Explorarea

Explorarea poate fi definita ca activitatea prin care se descopera, cerceteaza, contureaza si evalueaza un zacamant in perspectiva unei posibile exploatari comerciale. Activitatea de explorare include si cercetarea in extindere a unui zacamant cunoscut pentru identificarea, conturarea si evaluarea unor noi volume de resurse potential exploatabile din punct de vedere economic.

Succesul explorarii poate fi stiintific (ex. confirmarea modelului metalogenetic), tehnic (ex. rezultatele forajelor confirma veridicitatea unei anomalii geofizice etc), economico-finaciar (ex. incadrarea costurilor si duratei de explorare in limitele planificate) sau comercial (a fost pus in evidenta un zacamant care indeplineste toate criteriile unei exploatari comerciale profitabile).

Riscul proiectelor miniere şi de explorareProiectele legate de cercetarea şi punerea în valoare a unui zăcământ implică asumarea unor riscuri ce pot fi clasificate în mai multe categorii (Wilard, 1993; Parkkinen, 1998):a) riscuri geologice, legate de:probabilitatea redusă de a se descoperi un zăcământ viabil din punct de vedere economic;variabilitatea geologică a zăcământului (conţinuturi, dimensiuni, structură, mineralogie, condiţii hidrostatice, etc.);incertitudinile inerente în ceea ce priveşte estimarea resurselor şi rezervelor;b) riscuri tehnologice, legate de incertitudinile privind:eficienţa metodelor de explorare (ex. eficienţa metodelor de cercetare indirectă, geofizice sau geochimice ce se utilizează pentru identificarea zăcământului, gradul de recuperare al forajelor, stabilirea unei reţele optime de foraj în raport cu variabilitatea zăcământului, etc.);eficienţa metodelor de exploatare (ex. factorul de diluţie, conţinutul limită de exploatare, etc.);eficienţa metodelor de preparare (ex. factorul de recuperare, elementele dăunătoare, etc.);d) riscuri comerciale, legate de incertitudinile privind:evoluţia preţului aurului;costurile de explorare estimate;estimarea investiţiilor necesare punerii în producţie a zăcământului;costurile de exploatare şi prelucrare estimate;costurile de protecţie şi reabilitare a mediului;evoluţia ratei de schimb valutar;f) riscuri politice, legate de modificarea:situaţiei politice şi sociale în ţară în care se desfăşoară activitatea de explorare sau în ţările învecinate (ex. conflicte sociale, războaie, etc.);cadrului legislativ (ex. modificarea legislaţiei miniere, naţionalizări, etc.);regimului fiscal şi de impozitare (ex. creşterea ratei impozitelor);g) riscuri de mediu, legate de:caracteristicile mineralogice ale zăcământului, cu implicaţii în tehnologia de exploatare şi prelucrare, stocarea sterilului, precum şi asupra investiţiilor şi costurilor asociate;poluarea accidentală a mediului pe parcursul explorării sau exploatării.

Analiza risculuiÎnainte de începerea unui program de explorare trebuie să se evalueze atât şansele descoperirii unui zăcământ, cât şi riscurile descoperirii unui zăcământ care să nu se încadreze în criteriile economice ale companiei. Prin urmare, factorii care influenţează decizia companiei şi a investitorilor sunt:-Probabilitatea existenţei unor zăcăminte în zona geografică în care urmează să se deruleze activitatea de explorare, probabilitatea ca aceste zăcăminte să fie descoperite şi probabilitatea ca ele să fie economice;-Valoarea economică a zăcămintelor ce urmează să fie descoperite, considerând că ele există;-Costul descoperirii acestor zăcăminte (costurile de explorare).

Diagrama de distribuţie a zăcămintelor descoperite în centura de şisturi verzi Abitibi, Canada (Gouveia et al., 2003) Pe baza acestei diagrame se pot estima şansele descoperirii unui zăcământ cu un volum de rezerve peste o anumită limită (ex. 10% pentru >10 milioane tone).

0%

1%

10%

100%

Zone favorabile din punctde vedere metalogenetic Zone explorate cu foraje Zacaminte exploatabile

SUA (total 352 proiecte)Australia (total 600 proiecte)Canada (total 1000 proiecte)

Proiecte de explorare

Zacaminte exploatabile, descoperite in perioada 1970-1980 in SUA, Australia si Canada in raport cu zonele favorabile din punct de vedere metalogenetic, ce au facut obiectul unor programe de explorare (date dupa Lacy, 1993).

