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Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Curso –Geología Minera , Docente

Wilver Morales Céspedes

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Los métodos geofísicos se basan en la respuesta que tienen las rocas en base a sus diferentes propiedades físicas frente a diferentes procesos físicos (propagación de ondas, diferencia de masa, campo magnético generado, resistividad eléctrica, cargabilidad eléctrica, etc).

Generalmente, estas propiedades dependen de la mineralogía de las rocas, por lo que en base a los minerales que uno busque detectar, se determinará el método a utilizar.

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Programación de una campaña de ProspecciónGeofísica Los métodos geofísicos son métodos indirectos de prospección o exploración por medio de los cuales 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 apreciablemente con respecto a su valor común o normal correspondiente a esa región o tipo de roca. En un caso favorable una anomalía geofísica corresponde a un depósito mineral. Curso –Geología Minera , Docente

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Clasificación de Métodos Geofísicos  Estáticos: miden distorsiones que se producen en algún campo de fuerza que no varía con el tiempo.( Mag. Grav).  Dinámicos : los campos que se miden varían con el tiempo (electromagnético, sísmico).  Relajación : son intermedios por ej: IP o sobretensión.  Los métodos magnéticos y electromagnéticos pueden ser adaptados para su aplicación desde el aire y todos salvo el gravímetro pueden emplearse en el interior de perforaciones. Curso –Geología Minera , Docente

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Pasos a seguir en una exploración geofísica     

Recoger información preliminar. Realizar una prospección de prueba. Estacado de la zona, con mapa topográfico. Mediciones de campo (hay que registrarlas en libretas). Confeccionan mapas geofísicos ( datos y su ubicación) en una planta, referida a una profundidad o a la superficie).  Curvas iso anómalas: los intervalos deben poner de manifiesto los rasgos principales de las anomalías.  Trazado de perfiles  Interpretación: a partir de las curvas de isoanomalías, o los perfiles de las anomalías. Siempre teniendo en cuenta la geología. Curso –Geología Minera , Docente

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Métodos Geofísicos usados en Minería

Método

Parámetro de Medición

Aplicación;.

Eléctricos

Resistividad-Potencial (Inducido y espontaneo)

Contrastes litológicos resistividades - fallasdiscordancias, zonas de alteración Detección de sulfuros

Magnéticos

Magnetismo

Detección menas de hierro Fallas, zonas demagnetizadas.

Gravimétricos

Diferencias de densidades

Domos de sal; intrusiones igneas.

Electromagnéticos

Contrastes en resistividades

Silicificaciones. Sulfuros masivos

(TEM) Magnetotelúricos

Contrastes en resistividades

Silicificaciones, zonas de falla y brechas.

(CSAMT) Radimétricos Curso –Geología Minera , Docente

Emisión radioactiva Detección de menas de partículas alfa ,beta y uranio gamma. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Método de resistividad eléctrica • Los métodos eléctricos son la modalidad de investigación geofísica más antigua y la utilizada por geólogos, geofísicos e ingenieros para distinguir y caracterizar el subsuelo. Los métodos eléctricos se basan en la medición de las propiedades eléctricas del subsuelo. Todos los materiales de la Tierra oponen resistencia al flujo de la corriente eléctrica. Esta propiedad se llama resistividad geoeléctrica, la cual nos permite diferenciar entre distintos materiales. Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Métodos Eléctricos • Los métodos geoeléctricos se dividen en dos tipos principales, pasivo y activo. •

En el primero se miden los potenciales eléctricos espontáneos existentes en el subsuelo producto de corrientes naturales provocadas por reacciones electroquímicas, gradientes de temperatura o fenómenos relacionados al movimiento de aguas subterráneas.

•

El método activo consiste en inyectar corriente en el subsuelo y medir luego la respuesta de éste a ese estímulo externo que estará condicionado por las propiedades geoeléctricas de las rocas investigadas.

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Método Geoeléctrico activo,  El método activo consiste en la inyección de corriente continua o de baja frecuencia en el terreno mediante un par de electrodos y la determinación, mediante otro par de electrodos, de la diferencia de potencial (A, B y M, N respectivamente).  La magnitud de esta medida depende, entre otras variables, de la distribución de resistividades en el subsuelo, de la presencia de minerales polarizables, de las distancias entre los electrodos y de la corriente inyectada. Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Potencial Inducido

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Los métodos Geoeléctricos activos se basan en tres fenómenos y propiedades asociadas con rocas:  Resistividad: determina la cantidad de corriente que pasa por una roca al aplicar una diferencia de potencial específica.  La actividad electroquímica: causada por los electrolitos que circulan en el subsuelo. Depende de la composición química de las rocas, y de la composición y concentración de los electrolitos disueltos en el agua subterránea que está en contacto con las rocas.  La constante dieléctrica: indica la capacidad del material rocoso de guardar carga eléctrica. Mide la capacidad de un material situado en un campo eléctrico de ser polarizado. Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Las dos propiedades eléctricas que se pueden medir a partir del método geoeléctrico activo son la resistividad y la polarización inducida.

