capitulo viii temas variados.docx

CURSO: GEOFISICA

DOCENTE-. Ing. GERMAN SANCHEZ CARRERA

INTEGRANTES:

TERRONES MENDOZA, Danny

VALDERA SANCHEZ, Antony

ZAMBRANO INFANTE, Ruth

ZAMBRANO VASQUEZ, Michael

ZAMORA CRUZADO, Anthony

CICLO: SEXTO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLOGICA

CAPITULO VIII:

METODOS Y TEMAS VARIADOS

Agradecimiento

A nuestros padres por su apoyo incondicional en la realización del proyecto y en

especial a nuestro docente del curso por su gran labor en la enseñanza e

incentivación a la investigación.

METODOS Y TEMAS VARIADOS Página

CONTENIDO

INDICE DE FIGURAS............................................................................................V

INTRODUCCION....................................................................................................6

OBJETIVOS...........................................................................................................7

OBJETIVOS GENERALES:...................................................................................7

OBJETIVOS ESPECIFICOS:................................................................................7

CAPITULO I: MARCO TEORICO...........................................................................8

CAPITULO II: METODOS Y TEMAS VARIADOS..................................................9

2.1. MAGNETOMETRO PARA PERFORACIONES...........................................9

2.1.1. Conceptos básicos de magnetismo.......................................................9

2.1.2. Tipos de magnetismo........................................................................10

2.1.3. Definición de Magnetómetros...........................................................12

2.1.4. Tipos:................................................................................................13

2.1.5. Usos..................................................................................................21

2.1.6. EN PERFORACIONES.....................................................................23

2.2. TESTIFICACION POR RAYOS GAMMA...................................................25

2.2.1. La radiación gamma (γ)....................................................................25

DIFERENCIA DE LOS RAYOS GAMMA Y OTROS RAYOS........................28

2.3. TESTIFICACION POR NEUTRONES.......................................................29

2.4. METODOS GEOTERMICOS.....................................................................32

2.4.1. Geotermia.........................................................................................32

2.4.2. La Energía geotérmica......................................................................32

2.4.3. Análisis de laboratorio.......................................................................34

2.4.4. Otros estudios...................................................................................34

2.4.5. Objetivos de prospección y exploración...........................................36

2.5. PROSPECCION GEOQUIMICA................................................................36

2.5.1. Conceptos básicos............................................................................36

2.5.2. Prospección Geoquímica..................................................................38


2.5.3. Estudios geoquímicos detallados.....................................................40

2.5.4. Tipos de muestras y su aplicación....................................................41

2.5.5. LOS PASOS DE UNA EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA....................42

2.5.6. Anomalía geoquímica.......................................................................44

2.5.7. Mineralización primaria y halo geoquímico secundario....................50

2.6. PROSPECCION COMBINADA..................................................................52

2.7. SEPARACION OPTICA ENTRE SECCIONES Y PERFILES....................58

CONCLUSIONES.................................................................................................60

BIBLIOGRAFIA.....................................................................................................61

LINKOGRAFIA.....................................................................................................61


INDICE DE FIGURAS

Figura 1: Polvo de hierro sobre una barra de hierro...............................................9

Figura 2: Mecanismo de generación del campo magnetico.................................10

Figura 3: Magnetómetro.......................................................................................13

Figura 4: Magnetómetro de protón.......................................................................15

Figura 5: Magnetómetro Overhauser transportado por el operario......................16

Figura 6: Magnetómetro de vapor de Cesio transportado por operario................17

Figura 7: Magnetómetro de efecto Hall NMR de bolsillo......................................18

Figura 8: Magnetómetro Flux gateuniaxial...........................................................19

Figura 9: Magnetómetro SQUID equipo completo................................................20

Figura 10: Magnetómetro de la perforación en 3D para la exploración magnética

..............................................................................................................................24

Figura 11: emisión de rayos gamma....................................................................26

Figura 12: Diferencia entre diferentes radiaciones...............................................29

Figura 13: Invisibilidad de rayos Gamma y los rayos ultravioleta.........................29

Figura 14: Alcance de los rayos neutrónicos........................................................30

Figura 15: Se produce un riesgo neutrónico y para comparación el registro de

resistividades para la misma columna estratigráfica............................................31

Figura 16: Mapeo de los estratos de cuarcitas ferruginosas mediante el

levantamiento bariométrico...................................................................................55

Figura 17: Equipos que permiten medir resistividad eléctrica en el subsuelo a

diferentes profundidades dependiendo de la disposición geométrica en el suelo

de los electrodos..................................................................................................57

Figura 18: Corte electro estratigráfico, se construye con varios SEV relativamente

alineados, brinda información litológica, estructural e hidrogeológica..................58

Figura 19: Densidad de estaciones en el sur del Perú.........................................58

Figura 20: Formaciones geológicas de diferente composición orientadas

paralelamente.......................................................................................................59


GEOFISICAUNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERIAEscuela académico profesional de ingeniera geológica

INTRODUCCION

La estructura y composición de la Tierra, es tan variada, que estudiarla con un solo

método geofísico no basta, y para ello, para lograr buenos resultados, es necesario y

fundamental el apoyarse y realizar, diferentes estudios geofísicos. Existe una variedad

de técnicas especializadas que sirven de apoyo a los métodos mencionados en los

capítulos anteriores, y así obtener más información sobre los estratos geológicos

atravesados o de la posición direccional de los diferentes sondeos y perforaciones.

Los registros pueden proporcionar una información continua y detallada a lo largo de

toda la profundidad del sondeo, o pueden restringirse a zonas seleccionadas, de

interés particular, por la existencia potencial de petróleo, gas o agua. En zonas donde

la recuperación de testigos de sondeos sea difícil, estos métodos de testificación tienen

grandes ventajas, pues proporcionan información para resolver los problemas de

correlación entre pozos adyacentes. Todo ello gracias a la precisión de los datos que

suministran estos métodos.




OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES:

Conocer y aprender la utilización de diferentes sondeos geofísicos que sirven de

apoyo a los métodos clásicos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Reconocer la utilidad de los magnetómetros en perforaciones

Reconocer de la utilidad de testificación de sondeos geofísicos

Reconocer la importancia de las prospecciones geoquímicas en las

exploraciones para el reconocimiento de zonas mineralizadas explotables en

minería.

Reconocer la utilidad de los métodos geotérmicos y su vinculación con la

radiación.




CAPITULO I: MARCO TEORICO

MAGNETISMO: energía magnética es un fenómeno físico por el cual los objetos

ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos

materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables

fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se

llaman imanes. Sin embargo todos los materiales son influidos, de mayor o

menor forma, por la presencia de un campo magnético

TESTIFICACION GEOFISICA: Método mediante el cual se obtiene un registro

de datos geofísicos y geológicos procedentes de un sondeo. Los registros

geofísicos se suelen emplear conjuntamente con las muestras de perforación y

testigos para reconstruir la columna litológica de sondeo. Esta información

puede interpretarse geológicamente y pueden emplearse para estimar la

porosidad de la formación, fracturación, saturación de hidrocarburos y presiones

de formación.

TESTIFICACION DE SONDEOS: descripción geológica de los testigos

obtenidos en un sondeo. Incluye información litológica, paleontológica y

estructural.

RAYOS GAMMA: es un método de medición de radiación gamma natural para

caracterizar la roca o sedimento en un pozo. A veces se usa en la exploración

mineral y agua de perforación de pozos pero con mayor frecuencia para la

evaluación de la formación del petróleo y gas de perforación de pozos. Los

diferentes tipos de rocas emiten diferentes cantidades y diferentes espectros de

radiación gamma natural.

INDUCCION MAGNETICA: es la producción de una fuerza electromotriz a través

de un conductor cuando se expone a un campo magnético variable.




CAPITULO II: METODOS Y TEMAS VARIADOS

2.1. MAGNETOMETRO PARA PERFORACIONES

2.1.1. Conceptos básicos de magnetismo

El magnetismo es el fenómeno por el cual los materiales muestran una fuerza

atractiva o repulsiva, o influyen en otros materiales. Ha sido conocido porcientos

de años. Sin embargo, los principios y mecanismos que explican el fenómeno

magnético son complejos y refinados, y su entendimiento fue eludido hasta

tiempos relativamente recientes.

El hierro, algunos aceros y la magnetita son ejemplos bien conocidos de

materiales que exhiben propiedades magnéticas. No tan familiar sin embargo, es

el hecho de que todas las sustancias están influidas de una u otra forma por la

presencia de un campo magnético.

La presencia de un campo magnético rodeando una barra imanada de hierros se

puede observar por la dispersión de pequeñas partículas de hierro

espolvoreadas sobre un papel colocado encima de una barra de hierro, como se

ve en la siguiente figura.

Figura 1: Polvo de hierro sobre una barra de hierro

La figura generada por dichas partículas muestra que la barra imanada tiene

dos polos magnéticos y las líneas del campo magnético salen de un polo y

entran en el otro. En general, el magnetismo presenta una naturaleza dipolar:

siempre hay dos polos magnéticos ó centros del campo magnético, separados




una distancia determinada. Los campos magnéticos también son producidos

por conductores portadores de corriente.

-

2.1.2. Tipos de magnetismo

Los tipos de magnetismos se originan por el movimiento de la carga eléctrica

básica: el electrón. Cuando los electrones se mueven por un hilo conductor

se genera un campo magnético alrededor del hilo.

Las propiedades magnéticas macroscópicas de los materiales son

consecuencia de los momentos magnéticos asociados con electrones

individuales. Cada electrón en un átomo tiene momentos magnéticos que se

originan de dos fuentes. Una está relacionada con su movimiento orbital

alrededor del núcleo; siendo una carga en movimiento, un electrón se puede

considerar como un pequeño circuito cerrado de corriente, generando un

campo magnético muy pequeño y teniendo un momento magnético a lo largo

de su eje de rotación (ver figura 2).

Figura 2: Mecanismo de generación del campo magnético




Los tipos de magnetismo incluyen diamagnetismo, paramagnetismo y

ferromagnetismo. Todos los materiales exhiben, al menos, uno de estos

tipos y el comportamiento depende de la respuesta del electrón y los

dipolos magnéticos atómicos a la aplicación de un campo magnético

aplicado externamente.

