ANALYSIS OF COMPLEX APPARENT RESISTIVITY DATA CONJUGATING SPECTRAL INDUCED POLARIZATION AND ELECTROMAGNETIC COUPLING

Abstract

ABSTRACT. The induced polarization characteristic is to provide geophysical and geological information via geoelectric parameters, making possible mineral discrimination in the scope of mineral exploration. Although represents one of the main noises in measurements of this method, electromagnetic coupling between current and potential electrodes also contributes to the understanding of the geological scenario. Thus, the most appropriate way to deal with such data is an integrated study of these two phenomena, taking into account their particularities. Forward modelling and Gauss-Newton inversion of the mutual impedance in the frequency domain provide the analysis of the complex apparent resistivity considering both spectral induced polarization and electromagnetic coupling for homogeneous and one-dimensional, non-polarizable and polarizable Earth models. Besides synthetic data, this new approach was applied to data from the Copper District of Vale do Curaçá, Bahia, Brazil. The results reveal the ability of the method to distinguish between induction, dominant at the highest frequencies, and induced polarization, which varies with depth and frequency. It also may constitute a basis for mineral discrimination with the analysis of analogous circuit parameters, a fundamental tool in the search for metallic targets in mineral exploration.

Keywords: Forward Modelling, Geophysical Inversion, Electromagnetic Method, Mineral Exploration.

RESUMO. A polarização induzida espectral se destaca por fornecer diversas informações geofísico-geológicas através dos parâmetros geoelétricos, viabilizando a discriminação mineral no âmbito da exploração mineral. Embora constitua um dos principais ruídos nas medidas desse método, o acoplamento eletromagnético entre eletrodos de corrente e potencial também auxilia na compreensão do cenário geológico. Dessa forma, a maneira mais adequada de lidar com tais dados espectrais é o estudo integrado desses dois fenômenos, levando em conta suas particularidades. A modelagem direta e a inversão Gauss-Newton da impedância elétrica mútua no domínio da frequência proporcionam a análise da resistividade complexa aparente considerando tanto a polarização induzida espectral como o acoplamento eletromagnético para modelos de terra homogênea e uni-dimensional, polarizável e não-polarizável. Além do dado sintético, essa nova abordagem foi aplicada a dados reais do Distrito Cuprífero do Vale do Curaçá, Bahia, Brasil. Os resultados revelam a capacidade do método em distinguir o efeito indutivo, dominante nas mais altas frequências, e a variação da polarização induzida com a profundidade e frequência. Isso contitui um estudo base para a discriminação mineral por meio da análise de parâmetros de circuitos análogos, uma ferramenta fundamental na investigação de alvos em exploração mineral.

Palavras-chave: Modelagem direta, Inversão Geofísica, Método Eletromagnético, Exploração Mineral. 1Universidade