Feasibility of 3D Dipole-Dipole Electrical Resistivity Method to a Vein-Type Ore Deposit

Recently as the interest in the development of domestic ore deposits has increased, we can easily find some studies on exploration geophysics-based ore deposit survey in literature. Geophysical surveys have been applied to the investigation of both metallic and non-metallic ore deposit. For metallic ore-deposit survey, the 2D electrical resistivity method has been popularly used, because metallic mineral deposits are generally more conductive than surrounding media. However, geological structures are 3D rather than 2D structures, which may lead to misinterpretation in 2D inversion section. In this study, 3D effects are examined for several 3D structures such as a width-varying dyke model and a wedge-shaped model. We also investigate the effects of the direction of survey line. Numerical results show that the width-varying dyke model yields some low resistivity zone in the deep part, which is independent of real ore-body location. For the wedge-shaped model, even though the survey line is located apart from the ore body, the 2D inversion section still shows low resistivity zone in the deep part. When the survey line is not perpendicular to the strike of the ore body, the low resistivity zone is slightly broader but shallower than that obtained along the survey line perpendicular to the strike. For the survey lines that have an angle smaller than $45^{\circ}$ with the strike of the ore body, the inversion results are totally distorted. From these results, we conclude that 2-D survey and interpretation can lead to misinterpretation of subsurface structures, which may be linked to economical loss. Eventually, we recommend to apply 3-D rather than 2-D electrical resistivity survey for ore-deposit survey.

국내 맥상광체조사를 위한 3차원 쌍극자-쌍극자 전기비저항 탐사의 적용성 분석

최근들어 국내 광산탐사가 다시 활성화되면서 물리탐사를 이용한 광산탐사 연구가 늘고 있으며, 물리탐사는 금속광상 뿐만 아니라 비금속광상 탐사에도 활용되어 왔다. 금속광상탐사의 경우 주변에 비해 전기전도도가 높다는 특성에 기초하여 전기비저항 탐사가 많이 이용되며, 대부분 2차원 탐사가 수행된다. 그러나 실제 광맥구조는 주향 방향으로 물성차가 없는 2차원 구조가 아니라 광맥의 폭이 변하거나 광맥의 폭이 좁아지다가 사라지는 3차원 구조이다. 이 연구에서는 이러한 3차원 구조의 효과가 2차원 탐사자료에서 어떻게 나타나는지 조사하였다. 또한 측선이 주향에 수직하지 않은 경우 측선의 방향이 자료해석에 미치는 영향도 함께 살펴보았다. 광맥의 폭이 변하는 모형에 적용해 본 결과 실제 광체가 지표 가까이에 존재하지만 보다 큰 규모의 저비저항대가 심부에 나타났으며, 광체가 존재하다가 사라지는 경우 측선이 광체로부터 떨어져 있음에도 불구하고 마치 직하부에 저비저항대가 존재하는 것처럼 영상화되었다. 이는 모두 3차원 효과에 의한 현상으로 광체가 전혀 존재하지 않는 곳을 시추부지로 선정하도록 유도할 수 있다. 측선이 주향방향과 수직하지 않고 일정한 각을 이루는 경우 측선이 주향에 수직한 경우에 비해서 이상대가 약간 더 넓고 얕게 나타남을 알 수 있었으며, 측선이 주향과 이루는 각이 $45^{\circ}$ 보다 작을 경우 하부 구조가 매우 왜곡되어 나타남을 알 수 있다. 이러한 결과들을 종합해 볼 때, 실제 광상탐사에 전기비저항 탐사를 수행할 경우 2차원 탐사보다는 3차원 탐사를 수행하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.