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GEOELÉCTRICA (Resistividad y Polarización Inducida)

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MÉTODOS ELÉCTRICOS Se basan en el estudio de la conductividad (o su inverso, la resistividad) del terreno, mediante dispositivos relativamente simples: un sistema de introducción de corriente al terreno, y otro de medida de la resistividad/conductividad. Se utilizan para identificar materiales de diferentes conductividades: por ejemplo, los sulfuros suelen ser muy conductores, al igual que el grafito. También se utilizan mucho para la investigación de agua, debido a que las rocas que contienen agua se hacen algo más conductoras que las que no la contienen, siempre y cuando el agua tenga una cierta salinidad que la haga a su vez conductora.

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MÉTODOS ELÉCTRICOS

Los métodos eléctricos son un tipo de método geofísico, y constituyen pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno

Esta prospección tiene como objetivo determinar la resistividad eléctrica de las rocas que constituyen el subsuelo y su distribución Curso –Geología Minera , Docente

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SONDEO ELECTRICO VERTICAL (SEV) O

O

INTENTA DISTIGUIR O CONOCER LAS FORMACIONES GEOLOGIACAS QUE SE ENCUETRAN EN PROFUNDIDADES MENDIATE ALGUN PARAMETRO FISICO ESTE METODO ES MUY ANTIGUO PERO SE SIGUE UTILIZANDO DEBIDO A SU SENCILLES Y A LA RELATIVA ECONOMIA DEL EQUIPO NECESARIO SU FINALIDAD ES ABERIGUAR LA DISTRIBUCION VERTICAL EN PROFUNDIDAD DE LAS RESISTIVIDADES APARENTES BAJO EL PUNTO SONDEADO APARTIR DE MEDIDAS DE DIFERENCIA DE POTENCIAL EN LA SUPERFICIE.

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Resultados. Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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MÉTODOS ELECTROMAGNÉTICOS • Los métodos electromagnéticos son usados para medir la conductibilidad eléctrica de los materiales del subsuelo. • Se fundamentan en el supuesto de que en el subsuelo existe un cuerpo conductor de la electricidad que sometido a un campo magnético genera una corriente que a su vez crea un campo magnético secundario que permite su localización.

• En función del equipamiento utilizado, existen dos categorías: método electromagnético en el dominio del tiempo (TDEM) o de transmisor fijo (TF) y método electromagnético en el dominio de la frecuencia (FDEM) con transmisor móvil (TM). Curso –Geología Minera , Docente

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Las aplicaciones EM de este método son las siguientes: MEDIO AMBIENTE • Localización de bidones y/o depósitos enterrados • Detección de plumas de contaminación • Localización de servicos enterrados • Delemitación de vertederos ARQUEOLOGÍA • Localización de estructuras antiguas • Localización de cementerios • Vestigios ancestrales OBRA CIVIL • Localización de servicios conductores metálicos • Localización de servicios magnéticos • Detección de cavidades y fisuras del terreno Curso –Geología Minera , Docente

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Otras Aplicaciones de EM  Detección de fallas.

 Contactos y buzamientos entre capas de distinta conductibilidad eléctrica, determinación de profundidad y espesor de rellenos.  Detección de cuerpos conductivos (sulfuros masivos).  Detección de intrusiones salinas en acuíferos.. Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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MÉTODOS MAGNÉTICOS

Basados en la medida del campo magnético sobre el terreno. Este campo magnético como sabemos es función del campo magnético terrestre, pero puede verse afectado por las rocas existentes en un punto determinado, sobre todo si existen en la misma minerales ferromagnéticos, como la magnetita o la pirrotina. Estos minerales producen una alteración del campo magnético local que es detectable mediante los denominados magnetómetros.

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a): Campo magnético terrestre. b) Intensidad F del campo magnético en un punto de la superficie de la tierra resultante de una componente vertical y una componente horizontal Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Aplicaciones de Metodos Magneticos • • •

La búsqueda de minerales magnéticos como magnetita, ilmenita o pirrotina. La localización de minerales magnéticos asociados con minerales no magnéticos, de interés económico (Au, Ag ect).

