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jueves, 15 de septiembre de 2011

Métodos geofísicos aplicados a la minería

INTRODUCCION

Los metodos geofisicos constituyen una exelente herramienta cientifica para la exploracion de los recursos minerales, ya que permiten de una manera rapida y economica, definir caracteristicas de las estructuras geologicas mineralizadas de gran importabcia para la programacion de obras directas. La deteccion y posterior expñoracion de los yacimientos minerales exigen el conocimiento de la genesis, forma de emplazamiento de la mineralizacion, geometria y relaciones entre las diversas unidades litologicas involucradas.

Estas situaciones pueden discernirse con metodos geofisicos ya que, en general, las rocas han sufrido diversas alteraciones mineralogicas que les confieren propiedades fisicas constrastantes (densidad, conductividad electrica, susceptibilidad magnetica, propiedades elasticas, etc), que permitan la deteccion a profundidad desde la superficie.

La finalidad de la geofisica de exploracion, es la de separar zonasque aparecen como esteriles de las que presentan posibilidades de contener yacimientos economicamente explotables. Dicho de otra forma, la condicion necesaria para la deteccion de un yacimiento por medio de un metodo geofisico, es de que el mineral posea alguna propiedad fisica que resalte de la roca encajonante; estas propiedades fisicas pueden ser, la susceptibilidad magnetica, conductividad electrica y elasticidad entre otras.

Clasificacion de los metodos geofisicos

Metodos Estaticos.-Fundados en la deteccion y medida precisa de las distorciones que producen, sobre algun campo de fuerza, los yacimientos. La caracteristica escencial de tales metodos, es que los campos en cuestion, sean naturales o artificiales y que no varien con el tiempo. Ejemplos de campos de fuerzas naturales y estacionarios: Magnetico, Gravitatorio y Campo Electrico (Campo producido por una corriente electrica continua introducida en el terreno, es un ejemplo de campo estacionario artificial).

Metodos Dinamicos.-Los campos que se miden no son estacionarios sino que varian con el tiempo como por ejemplo el Potencial Natural (SP).

Metodos de Relajacion.-Son los metodos electricos que pueden considerarse intermedios entre los estaticos artificiales y los dinamicos artificiales. A esta categoria pertenecen los de Polarizacion Inducida y el de Sobretension.

Naturalmente ninguno de los metodos referidos puede considerarse como el "ideal" para la prospeccion minera, ya que cada uno tiene su propio campo de aplicacion, sus limitaciones y sus propias ventajas e inconvenientes, dandose el caso que los mejores resultados se obtienen mediante la combinacion de dos o mas metodos; ahora bien , la condicion necesaria para la deteccion de un yacimiento por medio de metodos geofisicoses que el objetivo a buscar (mineral, agua, etc) y la roca encajonante tengan un buen contraste en alguna de sus propiedades fisicas, si el mineral no tiene alguna propiedad fisica puede aplicarse a veces la prospeccion geofisica de un modo indirecto, siempre que la posea algun mineral o  formacion geologica asociada con el mineral buscado.

No hay reglas sencillas y de aplicacion general que permitan decidir si, dentro de una zona determinada, los metodos geofisicos pueden ser utilizables o no, por lo que cada caso en particular a de ser examinado cuidadosamente, por lo que siempre se debe de realizar un levantamiento de prueba antes de efectuar un levantamiento geofisico en forma sistematica, este estudio de orientacion o de prueba es con la finalidad de determinar los parametros que puedan resultar mas resolutivos.

Los metodos geofisicos se clasifican en:

-Metodos Magneticos

-Metodos Electricos y Electromagneticos

-Metodos Gravimetricos

-Metodos Radiometricos

-Metodos Sismicos

METODOS MAGNETICOS

La definicion de un iman es la de un objeto que experimenta una fuerza mecanicacuando se halla en la proximidad de una corriente electrica y que ejerce a su vez una fuerza mecanica opuesta sobre la corriente. El campo de fuerzas peculiar que rodea a las corrientes electricas, y evidentemente tambien a los imanes, se llama Campo Magnetico.

