OUTOKUMPU Oy MALMINETSINTA SP-MITTAUS, KARSÄMÄKI VUOHTOJOKI, 3322 04 Kairaamalla tavattu malmi aiheuttaa erittain selvät anomaliat SL- ja magneettisessa mittauksessa. Rei1- issa suoritettu vastusmittaus korreloi myös erittain selvästi malmia. SP-mittaustuloksille on leimaa-antavaa niiden pienuus (&f 20 mv). Maanpintamittauksessa profiililla K = 21.20 (liite 1) tavatut pienet jännitteet ovat osaksi suon oikosulkuvaikutuksesta ja osaksi vyöhykkeestä itsestään johtuen ei-anomaalisia. Pelkkä SP-mittaus ei paljastaisi tata vyöhyketta maan~innalta. Kairarei'issä mitattu SP-ICP ei saavuta positiivista maksimiaan kairatuissa rei'issa (liite 2). Jännitteen nousu kuitenkin lähes pysähtyy Kär/V-63 -reiassä antaen viitteen alapään 1ahestymisestS.. 3-6 -sääntöä ei voida soveltaa näin loivien muutosten yhteydessä. 0-tason vaikutus on liian ratkaiseva. ECP-jännitteet ovat malmien lävistyksissa yleensä pcsitiivisia (1) (liite 3), mutta myös pieniä negatiivisia esiintyy. Ei luotettavaa informaatiota. Profiililla K = 21.200 (liite 4) esiintyy 2 erillista vyöhyketta. Reiassä Kar/V-60 syv. 125 tavattu vyöhyke cn SP-mittauksen mukaan hyvin lyhyt. Sitä vastoin Kar/V-62 syv. 510 n tavattu vyöhyke jatkuu mittauksen mukaan. ECP-jannitteet lavistyksissa (liite 5) ovat positiivisia tai puuttuvat (!) kokonaan. Karsämaki Vuohtojoki on esimerkki siitä, kuinka johtokyvyltaan hyväkin muodostuma voi aiheuttaa niin pienen.sp-jännitteen, ettei sitä pystytä havaitsemaan maanpinnalta. Suon vaikutus tässä tapauksessa on lähinnä tasaava, ei eliminoiva. Edullisemissa olosuhteissa olisi -20 mv jo havaittavissa anomaalisena kuoppana. Reikämittauksissa ECP-osuus käyttäytyy epäluntettavasti, eikä paljasta kaikkia lävistyksia. 1CP:n antama kuva on erittain karkea pienistä muutoksista ja 0-tason maarityksen vaikeudesta johtuen. Martti Liimatainen Viite Raportti 040/3322 09/MKe/73 Lii tteet Pr0f.K = 21.20 Leik. K = 21.10 II Leik. K = 21.20 II SL, Mag., SP SP-ICP SP-ECP SP-ICP SP-ECP
OUTOKUMPU Oy MALMINETSINTA SP-MITTAUS SP = omapotentiaali, Self-Potential, Spontaneous Polarization. SP-ilmiö ja sen mittaus cvat tunnettuja jo 1800 -luvulta. Tästä h~olimatta ei ilmiötä ole selvitetty yksiselitteisesti kaikissa tapauksissa viela nykyäänkään. Tunnettuja esityksiä ovat esim. Sato and Mooney (1960) ja Logn and Bölviken (1974). Lisäksi venäläiset ovat ilmeisen pitkällä SF-mittauksisa. M Ketola on saanut arvokasta lisätietoutta neuvostoliittolaisilta geofyysikoilta matkojensa aikana käydyissä keskusteluissa. Kun kaksi ei-polarisoituvaa elektrodia työnnetään maahan, voidaan niiden välillä mitata herkallä volttimittarilla jännite, jonka suuruus on muutamasta mv: sta jopa yli 1 V:n. Tyypillisimpiä SP-anomalioiden aiheuttajia ovat rikki-, kupari- ja magneettikiisu sekä grafiittipitoiset liuskeet. Normaalissa mittauksessa sijoitetaan toinen mittauselektrodeista "äärettömän kauas", jcka käytännössä tarkoittaa mittausalueen ulkopuolella olevaa neutraalia aluetta. Tähän elektrodiin verrataan toisella liikkuvalla elektrodilla kaikki jannitteet. Jos jannitteet muodostuvat suuremmiksi kuin käytettävän laitteen mittausalue, valitaan apupiste, jonka arvo verrattuna alkuperäiseen peruspisteeseen otetaan laskennallisesti huomioon. Gradienttimittaus olisi viela yksinkertaisempi, siinä kuitenkin yksittäisten pisteiden virheet surmautuvat. SP-jännitteen jakauma ideaalitapauksessa on seuraavan kuvan mukainen
