristischen Peaks zugeordnet werden. Durch die Änderung der magnetischen Eigenschaften bei der Neutronenaktivierung kann durch das Aufzeichnen der Suszeptibilität über die Zeit eine Abklingkurve erstellt werden, die ebenfalls elementspezifisch ist und weitere Informationen zum Ursprungselement liefert.


Download Präsentation

Die neu entwickelte Sonde ist in der Lage, Punktmessungen als auch kontinuierlich-oszillierende Messungen im Bohrloch durchzuführen. Mit ihr gelang der Nachweis von verschiedenen Elementen wie zum Beispiel Lithium und Kupfer.


Schema zur Abschätzung von mineralgebundenen Elementgehalten
aus geophysikalischen Bohrlochmessungen.

Geophysikalische Multikomponenten-Bohrlochmessung

GR [API]
RHOB [g/cm3]
NPHI [-]
SUSC [cps]
RES [Ohmm]

Matrixmodell

Pfeil

Eigenschaften der Komponenten:

  • Dichte
  • Laufzeit
  • Widerstand
  • Suszeptibilität
  • Wasserstoffindex
  • Gammastrahlung
  • .....

Eigenschaften der Komponenten:

  • Dichte
  • Laufzeit
  • Widerstand
  • Suszeptibilität
  • Wasserstoffindex
  • Gammastrahlung
  • .....

Matrixmodell

Pfeil

Volumetrisches Gesteinsmodell

volumetric composition

Analyse zur Kalibrierung

Pfeil

Analyse mineralgebundener Elementgehalt:

  • RFSA
  • RDA
  • ICP-MS
  • .....

Analyse zur Kalibrierung

Pfeil

Schätzung von Elementgehalten

Li content [ppm]

Analyse mineralgebundener Elementgehalt:

  • RFSA
  • RDA
  • ICP-MS
  • .....