Rezultatele unui program de explorare de 30 miloane

US$, derulat pe parcursul a 13 ani de catre compania

Placer Granny Smith in cadrul districului

metalogenetic Laverton (vestul Australiei), care a

acoperit o suprafata de cca. 7500 km2 (date dupa Lord et

al., 2001).

Hronsky (2003) arată că succesul unui proiect individual (Ps) este o funcţie a numărului de proiecte de explorare (n) derulate în perioadele anterioare într-o regiune, şi succesul acestor programe (Pd):

Ps = 1-(1-Pd)n

Succesul unui proiect individual în funcţie de intensitatea şi succesul activităţii de explorare anterioare (Hronsky, 2003)

Elementele cheie ale strategiei de explorare ce se aplica unui program complet de explorare in diferite etape ale acestuia (Tamas-Badescu, 2004).

Definirea obiectivelor si planificarea conceptuala

Strategia privind stabilirea obiectivelor explorarii (dupa Hronsky, 2003, cu modificari).

•talia zacamantului care ar putea fi descoperit (ordinul de marime al volumului de resurse/rezerve);

•nivelul RIR si/sau VPN, care ar putea fi furnizate de exploatarea zacamantului descoperit;

•ordinul de marime al capitalului necesar pentru dezvoltarea zacamantului si al costurilor de productie, in eventualitatea exploatarii comerciale a acestuia.

RIR : rata interna de rentabilitate

VPN : valoarea prezenta neta a productiei

Planificarea explorarii

Programul de explorare poate urmari

• descoperirea, cercetarea, conturarea si evaluarea unui zacamant, din perspectiva deschiderii si dezvoltarii unei exploatari comerciale,

- situat intr-o zona (district metalogenetic, centura mineralizata) complet noua, cu potential metalogenetic = explorarea in teren virgin – engl. greenfield exploration

- situat intr-un district minier cunoscut = explorarea in teren cunoscut – engl. brownfield exploration

• cercetarea, conturarea si evaluarea inventarului mineral dintr-o zona situata in

extinderea unui zacamant aflat in exploatare sau exploatat in trecut = explorarea in extindere – engl. on-minesite exploration

Obs. In ansamblu, cheltuielile de explorare pe unitatea de metal sunt mai reduse in cazul explorarii in extindere decat in cazul explorarii in zone virgine

- unele aspecte geologice sunt deja cunoscute- unele faze ale explorarii sunt eliminate - cercetarea este focalizata de la inceput asupra unor arii restranse- unii parametrii tehnici sunt deja cunsocuti sau pot fi extrapolati cu oarecare

certitudine (ex. caracteristicile mineralizatiei, modul de preparare a minereului si gradul de recuperare a metalului etc.) astfel incat cheltuielile necesare pentru determinarea acestor parametri (ex. teste de preparare) sunt reduse sau eliminate

Strategii pentru stabilirea obiectivelor explorarii (Parry, 2001)

• Strategia oportunitatilor omise in districtele mature = strategia tarilor elefant - implica riscuri mai reduse

folosirea unor metodologii si tehnici de interpretare a datelor de explorare existente

- presupune existenta unei baze de date geologice dezvoltate, care sa usureaze procesul de selectare a posibilelor zone de interes - dezavantaj: probabilitatea descoperirii unor zacaminte de talie mare este foarte redusa

In districtele mature, in care s-a desfasurat o indelungata si intensa activitate de explorare, exista riscul sa fi ramas nedescoperite doar zacamintele care nu sunt economice sau sunt la limita profitabilitatii.

• Strategia primei miscari implica asumarea de catre companie a unor riscuri mai ridicate, dar ofera sansa unor descoperiri importante. Desfasurarea activitatii de explorare pe suprafete mai intinse creste sansele identificarii unor zacaminte. Descoperirirea unor zacaminte de talie mai mica poate deveni atractiva din punct de vedere financiar daca minereul extras din acestea poate fi indreptat spre o statie centrala de preparare.

