Capitulo
5.3
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5.3 Reducción e interpretación de los datos
5.3 Reducción e interpretación de los datos
Efecto magnético vertical sobre cuerpos de modelo polarizados verticalmente
y enterrados en el subsuelo
A través de algunas formulas relativamente sencillas se puede describir
el efecto magnético vertical de cuerpos de modelo verticalmente polarizados
y enterrados en el subsuelo. Los diagramas siguientes presentan el efecto
magnético vertical ejercido por distintos cuerpos y mensurables en la superficie
terrestre en función de la distancia horizontal. Los cuerpos tienen distintas
composiciones (basalto y granito), diferentes contenidos en magnetita (basalto
de 7% de magnetita y granito de 1,5% de magnetita), diferentes radios (r
= 250m y r = 100m) y están situados en distintas profundidades (p = 400m
y p = 150m). Los dos diagramas superiores muestran el efecto magnético vertical
de cuerpos esféricos de la misma dimensión (r = 250m), situados en la misma
profundidad (p = 400m), pero de distintas composiciones y distintos contenidos
en magnetita. Las curvas resultantes tienen la forma de una campana (curva
de Gauss), el mismo ancho (= distancia entre los flancos) pero diferentes
máximos. Al cuerpo basáltico corresponde una curva con un máximo mucho mayor
en comparación a la curva generada por el cuerpo granítico. La diferencia
en los máximos de las curvas se debe a la susceptibilidad magnética más
alta del cuerpo basáltico con un contenido de 7% en magnetita en comparación
a aquella del cuerpo granítico, que contiene solo1,5% de magnetita. SLICHER &
STEARN (1929) mencionan las susceptibilidades magnéticas siguientes para
basaltos y granitos:
SLICHER, L.B. & STEARN, H.H. (1929): Geophysical Prospecting. - Am.
Inst. Mining Met. Engrs., Trans. en DOBRIN (1988).
Los próximos dos diagramas muestran, que un cuerpo situado en alta profundidad
con respecto a la superficie terrestre produce un efecto magnético vertical
menos intenso en comparación a un cuerpo de la misma dimensión y composición
ubicado en menor profundidad.
A partir de las curvas de Gauss (de forma de campana), que caracterizan
el efecto magnético vertical de algunos cuerpos polarizados verticalmente
y enterrados como de los cuerpos esféricos, cilíndricos y de placas de extensión
vertical mayor en comparación a su extensión horizontal se puede deducir
parámetros como la potencia del cuerpo y la profundidad de su limite superior.
● En el caso de una placa de extensión horizontal relativamente alta como
un manto por ejemplo la semianchura de la curva correspondiente a su efecto
magnético vertical indica la potencia horizontal de la placa.
● En el caso de una placa de extensión vertical mayor como un dique por
ejemplo la semianchura media de la curva correspondiente a su efecto magnético
vertical da la profundidad del límite superior de la placa.
Efecto magnético total sobre cuerpos
magnéticos enterrados en el subsuelo
Hoy día en la prospección magnética comúnmente se miden la componente total
del campo magnético. En el caso de un cuerpo magnético enterrado en el subsuelo
la componente total del campo magnético se constituye de las magnitudes
correspondientes al campo geomagnético y al campo magnético anómalo generado
por el cuerpo magnético enterrado y superponiendo el campo geomagnético.
El efecto magnético total ejercido por este cuerpo enterrado en el subsuelo
y mensurable en la superficie depende de la dirección del campo geomagnético
en el lugar de observación y de la imantación inducida en este cuerpo paralela
al campo geomagnético. Los modelos numéricos de los datos de la intensidad
total se diseñan usualmente por medio de computadores. Dependiendo de los
problemas geológicos en cuestión y de la capacidad del computador disponible
se realiza modelos de dos, de dos y media y de tres dimensiones.
Diseño de un mapa de isolíneas
Procedimiento recomendable para diseñar un mapa de isolíneas o de líneas
de isoflujo magnético modificado según un propósito de ARONEC, W de Exploration
Geophysics Field Manual, Cambrian College, Spring (1982).
Características de las isolíneas/líneas
de isoflujo magnético
● Una isolínea es la línea, que une varios puntos del terreno (varias estaciones
de observación) del mismo valor o de la misma intensidad.
