Apuntes Exploraciones Mineras

1. Introducción - Definiciones

Capitulo
1.1

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

Halita: Un mineral "no-metálico" importante en la minería.

Cobre nativo: No muy común

La galena: Una mena de plomo

Salitre: Uno de los recursos no-metalicos más importante en la minería 

véase también Apuntes Geología General "Geología Económica"

Introducción: Prospección y Exploraciones Mineras

1.1 Definición: Exploración y Prospección

Las palabras exploración y prospección no se usa siempre en forma "correcta", coherente. Cierto, ambas palabras significan "búsqueda" - búsqueda de un depósito mineral.

Según el 'Dictionary of Geological Terms', (BATES & JACKSON, 1984) exploración designa la búsqueda de depósitos de minerales útiles o de combustibles fósiles. En este diccionario no se distingue entre exploración y prospección. El término 'minerales útiles' se refiere a minerales económicamente valiosos. Algunos autores como HARTMAN (1987) diferencian exploración y prospección en lo que concierne su objetivo y a partir de este el principio de trabajo aplicado: el objetivo de la prospección es el reconocimiento general de un yacimiento mineral, la exploración está enfocada en un reconocimiento detallado del depósito mineral.

Modelos de depósitos minerales y de depósitos de combustibles fósiles igualmente se basan en las asociaciones minerales esperadas en distinta profundidad. Los guías a los depósitos minerales, los remanentes alteradas descubiertas en la superficie terrestre pertenecen a un sistema de entropía (grado de desorden o grado de mezcla) mayor en comparación al modelo. El modelo ubicado en cierta profundidad no aparece en la superficie terrestre hasta que recibe un impacto del ambiente superficial reciente.

Hoy día la prospección es un proceso largo y costoso debido a la complejidad de la situación geológica en las zonas mineralizadas. La alta demanda en recursos minerales por la industria exige al otro lado un profundo conocimiento de las fuentes, de los depósitos probables. Las leyes, los contenidos mínimos de los metales (Cu, Fe, Mo, etc) se han bajado considerablemente. Donde antes la ley de corte era 3,5 % de cobre (1950) actualmente (2014) se ubica alrededor de 0,4%. En la prospección las bajas leyes complican la búsqueda, ya no se "ve" el depósito con los ojos propios. Se detecta los depósitos por medio de anomalías geofísicas, geoquímicas o mineralógicas.




A parte de búsqueda de un depósito mineral se realizará durante de la prospección - más aún en la fase de exploración - una profunda valorización del área de interés. Esta valorización no incluye solamente factores geológicos, también factores sociales, politicos, geográficos, entre otros.

La prospección es finalmente la aplicación de conocimientos geológicos. Especialmente se requiere conocimientos profundos en:
● Geología general
● Mineralogía y Petrografía
● Depósitos Minerales
● Geología Estructural
● Geoquímica
● Geofísica
● Métodos del mapeo
... y mucho más.



1.2. Abundancia normal de los elementos en la corteza terrestre

A menudo se comparan la búsqueda de un depósito mineral con la búsqueda de una aguja adentro de un montón de heno. En el este de Canadá por ejemplo la probabilidad de descubrir un yacimiento mineral favorable para desarrollarlo es 1:1000 según una revista minera canadiense del año 1980 (The Mine Development Process, Anual Report, Placer Development Ltd., Vancouver, BC Canada, 1980).

En base de la abundancia normal de los elementos en la corteza terrestre se define el factor de enriquecimiento (concentration clarke en inglés) como el factor, conque se debe multiplicar la abundancia normal de un elemento (the clarke) en la corteza terrestre para obtener una concentración económicamente explotable. El cuttoff grade para un elemento (el límite inferior de la gestión económica) designa la concentración mínima de la mineralización, que todavía se puede explotar económicamente. Con el cuttoff grade variándose por la situación económica mundial o por otros factores variaría el factor de enriquecimiento asimismo. La abundancia normal de varios elementos químicos en la corteza terrestre,  se hallan en la tabla: Abundancia normal de los elementos químicos en rocas de la corteza terrestre, los cutoff grades y factores de enriquecimiento para algunos elementos químicos se encuentran en la tabla: 'Factores de enriquecimiento de algunos elementos' en el capítulo 'Método geoquímico'.