Succesul unei astfel de strategii depinde de acuratetea cu care se analizeaza activitatea de explorare ce a fost desfasurata anterior in regiune (Parry, 2001).

Analiza oportunitatii investitiei

• analiza necesitatii cresterii volumului inventarului mineral al companiei;

fiecare companie are propria sa politica in ceea ce priveste

• - companiile miniere: gradul de acoperire cu rezerve si resurse a capacitatilor de productie

• - companiile specializate exclusiv pe explorare: portofoliulde resurse

Analiza necesitatii cresterii inventarului mineral se face in raport cu politica de dezvoltare si expansiune a companiei.

• analiza conditiilor de piata (ex. tendinta cererii pe piata, pretul metalului si tendinta de evolutie a acestuia etc.);

• evaluarea fondurilor de explorare disponibile, din activitatea proprie si/sau care pot fi procurate din diverse surse;

• analza oportunitatilor privind diverse proiecte de explorare.

Evolutia cheltuielilor

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

180%

200%

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

Pretul aurului Exploarare in zone noi

Explorare in zone cunoscute Explorare in extindere

STB-2005

Evolutia cheltuielilor de explorare pe plan mondial in raport cu evolutia pretului aurului; datele sunt raportate la anul 1990 (dupa Metals Economic Group).

1. Pe un trend ascendent al pretului aurului, cheltuielile de explorare pentru zone metalogenetice noi cresc mai accentuat decat cele in zonele cunoscute,

companiile sunt dispuse sa-si asume riscuri mai ridicate

2. Pe un fond descendent al pretului aurului, scaderea cheltuielilor de explorare in zone metalogenetice noi este mai accentuata decat in zonele cunoscute un oarecare conservatorism in ceea ce priveste asumarea riscurilor

3. Cheltuielile pentru explorarea in extindere, prezinta cea mai redusa explorarea este dictata de necesitatea de crestere a volumului de rezerve pentru extinderea vietii exploatarii miniere

Abordarea secventialaAbordarea secventiala a explorarii are menirea sa reduca costurile totale ce sunt

necesare pentru indentificarea zacamintului. Secventialitatea unui program de explorare (Parkkinen, 1998):• Aspectul cronologic: secventialitate cronologica;• Aspectul spatial: secventialitate spatiala;• Aspectul metodologic: secventialitate metodologica;• Aspectul economic: secventialitate economica.

Etape principale:• Planificarea explorarii (engl. exploration planning, target definition);• Recunoasterea (engl. reconnaissance, target generation);• Explorarea regionala (engl. regional exploration, prospecting, field survey,

anomaly definition, target appraisal, prospect generation);• Explorarea preliminara (engl. general exploration, preliminary deposit

investigation, prospect definition, first mineral resource estimates, mineral deposit assessment, pre-feasibility stage);

• Explorarea detaliata (engl. detailed exploration, final target investigation, deposit inventory estimation stage, orebody evaluation, mineral deposit appraisal, feasibility stage).

Momentele si locurile de descoperire a zacamintelor

Anul descoperirii si rezervele zacamintelor localizate in districtul metalogenetic Norseman, Australia (Schodde, 2003)

Distributia asimetrica a rezervele de aur in cadrul districtului metalogenetic St. Ives din AustraliaCirca 65% din rezerve sunt concentrate in cinci zacaminte (Parry, 2001).

• Modelele procesuale se bazeaza pe intelegerea proceselor fundamentale de formare a diferitelor tipuri de zacaminte si pe interpretarea elementelor majore care controleaza amplasarea mineralizatiilor. - nu presupun o detaliere a tuturor aspectelor genetice, ci doar a acelor aspecte care au implicatii spatiale.- astfel de modele permit recunoasterea zonelor favorabile, chiar daca acestea nu seamana cu contextele geologice ale zacamintelor cunoscute- adoptarea unui astfel de model permite focalizarea atentiei asupra unui numar limitat de parametri cheie.

• Modelele analoage constau in realizarea unor asemanari empirice cu zone mineralizate cunoscute. - dezavantaj: pot trece cu vederea variabilitatea locala si risca sa nu faca deosebire intre factorii incidentali si cei critici, conducand, astfel, la aprecieri eronate privind potentialul unei zone.