● El intervalo entre dos isolíneas es la diferencia en el valor o en la
intensidad entre dos isolíneas adyacentes.
● El espaciamiento de las isolíneas es una medida del gradiente. Las isolíneas
con espaciamiento pequeño y denso (espaciadas densamente) expresan un gradiente
alto, las isolíneas con espaciamiento grande entre sí representan un gradiente
pequeño (véase fig. A). En este contexto gradiente se refiere a una variación
de un valor de una intensidad con respecto a la distancia.
● Las isolíneas cerradas ilustran extremos como altos (los valores incrementan
hacia el centro de la forma cerrada de las isolíneas) y bajos (los valores
decrementan hacia el centro de la forma cerrada de las isolíneas). Los bajos
se destacan por medio de dientes dirigidos hacia el centro de la forma cerrada.
● Una isolínea no puede cruzar otra.
En un mapa de isolíneas se emplea tres
tipos de líneas:
● Una línea puntada ancha para un intervalo de 5000gammas (véase fig. B).
● Una línea sólida ancha para los intervalos intermedios de 1000gammas.
● Una línea sólida fina para los intervalos de 200gammas.
En el caso de una distribución regular de los intervalos no se debe asignar
a cada línea su valor.
Se destaca las líneas de valores más altos y más bajos. En el caso de los
bajos se marca las líneas con dientes dirigidos hacia la dirección, en que
tienden a bajar los valores (véase fig. C).
Construcción de una isolínea por interpolación
La construcción de una isolínea por interpolación está ilustrada en la figura
D.
El intervalo mínimo razonable, que se
emplea en el mapa depende de los factores siguientes:
● La diferencia en el valor o la intensidad de dos líneas adyacentes debe
sobresalir el error inherente en los datos.
● La escala.
● Los gradientes máximo y mínimo del área en cuestión.
Por ejemplo se mide con un magnetómetro con una precisión de 20gammas a
lo largo de perfiles paralelos con espaciamiento de 50m con respecto a las
direcciones Norte y Este y en un área con un gradiente medio de 100gammas/100m.
Se presenta los resultados en un mapa de escala 1:10000. ¿Qué intervalo
entre dos isolíneas usted elegiría? Repuesta: 50gammas o más. Con un intervalo
de 50gammas y un gradiente de 100gammas/100m se obtiene 2 isolíneas en 1cm
de la mapa (= 100m de la naturaleza). Por ejemplo se mide con un magnetómetro
con una precisión de 20gammas a lo largo de perfiles paralelos con espaciamiento
de 50m con respecto a las direcciones Norte y Este y en un área con un gradiente
medio de 200gammas /100m. Se presenta los resultados en un mapa de escala
1:10000. ¿Qué intervalo entre dos isolíneas usted elegiría? Repuesta: 100gammas
o más, para evitar un espaciamiento demasiado denso. Con un intervalo de
100gammas y un gradiente de 200gammas /100m se ubican 2 isolíneas en 1cm
de la mapa (=100m de la naturaleza). Por ejemplo se mide con un magnetómetro
con una precisión de 20gammas a lo largo de perfiles paralelos con espaciamiento
de 50m con respecto a las direcciones Norte y Este y en un área con un gradiente
medio de 20gammas/100m. Se presenta los resultados en un mapa de escala
1:100000. ¿Qué intervalo entre dos isolíneas usted elegiría? Repuesta: 100gammas
o más, para evitar un espaciamiento demasiado denso. Con un intervalo de
100 gammas y un gradiente de 20gammas/100m 2 isolíneas caen en 1 cm de la
mapa (=1km de la naturaleza).
En las exploraciones mineras se cuenta con instrumentos apenas ajustados
y errores humanos resultando en errores mínimos de 20 a 40gammas. Por esto
la diferencia de la intensidad entre dos isolíneas debería ser igual o mayor
a 100gammas.
Propuestas prácticas para el diseño de
un mapa de isolíneas magnéticas
Un mapa de isolíneas magnéticas debe ser construido nítidamente y claramente
y simplificado para entregar la cantidad más alta posible de informaciones
sin generar confusiones o ambigüedades. Si el mapa de anomalía es bien legible
e interpretable en ausencia de isolíneas intermedias, se recomienda no presentar
las isolíneas intermedias. En el caso que las distancias entre las isolíneas
intermedias son tan pequeñas que no se puede distinguir una de la otra y
que no se puede identificar sus valores, se debe renunciar a las isolíneas
intermedias.