1.3. Concepto de la herencia

De vez en cuando durante la historia geológica los componentes de rocas y depósitos minerales entran en ambientes nuevos, donde algunos de sus aspectos se mantienen y donde algunas de sus propiedades mineralógicas cambian debido a las nuevas  condiciones geoquímicas. En este sentido las rocas y los depósitos minerales llevan una herencia. La presencia de una herencia y de una roca de partida es obvia en los depósitos de placeres, en depósitos supergénicos de sulfuros y en depósitos de uranio del tipo 'roll-front'. El término 'roll-front' se refiere a depósitos de forma curvada, no concordantes con respecto a las capas, que los albergan. En el caso de los depósitos de uranio de este tipo las rocas encajantes generalmente son areniscas. El uranio se disuelve debido a procesos de corrosión, es transportado y migra hacia abajo en los estratos de areniscas, donde el uranio se redeposita. (véase Depósito Tipo Roll Front)

Debido a los varios procesos geológicos, que pueden afectar una asociación de minerales generalmente la presencia de una herencia no es tan obvia como en este ejemplo arriba presentado. El depósito de plomo de Midbladen en Marocco da un ejemplo para una herencia menos evidente. Se constituye de zonas de galenita diseminada, de galenita diseminada y barita densa ubicada en cuerpos estratiformes de margas y pelitas del jurásico, de galenitas en vetas y de un conglomerado cretácico con 'pebbles' de barita. Las fases sucesivas de mineralización fueron confirmadas claramente por medio de estudios de los isótopos de plomo. En base de los estudios estratigráficos y estructurales los científicos pensaron, que la mineralización la más antigua proviene del Lias, pero estudios isotópicos indican, que probablemente se deriva de una mineralización aun más antigua.



1.4. Clasificación de los minerales y sustancias económicas

La clasificación siguiente de los minerales económicos se basa en su componente esencial y en su aplicación:

1. Menas metálicas
2. Depósitos no metálicos
3. Material energético


1. Menas metálicas incluyen

● menas de metales ferrosos como hierro, manganeso, molibdeno, wolframio
● metales básicos como cobre, plomo, cinc, estaño
● metales preciosos como oro, plata, platino
● metales radioactivos como uranio, torio, radio.



2. Depósitos no metálicos son:

● Fosfato (abono, agricultura)
● Carbonato potásico (K₂CO₃,potasa)
● Carbonato cálcico CaCO₃ (CaO₂ para la producción de cemento)
● Sal p. ej. la sal común cloruro de sodio NaCl, cloruro potásico KCl etc.
● Arcillas, útiles en aplicaciones industriales por ejemplo en la industria cerámica se utiliza un suministro de arcillas puras para la producción de porcelanas y arcillas de menor calidad para fabricar material refractorio, tuberías etc.. En general las arcillas formadas por la meteorización de granito o de pegmatita tiene alta utilidad, las arcillas constituyentes de las arcillolitas marinas corrientes no sirven para la producción de cerámica. rocas de las canteras, areniscas, gravas
● Salitre (nitratos de K o Na; agricultura)
● Guano (agricultura)
● Zeolitas (Industria química, detergentes)
● Liparita (tobas volcánicas; aislamiento térmico)
● Diatomita (Industria química, transporte de explosivos)
● Azufre (producción de ácido sulfúrico para celulosa, la vulcanización de caucho, en la pirotécnica)
● Asbesto (Contra incendio; pero actualmente sin actividad - altamente peligroso)
● Talco, un silicato magnésico hidratado (aplicación en industria y medicina)
● Diamantes (en la industria para coronas de perforación, para abrasivos, mineral precioso)
● Piedras preciosas como rubí, zafiro etc.
● Agua subterránea
● Agua termal, aguas industriales


3. Material energético incluye:

Carbón, petróleo, gas natural, lignito, arcilla bituminosa, arena asfáltica, lignito pardo, turba, metano en capas de carbón.

Tabla de la clasificación de los recursos:

1.5. La prospección y la exploración como fases en la vida de una mina

Se puede comparar las etapas de trabajo en una mina con las fases en la vida de una mina. Se distingue cinco fases:
1. Prospección
2. Exploración
3. Desarrollo
4. Explotación
5. Post-Explotación


La exploración y la prospección son fases estrechamente ligadas y a veces se las combinan, a menudo los geólogos se ocupan de ellas. El desarrollo y la explotación son las fases, que en general los ingenieros de minas realizan. Las fases están descritas en la tabla siguiente.


