Quantifying the Effects That Changes in Transmitter-Receiver Geometry Have on the Capability of an Airborne Electromagnetic Survey System to Detect Good Conductors

Exploration and Mining Geology, Vol. 15, No. 1-2, 2006

S.W. HEFFORD, R.S. SMITH, and C. SAMSON

Abstract Time-domain electromagnetic systems are most sensitive to highly conductive targets during the transmitter on-time. Data collected during the on-time is highly influenced by the geometric relationship between the transmitter and the receiver. Unless corrections can be applied for these geometric variations, the ability to correctly detect and identify highly conductive targets can not be fully realized.

Variables affecting the relative position between the transmitter and receiver include changes in the position of the receiver with respect to the transmitter, variations in transmitter attitude, and transmitter loop deformation. The level of accuracy in the determination of the relative geometry required to permit complete removal of the effects due to geometric variations is different for each of the variables and is dependent on the depth of the target. The most influential geometric variation involves changes in the relative position of the receiver with respect to the transmitter along the direction of flight; this variable, therefore, requires the highest degree of accuracy. The accuracy required for receiver motions along the vertical direction is roughly one order of magnitude less, and in the lateral direction, several orders of magnitude less.

The objective of this paper is to relate the sensitivity of the response to transmitter-receiver geometry to the ability of an airborne, time-domain electromagnetic system to resolve a highly conductive vertical target. This is achieved by a detailed analysis of the effect of the individual x, y, and z distances between the transmitter and the receiver, the transmitter attitude (roll, pitch, and yaw), and transmitter deformation.
Keywords: Exploration geophysics, Electromagnetic methods, Airborne surveying, Transmitterreceiver geometry, Conductive target detection, Aircraft attitude, Transmitter loop deformation
Résumé Le développement de modèles 3-D géo-intégrés fiables implique l’intégration de grandes quantités de données géologiques publiques ainsi que des données lithologiques, structurales, géochimiques, géophysiques et de forages en provenance du secteur privé. L’industrie pétrolière dispose de modèles et de cartes 3-D depuis plus de 10 ans. Ce manuscrit présente un exemple d’utilisation de modèles et de cartes tridimensionnels détaillés comme outils interactifs dans l’exploration de dépôts métallifères. L’emphase est mise sur le processus d’interrogation des données en 3-D pour la définition de cibles d’exploration en profondeur.

Les avantages principaux de cette technique sont l’uniformité du traitement des données et de la validation des interprétations géologiques, tout en tenant compte des données géophysiques et géochimiques. L’intégration de données et la corrélation de la géologie et de la géophysique peuvent être accomplies en deux dimensions dans n’importe quel logiciel SIG. La plus grande force de l’analyse 3-D demeure cependant la possibilité de construire des modèles complets et réalistes permettant de cibler des secteurs à haut potentiel économique en profondeur. De plus, ces modèles peuvent être modifiés et améliorés de manière interactive en ajoutant de nouvelles données provenant de forages et de levés géoscientifiques en cours.

Ce manuscrit présente deux exemples de modèle 3-D géo-intégrés développés pour l’exploration minérale : le camp de SMV de Joutel et le camp aurifère de Duparquet, Québec. Dans les deux cas, la construction du modèle est décrite et les requêtes spécifiques à chaque type de gisement sont présentées. L’exercice a permis de définir huit cibles d’exploration potentielles à Joutel et sept à Duparquet. Bien que les cibles identifiées dépendent des contraintes utilisées pour les requêtes choisies, cette technique permet de générer de nouvelles cibles qui pourraient relancer l’activité d’exploration dans les camps miniers “ matures ” ou dans des secteurs moins explorés.