GEOLOGÍA GENERAL - APUNTES

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.       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.



Tabla en preparación.         Campo de aplicación .-         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.