Γεωλογική μοντελοποίηση και γεωστατιστική-κοιτασματολογική μελέτη του κοιτάσματος μεικτών θειούχων του Μαντέμ Λάκκου Χαλκιδικής

Περίληψη

Ο στόχος της διατριβής ειδίκευσης είναι ο υπολογισμός των αποθεμάτων του κοιτάσματος του Μαντέμ Λάκκου. Επίσης, γίνεται προσπάθεια να δημιουργηθεί ένα δυναμικό εργαλείο λήψης αποφάσεων και προβλέψεων για την ανακάλυψη μιας ενδεχόμενης μεταλλοφορίας παρόμοιου τύπου. Η περιοχή ενδιαφέροντος εντοπίζεται στην Σερβοαμκεδονική μάζα και συγκεκριμένα στο όριο μεταξύ των ενοτήτων Βερτίσκου και Κερδυλίων. Η ηλικία της ζώνης γενικά θεωρείται Προ-παλαιοζωική. Ποικίλης σύστασης και ηλικίας πυριγενείς διεισδύσεις διακόπτουν τη συνέχεια των κρυσταλλοσχιστοδών πετρωμάτων. Γενικά έχει καθιερωθεί ότι η μεταλλοφορία του Μαντέμ Λάκκου οφείλεται στον Ηωκαινικό - Ολιγοκαινικό γρανοδιορίτη του Στρατωνίου. Στην ευρύτερη περιοχή του Μαντέμ Λάκκου πραγματοποιήθηκαν 1123 γεωτρήσεις με συνολικό μήκος 92569.61 m. Για τους σκοπούς της μοντελοποίησης το κοίτασμα διακρίθηκε σε 15 λιθολογικά domain τα οποία είναι: Αμφιβολίτης, Απλίτης, Γνεύσιος, Γρανοδιορίτης, Κερατόλιθος, Λαμπροφύρης, Μάρμαρο, Μεικτά θειούχα, Μηγματίτης, Μυλωνίτης, Πηγματίτης, Πορφύρης, Σκαρν, Σχιστόλιθος, Σεκτονικό λατυποπαγές – breccia. Στο πρώτο μισό του πυρήνα της κάθε γεώτρησης πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία ανά 1m ενώ το δεύτερο μισό αποθηκεύθηκε σαν αντιδείγμα. Κατόπιν ακολούθησε χημική ανάλυση των δειγμάτων για τον προσδιορισμό των ακόλουθων στοιχείων: Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Fe, As, Sb και Bi. Η γεωμετρική μοντελοποίηση της μεταλλοφορίας πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο ζύγισης αντιστρόφου αποστάσεως (inverse distance weighting method). Κατόπιν, κατασκευάστηκε μια νέα βάση δεδομένων η οποία ουσιαστικά περιλαμβάνει τα αξιολογημένα διαστήματα σταθερού μήκους (composites). Με βάση τη λιθολογική περιγραφή των γεωτρήσεων πραγματοποιήθηκε η διάκριση της μεταλλοφορία και η οριοθέτησή της στο χώρο. Έπειτα, κατασκευάστηκαν και ερμηνεύτηκαν διάφορα ημι-βαριογράμματα για τον καθορισμό των απαιτούμενων παραμέτρων που θα χρησιμοποιηθούν στην εκτίμηση. Σέλος, εκτιμήθηκε το μοντέλο μπλοκ με τη μέθοδο του κανονικού Kriging και ακολούθηκε ο έλεγχος της αξιοπιστίας των αποτελεσμάτων με τη μέθοδο της επικυρωμένης επικύρωσης. Συνεπώς, θεωρώντας ότι η μέση πυκνότητα του μεταλλεύματος είναι 4.5gr/tn σε συνδυασμό με ένα θεωρητικό όριο εκμεταλλευσιμότητας 0.5gr/tn Au και με βάση τις καμπυλες περιεκτικοτήτων – tonnage προκύπτει ότι, για πιθανά αποθέματα η μεταλλοφορία του χρυσού εκτιμάται στους 279Ktn με 1.3 ppm Au, για δυνατά αποθέματα η μεταλλοφορία του χρυσού εκτιμάται στους 612 Ktn με 1.0 ppm Au και για βέβαια αποθέματα η μεταλλοφορία του χρυσού εκτιμάται στους 503 Ktn με 1.75 ppm Au. Μια σημαντική συμβολή της παρούσας διατριβής ειδίκευσης αποτελεί η κατασκευή του μοντέλου του Μαντέμ Λάκκου με ελάχιστα και ασύνδετα μεταξύ τους δεδομένα (από τις 1123 γεωτρήσεις μόνο οι 86 είχαν χημικές αναλύσεις). Η ακανόνιστη μορφή των βαριογραμμάτων οφείλεται επίσης στην έλλειψη δεδομένων. Εντούτοις, εξήχθησαν ποσοτικές πληροφορίες και αξιόπιστα συμπεράσματα στο μέτρο του δυνατού ώστε να χρησιμοποιηθεί το κοίτασμα του Μαντέμ Λάκκου σαν παράδειγμα για τα πιθανά νέα κοιτάσματα που θα προκύψουν από μελλοντικές έρευνες στην ευρύτερη περιοχή.

The primary aim of the present thesis is the calculation of the resourses of the Madem Lakkos ore deposit. An effort was made to upgrade the model into a dynamic desition making tool so it can be used for the discovery of new ore bodies. The area of interest is located in the Serbomacedonian massif which is considered to be pre-palaiozoic. The Madem Lakkos ore deposit is in the contact zone between Vertiskos and Kerdylia units. Several igneous intru- sions of various chemical comositions and ages intercept the metamorphic rocks. It is considered that the Madem Lakkos mineralization comes from the Eocene - Oligocene Stratoni granodiorite. More than 1123 bore holes have been drilled in the Madem Lakkos area with a total lenght of 92569.61m. For modeling purposes the ore body has been separated to 15 lithological domains which are: amphibolites, aplites, gneisses, granodiorite, quartzite, lamprophyre, marble, mixed sulphides, migmatite, mylonite, pegmatite, porphyry, skarn, schists, breccias. The first half of the drill core is sampled every 1m while the second half is stored for reference. In addition the core samples are sent for chemical analysis for the determination of: Au, Ag, Pb, Zn, Cu, Fe, As, Sb και Bi. The geological modeling of the mineralization was constructed with the inverse distance weighting method. A new database was created which includes the composites. The spatial continuation of the mineralization was defined on the basis of the lithological logging. Further more, semi- variograms were created so as to define all the parameteres required for the estimation. Finally the block model was estimated with the ordinary Kriging method followed by a cross validation check of the estimated blocks. Therefore considering the mean density of the the ore deposit to be 4.5gr/tn while accepting a theoretical cut-off grage at 0.5gr/tn Au and on the basis of the grade - tonnage curves we conclude that for indicated re-sources the gold mineralization is estimated to be 279Ktn at 1.3 ppm Au, for inferred resourses the gold mineralization is estimated to be 612 Ktn at 1.0 ppm Au and for measured resourses the gold mineralization is estimated to be 503 Ktn at 1.75 ppm Au. A very important contribution of the present  thesis is the construction of the Madem Lakkos model with data that can not be connected with each other (from the 1123 bore holes only 86 have chemical analysis). The pure semi-variogram shapes were due to the above mentioned lack of data. Nevertheless both quantitative information and reliable results were acquired. In addition the Madem Lakkos deposit can be used as an example for the new deposits that are yet to be discovered from the future exploration projects.