Η νέα αναμενόμενη εξόρυξη της ΔΕΛΦΟΙ-ΔΙΣΤΟΜΟ

Γεωφυσική Έρευνα στην Μεταλλευτική Περιοχή της Δελφοί-Δίστομο ΑΜΕ

στο πλαίσιο του Ευρωπαϊκού Ερευνητικού Έργου SMARTEXPLORATION*

Πεμ, 15 Απριλίου 2021 - 15:07

Η Ευρώπη έχει ανάγκη από αλουμίνιο (Al), λόγω του ευρέος φάσματος χρήσης του, και η οριοθέτηση και εκμετάλλευση νέων κοιτασμάτων βωξίτη είναι καθοριστικής σημασίας για όλες τις ευρωπαϊκές χώρες. Η Δελφοί-Δίστομο ΑΜΕ είναι ένας από τους μεγαλύτερους παραγωγούς βωξίτη στην Ελλάδα και στην Ευρώπη, με παραγωγή 600.000 τόνων ετησίως. Τα αποθέματα βωξίτη αξιοποιούνται με μεθόδους υπόγειων εξορύξεων. Τυχόν νέες ανακαλύψεις θα βοηθήσουν τη Δελφοί-Δίστομο ΑΜΕ να διατηρήσει τη θέση της στην αγορά

Η περιοχή του Γερολέκα, ένα πλήρως ανεξερεύνητο τμήμα της περιοχής εξόρυξης βωξίτη της Δελφοί-Δίστομο ΑΜΕ στην Κεντρική Ελλάδα, επιλέχθηκε για διερεύνηση. Η περιοχή του Γερολέκα αποτελεί επώθηση επί της γεωλογικής δομής της ζώνης Παρνασσού-Γκιώνα, η οποία φέρει βωξίτη σε φακούς (πάχους 5 έως 10 μέτρων) που περικλείονται σε ασβεστόλιθους κάτω από τον ορίζοντα του φλύσχη. Το «κάλυμμα» του Γερολέκα αποτελείται από ασβεστόλιθους πάνω από το φλύσχη, και τοποθετείται στην κορυφή του φλύσχη της ζώνης Παρνασσού-Γκιώνας.

Η γεωλογική ανάλυση της περιοχής προτείνει δύο ακραία σενάρια (Εικ. 1c) για την επαφή του ασβεστόλιθου που βρίσκεται κάτω από το «κάλυμμα» του Γερολέκα. Αυτή η επαφή, αν εντοπιστεί, μαζί με τις διαθέσιμες πληροφορίες των θέσεων παραγωγής βωξίτη στη γύρω περιοχή, μπορεί να προσφέρει ουσιαστική βοήθεια στην προσπάθεια προσέγγισης πιθανών αποθεμάτων βωξίτη χρησιμοποιώντας μεθόδους υπογείων εξορύξεων.

Το Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Γεωφυσικής της Σχολής Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών του ΕΜΠ (https://www.metal.ntua.gr/?page_id=4740) , η εταιρεία Seismotech SA (https://seismotech.gr/ ), και η Δελφοί-Δίστομο ΑΜΕ (https://www.alhellas.com/el-gr/delphi-profil/profile-of-delphi-distomon ) συνεργάστηκαν για την γεωφυσική έρευνα στην περιοχή του Γερολέκα έχοντας και την υποστήριξη των Πολυτεχνείων του Delft και του Τορίνο και του Πολωνικού Ερευνητικού Ινστιτούτου. Η συγκεκριμένη έρευνα έγινε στο πλαίσιο του Ευρωπαϊκού Προγράμματος Horizon 2020 με την κωδική ονομασία «SMARTEXPLORATION» (www.smartexploration.eu, Grant Agreement No. 775971).

Η μεγάλη αντίθεση στις σεισμικές ταχύτητες και στην πυκνότητα μεταξύ του φλύσχη και του ασβεστόλιθου, καθώς και η έντονη τοπογραφία της περιοχής του Γερολέκα, οδήγησαν ώστε να εφαρμοστούν οι γεωφυσικές μέθοδοι βαρυτικής και παθητικής σεισμικής τομογραφίας, με την δεύτερη να είναι μια καινοτόμος προσέγγιση για την εξερεύνηση σε βάθη 1500 m. Μια μελέτη σκοπιμότητας που πραγματοποιήθηκε, στο πλαίσιο του ελέγχου της δυνατότητας εφαρμογής και της αποτελεσματικότητας των μεθόδων αυτών σχετικά με τον στόχο της έρευνας, απέδειξε ότι θα μπορούσαμε εύκολα να κάνουμε διακρίσεις μεταξύ των δύο ακραίων γεωλογικών σεναρίων.

