Capitulo
1.6
Contenido página
Definición
Abundancia elementos
Concepto de la herencia
Clasificación
Sustancias
Fases en la vida
de una mina
Objetivos
de prospección
Método geológico
Método geoquímico
Métodos geofísicos
Historia
prospección
Remote Sensing
Prospección geotermal
En inglés se usa prospección para la primera etapa de la búsqueda de un depósito - la segunda etapa, en áreas ya conocidas se llama exploración
Prospección = reconocimiento general
Exploración = Reconocimiento más detallado
Mena:
Las masas de agregados minerales o rocas de las se puede extraer uno o varios
metales con beneficio económico.
Ganga: Sustancias minerales presentes en la mena que, al carecer de valor o utilidad, son eliminadas de acuerdo a especificaciones de mercado, con los medios técnicos disponible. (Cuarzo, calcita, baritina...)
Depósito Tipo Roll Front
Apuntes
Depósitos Minerales
Halita: Un mineral "no-metálico" importante en la minería.
Cobre nativo: No muy común
La galena: Una mena de plomo
Métodos geológicos
"Mapeos":
Levantamiento litológico
Levantamiento estructural
Anomalía:
Es un valor superior o inferior del valor normal, esperado. Pero no necesariamente
un valor de la magnitud de un depósito económicamente rentable.
A. Sieberg y B. Gutenberg
eran los sismólogos o geofísicos más cotizados en la época de los treinta
en Alemania. Gutenberg se quedó hasta hoy en la memoria por "su"
discontinuidad de Gutenberg, el límite entre manto y núcleo de la tierra.
Gutenberg desarroló con RICHTER la escala de Gutenberg-Richter, que actualmente
se conoce bajo el nombre "escala Richter". Poco años después Gutenberg
salió de Alemania y inició su carrera académica en los EE.UU.
Introducción (2): Prospección y Exploraciones Mineras
1.6. 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.
Comúnmente las áreas en consideración se disminuyen de 2500 - 250.000km2
en la primera fase a 2,5 - 125km2 en la segunda fase y la tercera
fase a 0,25 - 50km2 en la ultima fase (BAILLY, 1966). Un 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.
En lo siguiente se caracterizará los métodos de prospección/exploración
como el método geológico, los métodos geofísicos y geoquímicos y el 'remote
sensing'.
1.6.1. Método geológico
El método geológico es un método directo de prospección o exploración respectivamente
(levantamiento geológico y estructural en el terreno) y la base para todos
los demás métodos. Se constituye del levantamiento geológico y estructural
de la superficie, de los afloramientos y como posible del subsuelo (sondeos,
minas) en el área de interés. El levantamiento geológico en el terreno está
apoyado por los análisis petrográficos, mineralógicos y geoquímicos en el
laboratorio y por estudios estadísticos de los datos estructurales obtenidos
en terreno. Por medio del método geológico se logra un reconocimiento de
un depósito mineral en lo que concierne su estructura, su petrografía y
mineralogía y los procesos de formación del mismo.
En la prospección geológica una clasificación de los depósitos minerales
es indispensable. La clasificación siguiente (Fig. LEWIS & CLARK, 1964)
se basa en aspectos genéticos y económicos. En esta clasificación se supone
un origen magmático de los minerales. Se distingue los depósitos minerales
primarios, generados directamente por el magma, los depósitos minerales
secundarios formados por procesos de alteración, meteorización química y
mecánica y los depósitos minerales metamórficos, que se deben a un proceso
de metamorfismo.
Aquí: Apuntes mapeo y levantamiento
geológico
Para ver los depósitos minerales primarios, secundarios y metamórficos:
Aqui
Los depósitos minerales singenéticos se forman simultáneamente con las rocas
encajantes, los depósitos minerales epigenéticos se forman después de la
formación de las rocas de caja.
CALLAHAN (1982) nombra algunos ambientes muy prometedores para el descubrimiento
de un depósito mineral como discordancias erosivas, intrusiones, zonas de
enriquecimiento y de alteración, zonas de cabalgamiento, donde placas tectónicas
chocan, además depósitos estratiformes en vulcanitas y rocas sedimentarias
y la superficie límite entre el fondo de mar y el océano (lomos oceánicos).
1.6.2. 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 o es decir de líneas,
que unen los puntos o lugares de la misma concentración de un elemento.