A. Diamagnetismo

Es una forma muy débil de magnetismo que es no permanente y persiste

solo mientras se aplique un campo externo. Es inducido por un cambio

en el movimiento orbital de los electrones, debido a un campo magnético

aplicado. La magnitud del momento magnético inducido es

extremadamente pequeña y en dirección opuesta al campo aplicado. El

diamagnetismo se encuentra en todos los materiales, pero solo puede

observarse cuando otros tipos de magnetismo están totalmente

ausentes. Esta forma de magnetismo no tiene importancia práctica.

B. Paramagnetismo

Para algunos materiales sólidos, cada átomo posee un momento dipolar

permanente en virtud de la cancelación incompleta del espín electrónico

y/o de los momentos magnéticos orbitales. En ausencia de un campo

magnético externo, las orientaciones de esos momentos magnéticos son

al azar, tal que una pieza del material no posee magnetización

macroscópica neta. Esos dipolos atómicos son libres para rotar, y resulta

el paramagnetismo cuando ellos se alinean en una dirección

preferencial, y por rotación cuando se le aplica un campo externo.

C. Ferromagnetismo

Ciertos materiales poseen un momento magnético permanente en

ausencia de un campo externo y manifiestan magnetizaciones muy

largas y permanentes. Éstas son las características del

ferromagnetismo y éste es mostrado por algunos metales de




transición Fe, Co y Ni y algunos elementos de tierras raras, tales

como el gadolinio (Gd).

D. Antiferromagnetismo

En presencia de un campo magnético, los dipolos

magnéticos de los átomos de los materiales

antiferromagnéticos se alinean por sí mismos en

direcciones opuestas.

2.1.3. Definición de Magnetómetros

Un magnetómetro es un instrumento de alta precisión que mide la

intensidad y, a veces, también la dirección de un campo magnético con el

análisis matemático digitalizado para su resultado final. Los hay muy sencillos,

como la balanza de Gouy o la balanza de Evans, que miden el cambio en

peso aparente que se produce en una muestra al aplicar un campo magnético

(por el momento magnético que se induce), en ambos casos se estudia el

comportamiento de la sustancia en presencia de un campo magnético, en el

primero se basa en la variación de peso producida por la interacción con el

campo magnético de la muestra suspendida en una balanza, el segundo en la

influencia que ejerce la muestra sobre un pequeño imán suspendido cerca de

la misma, y conectado a un circuito capaz de determinar movimientos

minúsculos del imán por interacción con la muestra.

El primer magnetómetro fue inventado en 1833 por Carld Friedrich Gauss.

Durante el siglo XIX, notables desarrolladores incluyeron el Efecto Hall como

forma de medida de campos magnéticos, el cual sigue ampliamente en uso

en la actualidad. Los magnetómetros se pueden dividir en dos tipos: escalares

y vectoriales.

Los magnetómetros pueden ser utilizados como detectores de metales,

pueden detectar metales solo magnéticos y se usan, mayoritariamente, para

la medición del campo magnético terrestre y en estudios geofísicos, para

detectar anomalías magnéticas de diferentes tipos.




Esta herramienta se ha venido utilizando en diferentes lugares de centro

América, México y Estados Unidos con el éxito rotundo y categórico en

compañías con exigencias de caudal de agua muy altos con gran prestigio en

la agricultura, industria y la construcción habitacional.

Figura 3: Magnetómetro

2.1.4. Tipos:

Los magnetómetros pueden ser divididos en dos tipos básicos:

Magnetómetros escalares: que miden la intensidad total del campo

magnético resultante al cual están siendo sometidos en un punto, pero

no aporta ningún dato sobre las componentes vectoriales de campo.

Magnetómetros v e c t o r i a l e s , que t i e n e n l a c a p a c i d a d d e

m e d i r la intensidad del campo magnético en una dirección particular,

dependiendo de la colocación que le demos al dispositivo.

2.1.4.1. Magnetómetros escalares

Magnetómetro de Precesión de Protón:

También llamados Magnetómetros de protón. Un magnetómetro de

protón mide la frecuencia de la resonancia de los protones (núcleos

de hidrógeno) en el campo magnético para ser cuantificado, debido a la

resonancia magnética nuclear (RMN). Esto es debido a que la frecuencia

de precesión (cambio de la dirección de los ejes de movimiento)




depende solo de la constante atómica y de la fuerza del campo

magnético del ambiente. La precisión de este tipo de magnetómetros

puede alcanzar 1 ppm.

Una corriente eléctrica en un solenoide crea un fuerte campo

magnético alrededor de un fluido rico en hidrógeno (queroseno, incluso

agua puede ser usada), causando que algunos de los protones se

alineen entre ellos mismos y la dirección del campo. Posteriormente la

corriente es interrumpida, y los protones se realinean de nuevo según

el campo magnético del ambiente, de esta forma la frecuencia de la

precesión es directamente proporcional al campo magnético. Este efecto

produce una débil rotación del campo magnético, que es recuperada

para nuestra información mediante un inductor, amplificado

electrónicamente, y alimentado por una frecuencia digital conjunta, de la

quesu output es un valor escalar y se muestra en pantalla como la

intensidad del campo magnético.

Para este tipo de magnetómetros el rango de muestras suele ser

menor de 1muestra/ segundo. Las mediciones suelen ser normalmente

tomadas con el sensor en posiciones fijas y con incrementos de 10

metros.

Los instrumentos portables son también limitados debidos al volumen del

sensor (peso) y el consumo de energía. De esta forma, los

magnetómetros de protón trabajan en campos de gradientes de hasta

3,000 nT m−1, el cual es adecuado para la mayoría de las explotaciones

minerales. Para mayores gradientes en explotaciones de hierro o de

grandes masas férricas, los magnetómetros Overhauser pueden

alcanzar los 10,000 nT m−1

y los Caesium los 30,000 nT m−1

. (Ver

figura 4)




Figura 4: Magnetómetro de protón

Estos magnetómetros son baratos (< 7000€) y eran normalmente

usados en explotaciones minerales. Existen tres fabricantes principales

en el mercado: GEM Systems, Geometrics and Scintrex. Los modelos

más populares son G-856, Smartmag, GSM-18 y GSM-19T.

Para explotaciones minerales han sido sustituidos por Overhauser y

Cesio, ya que estos realizan ciclos más rápidos y no necesitan de un

operador que realice la pausa entre lecturas de datos.

Magnetómetrosde efectoOverhauser

También pueden ser llamados magnetómetros Overhauser. Estos

dispositivos usan el mismo efecto fundamental que los

magnetómetros de protón para recoger las medidas. Mediante la

adición de radicales libres al líquido de medición, el efecto

Overhauser nuclear puede ser usado para la mejora del

magnetómetro de protón. En este caso, se usará un pequeño campo

de baja radio-frecuencia para crear el alineamiento (polarización) de

los radicales libres, los cuales se acoplan a los protones mediante el

efecto Overhauser (ver figura 9). Este método tiene dos ventajas

principales:




o Mediante el uso de pequeños campos se necesita menor

energía y, por tanto, baterías más ligeras y unidades portables.

o Tiene u n a m a y o r v e l o c i d a d d e m u e s t r e o , ya que el

acoplamiento electrón-protón puede ocurrir incluso cuando las

mediciones están siendo tomadas.

.

Magnetómetro de vapor Cesio

Los magnetómetros de vapor bombeado de Cesio son altamente

sensitivos (300fT/Hz1/2) y, gracias a su precisión, son usados en un

amplio rango de aplicaciones. El Cesio es el vapor principal dentro

de un gran número de vapores alcalinos (incluyendo rubidio y

potasio) que son usados para este método, también el Helio.

El dispositivo se divide en tres fases claras. La primera consiste en la

emisión de un fotón contenido en una emisión de luz de Cesio o una

lámpara. La segunda es una sala de absorción que contiene vapor de

cesio, que es un gas amortiguador a través del cual los fotones emitidos

pasan. Y por último la tercera, que consiste en un detector de fotones

que organiza en qué orden pasan.


Figura 5: Magnetómetro Overhauser transportado por el operario



El magnetómetro de cesio es típicamente usado donde los

magnetómetros de protón no son suficiente. En arqueología y geofísica,

donde el sensor barre a través de un área y se toman muchas medidas

precisas de campo magnético son normalmente necesarios. El

magnetómetro de cesio ha aventajado al magnetómetro de protón, (ver

figura 6).

2.1.4.2. Magnetómetros vectoriales

Un magnetómetro vectorial mide una o más componentes del campo

magnético electrónicamente. Usando tres magnetómetros ortogonales

podríamos calcular todo el campo magnético en un punto. Realizando la

raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los tres componentes,

hallaríamos el valor de la resultante en módulo (también llamada

intensidad magnética total, IMT) mediante el teorema de Pitágoras.

Los magnetómetros vectoriales están sujetos a cambios de

temperatura y la inestabilidad dimensional de los núcleos férricos.

Además, requieren de una buena nivelación para obtener la

información, a diferencia de los magnetómetros escalares. Por estas


Figura 6: Magnetómetro de vapor de Cesio transportado por operario



razones, este tipo de magnetómetros no son usados en

explotaciones minerales

o Magnetómetro de bovina rotativa.

El campo magnético induce una onda sinodal en una bovina

rotativa. La amplitud de la señal es proporcional a la fuerza del campo,

proveyendo que es uniforme, y el seno del ángulo entre la rotación de

los ejes de la bovina y de las líneas del campo. Este tipo de

magnetómetros están obsoletos.

o Magnetómetros de Hall effect

Los detectores magnéticos más comunes son los sensores solid-state

Hall effect. Estos sensores producen un voltaje proporcional al

campo magnético aplicado y también detectan la polaridad. Este tipo

de magnetómetros son usados en aplicaciones donde la intensidad del

campo magnético es relativamente larga, como en el ABS de los coches.

o Magnetómetros magneto resistentes

Este tipo de magnetómetros están hechos de delgadas tiras de permaloy

(NiFe película magnética), cuya resistencia eléctrica varía con un cambio

en el campo magnético. Estos dispositivos tienen un eje definido de


Figura 7: Magnetómetro de efecto Hall NMR de bolsillo



sensibilidad, puede ser producido en versión 3-D y también puede ser

producido en masa como un circuito integrado. Tienen un tiempo de

respuesta por debajo de 1 microsegundo y pueden tomar muestras en

elementos en movimiento de hasta 1000vueltas/segundo

o Magnetómetros Fluxgate

Los magnetómetros Fluxgate fueron inventados en el siglo XX, en la

década de los 30, por Victor Vacquier en los Laboratorios Gulf Research.