Ahora bien los minerales magneticos producen distorciones en el Campo Magnetico de la Tierra, las cuales pueden utilizarse para la localizacion de los yacimientos de Fierro (Fe). Aparte de esta aplicacion directa, los metodos  magneticos pueden aplicarse tambien para detectar formaciones mineralizadas como los yacimientos de sulfuros que obtienen Magnetita, Ilmenita o Pirrotita, tambien se aplica en la busqueda de yacimientos de Manganeso, Cromita y para la deteccion de accidentes geologicos, tales como fallas, contactos entre diferentes unidades litologicas, intrusiones, trampas estructurales para la busqueda de hidrocarburos, etc.

METODOS ELECTRICOS Y ELECTROMAGNETICOS

Metodo de Resistividad (Dominio del tiempo)

Este metodo se aplica en forma conjunta con el metodo de Polarizacion Inducida y se emplea en levantamientos de Semidetalle y Detalle. Con este metodo se mide la resistividad aparente (Oposicion de las rocas y minerales al paso de la corriente electrica), en funcion de esta caracteristica, es posible inferir la existencia de cuerpos mas resistivos o conductores que las rocas encajonantes.

Este metodo se aplica en dos grandes variantes como son los Sondeos Electricos Verticales (SEV) y Calicatas (tambien conocidas como perfiles).

Los SEVs se aplican para conocer las resistividades de estratos horizontales con el objetivo de buscar acuiferos, mantos mineralizados o estructuras geologicas de interes que presenten formas estratificadas horizontales y con poco buzamiento.

Las calicatas se emplean para la deteccion de cuerpos tipo vetiformes o bien cuerpos con cualquier forma, siempre y cuando no se comporten como estratos horizontales y que su resistividad sea contrastante con el medio encajonante.

METODOS DE POLARIZACION INDUCIDA (PI)

Este metodo se aplica en levantamientos de SemidetalleDetalle (Algunos kilometros), en levantamientos de detalle (algunos cientos de metros) y mide el efecto de Polarizacion Inducida en milisegundos.Anteriormente se aplicaba principalmente en la localizacion de yacimientos de sulfuros metalicos en forma diseminada  como Porfidos Cupriferos, yacimientos en Stock Work, etc., actualmente tambien se aplica en la prospeccion de estructuras tabulares que contengan sulfuros y en cuerpos masivos de Magnetita.

Particularmente este metodo se utilza en combinacion con el de Resistividad para localizar a profundidad la continuidad de vetas, asi como las zonas con mayor concentracion de sulfuros metalicos dentro de las mismas, zonas de alteracion, etc. Tambien con la aplicacion de este metodo se pueden efectuar interpretaciones semicuantitativas, que en algunos casos pueden definir la inclinacion, potencia y profundidad a la cima de los cuerpos mineralizados.

Dentro de las limitaciones se puede citar su costo relativamente elevado (con respecto a otros metodos geoelectricos) y que, cuando se tienen zonas arcillosas muy grandes, las  respuestas de los minerales metalicos polarizables son enmascarados por estas.

METODOS POTENCIAL NATURAL (SP)

Este metodo tambien conocido como Potencial Espontaneo, mide el campo natural de la Tierra y no necesita de fuente de alimentacion.

Estudia la distribucion de potenciales producidos en ciertas circunstancias por mineralizacion de sulfuros, oxidos  de fierro y otros cuerpos conductores. Este metodo se emplea siempre que los cuerpos mineralizados sean continuos y no sean horizontales. Los cuerpos productores de este fenomeno son:

a) Sulfuros y Oxidos (Pirita, Calcopirita, Pirolusita, Magnetita, Especularita, etc.)

b) Yacimientos de Casiterita y de algunos metales raros, siempre y cuando se encuentren asociados a sulfuros  metalicos conductores.

c) Antracita y Grafito.

d) Tambien es un metodo muy util en la busqueda de agua.

METODO DEL CUERPO CARGADO (MISS A LA MASS)

Este metodo se aplica en estudios de detalle para localizar la continuidad de cuerpos mineralizados como vetas, bolsadas, lentes, etc.

Una de las condiciones que se requiere es de que el cuerpo mineral a estudiar sea accesible de alguna manera (afloramientos, obras mineras,barrenos, etc), tambien es requisito de que sea buen conductor de la corriente electrica como son los sulfuros metalicos (Galena, Calcopirita, Argentita, Pirita, etc.) y algunos oxidos metalicos (Magnetita, Especularita, etc).