Diseños de una anomalía
En la exploración magnética realizada en la corteza terrestre generalmente
se mide continuamente y completamente o se mide a lo largo de un perfil
y en perfiles paralelos con un espaciamiento constante, es decir se mide
en intervalos regulares. En el último caso la posición y la forma de una
anomalía magnética levantada se aproxima a la posición y la forma de la
anomalía real. El procedimiento de acercarse a los parámetros reales de
una anomalía o es decir de diseñar una anomalía puede ser mecánico empleando
partes proporcionales o por interpolación o extremadamente interpretativo
utilizando isolíneas paralelas o equidistantes. A menudo la diferencia entre
estos dos tipos de diseñar una anomalía es graduada. Utilizando isolíneas
paralelas y equidistantes se debe enfocar su atención a la existencia de
anomalías atractivas no completamente definidas por la información disponible,
que se basa en una red de estaciones de observación con cierto espaciamiento.
Por medio de otros datos geofísicos y/o geológicos se podría comprobar la
interpretación de los datos magnéticos. Tales evaluaciones sucesivas se
aplican comunmente en la prospección geofísica minera.
Ejemplos de anomalías
En el caso que no se puede definir claramente la forma de una anomalía magnética
y en presencia de conductividad ya detectada y diseñada se orienta el eje
de la anomalía magnética en la misma dirección como el eje de la anomalía
conductiva o como otras estructuras geofísicas o geológicas ya conocidas.
Las estructuras causantes de anomalías magnéticas a menudo están paralelas
entre sí como un sistema de diques paralelos con alto contenido en magnetita
por ejemplo. Frecuentemente se puede localizar una anomalía conductiva al
mismo lugar, en la misma orientación y de forma parecida como la anomalía
magnética. En el caso de varias estructuras paralelas causantes de anomalías
magnéticas se trata distinguir estas y diseñarlas separadamente.
En el caso que los conductores eléctricos se ubican en los flancos de una
anomalía magnética, se distingue entre la anomalía magnética central y las
anomalías magnéticas asociadas con anomalías conductivas formando los flancos
de la anomalía magnética central. Por ejemplo un cuerpo de peridotita (roca
plutónica de olivino y piroxeno) está rodeado por sulfuros de alto contenido
en pirotina (Fe1-xS). El cuerpo de peridotita genera la anomalía magnética
central y los sulfuros producen las anomalías magnética y conductiva ubicadas
en el hombro de la anomalía magnética central.
En áreas de gradientes de intensidad magnética bajos se trata de delinear
tendencias lógicas delineando la anomalía a partir de los valores más altos
presentes. Este método se emplea especialmente en el caso que un cuerpo
conductivo está orientado en la misma dirección como el alto magnético y
se utiliza isolíneas intermedias.
Ejemplos de aplicaciones del método magnético
Una aplicación geológica es el levantamiento de tendencias estructurales
del basamento cubiertas por una capa de sedimentos sueltos o compactados
y el levantamiento de rocas ígneas y metamórficas ubicadas en una profundidad
somera cubiertas por la vegetación o una capa aluvial. Una lineación delineada
por los contornos de isolíneas magnéticas puede reflejar por ejemplo el
rumbo del eje de un cuerpo intrusivo longitudinal o los planos de fallas
grandes en la topografía del basamento. En un área caracterizada por una
geología superficial bien expuesta se puede elaborar un mapa geológico con
un esfuerzo mínimo, de modo que se combinan los datos geológicos obtenidos
de algunos pocos afloramientos distribuidos irregularmente en terreno con
las tendencias aeromagnéticas observadas. En este caso los datos magnéticos
pueden justificar una interpolación de los pocos datos geológicos.
Sin informaciones adicionales normalmente no es posible distinguir si una
anomalía magnética observada se debe a un relieve estructural o a una variación
litológica lateral.
Principalmente el método magnético se aplica en las exploraciones mineras
con los objetivos siguientes:
● La búsqueda de minerales magnéticos como magnetita, ilmenita o pirotina.
● La localización de minerales magnéticos asociados con minerales no magnéticos,
de interés económico como minerales indicadores.
● La determinación de las dimensiones (tamaño, contorno, profundidad) y
estructuras de zonas mineralizadas cubiertas por capas aluviales o vegetales.