Vacquier los aplicó durante la segunda guerra mundial como un

instrumento para la detección de submarinos y, después de la

guerra, confirmó la teoría de las placas tectónicas usando estos

magnetómetros para medir los movimientos en los patrones

magnéticos en el suelo oceánico.

Un magnetómetro Fluxgate consiste de un pequeño, y magnéticamente

susceptible, núcleo envuelto por dos bovinas de cable. Una corriente

alterna pasa a través de una de las bovinas, conduciendo al núcleo a

través de un ciclo alterno de saturación magnética: magnetizado,

desmagnetizado, inversamente magnetizado y desmagnetizado. Estos

cambios constantes de campo inducen una corriente en la segunda

bovina, y esta corriente de salida es medida mediante un detector.

o Magnetómetro SQUID


Figura 8: Magnetómetro Flux gateuniaxial



Los SQUID sirven para la medición de campos magnéticos

extremadamente pequeños. Esta clase de dispositivos son muy

sensibles, con niveles de ruido por debajo de 3 fT Hz-½ en aparatos

comerciales y de 0,4 fT Hz-½ en aparatos para experimentación.

Muchos consiguen un espectro liso de ruido procedente de DC (por

debajo de 1 Hz) a decenas de kilohercios, haciendo que estos

dispositivos sean ideales para medición de señales biomagnéticas de

tiempo-dominio. Los magnetómetros atómicos SERF MA demostraron

en laboratorios que estos dispositivos pueden ser competitivos solo a

pequeños rangos de frecuencia.

Figura 9: Magnetómetro SQUID equipo completo

Los magnetómetros requieren una refrigeración mediante Helio líquido o

nitrógeno líquido para funcionar. Por lo tanto el aparato necesita ser usado de

estrictamente de forma termo-mecánica y también desde el punto de vista

magnético. Los magnetómetros SQUID son más comúnmente usados para

medir campos magnéticos producidos por el cerebro o

actividad cardiovascular (magnetoencefalografía y

magnetocardiografía). También se usan, en algunas ocasiones, estos

dispositivos para estudios geofísicos, pero la logística es mucho más

complicada que con los magnetómetros explicados anteriormente (ver figura

9).




2.1.5. Usos

Los magnetómetros tienen muy diversas aplicaciones, incluyendo la

localización de objetos como submarinos, barcos hundidos, peligros para

tuneladoras, peligros en minas de hierro, zonas inexploradas, zonas toxicas, y

también para un amplio rango de depósitos minerales y estructuras geológicas.

También tienen aplicaciones en monitores del pulso del corazón, sistemas de

posicionamiento de armas, sensores de ABS, para predicciones del tiempo

(ciclos solares), torres de alta tensión, sistemas de guía de perforadoras,

arqueología, placas tectónicas y propagación de ondas de radio y exploración

planetaria.

Dependiendo de la aplicación, los magnetómetros pueden ser colocados en

naves espaciales, aeroplanos (en las alas), helicópteros, en tierra (mochilas),

remolcados, dentro de perforaciones y remolcados dentro de botes.

1. Arqueología

Los magnetómetros son usados para detector zonas arqueológicas,

naufragios y otras cosas enterradas o sumergidas. Los gradiómetros fluxgate

son populares debido a su configuración compacta y su bajo coste. Los

gradiómetros mejoran las características a poca superficie y no necesitan

una estación base. Los magnetómetros de cesio y Overhauser son

también muy efectivos cuando se usan como gradiómetros o como

sistema de sensor unitario con estación base.

2. Exploración de carbón

Aunque los magnetómetros pueden ser usados para ayudar a realizar mapas

de escala regional, normalmente son usados para encontrar lugares

peligrosos en minas de carbón, como intrusiones de basalto que destruyen

fuentes de recursos y son peligrosas para los equipamientos. Los

magnetómetros pueden también localizar zonas ígneas o zonas de carbón

impuro.




El mejor resultado de un estudio de alta resolución se ha conseguido sobre

suelo. Los magnetómetros en perforación, usando un Ferret, pueden funcionar

incluso cuando el carbón está muy profundo, mediante el uso de apoyos o

mirando por debajo de la superficie de basalto.

Los estudios modernos generalmente usan magnetómetros con GPS para

grabar automáticamente los datos de campo magnético y su localización. Los

datos son luego corregidos mediante el uso de un segundo

magnetómetro, que se encuentra en la estación base midiendo las

variaciones del campo magnético terrestre durante la realización de dicho

estudio.

3. Perforación direccional

Los magnetómetros son usados en perforación direccional para perforaciones

de petróleo o gas, para detectar el azimut de las herramientas de perforación

cerca del yacimiento. Además suelen ir montados con acelerómetros en las

herramientas de perforación para encontrar el azimut en perforaciones con

inclinación.

4. Exploración mineral

Los estudios magnetométricos pueden ser útiles para encontrar anomalías

magnéticas, las cuales representan el hallazgo de una mena (detección

directa), o en algunos casos mineral ganga que se asocia con depósitos de

mena (detección indirecta). Esto incluye menas de hierro, magnetita, hematita

y normalmente pirrotita.

Países del primer mundo, como Australia, Canada y USA han invertido

mucho en estudios aéreos magnéticos en sus respectivos continentes y sus

proximidades oceánicas, usando aviones para generar un mapa geológico y

el descubrimiento de depósitos minerales. Hay muchas interpretaciones

de los datos para una exploración mineral. Varios objetivos se mezclan juntos

como múltiples zonas ‘calientes’ de fuentes de recursos, pero no hay un




telescopio magnético para enfocar los campos. Por lo tanto, la combinación

de múltiples fuentes de recursos es medida en la superficie. La geometría,

profundidad o la dirección de magnetización (remanencia) de los objetivos es

generalmente desconocida y, por ello, siempre existen varios modelos

diferentes que pueden explicar unos mismos datos.

2.1.6. EN PERFORACIONES.

También pueden medirse las magnitudes magnéticas en el interior

de las perforaciones haciendo descender por ellas un

magnetómetro de saturación o de protones.

El magnetómetros de sondeos se ha empleado principalmente

como instrumento auxiliar en la prospección de minerales férricos,

por ejemplo un sondeo mecánico no ha encontrado la zona

metalizada esperada, ocurre frecuentemente que las mediciones

magnéticas en interior del sondeo puede revelar la presencia de la

mentalización en la vecindad de este e incluso señalar su distancia.

La presencia de mineralizaciones débiles y erráticas puede hacer

difícil o imposible el establecimiento de los límites precisos de una

impregnación magnética si se recure solamente a la inspección de

los testigos del sondeo.

El magnetómetro puede emplearse para la correlación de zonas de

la misma riqueza en diferentes partes de un yacimiento de

magnetitas.




2.1.6.1. Usos y característica

Utilizado para la exploración magnética en pozos. Conveniente para el

uso en la perforación con el diámetro mayor que φ 46m m para la

medida del componente horizontal X, de Y y del componente vertical Z

en campo magnético. Puede también ser utilizado como inclinómetros de

alta precisión con el agujero no magnético o lejano de pozo

magnético. Puede solucionar las ediciones

siguientes.

Verificar la anormalidad magnética de tierra, y determinar la naturaleza

de la anormalidad.

Combinado con el examen magnético de tierra para la

interpretación tridimensional.

Medida de alta precisión del acimut y de la inclinación de la

desviación.

Dar instrucciones el arreglo drilling, y dirigir

la perforación.

Determinar la profundidad y la dirección de Oregón oculto.

Determinación de la posición de cuerpo de mineral, de la

extensión, de la gama y del grueso de minerales expuestos.

Determinación de la ocurrencia de los cuerpos de mineral.

Búsqueda de los depósitos de mineral asociados del mineral

magnético.


Figura 10: Magnetómetro de la perforación en 3D para la exploración magnética



2.2. TESTIFICACION POR RAYOS GAMMA

2.2.1. La radiación gamma (γ).

La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo de radiación

electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente

por elementos radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de

un par positrón-electrón. También se genera en fenómenos astrofísicos de gran

violencia.

Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo

de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que

la radiación alfa y la beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células,

por lo cual se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos.

La energía de esta naturaleza se mide en mega electronvoltios (MeV). Un MeV

corresponde a fotones gamma de longitudes de onda inferiores a 10-11 m o a

frecuencias superiores a 1019 Hz.

Los rayos gamma se producen por desexcitación de un nucleón de un nivel

o estado excitado a otro de menor energía y por desintegración de isótopos

radiactivos. Se diferencian de los rayos X en su origen. Éstos se generan a nivel

extranuclear, por fenómenos de frenado electrónico. Generalmente a

la radiactividad se le vincula con la energía nuclear y con los reactores

nucleares. Aunque existe en el entorno natural: a) rayos cósmicos, expelidos

desde el sol y desde fuera de nuestro sistema solar: de las galaxias;

b) isótopos radiactivos en rocas y minerales.

En general, los rayos gamma producidos en el espacio no llegan a la

superficie terrestre, pues los absorbe la alta atmósfera. Para observar el

universo en estas frecuencias es necesario utilizar globos de gran altitud u

observatorios exoespaciales. Para detectarlos, en ambos casos se utiliza

el efecto Compton. Estos rayos gamma se originan por fenómenos astrofísicos

de alta energía, como explosiones de supernovas o núcleos de galaxias activas.


http://es.wikipedia.org/wiki/Supernova

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Compton

http://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_exterior

http://es.wikipedia.org/wiki/Tierra

http://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topo

http://es.wikipedia.org/wiki/Galaxia

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_solar

http://es.wikipedia.org/wiki/Sol

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_c%C3%B3smicos

http://es.wikipedia.org/wiki/Reactor_nuclear

http://es.wikipedia.org/wiki/Reactor_nuclear

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_nuclear

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiactividad

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Frenado_electr%C3%B3nico&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X

http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_excitado

http://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Hercio

http://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Electronvoltio

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_beta

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_alfa

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ionizante

http://es.wikipedia.org/wiki/Astrof%C3%ADsica

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Positr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Aniquilaci%C3%B3n_positr%C3%B3n-electr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiactividad

http://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_electromagn%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Gamma



En Astrofísica se denomina gamma ray bursts (GRB) a fuentes de rayos gamma

que duran unos segundos o pocas horas, secundados por un brillo decreciente

en la fuente por rayos X durante algunos días. Ocurren en posiciones aleatorias

del cielo. Su origen permanece todavía bajo discusión científica. En todo caso

parecen constituir los fenómenos más energéticos del universo.