En la prospección geobotánica, que usualmente se considera como una parte
de la prospección geoquímica se estudian la distribución y la asociación
de plantas y variaciones en el crecimiento vegetal.
También la geozoologia, que se ocupa de la observación y del análisis del
muestreo de mamíferos, aves, peces e insectos puede contribuir al reconocimiento
de un área mineralizada.
véase capitulo 3:
Geoquímica en prospección
1.6.3. Métodos geofísicos
Los métodos geofísicos son métodos indirectos de prospección o exploración
respectivamente. Por medio de los métodos geofísicos se puede identificar
una anomalía geofísica. El término anomalía geofísica se refiere a una propiedad
física de la tierra, que en un volumen definido difiere apreciadamente con
respecto a su valor común o normal correspondiente a esta área. En un caso
favorable una anomalía geofísica corresponde a un depósito mineral. Una
anomalía de gravedad puede ser causada por ejemplo por un depósito mineral
de cromita o por un cambio lateral en la litología de una arenisca a una
dunita (Fig. en preparación). Si la anomalía geofísica detectada por un
método geofísico está relacionada con un depósito mineral o con un otro
fenómeno geológico o físico, se comprueba aplicando otros métodos de prospección
como otros métodos geofísicos, el método geológico y el método geoquímico.
Un requisito para el uso eficaz de los métodos geofísicos es la presencia
de diferencias mensurables entre las propiedades físicas del depósito mineral
y las rocas encajantes.
La selección del método y de los métodos más convenientes para un área de
interés, donde se presumen la presencia de un depósito mineral, se funda
en todos los datos ya disponibles como los datos geológicos y físicos, en
el consumo de tiempo y en los costos y depende del avance del proyecto.
En la primera fase del proyecto se prefiere los métodos geofísicos, que
contribuyen al reconocimiento general de un área de interés, como los métodos
aéroportados, en una fase más avanzada se aplica los métodos a partir de
la superficie y del subsuelo y aquellos, conque se puede delinear el depósito
mineral ya descubierto como por ejemplo el método gravimétrico.
Los resultados de las mediciones geofísicas o es decir las variaciones encontradas
de una cierta propiedad geofísica se ilustra por medio de mapas y perfiles.
Estableciendo una red de estaciones de observación o trazando varios perfiles
paralelos se puede lograr un modelo tridimensional del subsuelo.
La tabla siguiente da una compilación de los métodos geofísicos principales
de prospección, de sus parámetros importantes, las propiedades físicas mensurables,
las causas principales para las anomalías, la eficaz de los métodos, sus
costos y los métodos de interpretación correspondientes a cada método.
véase: Métodos sísmicos,
Método magnético,
Método gravimétrico,
Métodos eléctricos
Campo de aplicación de la geofísica
Desde su introducción en los años 1920 los métodos geofísicos y entre ellos
los métodos sísmicos jugaron un papel muy importante en la exploración del
petróleo y de gas. Con respecto a la minería la aplicación de los métodos
geofísicos da resultados exitosos en la localización de dos tipos de depósitos
minerales: depósitos minerales de sulfuros, sean macizos o diseminados y
depósitos de hierro. Además se exploran otros depósitos por los métodos
geofísicos como depósitos de oro y de cromita pero con menos éxito.
Un depósito de sulfuros macizos de cinc, plomo y cobre que se constituye
principalmente de calcopirita, pirita, esfalerita y galenita (según EVANS,
1992) está caracterizado por alta conductividad, alta densidad y frecuentemente
por alta susceptibilidad magnética debido a la presencia de magnetita como
mineral huésped. Los métodos electromagnéticos, de resistividad y de polarización
inducida, el método gravimétrico y el método magnético son los métodos geofísicos
más aptos para detectar y delinear este tipo de depósito.
La polarización inducida es el método más potente para descubrir los pórfidos
cupríferos y de molibdeno con la asociación de minerales metálicos de calcopirita,
calcosina, bornita, molibdenita y pirita.