Criteriile economice, in acord cu strategia de explorare, si transpunerea lor in parametri geologici si geografici stau la baza elaborarii

modelului strategic al zacamantului (Parkinnen, 1998), cunoscut si ca modelul obiectivelor de explorare (Hronsky, 2003).

Modele strategice:

Hronsky (2003) consideră că în evoluţia activităţii de explorare dintr-un district metalogenetic se pot deosebi trei faze:- Faza explozivă în care, imediat după descoperirea districtului, rata descoperirilor este ridicată, talia depozitelor identificate este mare iar costurile de explorare sunt scăzute;- Faza strategică în care ritmul descoperirilor şi talia acestora se diminuează iar costurile de explorare cresc peste media înregistrată la nivel mondial;- Faza distrugerii valorii în care rata descoperirilor devine extrem de scăzută, zăcămintele identificate sunt mici şi costurile de descoperire sunt foarte ridicate, ceea ce face ca explorarea să devină neeconomică.

Evoluţia în timp a activităţii de explorare într-un district metalogenetic (Hronsky, 2003, cu completări)

Costurile de explorare

Evoluţia cheltuielilor pe parcursul diverselor etape ale unui program de explorare cu o valoare totală de cca. 30 de milioane US$, derulat de compania Placer Granny Smith pe parcursul a 13 ani în districtul Laverton din vestul Australiei (Lord et al., 2001)

Costurile de explorare variază în limite relativ largi în funcţie de talia zăcământului, tipul mineralizaţiei, adâncimea la care este localizat zăcământul, scara la care se execută lucrările de explorare, metodologia de explorare utilizată, localizare geografică, etc. Pe plan mondial, costurile de explorare variază între 6 şi 38 de US$/uncie, media fiind de cca. 19 US$/uncie Costurile de dezvoltare minieră (pentru punerea în producţie) sunt, în medie, de cca. 50 US$/uncie. În ultimele decenii ale mileniului trecut costurile medii înregistrate pe plan mondial pentru explorarea şi dezvoltarea unui zăcământ au avut un trend crescător

Interpretarea geologica – modelul geologic in blocuri

conceptualizarea zacamantului = definirea tridimensionala a elementelor de control ale zacamantului (litologic, reologic si structural) -analiza si sinteza datelor privind mineralogia si geochimia mineralizatiei,-litologia rocilor gazda, -elementele stucturale si caracteristicile geotehnice,- informatii referitoare la geologia regionala, -stilul mineralizatiei -controlul structural al mineralizatiei model geologic al zacamantului estimarea resurselorInformatiile esentiale pentru conturarea modelului geologic al zacamantului in vederea estimarii resurselor sunt:Continuitatea/variabilitatea geologiei;Continuitatea/variabilitatea continuturilor;Controlul structural al mineralizatiei;Limitele externe ale zacamantului si ale anvelopei acestuia;Zonele interne sterile sau cu continuturi scazute;Mineralogia, petrografia si geochimia mineralizatiei si, in corelatie cu acestea, caracteristicile metalurgice.

Construirea unui model geologic pentru estimarea resurselor presupune:

- identificarea, definirea si caracterizarea domeniilor geologice si de continuturi;- modelarea limitelor care definesc domeniile;- analiza datelor privind continuturile sau a altor atribute in cadrul domeniilor;-modelarea distributiei spatiale a datelor.

Corelarea si interpretarea geologica a bazelor de date topografice, analitice si geologice conduc la construirea unui model in blocuri, care constituie suportul pentru estimarea si clasificarea resurselor.

Un model al blocurilor de resurse este o reprezentare computerizata a unui zacamant, in care domeniile geologice sunt definite si umplute cu blocuri carora li se atribuie valori estimate ale continuturilor sau ale altor parametri

Modelarea tridimensionala a continuturilor din zacamantul filonian (modelare in blocuri de izocontinut, generata de programul Vulcan 3D).

Reprezentarea domeniilor de continuturi intr-o modelare tridimensionala de tip scheletic a unui zacamant de tip Mississippi Valley (imagine generata de programul RockWork 2004).