•

La determinación de las dimensiones (tamaño, contorno, profundidad) de estructuras de zonas mineralizadas cubiertas por capas aluviales o vegetales.

•

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.

•

Frecuentemente se emplea el método magnético en la exploración para diamantes, que ocurren en chimeneas volcánicas de kimberlitas o lamprófidos. en los Estados Unidos, en la ex Unión Soviética y en Africa del Sur, Este y Oeste. Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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MÉTODOS GRAVIMÉTRICOS

Se basan en la medida del campo gravitatorio terrestre, que al igual que en el caso anterior, puede estar modificado de sus valores normales por la presencia de rocas específicas, en este caso de densidad distinta a la normal. El gravímetro es el instrumento que se emplea para detectar estas variaciones, que por su pequeña entidad y por la influencia que presentan las variaciones topográficas requieren correcciones muy detalladas, y por tanto, también muy costosas.

Esta técnica ha sido utilizada con gran efectividad en la detección de cuerpos de sulfuros masivos en la Faja Pirítica Ibérica. Curso –Geología Minera , Docente

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El objetivo principal de la gravimetría es medir anomalías en el campo gravitatorio de la Tierra causadas por cambios de densidad entre distintos materiales. Los datos de campo deben ser corregidos respecto a puntos de referencia de conocida gravedad. La correcciones serán respecto al tiempo, altura topográfica, posición geográfica, mareas y cercanía a grandes masas de roca

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Ejemplo de detección de cavidades mediante gravimetría:

Los colores azules representan zonas de menor gravedad desvelando la forma y la localización de la cavidad. Curso –Geología Minera , Docente

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Correcciones que se aplican en el método gravimétrico Corrección por Latitud  Al momento de analizar los resultados de valores de gravedad obtenidos a partir de una prospección gravimétrica en un sector de la superficie terrestre, se debe primero considerar el valor de referencia o “gravedad normal” o gravedad cero para ese lugar.  La gravedad normal para el ecuador es de 978031,8456 mgal, mientras que en los polos es de 983217,7279 mgal, es decir existe una diferencia de ~ 5,2 Gal o 5200 mgal entre el ecuador y los polos.  El valor de gravedad medido en el terreno debe ser corregido, restándole el valor de la gravedad normal calculado para ese lugar (basado en modelo terrestre elegido), obteniéndose el “valor reducido” Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Interpretación  Las diferencias locales de la gravedad están relacionadas directamente con la densidad de las rocas infrayacentes.

 Los domos de sal, los cuerpos de sulfuros masivos o cuerpos de cromita, las fallas, los anticlinales y las intrusiones ígneas son señalados generalmente por cambios en la gravedad.  Es necesario conocer el “contraste de densidad”, es decir la diferencia de densidad entre las rocas que provocan la anomalía y las rocas circundantes.  Las formas de las anomalías son comparadas con curvas teóricas originadas por masas de distintas formas, densidad y profundidad. Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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MÉTODOS RADIOMÉTRICOS Se basan en la detección de radioactividad emitida por el terreno, y se utilizan fundamentalmente para la prospección de yacimientos de uranio, aunque excepcionalmente se pueden utilizar como método indirecto para otros elementos o rocas. Esta radioactividad emitida por el terreno se puede medir o bien sobre el propio terreno, o bien desde el aire, desde aviones o helicópteros.

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METODO SÍSMICO La transmisión de las ondas sísmicas por el terreno está sujeta a una serie de postulados en los que intervienen parámetros relacionados con la naturaleza de las rocas que atraviesan. De esta forma, si causamos pequeños movimientos sísmicos, mediante explosiones o caída de objetos pesados y analizamos la distribución de las ondas sísmicas hasta puntos de medida estratégicamente situados, al igual que se hace con las ondas sonoras en las ecografías, podemos establecer conclusiones sobre la naturaleza de las rocas del subsuelo. Se diferencian dos grandes técnicas diferentes: la sísmica de reflexión y la de refracción, que analizan cada uno de estos aspectos de la transmisión de las ondas sísmicas. Es una de las técnicas más caras, por lo que solo se utiliza para investigación de recursos de alto coste, como el petróleo.