El análisis de las variaciones locales en la intensidad del campo magnético total

brinda información sobre los cambios laterales de las propiedades magnéticas

de las rocas, lo cual puede ser utilizado como una herramienta para la

identificación de diferentes unidades litológicas y de estructuras, como así

también para la localización de cuerpos rocosos no aflorantes. La alteración

hidrotermal dentro de una unidad rocosa también puede causar variaciones

laterales en la intensidad del campo magnético, lo cual es consecuencia de la

variación en el contenido de magnetita que ese fenómeno implica. Dentro del

ámbito de la minería, esta última consideración reviste un especial interés.

En el caso de la espectrometría de rayos gamma, a diferencia de la

magnetometría, la fuente de las anomalías proviene exclusivamente de los

primeros centímetros de la superficie, ya sea que se trate de roca aflorante o de

cobertura de sedimentos no consolidados. Así es que este método permite su

utilización como una herramienta para el mapeo geológico en virtud de las

variaciones en el contenido de potasio, uranio y torio que presentan las

diferentes unidades litológicas. La espectrometría de rayos gamma también

puede utilizarse para la identificación de zonas de alteración hidrotermal, dada la


Figura 11: emisión de rayos gamma

http://es.wikipedia.org/wiki/Universo

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X

http://es.wikipedia.org/wiki/Brote_de_rayos_gamma



variación en el contenido de potasio y cociente torio/potasio que este proceso

puede generar.

En la tabla se presenta una síntesis de las principales aplicaciones de la

magnetometría y espectrometría de rayos gamma en la prospección de recursos

minerales.

Tipo de depósito Método Aplicación

Sulfuros masivos Magnetometría Presencia de pirrotina, magnetita

Mapeo estructural y geológico

Metales base en

cuencas

Sedimentarlas

Magnetometría

Espectrometría de rayos

gamma

Profundidad del basamento

Estructura, Litología

Depósitos de placer Magnetometría


gamma

Ilmenita, magnetita Profundidad

del basamento Monacita, circón

Diamantes Magnetometría Estructuras tipo "pipe"

Fostatos Espectrometría de rayos

gamma

Fosfatos

Hierro Magnetometría


gamma

Magnetita, llmenita, pirrotina

Mapeo estructural Profundidad de

basamento Litología

Uranio Magnetometría


gamma

Mapeo geológico-estructural

Uranio, lixiviación de radón

Recursos

geotérmicos

Magnetometría


gamma

Alteración de magnetita

Alteración de arcillas potásicas

Hidrocarburos Magnetometría Profundidad del basamento

Tectónica de la cuenca Magnetita

diagenética




Tabla 1. Principales aplicaciones de la magnetometría y espectrometría de rayos

gamma en la prospección de recursos minerales

Diferencia de los rayos gamma y otros rayos

Los rayos gamma son una forma de radiación electromagnética (EM, por sus siglas

en inglés) con energía extremadamente elevada. La radiación de rayos gamma

tiene longitud de onda mucho más corta que la luz visible, por lo que los fotones de

rayo gamma tienen muchísima más energía que los fotones de luz.

Los rayos gamma se encuentran en el extremo más elevado de energía del campo

electromagnético Los rayos X, que tienen energía un poco menor a la de los rayos

gamma, son vecinos de los rayos gamma en el espectro de radiación electro

magnética (EM). De hecho, los rangos espectrales de los rayos X y los rayos

gamma se sobreponen. Los rayos gamma tienen longitud de ondas de

aproximadamente 100 picometros (100 x 10-12 metros) o menores, o energías por

fotón de por lo menos 10 keV. Este tipo de onda electromagnética oscila en una

frecuencia de 3 exahertz (EHz ó 1018 Hertz) o mayor.


Figura 12: Invisibilidad de rayos Gamma y los rayos ultravioleta

Figura 13: Diferencia entre diferentes radiaciones



2.3. TESTIFICACION POR NEUTRONES

Existen dos sistemas de testificación que utiliza neutrones y que son denominados

“Neutrón-Gamma” y “Neutrón-Neutrón”. Frecuentemente se usa, como fuente

adecuada de neutrones, una mezcla de radio y berilio en polvo. El Berilio es

bombardeado por las partículas α del radio, con lo que produce neutrones rápidos.

Los neutrones, a causa de sus choques con los núcleos pierden velocidad hasta

que estas llegan a ser térmicas. Los núcleos de hidrogeno son muy eficaces en la

producción de tales neutrones “Térmicos” y en capturarlos. En la que se produce

reacción gamma.

Las rocas tienen núcleo de hidrogeno si contienen petróleo, agua, gas natural, etc, y

la radiación gamma que estas sustancias producen pueden ser detectadas

introduciendo una fuente de neutrones junto con el contador de rayos gamma.

En el método Neutrón-Neutrón lo que se mide es la intensidad de los neutrones

dispersados por los núcleos de hidrogeno, en vez de la intensidad de la radiación

gamma debida a su captura. Como los neutrones no producen ionización

apreciable, hay que detectarlos mediante algún artificio especial. Uno de estos

consiste en un tubo de Geiger lleno de trifluoruro de boro gaseoso los neutrones

reaccionan con el boro, transformándolo en litio, y con desprendimiento de una

partícula α que ioniza el gas, revelando la presencia de neutrones.


Figura 14: Alcance de los rayos neutrónicos



Los neutrones, al atravesar sustancias con mucho contenido en hidrogeno, pierden

velocidad, por lo que son capturados por los núcleos de hidrogeno a distancias muy

cortas de la fuente. Por el contrario, si la sustancia es pobre en hidrogeno, los

neutrones recorren distancias relativamente largas antes de alcanzar velocidades

térmicas.

El número de neutrones que llegan al detector será menor cuando hay hidrogeno

presente que cuando falta este elemento. Por lo tanto, una disminución en la

respuesta neutrónica indica que la roca contiene hidrogeno, lo que debe ser

atribuido a la presencia de petróleo, agua o gas, sustancias ricas en dicho elemento


Figura 15: Se produce un riesgo neutrónico y para comparación el registro de resistividades para la misma columna estratigráfica



2.4. METODOS GEOTERMICOS

2.4.1. Geotermia

La geotermia es una rama de la ciencia geofísica que se dedica al estudio de las

condiciones térmicas de la Tierra. Uno de los frutos de la técnica más notables,

es la extracción de la energía geotérmica.

2.4.2. La Energía geotérmica

La energía geotérmica es aquella energía que puede o podría ser recuperada y

explotada mediante el aprovechamiento del calor contenido en el interior de la

tierra. Son diversos los posibles usos de la energía geotérmica.

En la actualidad se utilizan diversos métodos para la ubicación y caracterización

de un campo geotérmico. Debido a la gran extensión de las áreas que

inicialmente pueden ser sometidas a estudio, y considerando los altos costos

involucrados en la prospección, se hace necesario planificar la exploración en

etapas, en las que se definen progresivamente las zonas de mayor interés. En

cada una de estas etapas se van eliminando gradualmente las áreas menos

interesantes y se van concentrando los esfuerzos en aquellas más promisorias.

Estudio de reconocimiento. Se lleva a cabo en una región cuya extensión

puede variar entre 10.000 y 100.000 km2. El objetivo es evaluar las

posibilidades geotérmicas a nivel regional, seleccionar áreas de mayor

interés y planificar las siguientes etapas de exploración.

Estudio de pre-factibilidad. Abarca un área entre 500 y 2.000 km2. El

objetivo de esta etapa es lograr una evaluación preliminar del recurso y,

eventualmente, ubicar los sitios para la perforación de pozos exploratorios

profundos.

Estudio de factibilidad. La escala geográfica de un estudio de factibilidad es

del orden de 10 a 100 km2. El objetivo del estudio es la delimitación del

campo geotérmico, la estimación de las reservas explotables, el estudio de

los fluidos geotérmicos y sus posibles usos.




Actualmente, existen numerosos métodos y tecnologías disponibles para

alcanzar los objetivos de cada una de las etapas involucradas en un estudio

de prospección geotérmica. A medida que se desarrolla el estudio, los

métodos utilizados se tornan más sofisticados, precisos, detallados y

costosos. Dentro de ellos se cuentan:

Estudio preliminar. Consiste en recopilar y evaluar la información existente

sobre la región prospectada. Se buscan y analizan estudios anteriores de

geología regional, mapas geológicos y topográficos, fotografías aéreas e

imágenes de satélite, datos geofísicos, meteorológicos, hidrológicos así

como información sobre manifestaciones termales. Por sus costos

relativamente bajos, corresponde al punto de partida de cualquier proyecto

de prospección del recurso geotérmico.

Estudios geológicos e hidrogeológicos. Se identifican áreas promisorias a

ser investigadas con mayor detalle (ubicación y extensión) y recomendar los

métodos de exploración más apropiados para cada una de esas áreas. Se

hacen estudios aerofotogeológicos en donde se interpretan imágenes aéreas

y satelitales, posibilitando el conocimiento en forma rápida de la geología

superficial, los sistemas de fallas y las relaciones vulcanotectónicas. Estos

estudios también aportan información básica para la modelación del sistema

geotermal y evaluar el potencial del recurso.

Estudios geoquímicos. Consisten en el muestreo y análisis de la

composición química e isotópica de las manifestaciones termales en el área

en estudio, proporcionando información acerca de la composición y

distribución de los fluidos en profundidad, su temperatura, presión y estado

físico (vapor o agua), rocas subsuperficiales asociadas, origen y tiempo de

residencia del fluido, dirección de circulación, permeabilidad y flujo natural de

calor. Los estudios geoquímicos son un medio útil para estimar la

homogeneidad del abastecimiento de agua, para inferir las características

químicas de los fluidos profundos, y para determinar la fuente de recarga del

agua. También se obtiene información valiosa acerca del tipo de problemas




que pudiesen surgir durante la fase de re-inyección y de la utilización de la

planta (cambios en la composición del fluido, corrosión e incrustación en los

ductos y en los equipos de la planta, impacto ambiental) y la forma como

evitarlos o aminorarlos.