Εγκαταστάθηκε ένα πυκνό δίκτυο αυτόνομων σεισμικών σταθμών (Εικ. 1a), καλύπτοντας μια έκταση περίπου 35 km2, που λειτουργούσε συνεχώς κατά τη διάρκεια μιας περιόδου εγγραφής τεσσάρων μηνών. Λήφθηκαν μετρήσεις βαρύτητας σε κάθε θέση σταθμού του σεισμικού δικτύου (Εικ. 1b). Η Δελφοί-Δίστομο ΑΜΕ παρείχε ένα κατάλογο 4050 γεωτρήσεων (Εικ. 1b) στην περιοχή γύρω από τον Γερολέκα, που περιείχε τη θέση τους, το ύψος, το συνολικό βάθος και τη λιθολογία.

Εικόνα 1 a) Χωρική κατανομή της τοπικής σεισμικότητας. Ta μαύρα τρίγωνα αντιστοιχούν στους αυτόνομους σεισμικούς σταθμούς του δικτύου, b) Τοπογραφικός χάρτης της περιοχής έρευνας με τις θέσεις των βαρυτικών σταθμών (με κόκκινα σύμβολα) και των γεωτρήσεων (μαύρα σύμβολα), c) Τα δύο ακραία γεωλογικά σενάρια.

Γεωφυσικά Αποτελέσματα

Η παθητική σεισμική έρευνα με την εφαρμογή Σεισμικής Τομογραφίας χρησιμοποιώντας τα χωρικά σεισμικά κύματα των τοπικών μικροσεισμών και η βαρυτική έρευνα με τους λιθολογικούς περιορισμούς (χρησιμοποιώντας τα δεδομένα γεωτρήσεων και τη γεωλογική έρευνα πεδίου, Orfanos et al., 2018, 2019), μαζί με επιτόπιες μετρήσεις για να βρεθούν οι γεωφυσικές παράμετροι των υπαρχόντων σχηματισμών, οδήγησαν στο ολοκληρωμένο γεωφυσικό μοντέλο που φαίνεται στην Εικόνα 2a, όπου οι υπάρχουσες βαθιές γεωτρήσεις επιβεβαιώνουν τα αποτελέσματα. Οι θέσεις εκμετάλλευσης βωξίτη παρέχουν κάποια αναφορά για να συσχετιστούν με τιμές γεωφυσικών παραμέτρων και υποδεικνύουν θέσεις στο γεωφυσικό μοντέλο πιθανών νέων θέσεων βωξίτη σε λογικά βάθη. Οι ζώνες παραγωγής βωξίτη τοποθετούνται στα μοντέλα Vp και Vp / Vs που υπολογίστηκαν με την εφαρμογή της σεισμικής τομογραφίας, η οποία παρέχει μια εικόνα για τις τιμές αυτών των γεωφυσικών παραμέτρων που επικρατούν στις παραγωγικές ζώνες, καθώς και μια εκτίμηση της συνέχισής τους στο χώρο. Η εικόνα 2b με την περιοχή του Γερολέκα να επικαλύπτεται από τα δεδομένα βαρύτητας που αποκτήθηκαν στην περιοχή, παρέχει μια επισκόπηση των τιμών υψηλής βαρύτητας που κυριαρχούν στο νότιο τμήμα της περιοχής μελέτης. Αυτές οι υψηλές τιμές, οι οποίες θα μπορούσαν να συσχετιστούν με μια πιο ρηχή εμφάνιση της ενδιαφέρουσας ασυνέχειας φλύσχη – ασβεστόλιθου, γίνονται ακόμη υψηλότερες γύρω από την περιοχή εξόρυξης της Αγίας Άννας. Οι γεωφυσικές τομές, που δείχνουν την κατανομή της ταχύτητας των κυμάτων Ρ και της πυκνότητας στην περιοχή που περιβάλλει την περιοχή εξόρυξης της Αγίας Άννας, εκτός από τα καλά συσχετιζόμενα αποτελέσματα, τα οποία ενισχύουν την αξιοπιστία των λαμβανόμενων μοντέλων, δείχνουν ότι τα γεωφυσικά μοντέλα συμβάλλουν στην καλύτερη κατανόηση του περίπλοκου τεκτονικού καθεστώτος της περιοχής μελέτης. Η επανεπεξεργασία παλαιών μελετών σεισμικών ανάκλασης, χρησιμοποιώντας τα γεωφυσικά μοντέλα των δύο παθητικών γεωφυσικών μεθόδων, παρείχαν σημαντικά βελτιωμένη εικόνα της ασυνέχειας φλύσχη-ασβεστολίθου. Συμπερασματικά, το πάχος του φλύσχη κυμαίνεται από 200-600μ με το τεκτονικό στάτους και την στρωματογραφία της περιοχής να δείχνει το μικρότερο πάχος και την ενδιαφέρουσα ασυνέχεια φλύσχη – ασβεστόλιθου πιο κοντά στην επιφάνεια, όπως αναφέρθηκε, στο νότιο μέρος και σε σχετικά βάθη με αυτά της εκμετάλλευσης στην περιοχή εξόρυξης της Αγίας Άννας. Μάλιστα στην συγκεκριμένη περιοχή οι γεωφυσικές παράμετροι στα γεωφυσικά μοντέλα για τον ασβεστόλιθο δίνουν τιμές αντίστοιχες με αυτές ασβεστόλιθων στους οποίους γίνεται εκμετάλλευση βωξίτη (Εικόνα 2α).