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Facultad de Ingeniería y Arquitectura O

Este procedimiento se funda en la diferente velocidad de propagación de las ondas vibratorias de tipo sísmico a través de diferentes medios materiales. Las mediciones realizadas permiten establecer que esa velocidad de propagación varía entre 150 y 2.500 m/seg en suelos, correspondiendo los valores mayores a mantos de grava muy compactos y las menores a arenas sueltas;

METODO SISMICO

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Refracción/Reflexión • El método de la Sísmica de Refracción y Reflexión se basa en la distribución de velocidades sísmicas originadas por una fuente artificial (golpeo o explosión sobre la superficie del suelo). La velocidad sísmica aumentará en aquellos materiales de mayor densidad permitiendo distinguir entre distintos tipos de materiales. Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Las aplicaciones de este método R/R son las siguientes: MEDIO AMBIENTE • Definición de zanjas y suelos de relleno • Delimitación y cubicación de vertederos GEOLOGÍA E HIDROGEOLOGÍA • Localización del nivel freático • Estratigrafía del terreno OBRA CIVIL • Detección de cavidades y fisuras en el terreno • Excavabilidad del terreno • Estabilidad de taludes Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Georadar • El Georadar o GPR es una avanzada tecnología no invasiva, es decir, sin la necesidad de perforaciones, catas o similares, que permite obtener una imagen del subsuelo pudiendo localizar servicios enterrados, estructuras geológicas, problemas relacionados con la geotecnia, vestigios arqueológicos, y contaminación de suelos y aguas subterráneas.). Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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Algunas de las aplicaciones de Georadar son: MEDIO AMBIENTE • Localización de bidones y/o depósitos enterrados • Detección de plumas de contaminación • Localización de servicos enterrados • Delemitación de vertederos GEOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE • Localización del nivel freático • Estratigrafía del terreno • Intrusión de aguas salobres y marinas ARQUEOLOGÍA • Localización de estructuras antiguas • Localización de cementerios • Vestigios ancestrales OBRA CIVIL • Localización de servicios enterrados metálicos y no metálicos • Detección de cavidades y fisuras del terreno • Control de mallazo metálico • Control del pavimento en carreteras • Fugas de agua • Patologías en la construcción Curso –Geologia Minera , Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes [email protected]

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La prospección geoquímica consiste en el análisis de muestras de sedimentos de arroyos o de suelos o de aguas, o incluso de plantas que puedan concentrar elementos químicos relacionados con una determinada mineralización.

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Tiene su base en que los elementos químicos que componen la corteza tienen una distribución general característica, que aunque puede ser distinta para cada área diferente, se caracteriza por presentar un rango de valores definido por un distribución unimodal log-normal, En otras palabras, la concentración "normal" de ese elemento en las muestras de una región aparece como una campana de gauss en un gráfico semilogarítmico.

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Sin embargo, cuando hay alguna concentración anómala de un determinado elemento en la zona (que puede estar producida por la presencia de un yacimiento mineral de ese elemento), esta distribución se altera, dando origen por lo general a una distribución bimodal, que permite diferenciar las poblaciones normal (la existente en el entorno de la mineralización) y anómala (que se situará precisamente sobre la mineralización)

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Así, las distintas variantes de esta técnica (geoquímica de suelos, de arroyos, biogeoquímica) analizan muestras de cada uno de estos tipos, siguiendo patrones ordenados, de forma que se consiga tener un análisis representativo de toda una región, con objeto de identificar la o las poblaciones anómalas que puedan existir en la misma, y diferenciarlas de posibles poblaciones anómalas que puedan ser una indicación de la existencia de mineralizaciones

El costo de estas técnicas suele ser superior al de las de carácter geológico, ya que implican un equipo de varias personas para la toma y preparación de las muestras, y el coste de los análisis correspondientes. Por ello, se aplican cuando la geología ofrece ya información que permite sospechar con fundamento la presencia de yacimientos

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Exploración minera se refiere al conjunto de actividades que conducen al descubrimiento, caracterización delimitación, y estimación del potencial de una concentración de sustancias minerales, que eventualmente pudieran dar origen a un proyecto de desarrollo minero.

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Pre exploración. Tiene por objeto determinar si una zona concreta, normalmente de gran extensión, presenta posibilidades de que exista un tipo determinado de yacimiento mineral. Esto se establece en función de la información de que disponemos sobre ese tipo de yacimiento y sobre la geología de la región de estudio. Suele ser un trabajo fundamentalmente de gabinete, en el que contaremos con el apoyo de información bibliográfica, mapas, fotos aéreas, imágenes de satélite, etc., aunque puede incluir alguna salida al campo para reconocer las zonas de mayor interés

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