2.4.3. Análisis de laboratorio

Procesamiento e interpretación de los datos.

Los costos de los métodos geoquímicos son relativamente bajos en

comparación con otros métodos exploratorios más sofisticados como los

métodos geofísicos, razón por la cual las técnicas geoquímicas son utilizadas en

la mayor medida posible, antes de avanzar con otros métodos más costosos.

2.4.4. Otros estudios

Estudios geofísicos. Se emplean durante para conocer las condiciones

geológicas del campo, las estructuras generales y particulares, como así

también la presencia de fluidos termales, es decir, están orientadas a obtener

indirectamente los parámetros físicos de las formaciones geológicas en

profundidad. Lo anterior se realiza midiendo las variaciones de ciertas

propiedades físicas de las rocas tales como densidad, resistividad eléctrica,

conductividad térmica, entre otras. Los parámetros físicos investigados en

estos estudios incluyen:

Temperatura (prospección térmica)

Conductividad eléctrica (métodos eléctricos y electromagnéticos)

Velocidad de propagación de ondas elásticas (prospección sísmica)

Densidad (prospección gravimétrica)

Susceptibilidad magnética (prospección magnética).

Entre los métodos más usuales en la prospección geotérmica se encuentran:

GRAVIMETRÍA, SÍSMICA, GEOELÉCTRICAy DETERMINACIÓN DE FLUJO

DE CALOR. Algunas de estas técnicas, tales como las sísmicas y gravimétricas

pueden aportar valiosa información acerca de la forma, tamaño, profundidad y

otras características importantes de las estructuras geológicas profundas que




podrían constituir un reservorio geotermal. Sin embargo, no entregan mayor

información en cuanto al contenido de fluidos en las estructuras geológicas. La

existencia de fluidos geotermales en las estructuras geológicas puede

determinarse mediante prospecciones eléctricas y electromagnéticas, las cuales

son más sensibles a la presencia de fluidos y a las variaciones de la

temperatura. Dentro de las posibles técnicas se encuentran el método

magnetotelúrico (utiliza ondas electromagnéticas generadas por las tormentas

solares) y el método audiomagnetotelúrico de fuente controlada (utiliza ondas

inducidas artificialmente en vez de ondas electromagnéticas naturales).

Es importante destacar que todas las técnicas geofísicas son altamente

costosas, razón por la cual no se utilizan indiscriminadamente. Con el fin de

reducir costos, resulta de vital importancia que los métodos geofísicos sean

cuidadosamente seleccionados por geofísicos en estrecha colaboración con

geólogos.

Estudio de sub-superficie. El número, ubicación exacta y profundidad de los

pozos exploratorios estará determinado por los resultados obtenidos en las

etapas previas. El objetivo de las perforaciones exploratorias es corroborar,

ampliar y eventualmente modificar los conocimientos obtenidos en las fases de

exploración anteriores.

a. El método gravimétrico estudia las variaciones en los valores de gravedad

que se producen como consecuencia de la diferencia de densidades de las

distintas formaciones geológicas. Mediante la interpretación de los datos se

obtiene información acerca de las estructuras profundas, localización de

fallas, zonas de fracturas o alteración, etc.

b. La prospección sísmica consiste en la medición de las ondas sísmicas

reflejadas o refractadas, generadas por pequeños terremotos producidos

natural o artificialmente. Se obtiene información de las discontinuidades

litológicas como también sobre los sistemas de estructuras presentes.

c. El método geoeléctrico se basa en el estudio de la resistividad eléctrica de

las rocas, introduciendo en el terreno una corriente de intensidad conocida y




midiendo la diferencia de potencial producida. Es éste un método adecuado

tanto para detectar zonas alteradas como la existencia de aguas calientes.

d. El objetivo de los cálculos de flujo de calor es reconocer las zonas de

mayor anomalía térmica. Datos proporcionados por los pozos exploratorios

deberán ser aptos para verificar todas las hipótesis y modelos elaborados a

partir de los resultados de las etapas anteriores, realizar la ingeniería

conceptual y los estudios de factibilidad económica. Debido a sus altos

costos, el estudio de sub-superficie se realiza al final de un programa de

exploración geotérmica, siendo el único medio para determinar las

características y el potencial reales de un reservorio geotermal.

2.4.5. Objetivos de prospección y exploración

El primero objetivo de la prospección es la localización de una anomalía

geológica con propiedades de un depósito mineral, un objetivo común de la

prospección y de la exploración es la reducción del área de investigación. Otro

objetivo común consta en aumentar las ventajas del área prometedora con

respecto a su explotación rentable, como por ejemplo ocuparse de un camino de

acceso transitable y de un peritaje del medio ambiente. La exploración se finaliza

con el estudio de factibilidad.

2.5. PROSPECCION GEOQUIMICA

2.5.1. Conceptos básicos

Según la definición original de GOLDSCHMIDT (en ROSE et al. 1979) la

geoquímica se ocupa de dos ramas:

La determinación de la abundancia relativa y absoluta de los elementos de la

tierra yel estudio de la distribución y de la migración de elementos individuales

en varias partes de la tierra con el objetivo de descubrir los principios, que

controlan la distribución y la migración de los elementos.

MÉTODO GEOQUÍMICO




El método geoquímico es un método indirecto de prospección y se ocupa

de la determinación de la distribución y de la abundancia de ciertos

elementos como los elementos indicadores y los elementos exploradores

relacionados con un depósito mineral. Una anomalía geoquímica se

refiere a una variación en la abundancia de un elemento en comparación

a su abundancia normal en un área definida. Una anomalía geoquímica

puede ser relacionada o no con un depósito mineral.

Para un reconocimiento geoquímico general se toman las muestras a

través de una red de muestreo irregular o de espaciamiento grande y

analizan muestras de sedimentos de ríos, de suelos y de rocas, en casos

especiales se trabajan con muestras de vapor, vegetación y agua. Según

los objetivos (¿De qué muestras se trata? ¿Cuáles son los

minerales/elementos de interés?) se elige el método analítico adecuado

como por ejemplo la espectrometría de absorción atómica para analizar

muestras de agua con respecto a su contenido en Cu, Mo, Zn, Au, Ag, As,

F, el análisis de fluorescencia de rayos X para obtener el contenido en

óxidos de elementos de la roca entera. Los resultados se presentan en un

mapa o un perfil geoquímico por medio de isolíneas; es decir, de líneas

que unen los puntos o lugares de la misma concentración de un

elemento.

MÉTODO GEOQUÍMICO DE EXPLORACIÓN

El método geoquímico de exploración o prospección respectivamente es

un método indirecto. La exploración geoquímica a minerales incluye

cualquier método basándose en la medición sistemática de una o varias

propiedades químicas de material naturalmente formado. El contenido de

trazas de un elemento o de un grupo de elementos es la propiedad

común, que se mide. El material naturalmente formado incluye rocas,

suelos, capas de hidróxidos de Fe formadas por meteorización llamadas

'gossan', sedimentos glaciares, vegetación, sedimentos de ríos y lagos,




agua y vapor. La exploración geoquímica está enfocada en el

descubrimiento de distribuciones anómalas de elementos.

2.5.2. Prospección Geoquímica

Rocas, suelos, sed. de Corrientes.

Materiales Aguas, subterráneas y superficiales.

Materiales Orgánicos.

Gases.

Los estudios se realizan principalmente sobre:

Elementos minoritarios y trazas < 10% en la corteza terrestre

En menor grado en elementos mayoritarios, Ej: Al, Fe, Ca, K, Na y Mg

Las concentraciones son en ppm o ppb

El muestreo geoquímico para exploración se realiza a:

Escala Regional > a 1000 Km2 Escala Local > ≈ 500 Km2

Escala de Mina = pocas hectáreas

En base a los principios de la distribucióny del ciclo de los elementos químicos

en la la corteza terrestre, la podemos definir como una parte de la Geoquímica

Aplicada o “Geoquímica del Paisaje” sensu Fortescue (1980) que tiene como

objeto la localización y estudio, en el espacio y en el tiempo, de las anomalías

geoquímicas que indican la presencia de:

1. Minerales

2. Agua

3. Combustibles fósiles

4. Gestión y análisis de los efectos antrópicos o geoquimica ambiental y

epidemogeoquímica




Teniendo en cuenta los conceptos anteriormente citados, se pueden desarrollar

métodos retrospectivos para la localización en el espacio de objetos

geoquímicos que hayan evolucionado a partir de la interacción de diversos

procesos geológicos hacia un yacimiento (sensus económico).

La prospección geoquímica deriva pues de los principios de la distribución y del

ciclo de los elementos químicos en la tierra, lo que CLARKE (1924) denominaba

“evolución y desintegración de la materia “.

A. Hawkes(1957) define a la prospección geoquímica como uno de los métodos de

la investigación minera que se basa en la medida sistemática de las propiedades

químicas de los materiales naturales. El fin de dichas medidas sería la

localización de anomalías geoquímicas o de áreas cuya estructura, hiciera

pensar en la presencia de un cuerpo mineralizado en su vecindad. Las

anomalías podrían estar generadas por la presencia de cuerpos ígneos en

profundidad, procesos metamórficos o procesos superficiales tales como

agentes de la alteración, erosión o transporte superficial.

B. Boyle, 1979, indica que la prospección geoquímica es la aplicación de los

principios y datos geoquímicos y biogeoquímicos, con el fin de detectar

yacimientos económicos de minerales, petróleo y gas. Ya que la tierra, cita este

autor, se hal a caracterizad mediante 5 esferas: y teniendo en cuenta que un

objeto geológico concreto, como el entorno de un depósito mineral, una

acumulación de hidrocarburos o un objeto medioambiental, presentará un

incremento de uno o varios elementos, quedando todos reflejados en las

esferas. Los distintos métodos de prospección geoquímica se clasificaran pues,

según estas esferas (ver figura de la portada).

Las anomalías, cita el autor, elemento principal en toda prospección geoquímica,

se manifiestan en función de su ambiente, mediante aureolas primarias o

secundarias en rocas, en suelos, en los recubrimientos glaciares (morrenas), en




la red fluvial, en los sedimentos de las redes de drenaje y de los lagos, en la

atmósfera, en plantas en animales y otros.