Ejemplo: con un barreno se corto un cuerpo de Magnetita. Aplicando corriente electrica directamente en el cuerpo mineral, es posible inferir su proyeccion en la superficie y eliminar la incertidumbre si correspondia al afloramiento principal.

METODOS ELECTROMAGNETICOS (TURAM)

Este metodo se basa en la teoria de Induccion de campos electromagneticos originados por el flujo de corrientes alternas a traves de cables (Transmisores)

Las mejores respuestas se obtienen cuando se presenta un contraste bastante fuerte en la conductividad entre la roca encajonante y la estructura mineralizada, especialmente cuando dichas estructuras mineralizadas no son horizontales y estan formadas por una mineralizacion masiva y homogenea de sulfuros metalicos. Tambien se obtienen buenos resultados  en la localizacion de cuerpos de Grafito y MAgnetita, asi como tambien en fallas con minerales arcillosos con humedad.

PROCESO DE EXPLORACION
EL PROCESO DE EXPLORACION  SE  REALIZA EN VARIAS ETAPAS  SUSECIVAS , LAS CUALES DE  ACUERDO AL OBJETIVO PLANTEADO SE  DIVIDEN EN:
 
*   SELECCIÓN DE AREAS,  ESTA ETAPA INCLUYE:
 
1 ) INTERPRETACION  DE  SATELITES.- INTERPRETACION DE LINEAMIENTOS QUE  REPRESENTEN  ESTRUCTURAS RELEVANTES, COMO SON  CUERPOS INTRUSIVOS, ZONAS DE DEBILIDAD (FALLAS), POSIBLES CHIMINEAS, CALDERAS COLAPZADAS, ETC.
 
2)  VUELOS  MAGNETOMETRICOS BAROMETRICOS.- ESTOS SON VUELOS A GRAN ALTURA (1,000 Mts.), Y NOS DEFINEN GRANDES ESTRUCTURAS QUE SE LOCALIZAN A GRAN PROFUNDIDAD, COMO SON  ESTOCKS INTRUSIVOS, ZONAS DE DEBILIDAD (GRANDES FALLAS GEOLOGICAS), CHIMINEAS, CALDERAS, ETC.
 
*  LEVANTAMIENTOS MAGNETOMETRICOS A SEMIDETALLE-DETALLE.- ESTOS VUELOS SON A BAJA ALTURA, Y DE CONTORNO (90 Y/O 50 Mts.), SOBRE LAS MACRO ESTRUCTURAS SELECCIONADAS A FIN DE DETECTAR DIPOLOS MAGNETICOS QUE NOS REPRESENTEN EN EL SUBSUELO CONCENTRACIONES DE MINERALNETICO (MAGNETITATAMBIEN SE PUEDE EFECTUAR UNA INTERPRETACION LITO-MAGNETICO-ESTRUCTURAL; CON ESTA METODOLOGIA SE INTERPRETAN LAS LITOLOGIAS EXISTENTES EN EL AREA (ROCAS INTRUSIVAS, ROCAS VOLCANICAS, ROCAS SEDIMENTARIAS, ETC), TAMBIEN LINEAMIENTOS QUE REPRESENTAN ZONAS DE DEBILIDAD (FALLAS),  STOCKS INTRUSIVOS, ETC.
 
* VERIFICACION DE ANOMALIAS.- ESTA ETAPA INCLUYE TRABAJOS DE  GEOLOGIA,  MAGNETOMETRIA TERRESTRE , METODOS ELECTRICOS  Y ELECTROMAGNETICOS, CON LA FINALIDAD DE CORROBORAR SI LAS ANOMALIAS AEREAS TIENEN INTERES DESDE EL PUNTO DE  VISTA ECONOMICO.
 
*   BARRENACION PILOTO.- ES LA ETAPA DE VERIFICAR SI LAS ANOMALIAS DETECTADAS SON CAUSADAS POR MINERALES MAGNETICOS DE RENDIMIENTO ECONOMICO.
 
*   BARRENACION EVALUATIVA.- ETAPA DE CONFIRMAR LA VIAVILIDAD ECONOMICA DEL POSIBLE YACIMIENTO. 





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