OUTOKUMPU Oy MALMINETSINTA Vyöhykkeen yläpäähän muodostuu negatiivinen napa ja alapäähän positiivinen napa. Maanpintamittauksessa saattaa SP-anomalia jäädä kokonaan pois tai deformoitua esim. johtavien maakerrosten oikosulkuvaikutuksen, topografian tai ph-muutosten takia. Muodostuman 0-potentiaalitaso antaa karkean kuvan koko muodostuman syvyysdimensiosta. Kokonaisulottuvuus Gn suuruusluokaltaan 3-6 kertaa negatiivisen navan ja 0-potentiaalitason etäisyys (Parasnis + Semjonov). 1 SP-mittaustulos on usein maanpinnalta mitattuna rauhaton jyrkkine muutoksineen. Kairarei'issä tämä ilmiö on vielä korostetumpi, koska mittaus tapahtuu myös muodostuman sisalla. Profiilimuodossa esitetystä SP-jännitteen kuvaajasta voidaan erottaa graafisesti kaksi osaa: - ECP (Electronic current potential, elektronivirran johteen sisällä aiheuttaman potentiaali), joka muuttelee hyvin jyrkästi ja esiintyy esim. johteen rajapinnoilla tai sisällä (reikämittaus) ICP (Ionic current potential, ionivirran johteen ulkopuolella sivukivessä aiheuttama potentiaali), yleinen, trendinomainen kuvaaja, josta voidaan tehdä johtopäätöksiä koko muodostumasta. ECP:n käyttäytyminen saman muodostuman eri osissa ja eri muodostumissa on osoittautunut niin vaihtevevaksi ja epäsäännölliseksi, ettei sille ole löydetty korrelaatiota merkin (+/-) tai suuruuden mukaan. Kokeet mineraalikoostumuksen tai suhteiden avulla
OUTOKUMPU Oy MALMINETSINTA eivät antaneet säännönmukaisuuksia. Myöskään vastusmittaus ei selvitä asiaa. M Ketola sai Venäjän-matkansa aikana 1976 paikallisilta geofyysikoilta tiedon, jonka mukaan kairarei'issä mitatut ECP-jännitteet ovat happipitoisuuden funktio. Uudessa kairareiässä tapahtuu ECP-jännitettä kontrolloiva happipitoisuuden muutos eri tavoin kuin ehjässä kalliossa. Se, missä ajassa tasaantuminen tapahtuu, on epäselvä. Jännitteet muuttuvat kuitenkin ajan mukana positiivisemmiksi. ICP-osuus on monissa tapauksissa osoittautunut käyttökelpoiseksi tavaksi määritellä karkeasti (matala/syvä,3-6 -sääntö) muodostuman syvyysulottuvuus. Malminetsinnällisessä ~ielessä tulee arvioinnin yhteydessä kiinnittää huomio seuraaviin mahdollisiin virhetekijöihin: - 0-taso, pintaprofiilin tulee olle tarpeeksi pitkä luotettavan tuloksen saamiseksi - liittyykö SP-anomalia malmiin vai koko johtavaan horisonttiin - kulunsuuntaisen dimension vaikutusta ei ole tarkemmin tutkittu (= onko mittausprofiili muodostuman keskellä vai päässä) Mittauslaitteisto on kevyt ja yksinkertainen käyttää. Kahden mittaajan ryhmä on sopiva. 0KPIE:n kaytössaolevasta laitteistosta on erillinen käyttöohje (T Rekola 1973). SP-19 -laitteen kaytössa on huomioitava, että Mode-kytkin antaa oikean merkin, kun kiinteä piste on kytketty mustaan (ylempään) napaan ja liikkuva mittauselektrodi punaiseen (alempaan) napaan..-. Kirjallisuutta Becker, A., Telford, W., 1965: Spontaneous polarizatio~ studies. Geophysical Prospecting Vol. 13, n:o 2, 1965, s. 173-188. Ketola, M.: Malminetsintägeofysiikan menetelmät ja perusteet s. 33-34. Logn, 8, Bölviken, B.: Self potentials at the Joma pyrite deposit, Norway. Geoexploration, 12. 1974, s. 11-28. Malmqvist, D., Parasnis, D.S., 1972. Aitik: Geophysical documentation. Geoexploration, 10, s. 186-189. Parasnis, D.S., 1974: Some present-day problems and possibilities in mining geophysics. Geoexploratior. 12, s. 107-109. Parasnis, D.S., 1967: Mining and groundwater geophysics, s: 296-298.
OUTOKUMPU Oy MALMINETSINTA Paul, Ma.K., 1965: Direct interpretation of selfpotential anomalies caused by inclined sheets of infinite horizontal extensions. Geophysics Vol xxx, n:o 3, 1965, s. 418-423. Peltoniemi, M. 1971: Sovelletun geofysiikan sähköiset menetelmät. Raportti HTKK-V-GF-1 s. 17-19. Sato, M., Mooney, H.M., 1960: The electrochemical mechanism of sulfide self-potentials. Geophysics Vol. xxv; n:o 1, 1960. Semjonov, M.V.: Osnovy poiskov i izutsenija koltsedanno-polimetallitseskih rudnyh polei geofiz itseskimi metodami. Leningrad 1975, Nedra. Rekola, T.: OKME 1973. Omapotentiaalimittari SP-19, kayttöohje,