Al conjunto de aureolas primarias y secundarias, siempre que confluyan otros

parámetros fisico-químicos, podemos denominarlo “objeto geoquímico o paisaje

geoquímico“. Este reconocimiento es el que ha permitido el espectacular

desarrol o en los últimos 40 años de los métodos de prospección geoquímica,

propiciados por la necesidad de detectar una serie de materias primas, como

para el desarrol o de extensas áreas vírgenes que con los métodos clásicos no

hubiese sido posible detectarlos. Permite también detectar el objeto geoquímico

de origen antrópico.

2.5.3. Estudios geoquímicos detallados

El objetivo de un reconocimiento detallado es la delineación y la caracterización

geoquímica del cuerpo mineralizado en la manera más precisa. Para localizar el

cuerpo mineralizado se requiere un espaciamiento relativamente estrecho,

usualmente entre 1 y 100m. Debido a los altos costos relacionados con un

espaciamiento estrecho se emplea los estudios geoquímicos detallados, áreas

limitadas de interés particular seleccionadas en base de los antecedentes

geoquímicos, geológicos y geofísicos disponibles.

Los métodos comúnmente empleados en estudios detallados son los siguientes:

EL MUESTREO SISTEMÁTICO de suelos residuales se utiliza para buscar

anomalías situadas directamente encima del cuerpo mineralizado debido a su

sencillez y a la ventaja, que la composición del suelo residual depende

altamente del cuerpo mineralizado subyacente.

EL MUESTREO DE SUELOSse emplea para localizar anomalías desarrolladas

en material transportado, que se ubica encima de un cuerpo mineralizado. El

grado, en que la anomalía depende del cuerpo mineralizado subyacente, es

mucho menor en comparación con el método anterior. Por medio de un




muestreo profundo se puede comprobar, si existe una relación geoquímica entre

el suelo y el cuerpo mineralizado subyacente o no.

EL MUESTREO DE PLANTAS puede ser recomendable bajo circunstancias,

que impiden la aplicación del muestreo de suelos como por ejemplo en áreas

cubiertas con nieve o en áreas, donde las raíces de las plantas penetran

profundamente una capa de material transportado. Aún este método es complejo

y costoso. La complejidad se debe entre otros factores al reconocimiento y al

muestreo de una sola especie de planta en el área de interés, a la variabilidad

del contenido metal, que depende de la edad de la planta y de la estación del

año y al procedimiento analítico de las plantas.

EL MUESTREO DE ROCASestá enfocado en la detección de anomalías de

corrosión o difusión. Las anomalías de corrosión se pueden encontrar en las

rocas “caja” y en el suelo residual, que cubren el cuerpo mineralizado. Las rocas

“caja” caracterizadas por una anomalía de difusión se obtienen por ejemplo a

través de una perforación.

Un método en desarrollo es el muestreo de gases de suelos y de constituyentes

atmosféricos. Se lo aplica para detectar cuerpos mineralizados cubiertos con una capa

ancha de suelo.

2.5.4. Tipos de muestras y su aplicación

Las muestras de sedimentos de ríos y lagos, de aguas de ríos, de lagos y de

fuentes y de sondeos son los tipos de muestras más eficientes y los más

empleados. Especialmente esto vale para los sedimentos de ríos, que se puede

aplicar para la búsqueda de la mayoría de los metales.

La exploración geoquímica basándose en muestras de aguas está más limitada

a los elementos solubles. Las muestras de sedimentos de ríos se utilizan con

alta frecuencia en la exploración por su manejo sencillo, por sus costos bajos por

unidad de área y por su alto grado de confidencia. En áreas glaciares la




dispersión de clastos visibles o de trazas mensurables de metales en acarreos

glaciáricos se utilizan exitosamente para la detección de depósitos minerales.

Los análisis de suelos son de costos altos por unidad de área, además las

anomalías de suelos residuales por ejemplo, que son relacionadas con

depósitos minerales en el subsuelo normalmente son de extensión local. Pero

como generalmente la composición de un suelo autóctono depende

estrechamente de su substrato o es decir de las rocas, que las cubre, se

emplean este método con alta frecuencia en áreas ya identificadas como áreas

favorables.

La composición química de plantas y la distribución de especies de plantas, que

prefieren suelos de composición anómala pueden servir igualmente en estudios

de reconocimientos. Plantas o asociaciones de plantas únicamente relacionadas

con menas se pueden identificar visualmente desde el aire, por medio de fotos

aéreas o por medio de imágenes de satélite.

2.5.5. LOS PASOS DE UNA EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA

o Selección de los métodos, de los elementos de interés, de la sensibilidad y la

precisión necesarias y de la red de muestreo. Las selecciones se toman con

base en los costos, los conocimientos geológicos, la capacidad del

laboratorio disponible y una investigación preliminar o las experiencias con

áreas parecidas.

o Programa de muestreo preliminar, que incluye análisis inmediato de algunas

muestras tomadas en la superficie y en varias profundidades en el subsuelo

para establecer los márgenes de confianza y para evaluar los factores, que

contribuyen al ruido del fondo.

o Análisis de las muestras en el terreno y en el laboratorio, incluido análisis por

medio de varios métodos.

o Estadísticas de los resultados y evaluación geológica de los datos tomando

en cuenta los datos geológicos y geofísicos.




o Confirmación de anomalías aparentes, muestreo encauzado en áreas más

pequeñas (red de muestreo con espaciamiento corto), análisis de las

muestras y evaluación de los resultados.

o Investigación encauzada con muestreo y análisis adicionales de muestras

tomadas en un paso anterior.

Elemento indicador, elemento explorador

Elemento indicador, indicador directo o elemento blanco (‘target element’) se refiere

a uno de los elementos principales del depósito mineral, que se espera encontrar.

Elemento explorador o elemento pionero (‘pathfinderelement’) se refiere a un

elemento asociado con el depósito mineral, pero que puede ser detectado más

fácilmente en comparación al elemento blanco, que puede ser dispersado en un

área más extendida y que no está acompañado por tanto ruido de fondo en

comparación al elemento blanco. La selección de un elemento explorador requiere

un modelo del depósito mineral, que se espera descubrir. Arsénico (As) por ejemplo

puede presentar un elemento explorador para la búsqueda de cobre (Cu) en un

depósito macizo de sulfuros, pero no es un elemento explorador para cada tipo de

depósito de cobre.

Tabla 2: Elementos indicadores y exploradores de algunos tipos de depósitos minerales

Asociación de menas Elemento indicador Elemento explorador

Pórfido cuprífero Cu, Mo Zn, Au, Re, Ag, As, F

Depósitos complejos

de sulfuros

Zn, Cu, Ag, Au Hg, As, S (en forma de SO4),

Sb, Se, Cd, Ba, F, BiVetas de metales

preciosos

Au, Ag As, Sb, Te, Mn, Hg, I, F, Bi,

Co,Depósitos del tipo

‘Skarn’

Mo, Zn, Cu B, Au, Ag, Fe, Be

Uranio en areniscas U Se, Mo, V, Rn, He, Cu, Pb

Uranio en vetas U Cu, Bi, As, Co, Mo, Ni, Pb, F

Cuerpos ultramáficos

de oro

Pt, Cr, Ni Cu, Co, Pd




Vetas de fluorita F Y, Zn, Rb, Hg, Ba

Proporciones de isótopos estables también pueden servir para indicar un depósito

mineral, por ejemplo Pb, S y Sr están distribuidos en zonas alrededor de algunos

depósitos minerales y las variaciones en la composición de carbón y oxígeno pueden

indicar la proximidad de un depósito mineral del tipo Mississippi Valley.

2.5.6. Anomalía geoquímica

Una anomalía es una desviación con respecto a la norma. Una anomalía

geoquímica es una variación de la distribución geoquímica normal

correspondiente a un área o a un ambiente geoquímico. Una anomalía se

expresa por medio de números, que se puede separar de un grupo más amplio

de números constituyendo el fondo geoquímico. Para ser detectada una

anomalía tiene que desviar claramente de este fondo.

En sentido estricto un depósito mineral como un fenómeno escaso y anómalo

por su mismo es una anomalía geoquímica. La distribución geoquímica

relacionada con la génesis o la erosión del depósito mineral también es una

anomalía.

Las anomalías relacionadas con un depósito mineral, que se puede usar como

guías para el depósito mineral se denominan anomalías significantes.

Generalmente las anomalías tienen valores que exceden los valores del fondo.

Anomalías negativas, cuyos valores son menores que aquellos del fondo,

apenas sirven para la búsqueda de depósitos minerales. Desdichadamente las

concentraciones altas de elementos indicadores pueden ser causadas por una

mineralización no económica o por procesos geológicos o geoquímicos no

relacionados con una mineralización. El término 'anomalía no significante' se

refiere a estas anomalías no relacionadas con un depósito mineral.




Otros factores de una anomalía geoquímica de importancia son el marco

topográfico y la asociación geológica.

En el caso de anomalías detectadas en suelos hay que tomar en cuenta, que

estos podrían ser desplazados de su substrato mineralizado por deslizamiento

del suelo (creeping en inglés). Solamente una anomalía detectada en un suelo

residual en terreno plano o sobre un cuerpo verticalmente inclinado puede

ubicarse directamente encima de un depósito mineral.

Anomalías hidromórficas se producen por la precipitación de material en lugares,

donde el agua subterránea alcanza la superficie, por ejemplo en un pantano (en

un orificio de desague = seep o shallowhole en inglés).

2.5.6.1. Tipos de anomalías geoquímicas

Anomaliasepigenéticas en las rocas de caja

Las anomalías epigenéticas se describe como aureolas químicas, mineralógicas

e isotópicas generadas por los procesos de mineralización, de escape y de

lixiviación de los elementos a través de los fluidos, que causan la mineralización

y que pasan por canales desde el cuerpo mineralizado hacia las rocas de caja.

Estas anomalías están superimpuestas a las rocas preexistentes y se ubican en

las rocas de caja de un cuerpo mineralizado. El desarrollo más extensivo de

anomalías epigenéticas se observa cerca de depósitos hidrotermales y canales

de transporte de fluidos. La viscosidad baja de los fluidos favorece su

penetración a lo largo de fracturas y por intersticios de la roca hacia la roca de

caja. Las anomalías epigenéticas están caracterizadas por cantidades anómalas

de elementos distribuidas cerca de canales hidrotermales, por la alteración

hidrotermal de minerales de las rocas de caja y la lixiviación de elementos en

sectores del corrido de los fluidos formadores de la mineralización. Factores, que

controlan la formación de las auroleas son entre otros los gradientes de

temperatura, el estado de oxidación de los iones involucrados, la movilidad de

los elementos participantes, los sistemas de fracturas, la permeabilidad y la

reactividad de las rocas.