Exploración magnética para menas de Fe
La mayoría de la producción de Fe (aproximadamente 90%) se explota de depósitos
de origen sedimentario de composición primaria oolítica y silícea. Lo demás
se extrae de depósitos de origen magmático con minerales de Fe de origen
magmático o con minerales de Fe residuales después de la meteorización de
las demás componentes de las rocas magmáticas.
Los depósitos de Fe asociados con rocas magmáticas frecuentemente están
caracterizados por un cociente magnetita/hematita alta y en consecuencia
pueden ser detectados directamente por las mediciones magnéticas.
Las taconitas son depósitos de Fe de origen sedimentario. Su carácter magnético
depende de su estado de oxidación, puesto que la magnetita se descompone
por la oxidación. Las taconitas oxidadas son mucho menor magnéticas en comparación
con las taconitas no oxidadas. Con el método magnético se podían ubicar
las zonas de taconitas no o poco oxidadas, que por su procesamiento más
fácil son más favorables para la explotación.
Por el método magnético se puede localizar depósitos de Fe cubiertos por
otras formaciones geológicas y situados en cierta profundidad en la corteza
terrestre como por ejemplo los rellenos hidrotermales de fracturas cerca
de Pea Ridge Mountain, Missouri, que se descubrieron por medio de sondeos
realizados a lo largo de una anomalía magnética de forma longitudinal.
Exploración magnética para otros minerales
Por su asociación con minerales magnéticos como magnetita y pirotina minerales
no magnéticos como los metales básicos níquel, cobre y oro por ejemplo pueden
ser detectados por el método magnético. Frecuentemente se emplea el método
magnético en la exploración para diamantes, que ocurren en chimeneas volcánicas
de kimberlitas o lamprófidos . Por su contenido en magnetita e ilmenita
se puede localizar estas chimeneas con el método magnético. Se han encontrado
las chimeneas de kimberlitas en los Estados Unidos, en la república soviética
antigua y en Africa del Sur, Este y Oeste.
Exploración magnética para hidrocarburos
En la búsqueda de petroleo y gas natural se emplea el método magnético para
determinar la geometría (extensión, dimensión y potencia) de cuencas sedimentarias,
que pueden atrapar los hidrocarburos. En base de los resultados magnéticos
se puede planificar y colocar más precisamente los perfiles sísmicos mucho
más costosos en comparación al método magnético.
Exploración magnética para fuentes termales
El método magnético contribuye a la localización de la isoterma de Curie,
que debajo de áreas con actividad termal está elevada en comparación a otras
áreas.
Comparación de los métodos magnético
y gravimétrico
El método magnético de exploración tiene algunos aspectos en común con el
método gravimétrico. Los dos métodos hacen uso de campos de potenciales,
detectan anomalías causadas por variaciones en las propiedades de las rocas,
que constituyen los primeros kilómetros de la superficie terrestre y los
dos métodos tienen aplicaciones similares en la exploración petrolífera.
A través de los datos gravimétricos se asigna densidades, a partir de los
datos magnéticos se asigna susceptibilidades magnéticas y la imantación
remanente a rasgos definidos por la sísmica. Combinando los resultados magnéticos,
gravimétricos y sísmicos se puede obtener informaciones acerca de la litología,
que son de alta importancia en la evaluación de proyectos de prospección
petrolífera.
En lo que concierne la interpretación el método magnético es más complejo
en comparación al método gravimétrico. La intensidad magnética tiene magnitud
y dirección y depende de la susceptibilidad magnética y de la imantación
remanente de la roca. La fuerza magnética puede atraer o repulsar algo.
Los efectos magnéticos pueden ser causados por componentes de poca abundancia
en una roca. En el caso del método gravimétrico la masa, que determina la
gravedad, solo tiene magnitud y depende de la densidad. La fuerza gravitatoria
es atractiva. Generalmente los efectos gravitatorios originan de los constituyentes
principales de una roca.
Apuntes
- Geología
Contenidos Exploración Minera
1. Introducción
2. Remote Sensing
3. Geoquímica en prospección
4. Métodos sísmicos
5. Método magnético
5.1 Fundamentos
teóricos
5.2 Magnetómetros
●
5.3 Los datos
6. Método gravimétrico
7. Métodos eléctricos
Índice
Bibliografía
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