Tabla: Fases en la vida de una mina:

Figura: Fase de vida de un faena minera


En la primera fase, en la prospección se quiere lograr un reconocimiento general del área de interés, localizar una anomalía con las propiedades de un depósito mineral y reducir su tamaño. La prospección está enfocada en la búsqueda de las menas ubicadas relativamente cerca con respecto a la superficie aplicando los métodos directos e indirectos de prospección. Para la localización de un depósito mineral se aplica las fotos aéreas y las imágenes de satélite del área en cuestión, la topografía y los mapas estructurales correspondientes. Directamente se levanta y analiza los afloramientos de un depósito mineral y/o las rocas meteorizadas y/o alteradas, que pueden originar de un yacimiento mineral. En casos más complejos se lleva a cabo un levantamiento de la geología del área de interés como de las formaciones geológicas, de sus dimensiones y de su estructura. Se toma distintos tipos de muestras (método indirecto) como del agua de río, del suelo, de plantas o de rocas y se aplica en ellas los análisis del laboratorio adecuados como los análisis químicos en muestras de agua, los análisis petrográficos (por un micropolariscopio) y geoquímico (por ejemplo el análisis de fluorescencia de rayos X o el análisis por la espectrometría de absorción atómica) en muestras de rocas por ejemplo para obtener informaciones acerca de la calidad, la cantidad y la distribución de los elementos y/o los minerales de interés y acerca de la génesis de la mineralización. Estos métodos también pueden dar resultados en el caso de depósitos minerales descubiertos por ejemplo por una capa de aluviones.

Los métodos indirectos abarcan los métodos geofísicos y los métodos ya mencionados como el 'remote sensing', el muestreo y los métodos geoquímicos. Los métodos geofísicos sirven para detectar anomalías geofísicas, que pueden ser originadas por depósitos minerales. Los métodos geofísicos en parte son adecuados para el uso aéreo, superficial y subterráneo, como el método magnético, y se puede aplicarlos a partir de la superficie terrestre, a partir del mar o en una mina como el método sísmico.

La segunda fase, la exploración está enfocada en un reconocimiento detallado del depósito mineral descubierto en la fase de prospección. Ahora se delinean las dimensiones exactas y el enriquecimiento del depósito mineral principalmente por medio de los mismos métodos aplicados en la prospección, pero en un área reducida y claramente definida. Se realizan sondeos y mediciones geológicas y geofísicas en los pozos generados (borehole-logs). Se toman muestras representativas (esquirlas de la superficie, a lo largo de excavaciones, túneles o de perforaciones, rocas compactas) a través de una red de muestreo con espaciamiento mucho más angosta como aquel establecido en la prospección y se las analizan. Los métodos de exploración se aplican en la superficie y en el subterráneo. La fase de exploración se termina con un estudio de factibilidad ('feasibility study') en base del conjunto de datos obtenidos en las dos fases. A partir del estudie de factibilidad se puede decidir si se continuará con el desarrollo y la explotación del depósito mineral o si se abandonará este proyecto.

En efecto no existe un límite claramente definido entre la prospección y la exploración, muchos autores utilizan los dos términos como sinónimos. Pero la prospección se puede definir como la "primera búsqueda" de un depósito, donde el enfoque son anomalías (geoquímicas, mineralógicas), la prospección indica donde hay áreas de mayor interés económico, donde hay que seguir investigando. La transición entre prospección y exploración es el inició de una valorización definitiva del proyecto.

El siguiente diagrama corriente ilustra las vías de decisión posibles durante una campaña de prospección y exploración.




En este diagrama se aprecia, que la prospección apunta a un reconocimiento general de una región y que en la exploración se enfoca una investigación encauzada de un área claramente definida y más reducida con respecto al área cubierta en la prospección. En la prospección se desarrolla una estrategia (fases estratégicas), la exploración está caracterizada por las fases tácticas. Cada fase resulta en una evaluación del proyecto y con la decisión de continuar o terminarlo (de la evaluación regional a la evaluación del depósito mineral). Los varios tipos de decisiones se puede clasificar como sigue en decisiones:

● favorables (continuación del proyecto),
● inoportunas (proyecto congelado en este momento, pero posiblemente se vuelve favorable luego) y
● desfavorables (fin del proyecto).

En un proyecto complejo se toman las decisiones por computadores y por métodos especiales como 'the critical path method' (CPM).

Contenido

Apuntes - Geología
Contenidos Exploración Minera
1. Introducción

● Introducción

Roll front

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

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