Anomalía causada por difusión de elementos

Una aureola de difusión se genera por la difusión de metales disueltos por

fluidos intersticiales estacionares hacia la roca de caja de un cuerpo

mineralizado como una veta o un dique por ejemplo. Los metales disueltos

subsecuentemente son precipitados en o absorbidos por la roca de caja.

Los constituyentes disueltos en un fluido realizan movimientos atómicos al azar y

tienden a difundir hacia las regiones de concentración más baja. Debido a la

velocidad extremadamente pequeña de la difusión el efecto de difusión

normalmente es mucho menor en comparación con aquel de la infiltración. En

comparación con el efecto de un fluido moviéndose con una velocidad de

0,001mm/s (= 32m/año) por ejemplo el efecto de difusión es despreciable

(ROSE et al. 1979). En ausencia de un gradiente alto de presión o de una salida

hacia una zona permeable el fluido solo podrá pasar lentamente por los poros

finos y fracturas de la roca y el efecto de la difusión podría ser significante.

La naturaleza de una aureola formada por difusión y por absorción y

precipitación depende de los factores siguientes:

o Concentración del elemento difundiéndose desde su fuente: una

concentración inicial alta resulta en valores altos a lo largo de un perfil de

concentración trazado a partir de la fuente del elemento o es decir a partir

del cuerpo mineralizado hacia la roca de caja; una variación de la

concentración del elemento en la fuente también influye la difusión.

o Intervalo de tiempo, en que puede actuar la difusión: tanto más tiempo

disponible, tanto más extendida será la aureola de difusión.

o Naturaleza de reacciones con la roca de caja: en una roca de caja

reactiva se desarrollará una aureola pequeña, caracterizada por altas

concentraciones de elementos; en una roca de caja menos reactivo se

desarrollará una aureola de difusión más extendida con concentraciones

de elementos más bajas.




o Porosidad y permeabilidad de la roca de caja: una roca de caja con alta

porosidad y con poros conectados entre sí tiende a hospedar aureolas

más extendidas en comparación con una roca menos porosa.

o Valor de la constante de difusión característica para la especie química

(elemento, molécula) y para las condiciones químicas respectivas:

generalmente iones pequeños y temperaturas altas tienden a favorecer

aureolas grandes.

Anomalía de corrosión o de lixiviación

Un halo de corrosión (leakage en inglés) se causa por fluidos, que pasan por

vetas, fracturas y intersticios de la roca y cuyos metales disueltos

subsecuentemente son precipitados o absorbidos. Este tipo de transporte se

denomina infiltración, las anomalías resultantes se llama anomalías de corrosión

o de lixiviación.

La ubicación, las dimensiones y la intensidad de una anomalía de corrosión

dependen de los factores siguientes:

o Corrido del fluido mineralizado: Zonas de fracturas o de alta porosidad en

la roca figuran zonas permeables, que favorecen un recorrido rápido en

comparación al corrido a lo largo de bordes de granos o en poros de

rocas macizas. Normalmente el corrido de los fluidos hidrotermales está

dirigido hacia arriba debido a las presiones elevadas presentes en altas

profundidades, sin embargo no se excluye corridos horizontales o

dirigidos hacia abajo.

o Concentración de los elementos indicadores en el fluido mineralizado:

BARNES& CZAMANSKE (1967, en ROSE et al., 1979) estiman, que los

fluidos formadores de los depósitos de los metales básicos comunes,

contienen metales en rangos entre 1ppm y 1000ppm. En comparación las

aguas superficiales y subterráneas normalmente están caracterizadas por

concentraciones en Cu, Pb y Zn de aproximadamente 0,01ppm.




o Influencia de precipitación, absorción, intercambio iónico y de otros

procesos al transferir los elementos indicadores de su forma disuelta en el

fluido hidrotermal hacia una fase sólida en la roca.

o Prácticamente los dos efectos anteriormente descritos, la difusión y la

infiltración pueden contribuir a la formación de una anomalía.

o Distribución de los elementos por zonas en depósitos minerales

epigenéticos y en sus aureolas

o Los depósitos minerales epigenéticos y sus aureolas pueden ser

caracterizados por una distribución de elementos por zonas. Las

proporciones de pares de elementos varían gradual- y progresivamente

en función con la distancia o de la posición respecto al depósito mineral

debido a variaciones en las condiciones de deposición y en el fluido, que

genera la mineralización. Las proporciones de metales pueden proveer un

medio indicador para la dirección, en que la mineralización se ubica o se

vuelve mas rica, y un medio para distinguir las raíces de la mineralización

de anomalías, que superponen la mineralización.

Anomalías en suelos residuales

El objetivo del estudio geoquímico de suelos consiste en el reconocimiento de la

distribución primaria de elementos seleccionados en las rocas subyacentes. En

los suelos residuales generalmente la distribución primaria se expresa todavía

en forma relativamente clara, aún estará modificada por los efectos de varios

procesos superficiales. Algunos de estos procesos tienden a homogeneizar el

suelo y por consiguiente borrar la distribución primaria como entre otros la

helada, la actividad de plantas, la gravedad, la disolución local y la redeposición.

Otros procesos contribuyen a la formación de horizontes verticalmente

diferenciados o es decir favorecen la formación de un suelo. Otros procesos, que

tienden a borrar la distribución primaria, son la remoción de elementos mediante

la meteorización y la formación del suelo (corrosión por agua meteórica, ascenso

por plantas) y la adición de elementos (por deposición del agua subterránea,




adición de elementos provenientes de la desintegración de vegetación, por

polvos, elementos disueltos en agua meteórica).

Anomalías en 'gossan' y cubiertas afectadas por corrosión y lixiviación

'Gossan' se refiere a un producto de meteorización, que contiene Fe y que se

sitúa encima de un depósito de sulfuros. Se forma por oxidación de los sulfuros y

por la lixiviación del azufre y la mayoría de los metales dejando como únicos

remanentes hidróxidos de Fe (limonita por ejemplo) y raramente algunos sulfatos

(definición según BATES & JACKSON, 1984).

Capas de limonita residual y otros productos de meteorización de sulfuros de Fe

usualmente pueden figurar guías valiosas hacia menas en áreas caracterizadas

por meteorización profunda y cubiertas residuales. Desdichadamente se puede

confundir fácilmente los productos de meteorización de menas con aquellos de

rocas comunes. Los estudios de elementos trazas son útiles para distinguir entre

menas meteorizadas y los productos de meteorización de otras formaciones

geológicas como por ejemplo de pirita de formación hidrotermal o singenética o

de carbonatos de Fe.

Anomalías en agua

Una distribución anómala de elementos en aguas subterráneas y meteóricas se

denomina anomalía hidrogeoquímica. Como generalmente los elementos son

transportados en forma disuelta en las aguas naturales, los elementos más

aptos para la exploración geoquímica de aguas son los elementos relativamente

móviles.

Una aplicación muy existosa de la exploración geoquímica de aguas consiste en

la determinación de U en aguas subterráneas y meteóricas.

Anomalías en sedimentos de drenaje

A los sedimentos de drenaje pertenecen los sedimentos de manantiales, de

lagos, de llanuras de inundación, los sedimentos activos de corrientes de agua y




los sedimentos, que funcionan como filtros para el agua (seepagesediments en

inglés).

Los sistemas de drenaje a menudo parten de manantiales. Los sedimentos

situados en la cercanía de los manantiales y los sedimentos de filtración tienden

a exhibir anomalías apreciables y por consiguiente estos sedimentos son útiles

para una exploración geoquímica. Los sedimentos activos de corrientes de agua

incluyen material clástico y hidromórfico de los sectores de filtración, el material

clástico erosionado de los bancos de material detrítico situados en los lechos de

los ríos y de material hidromórfico absorbido o precipitado por el agua de la

corriente. Las anomalías desarrolladas en estos sedimentos activos pueden

extenderse varios diez de kilómetros con respecto a su fuente. Los estudios de

estas anomalías se utilizan frecuente- y preferentemente para lograr un

reconocimiento general. En el caso de los lagos se estudia los componentes

clásticos y el material absorbido o precipitado de los sedimentos. En áreas con

una alta cantidad de lagos como en el área del escudo precámbrico de Canadá

modelado por glaciares el estudio geoquímico de lossedimentos de lagos

puede ser el método más económico y efectivo para un reconocimiento

general.

2.5.7. Mineralización primaria y halo geoquímico secundario

Las prospecciones geoquímica y geobotánica se basan en el conocimiento, que

generalmente una mineralización primaria envuelve un depósito mineral y una

asociación secundaria de elementos químicos se forma durante la meteorización

y erosión del depósito mineral. El envuelto de la mineralización primaria y la

asociación secundaria de los elementos químicos pueden formar anomalías

geoquímicas.

El envuelto de la mineralización primaria, el halo geoquímico (aureola

geoquímica) o litogeoquímico primario puede corresponder a una alteración o a

una distribución por zonas. Las dimensiones de los halos varían de centímetros

a kilómetros en depósitos minerales grandes a varios cientos de metros y




kilómetros en distritos mineros. Por ejemplo a Tynagh y Navan en Irlandia las

zonas de contenidos anómalamente altos de zinc (Zn) se extienden 1 km con

respecto al depósito mineral y los halos de manganeso (Mn) se extienden más

de 10 km debajo y 300 m arriba del depósito mineral.

Los datos obtenidos pueden tener:

Componentes de fondo

Componentes anómalos

Métodos analíticos y sus aplicaciones

El método más común para realizar un estudio de reconocimiento es el análisis de

sedimentos de ríos, los métodos comunes para una investigación detallada son el

análisis de suelos y el análisis de rocas. En casos especiales se analizan vapor,

vegetación y agua.

La tabla siguiente compila los métodos principales (tipos de muestras geoquímicas) de

la prospección geoquímica y sus aplicaciones.