Modelele propuse pentru rezolvarea matematică a problemei legate de evaluarea probabilităţii de descoperire a unui zăcământ se bazează pe teoria statistică bayesiană (Rendu, 1976; Light, 1996). Conform acesteia, probabilitatea să se descopere un zăcământ de talia z (considerând că acesta există în realitate) în urma unui efort (program sau etapă a unui program) de explorare ’ este:

(1), unde:

Pz (/’) = probabilitatea condiţionala a descoperirii unui zăcământ de talia z în urma unui efort de explorare ’ (program, etapă a unui program); = variabila binară (1;0); denotă prezenţa sau absenţa zăcământului;p = probabilitatea ca un zăcământ să existe în zonă;Pz (/) = probabilitatea ca zăcământul de talie z să fie prezent în regiune, dar să nu fi fost descoperit în urma efortului de explorare anterior.Probabilitatea ca un zăcământ de talia z să fie identificat într-o anumită regiune în urma depunerii unui efort de explorare ’, scade pe măsură ce efortul de explorare anterior a fost mai mare (ex. pe măsură ce programele de explorare anterioare au fost mai numeroase, respectiv pe măsură ce districtul se maturizează). Acest lucru se datorează faptului că, după cum s-a arătat, funcţia Pz(/) creşte odată cu .

Pz (/’) =p (1- Pz (/))

(1-p) + p (1- Pz (/))

Eficacitatea relativa a predictiei si detectiei

in functie de scara (Hronsky, 2003). E

FIC

AC

ITA

TE

A R

ELA

TIV

A

PR ED IC TIE D E TEC TIE

R E G IO N ALA LO C ALASC AR A

Prelucrări ale imaginilor din satelit pentru identificarea zonelor cu alterări hidrotermale în districtul aurifer Goldfields, Nevada (Short, 2004); a, b, c – prelucrări ale imaginilor spectrale LANSAT: a. Benzile 4/5 - albastru, 5/6 - galben, 6/7 - roşu; b. Benzile 4/5 - albastru; 5/6 - verde, 6/7- roşu; c. Benzile 5/7 - roşu, 3/1 – verde, 4/5- albastru; d, e – prelucrări ale imaginilor hiperspectrale ASTER.

P ro b a re stea m sed im en t A ero -rad iom etr ie

P ro b a re p ed o g eo ch im ica A ero -m a g n etom etr ie

P ro b a re lito g eo ch im ica

Exemplificarea procedurii standard de explorare în cazul programului de explorare desfăşurat de compania Rio Tinto, în perioada 1999-2000, în partea vestică a Munţilor Apuseni (GEODE, 2001)

Tehnici de explorare

Tehnicile de explorare includ:-metodele de explorare (geologice, geofizice, geochimice, de foraj, etc.) -secvenţialitatea spaţială şi temporală a aplicării lor, -tipul şi dimensiunile reţelelor de explorare (ex. reţelele de probare pedogeochimică, reţelele de foraj, etc.), -metodele de probare şi de analiză a probelor, -metodele de interpretare a datelor şi de evaluare a inventarului mineral, -metodele de evaluare economică a rezultatelor. Tehnicile de explorare depind de: -caracteristicile geologice ale mineralizaţiilor cercetate, -datele preexistente începerii programului de explorare, -scara de la care se începe şi la care se desfăşoară explorarea, -condiţiile geomorfologice, -strategia şi experienţa companiei, -fondurile avute la dispoziţie pentru explorare, -dotarea tehnică a companiei, etc.

Implementarea programului de explorare

Calitatea lucrărilor executate, acurateţea determinărilor analitice şi modul de prelucrare şi interpretare a rezultatelor obţinute reprezintă elementele cheie ale succesului unui program de explorare. Respectarea strategiei de explorare, conturată prin modelul strategic şi modelul tactic, şi a secvenţialităţii temporale şi areale a lucrărilor de explorare sunt, de asemenea, factori importanţi în implementarea unui program de explorare.

Evaluarea economică a rezultatelor obţinute la sfârşitul fiecarei etape de explorare şi aplicarea tehnicilor de optimizare a activităţii reprezintă elementele definitorii ale succesului comercial în implementarea unui program de explorare.

Modul în care este implementat programul de explorare este important nu numai prin prisma succesului (identificarea unui zăcământ viabil din punct de vedere economic), ci şi prin prisma posibilităţii de finanţare a programului de dezvoltare a zăcământului în vederea punerii lui în producţie.