Εικόνα 2 a) Συνδυασμένη παρουσίαση των γεωφυσικών (σεισμικού και βαρυτικού) μοντέλων με την παρεχόμενη γεωπληροφόρηση. Με μαύρα τετράγωνα παρουσιάζονται θέσεις εκμετάλλευσης βωξίτη. b) Η περιοχή του Γερολέκα με τον χάρτη βαρυτικής ανωμαλίας. Οι κόκκινες γραμμές δείχνουν την θέση των παλαιών σεισμικών προφίλ ανάκλασης που σχετικά δείχνουν και τα όρια του καλύμματος Γερολέκα, ενώ με κίτρινους σταυρούς φαίνονται οι θέσεις των γεωτρήσεων. Με διακεκομμένη μπλε γραμμή περιγράφεται η περιοχή τιμών υψηλής βαρυτικής ανωμαλίας.

Καινοτομία στο πλαίσιο της γεωφυσικής έρευνας

Η παθητική σεισμική έρευνα με δίκτυο σεισμογράφων συνεχούς καταγραφής με την εφαρμογή σεισμικής τομογραφίας χρησιμοποιείται για πρώτη φορά σε μεταλλευτική έρευνα.

Η επανεπεξεργασία των παλαιών σεισμικών δεδομένων ανάκλασης που αποκτήθηκαν το 2002 στις άκρες του «καλύμματος» του Γερολέκα (Εικ. 2b) παρείχε μια σημαντικά βελτιωμένη εικόνα της ασυνέχειας φλύσχη-ασβεστολίθου χρησιμοποιώντας το μοντέλο ταχύτητας για απεικόνιση βάθους της παθητικής σεισμικής έρευνας.

*Συγγραφείς του άρθρου:

Γ. Αποστολόπουλος (Καθηγητής Γεωφυσικής, ΣΜΜ ΕΜΠ)

Ν. Μαρτάκης (Δρ. Σεισμολόγος, Γεωλόγος, Seismotech),

Α. Πολυχρονοπούλου (M.Sc. Γεωφυσικός, Μεταλλειολόγος Μηχανικός, Seismotech, ΣΜΜ ΕΜΠ),

Χ. Ορφανός (Δρ. Γεωφυσικός, Μεταλλειολόγος Μηχανικός, Seismotech, ΣΜΜ ΕΜΠ),

Κ. Λεονταράκης (Δρ. Γεωφυσικός, Μεταλλειολόγος Μηχανικός, Seismotech, ΣΜΜ ΕΜΠ),

κ. Αθανασάς (Επικ. Καθηγητής Γεωλογίας, ΣΜΜ ΕΜΠ)