Los depósitos de hierro de importancia económica se constituyen de magnetita
y hematita. La magnetita tiene la susceptibilidad magnética más alta con
respecto a todos los minerales y su presencia en un depósito mineral de
hierro favorece la aplicación del método magnético. La hematita es de susceptibilidad
magnética mucho menor, pero a menudo esta relacionada genéticamente o estratigráficamente
con unidades litológicas con un contenido apreciable de magnetita. En estos
casos el método magnético sirve también para detectar la hematita. En los
pórfidos cupríferos del tipo diorita magnetita representa un mineral abundante,
cuya alta susceptibilidad magnética se puede aprovechar para detectar el
depósito mineral aplicando el método magnético.
Estos ejemplos ilustran el principio de la asociación. En el caso que la
ganga o un mineral de interés subsidiario de un depósito mineral se puede
detectar de manera más clara, primero se localizan la ganga o el mineral
subsidiario para luego descubrir el depósito mineral.
El acceso a los depósitos macizos de sulfuros poli metálicos ubicados en
chimeneas volcánicas en el fondo del mar todavía es difícil y requiere el
desarrollo de nuevos técnicos mineros y del transporte.
Historia de los métodos geofísicos de
prospección
Alrededor de 1640 la brújula magnética fue usada en la búsqueda de hierro.
Como primero instrumento especialmente apto para la exploración aproximadamente
110 años atrás apareció la brújula minera de sueca, cuya aguja magnética
está suspendida de tal manera, que puede rotar alrededor de su eje horizontal
y de su eje vertical. Entre 1915 y 1920 entre varios instrumentos para la
prospección magnética Adolf SCHMIDT desarrolló el variómetro, que lleva
su nombre y que todavía ocasionalmente está en uso. La Segunda Guerra Mundial
empujó el desarrollo de los magnetómetros aéroportados basándose en el principio
electromagnético, puesto que los utilizaron para la detección de submarinos.
Después de la guerra los magnetómetros aéroportados estuvieron disponibles
para la exploración. El magnetómetro nuclear apareció en 1955, el magnetómetro
de absorción atómica (con vapor de cesio y rubidio) en 1961 y entre 1960
y 1970 el gradiómetro magnético aéroportado.
En 1815 Robert Fox descubrió, que algunos minerales exhiben polarización
espontánea. Un siglo más tarde en 1913 Carl SCHLUMBERGER podia localizar
un depósito de sulfuros aplicando este método. Además introdujo los métodos
de resistividad y de la línea equipotencial aptos para aplicaciones en el
terreno. Durante la tercera década de este siglo 20 (1920 30) las configuraciones
de electrodos múltiples fueron aplicadas en la prospección y Hans Lundberg
introdujo los métodos electromagnéticos, que alrededor de 1947 fueron adaptados
para ser usados en aviones. Después de la Segunda Guerra Mundial los métodos
magnetotelúricos y de la polarización inducida aparecieron, además en este
tiempo se registra avances grandes en los métodos de interpretación, en
particular con respecto a los métodos magnéticos y electromagnéticos.
El origen de los métodos sísmicos aplicados en la exploración como los métodos
de refracción y de reflexión es la sismología o es decir la observación
de las ondas sísmicas generadas por un terremoto. Los tiempos de llegada
de las primeras ondas sísmicas generadas por un terremoto y detectadas en
varios observatorios sismológicos se utilizan para localizar el epicentro
del terremoto (proyección del hipocentro ubicado en la corteza terrestre
a la superficie terrestre, el epicentro se ubica en la intersección del
radio, que pasa por el hipocentro, con la superficie terrestre) y para hallar
el tiempo de origen de este terremoto. En base de estas informaciones se
puede presentar la distribución de las velocidades de las ondas sísmicas
en función de la profundidad de tal manera aclarando la estructura interna
de la Tierra. En 1909 el sismólogo MOHOROVIVIC de Yugoslavia descubrió el
límite entre la corteza y el manto, la llamativa discontinuidad de Mohorovicic
o sólo Moho, que está caracterizada por un aumento apreciable en la velocidad
de las ondas sísmicas p en una profundidad entre 5 (corteza oceánica) y
45 km (corteza continental). En 1913 GUTENBERG, nacido 1889 en Darmstadt/Alemania
calculó el valor correcto de la profundidad del núcleo de la Tierra (2900km)
con base en datos obtenidos por la sísmica de refracción.