PROBAREA- prelevarea unor probe individuale sau globale din foraje, lucrari miniere de

suprafata sau din subteran;- masuratori privind calitatea minereului (analize chimice de laborator, diferite

teste metalurgice etc.);- observarea directa (cartarea geologica de suprafata si/sau in subteran,

cartarea forajelor)

• Proiectarea unui program de probare se realizează după ce sunt stabilite caracteristicile probării, care sunt determinate de caracterul mineralizaţiei:

- forma, dimensiunea si continuitatea zonei mineralizate;- frecventa distributiei continuturilor;

- variabilitatea spatiala a continuturilor in metal;- gradul de recuperare a metalului

• Lucrările de explorare (ex. programele de foraj) trebuie abordate secvenţial;• Problemele legate de probare se datorează fie modului neadecvat în care s-a

realizat prelevarea probelor, fie metodei neadecvate de preparare a unor probe prelevate corect;

• Densitatea de probare trebuie să fie suficient de ridicată pentru a se putea pune în evidenţă variaţia parametrilor zăcământului (conţinuturi, mineralogie, granulometrie, aspecte structurale, etc.);

• Dimensiunea probelor trebuie să fie suficient de mare şi în acord cu dimensiunea granulară a mineralului (mineralelor) urmărit(e)

Activitate Obiective

Cartare Cartare litologica, geochimica, structurala si geotehnica

Foraj Proiectarea retelei, executia forajelor, cartarea forajelor

Probare Determinarea metodei de probare, colectarea probelor

Lucrari topografice Ridicarea amplasamentului forajelor, conversia retelelor topografice, masuratori de adancime

Cartarea forajelor Cartarea geologica, recuperaj +/- cartare geotehnica, atunci cand este cazul

Analize Prepararea probelor, analiza probelor

Determinarea greutatii specifice

Stabilirea metodei de determinare, colectarea probelor, masuratori

Mentinerea bazei de date Inregistrarea si transcrierea datelor

Activitatile si obiectivele care sunt urmarite in explorarea de detaliu (probare amănunţită)

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

1000000

0.001 0.01 0.1 1 10

Dimensiunea particulelor (mm)

Gre

utat

ea p

robe

i (g)

Raportul dintre dimensiunea particulelor de aur şi greutatea probelor (Berkman, 1996)

Creşterea conţinutului de pirităDescreşterea capacităţiizăcământului de a consuma acidul

Creşterea cantităţii depirită şi sulfuri comunedin zăcământ

Compoziţia apei drenatedin zăcământ

Compoziţia apelor drenate din zăcăminte cucaracteristici geologice asemănătoare

Conţinuturile totale în metale dizolvate şi pH-urile apelor drenate din diferite tipuri de zăcăminte - Diagrama Ficlin (Plumlee et al., 1994)

A.Sulfuri masive bogate în pirităB.Minereu bogat în sulfuri (cu pirită, enargit, bornit, etc.) în roci puternic alterate cu silice, alunit, caolinit şi minerale argiloaseC.Mineralizaţii de tip” high sulphidation hot-spring”, cu conţinut scăzut în sulfuri comune, în roci afectat de alteraţii acideD.Mineralizaţii de tip porphyry-Mo asociate cu mineralizaţii de tip” high sulphidation” cu conţinut scăzut în sulfuri comune, în roci magmaticeE.Filoane şi diseminaţii polimetalice, bogate în pirită sulfuri comune, în roci cu capacitate scăzută de neutralizare a aciduluiF.Filoane şi diseminaţii polimetalice, bogate în pirită şi sărace în sulfuri comune, în roci cu capacitate scăzută de neutralizare a aciduluiG.Filoane polimetalice, bogate în pirită şi sulfuri comune, cu gangă carbonatică, în roci alterate cu carbonaţiH.Mineralizaţii filoniene şi metasomatice bogate în pirită şi sulfuri comune în roci bogate în carbonaţiI.Filoane polimetalice carbonatice cu conţinuturi scăzute sau moderate de pirită şi sulfuri comune în roci intens carbonatateJ.Mineralizaţii polimetalice-metasomatice cu conţinuturi scăzute de pirită în sedimente bogate în carbonaţiK.Filoane şi brecii cu mineralizaţii de Au-Te, sărace în pirită, cu gangă carbonatică