Qu'est-ce que la géophysique en forage?

Utiliser la géophysique en forage pour explorer en profondeur

En exploration minérale, la géophysique terrestre atteint parfois ses limites, notamment lorsque les cibles sont profondes ou dissimulées sous un mort-terrain conducteur comme les argiles. La géophysique en forage permet de se rapprocher de la source, augmentant ainsi les chances de détecter des zones minéralisées invisibles depuis la surface.

Quels types de levés en forage sont disponibles

Plusieurs méthodes géophysiques en forage sont utilisées en exploration minérale, chacune ayant ses forces et ses cas d’usage idéaux. Chez Abitibi Géophysique, nous utilisons principalement les méthodes électromagnétiques (EM) et la polarisation provoquée avec résistivité (IP/Res). Moins courantes, mais très efficaces, la gravité et la radiotomographie inter-trous s’ajoutent à l’éventail.

Les levés électromagnétiques en forage (BHEM) sont adaptés à la détection de gisements tels que les SMV, l’uranium ou les systèmes magmatiques Ni-Cu-EGP. À l’aide d’une boucle de surface et d’une sonde dans le forage, la profondeur d’investigation dépend de la longueur du trou et de la taille de la boucle, tandis que la distance hors-trou peut atteindre environ 800?m.

Avec le BHEM, un courant circule dans la boucle de surface, générant un champ magnétique qui pénètre le sol et se « couple » (c’est-à-dire génère une réponse) avec les conducteurs métalliques comme les sulfures massifs ou le graphite. Ces conducteurs induisent à leur tour un courant électrique et génèrent un champ magnétique secondaire, détecté par la sonde. Plus la boucle est grande et le courant élevé, plus la profondeur d’investigation est importante.

La polarisation provoquée et résistivité en forage (BHIP) est utile pour détecter des gisements tels que l’or orogénique, les SMV, les Pb-Zn MVT, les porphyres cuprifères, l’uranium et les systèmes magmatiques Ni-Cu-EGP. Le rayon d’investigation typique autour du trou atteint environ 200?m, et jusqu’à 2000?m le long du forage. L’installation et la configuration varient selon les objectifs et les trous disponibles.

La configuration standard du BHIP consiste à descendre une chaîne de récepteurs et un transmetteur dans le trou, à injecter un courant et à mesurer les réponses en cours de descente. Cela produit une « tranche » 2D ou pseudo-section illustrant comment les propriétés électriques de la roche varient autour du forage. Cette configuration est plus sensible aux sources proches du trou.

Abitibi Géophysique a développé une autre méthode où le courant est injecté à la surface (levé IP inter-trous 3D H2H-3D-IP). Lorsque deux forages semi-parallèles sont disponibles, des électrodes sont descendues dans les deux trous pour mesurer la réponse électrique entre eux. La géométrie du levé permet de déterminer si la source d’une anomalie se situe entre les trous, à l’extérieur, en dessous ou très près de ceux-ci. Cette approche permet de mieux positionner les cibles et est plus exploratoire que la configuration précédente.

Notre méthode DasVision place des récepteurs à enregistrement continu en surface, tandis que le courant est injecté à la fois à la surface et dans les forages. Cela crée un réseau d’enregistrements actifs tout au long du trou.

Les levés gravimétriques en forage sont bien adaptés pour cartographier les contrastes de densité, ce qui aide à l’interprétation géologique et au ciblage direct de sulfures massifs, formations ferrifères et cavités. Avec la gravimétrie en forage, il n’y a pas d’injection de courant : on mesure simplement l’attraction gravitationnelle exercée par la roche sur le capteur GraviLOG Slim-Hole. La profondeur d’investigation peut atteindre environ 2300?m, au-delà de laquelle la pression et la température rendent l’opération difficile. Plus la roche est dense, plus la gravité mesurée est élevée. Même de petites lentilles denses, trop subtiles pour être détectées depuis la surface, peuvent être révélées clairement.

La radiotomographie inter-trous cartographie les contrastes de permittivité électrique, ce qui permet d’identifier des corps conducteurs ainsi que leur forme et leur continuité entre les forages. Elle est utile dans les contextes d’exploration visant, par exemple, le Ni-Cu ou les SMV. Le système fonctionne en envoyant des ondes radio d’un trou à l’autre. Le temps de parcours et la puissance du signal révèlent des variations subtiles dans les propriétés de la roche, à des profondeurs allant jusqu’à 3000?m. Ce système s’adapte aux forages standards et permet d’imager des structures que les méthodes de surface peuvent manquer.

Choisir la bonne méthode de géophysique en forage

Chaque méthode comporte des compromis. L’EM est souvent privilégiée, surtout pour les systèmes riches en sulfures, car elle est efficace même avec un seul trou. L’IP/Res est excellente pour les cibles plus subtiles ou disséminées, et nécessite souvent plusieurs trous ou paires de trous pour générer un modèle spatialement précis. La gravité, bien que moins utilisée en forage, est très efficace lorsqu’un contraste de densité est attendu. Quant à la radiotomographie inter-trous, elle excelle dans l’imagerie des zones conductrices continues entre les forages, ce qui en fait un outil précieux en exploration.

Les meilleurs résultats viennent d’une bonne compréhension de la cible, du contraste de propriété physique qu’elle pourrait générer, et des forages ou accès disponibles. Utilisée judicieusement, la géophysique en forage est un puissant moyen de voir ce que les méthodes de surface peuvent manquer.