Método Elementos Aplicación y otros

Espectrometría de absorción

atómica

Au, Ag, Hg, Mo, Cu, Pb,

Zn, Sn y otros

Método muy común,

sobre todo adecuado

para el análisis de

soluciones acuosasColorimetría As, W, Mo, Ti

Fluorometría U

Espectrometría de emisión 70 elementos

ICP = Inductivelycoupled

plasma

50 elementos, por ej.

Ba, Mn, BRFX = Análisis de

fluorescencia de rayos x

Elementos

subordinarios menores,

óxidos

Adecuado para

análisis completos de

rocasAnálisis por activación

mediante bombardeo

neutrónico (NAA)

Au No destructivo




Microsonda Varios elementos Útil para detectar

cantidades pequeñas,

para determinar la

composición de Espectrómetro de masa U, Th y otros elementos

Fireassaying Au, Ag, Pt Prueba del fuego

2.6. PROSPECCION COMBINADA

Una metodología especial de observaciones en el campo y de elaboración del

material obtenido, y además, una prospección gravimétrica combinada con otros

métodos geofísicos (en particular con prospecciones magnética y eléctrica) y con

el sondeo. En los levantamientos de los yacimientos de minerales, la

interpretación cuantitativa frecuentemente da resultados valiosos, incluso hasta la

valoración de reservas minerales.

De la manera más amplia la prospección gravimétrica se utiliza en la búsqueda y

prospección de minerales de hierro, de cromitas, de yacimientos de calcopiritas y

polimetálicos.

Tenemos un ejemplo de prospección combinada gravimétrica con otras antes

mencionada.El estudio de yacimientos de cuarcitas ferruginosas puede dividirse

en tres etapas.

1. Delimitación de las áreas a que se extienden las rocas de formación de

minerales de hierro y estudio de la estructura general de la cuenca minera

ferruginosa.

2. Búsqueda, en los límites de estas áreas, de los yacimientos de los minerales

de hierro, lo cual se reduce al mapeo geológico de las capas de minerales de

hierro.

3. Búsqueda de minerales ricos.

El papel de la prospección gravimétrica en el complejo general de los métodos

geofísicos es distinto en las diferentes etapas.




Las tareas de la primera etapa son revelar las zonas de desarrollo de las rocas

de formación de mineral de hierro en regiones inexploradas, determinar la

extensión de estas zonas y apreciar aproximadamente el espesor para la

realización ulterior de las investigaciones; tareas que se resuelven por los

métodos de prospección magnética, ya que las cuarcitas ferruginosas poseen

una gran susceptibilidad magnética.

Mediante la prospección magnética, las cuarcitas ferruginosas se destacan con

bastante claridad por las anomalías locales solamente si yacen en forma de

potentes capas entre rocas de densidad homogénea. En la mayoría de los

casos, el espesor de las cuarcitas ferruginosas no es muy elevado, de unas

decenas o centenares de metros, y su efecto de gravitación es de décimas de

miligal, sin llegar a unos cuantos miligales en casos excepcionales. Por eso, el

levantamiento gravimétrico para las búsquedas directas de las cuarcitas

ferruginosas no se utiliza. En la primera etapa, la prospección gravimétrica se

utiliza para el estudio de la estructura general de los minerales de hierro

destacados por la prospección magnética, ya que la estructura bastante

compleja de plegamientos de la formación de mineral de hierro no siempre

encuentra la necesaria reflexión en el campo magnético.




En la resolución de este problema, los datos de la prospección gravimétrica son de

primordial importancia permitiendo no solo la deposición en el plano de los elementos

estructurales de la formación de los minerales de hierro, sino también apreciar la

profundidad a que se extienden. Como ejemplo veamos los resultados de los trabajos

de prospección gravimétrica y de prospección magnética en uno de los yacimientos

minerales de hierro.

En este caso mientras la prospección magnética se ha determinado los contornos

generales de la extensión de la formación de minerales de hierro, y basándose en las

investigaciones de prospección gravimétrica se han trazado los cortes (secciones) que

caracteriza la estructura de la formación de minerales de hierro según su extensión y

profundidad.




En la segunda etapa de las investigaciones se realiza un minucioso trazado de

las áreas de extensión de las cuarcitas ferruginosas, se estudian las particularidades

estructurales.

Figura 16: Mapeo de los estratos de cuarcitas ferruginosas mediante el levantamiento

bariométrico

Otro método combinado es el método Geo eléctrico.

Este método se trabaja a través de polarización inducida, que es un fenómeno

eléctrico que se manifiesta en el interior de medios materiales, sean en el dominio del

tiempo con tensiones de relajamiento a la interrupción en un flujo de corriente eléctrica

energizante, sea en el dominio de la frecuencia con una precisa ley de dispersión de la

resistividad eléctrica al variar la frecuencia de un flujo de corriente alterna energizante.

Es bien conocido que el fundamento sobre el cual se aplica este método se debe a que

algunas rocas o depósitos minerales no exhiben un potencial eléctrico propio.

Otra forma bajo la que se trabaja este método es la tomografía geoeléctrica, la cual

ha avanzado mucho en los últimos años. Se basa en una configuración del tipo Dipolo-

Dipolo generando modalidades 2D y 3D.

Consiste en obtener una serie de mediciones de resistividad aparente con un

dispositivo tetraelectródico definido y con una separación constante entre los electrodos

denominada “a”. Luego se va variando las distancias entre pares de electrodos emisor-




receptor por múltiplos de un valor entero denominado “na”, así el resultado final será un

corte con calicatas a varios niveles “n” de profundidad.

El dispositivo Dipolo-Dipolo posee la característica de presentar un gran poder

resolutivo ante la presencia de cambios geológicos laterales en el subsuelo, tanto

estructurales, fallas, diaclasas, fracturas, como litológicas y sedimentarias por ejemplo,

los paleocauces.

Los resultados se vuelcan en pseudo perfiles que muestran la distribución de las

resistividades aparentes mediante curvas de isoresistividad. Estas pseudosecciones

dan una primera idea de la existencia de “anomalías” y una estimación de su posición y

profundidad.

El método de Tomografía Geoeléctrica presenta una elevada resolución, sobre todo

lateral, permitiendo detectar discontinuidades laterales debidas por ejemplo a fallas,

fracturas abiertas o rellenas, alteraciones físico químicas de la litología, etc. La

cobertura areal es considerablemente que la que se logra con los métodos

tradicionales tales como los sondeos eléctricos verticales y similares.

A continuación se presentan algunos ejemplos de las gráficas que se obtienen.

Otras maneras de trabajar el método geoeléctrico son los sondeos eléctricos

verticales ylos sondeos eléctricos circulares. De los sondeos verticales su finalidad




es averiguar la distribución vertical de las resistividades de los diferentes estratos o

rocas en el subsuelo debajo del punto de investigación. Y los sondeos circulares que

son aplicados además en estudios geotérmicos y en la búsqueda de agua en la roca.

En equipo utilizado en el método geoeléctrico es muy variado, por ejemplo los equipos

para determinación de tomografía geoeléctrica.

Figura 17: Equipos que permiten medir resistividad eléctrica en el subsuelo a diferentes

profundidades dependiendo de la disposición geométrica en el suelo de los electrodos.

El dispositivo electrónico más usado es el denominado “Dipolo-Dipolo”, según

esquema.

La gráfica resultante de la prospección geoeléctrica a través del sondeo eléctrico

vertical, permite medir la distribución vertical de la resistividad eléctrica en el subsuelo,

por ejemplo un corte electro estratigráfico.




Figura 18: Corte electro estratigráfico, se construye con varios SEV relativamente alineados,

brinda información litológica, estructural e hidrogeológica

2.7. SEPARACION OPTICA ENTRE SECCIONES Y PERFILES

Es evidente que la cantidad de información acerca de los rasgos del subsuelo que

pueden deducirse de las mediciones geofísicas, será tanto mayor cuanto más

densa sea la red de estaciones o puntos de observaciones. El máximo se

información disponible corresponderá al caso de que las estaciones estén

infinitamente próximas unas de otras. Sin embargo, este ideal es irrealizable, tanto

por el tamaño finito de los instrumentos como razones económicas y prácticas.

Por consiguiente hay que buscar un equilibrio entre la cantidad de información

deseada y la cantidad de detalles que van a cartografiarse.

Figura 19: Densidad de estaciones en el sur del Perú




Es muy conveniente establecer las estaciones geofísicas sobre un cierto número de

puntos sucesivos situados sobre una serie de rectas paralelas (perfiles). Es ventajoso

elegir en los perfiles perpendiculares a las directrices geológicas conocidas o

supuestas es decir al rumbo de la intersección de la superficie terrestre en los estratos

inclinados.

Las condiciones geológicas tienden a ser uniformes sobre distancias relativamente

largas a lo largo del rumbo de las formaciones, pero varían considerablemente en

dirección perpendicular (en la figura) si los perfiles son normales al rumbo de las

formaciones, su distancia mutua puede ser grande, mientras que las observaciones

geofísicas se toman sobre cada una de ellos a intervalos relativamente pequeños.

Figura 20: Formaciones geológicas de diferente composición orientadas paralelamente

En la polarización inducida parte de la prospección geoeléctrica existen dos técnicas de

medición de la polarización inducida, la denominada del dominio del tiempo generada

mediante corriente continua y que permite la confección final de dos perfiles o pseudo

secciones de resistividad y de cargabilidad (M) respectivamente.




CONCLUSIONES

Un magnetómetro es un instrumento de alta precisión que mide la intensidad y, a

veces, también la dirección de un campo magnético con el análisis matemático

digitalizado para su resultado final.

Testificación geofísica de sondeo es caracterizar los materiales perforados

(formación) en un sondeo y/o el fluido presente. Esta caracterización se basa en

diferentes parámetros físicos medidos como: la resistividad eléctrica del material, la

velocidad de propagación de las ondas sísmicas o la temperatura y conductividad

del fluid.

Los métodos de energía geotérmica están basados en un estudio preliminar,

geológicos e hidrológicos, geoquímicos, geofísicos y de superficie, los más usuales

de la energía geotérmica son: el método gravimétrico, la prospección sísmica,

método geoeléctrico y la determinación de flujo de calor.

La prospección geoquímica es la aplicación de los principios y datos geoquímicos y

biogeoquímicos, con el fin de detectar yacimientos económicos de minerales,

petróleo y gas.

BIBLIOGRAFIA




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http://es.wikipedia.org/wiki/Geotermia


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