Los métodos sísmicos de exploración fueron desarrollados a partir de la
exploración petrolífera y de gas desde los años 1920. En 1923 el método
de refracción fue introducido en la exploración petrolífera en México. Los
métodos de reflexión se emplean rutinariamente desde 1927 en la exploración
petrolífera (Maud field, Oklahoma) y ellos reemplazaron rápidamente los
métodos de refracción en este campo. Desde los años 70s casi no se emplean
los métodos de refracción en la exploración petrolífera.
1.6.4. Remote Sensing
'Remote Sensing' se traduzca con percepción o observación desde una distancia
larga o como la observación de estructuras ubicadas en larga distancia con
respecto al observador o detector respectivamente. La observación se realiza
a través de un detector, que no está en contacto directo con el objeto investigado
y que es sensible para las longitudes de onda electromagnética desde la
parte ultravioleta del espectro electromagnético hasta la región ocupada
por ondas cortas de radio.
'Remote Sensing' se ocupa de la producción, del procesamiento y de la interpretación
de fotos aéreas y de imágenes de satélite. La interacción entre la energía
electromagnética y la materia se determina por las propiedades físicas de
la materia y por las longitudes de onda electromagnética incidente y detectada. 'Remote
Sensing' se refiere a los métodos, que emplean energía electromagnética
como las ondas de luz, las ondas térmicas y las ondas del radio por ejemplo.
Además se aplican ondas sonoras (no son ondas electromagnéticas) en investigaciones
subacuáticas.
Las fotos aéreas y su interpretación marcan los inicios de 'remote sensing'.
Entre los años 1960 y 1970 las imágenes infrarrojas y la parte del espectro
electromagnético ocupada por las microondas fueron introducidas. Además
en esta década los primeros satélites fueron lanzados en órbitas. Hoy día
las imágenes de satélite anteriormente guardadas como secretos militares
son disponibles a la comunidad.
'Remote Sensing' se emplean para un reconocimiento general de un área, de
las fotos aéreas principalmente se pueden deducir informaciones acerca de
las formaciones geológicas, que afloran en la superficie terrestre y acerca
de la geología estructural, las imágenes de satélite dan informaciones similares
y además informaciones acerca de la composición de la materia de la superficie
terrestre.
1.6.5. Prospección geotermal
Otro método de prospección aún menos común es la prospección geotermal,
donde se determinan el gradiente térmico de la corteza terrestre. El método
es capaz de detectar una anomalía térmica, que podría ser relacionada por
ejemplo con rocas volcánicas jóvenes, con fuentes termales, con magmatitas
recién formadas o con zonas de alteración. Preferentemente se emplean la
prospección geotermal en la búsqueda de fuentes energéticas termales.
Los métodos de exploración y su aplicación están compilados en la tabla
siguiente.
Apuntes
- Geología
Contenidos Exploración Minera
1. Introducción
Introducción
●
Intro: Metodologías
Tabla de los métodos
Via de decición
2. Remote Sensing
3. Geoquímica en prospección
4. Métodos sísmicos
5. Método magnético
6. Método gravimétrico
7. Métodos eléctricos
Índice
Bibliografía
Relacionados
Depósitos
Minerales
Perfil y mapa geológica
Colección de Minerales
Los minerales más importantes
Minerales
mena por grupos
Geología
Económica
Depósitos No-metálicos
Uso de los minerales
Mapeo y levantamiento
en terreno:
Perfil
y mapa geológica
Introducción
El mapa
Antecedentes
Levantamiento
Mapeo en terreno
material suelto
morfología
vegetación
Diseño del mapa
limites geológicos
cronología
Generalizar
Uso de símbolos
leyenda de una carta
el titulo
Simbología litológica b/n
uso de colores por épocas
Ejemplos perfil y mapa,
limites,
cuaternario
disconformidades
Ejemplos pliegues
Terremotos en Atacama
Listado en general
Descripción 1851
de GILLISS
Treutler: Terremoto
Tres Puntas
Burmeister 1859
1859: Johnstone
en Henwood
Rojas: 1918 -
Rojas: 1922
Sieberg & Gutenberg (1922)
Páginas de Geología
Apuntes Geología General
Apuntes Geología Estructural
Apuntes
Depósitos Minerales
Colección de Minerales
Periodos y épocas
Figuras históricas
Citas geológicas
Exploración - Prospección
Módulo de Citas
Depósitos
Depósitos en el Mundo
Depósitos en Chile
Depósitos en Atacama
Bibliografía Depósitos Minerales
