TEMA:
Cajamarca, Noviembre del 2013
INTRODUCCIÓN
Los métodos geofísicos aéreos son métodos que permiten el desc de scub ubri rim mie ient ntoo de nu nume merrosos yac aciimi mieent ntoos, gra raci ciaas a la obt bten enci cióón de datos magnéticos y espectrométricos, que permiten realizar estudios geológicos estructurales, identificación de áreas con alteración hidrotermal, e identificación de emplazamientos de mineralizaciones. Por medio de los métodos geofísicos se puede identificar una anomalía geofísica el cual se refiere a una propiedad física de la tierra, que en un volumen definido difiere apreciadamente con respecto a su valor común o normal corr co rres espo pond ndie ient ntee a es esta ta ár área ea..
INTRODUCCIÓN
Los métodos geofísicos aéreos son métodos que permiten el desc de scub ubri rim mie ient ntoo de nu nume merrosos yac aciimi mieent ntoos, gra raci ciaas a la obt bten enci cióón de datos magnéticos y espectrométricos, que permiten realizar estudios geológicos estructurales, identificación de áreas con alteración hidrotermal, e identificación de emplazamientos de mineralizaciones. Por medio de los métodos geofísicos se puede identificar una anomalía geofísica el cual se refiere a una propiedad física de la tierra, que en un volumen definido difiere apreciadamente con respecto a su valor común o normal corr co rres espo pond ndie ient ntee a es esta ta ár área ea..
Los métodos geofísicos aéreos constituyen una excelente herramienta científica para la exploración de los recursos minerales, ya que permiten de una manera rápida y económica, definir características de las estructuras geológicas mineralizadas de gran importancia para la programación de obras directas. La detección y posterior exploración de los yacimientos minerales exigen el conocimiento de la génesis, forma de emplazamiento de la mineralización, geometría y relaciones entre las diversas unidades litológicas involucradas, en una cierta zona regionalizada. Estas situaciones pueden discernirse con métodos geofísicos ya que, en general, las rocas han sufrido diversas alteraciones mineralógicas que les confieren propiedades físicas contrastantes (densidad, conductividad eléctrica, susceptibilidad magnética, propiedades elásticas, etc.), que permitan la detección a profundidad desde la superficie.
OBJETIVOS
PRINCIPAL:
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ESPECÍFICOS Determ Dete rmin inar ar la im impo port rtan anci cia a de lo loss mé méto todo doss ma magn gnét étic icos os.. Especificar sobre que materiales se pueden usar los métodos mét odos aerom aeromagné agnéticos ticos.. Expl Ex plic icar ar el mé méto todo do AF AFM MAG AG.. Definir los métodos radiométricos y su importancia en la búsque bús queda da de yac yacimi imient entos os ec econó onómic micos. os.
7.1. INTRODUCCIÓN.
La exploración geofísica aérea ha permitido el descubrimiento de numerosos yacimientos, gracias a la obtención de datos magnéticos y espectrométricos 7.1. INTRODUCCIÓN.
Las dos técnicas comúnmente empleadas son : - Magnetometría aérea: Utilizada
para detectar anomalías del campo magnético gracias a la identificación de zonas desmagnetizadas y vetas auríferas de gran importancia en las actividades petrolíferas y mineras. - Espectrometría aérea de rayos gamma: Esta técnica de teledetección aporta información geoquímica de relevancia en la prospección minera y el mapeo geológico.
Ejemplo
El diseño en la adquisición Aéreo geofísica ejecutado por el SEGEMAR se ajustó a un cubrimiento de tipo regional: El espaciamiento entre líneas de vuelo: 1000 m Altura nominal de 120 m En topografía escarpada de vuela siguiendo una superficie ajustada a la topografía (smooth drape).
cobertura país Completado: 691.130 km lineales Espaciamiento de lineas: 1km Altura nominal: 100-150 m •
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Cobertura geofísica Santiago del estero- Córdoba- San Luis-La Rioja Levantamiento con espaciamiento 1 km. Levantamiento con espaciamiento de 500 m. Digitalización de datos magnéticos YPF •
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•
Separación de líneas de control: 5000 metros.
Datos relevados: • • •
Magnéticos Espectrométricos gamma multicanal (U-Th-K) Modelo de elevación digital del terreno.
Desde que se realizaron los primeros estudios aeromagnéticos a principios del siglo pasado en globos aerostáticos (Heiland, 1963) se han reportado avances en la instrumentación y plataformas de observación que han permitido utilizar las nuevos métodos en una gran variedad de situaciones y objetivos. Los estudios aeromagnéticos se han usado de manera intensiva en el estudio de regiones volcánicas en gran parte del mundo (e.g., Hagiwara, 1965; Finn y Williams, 1987; Hildenbrand et al, 1993; Gibson and Milligan, 1998; Fedi et al., 1998; López – Loera y Urrutia – Fucugauchi, 1999; Okuma et al, 2009; López – Loera et al., 2010), en donde han demostrado su utilidad para delinear las estructuras volcánicas y su gran potencial.
El procesamiento de la información aeromagnética ha tenido un gran avance gracias al desarrollo de programas computacionales y algoritmos que facilitan el manejo de gran cantidad de datos y la utilización de procesos y filtrados que permiten eliminar o resaltar rasgos que facilitan la interpretación, pudiendo observar la información de fondo, relacionada con la estructura, y eliminando ruido superficial de una manera relativamente fácil y rápida.
El principio del magnetómetro se descubrió en Austria hace unos 70 años. Se utilizó para la detección de submarinos desde el aire y después de la II guerra mundial, se desarrolló para la búsqueda de minerales magnéticos. Mapa de la intensidad del campo magnético total reducida al polo (RTP) de la zona de El Tranquilo, provincia de Santa Cruz-Argentina
Las aplicaciones del método magnético son en primer lugar, para la prospección de minerales magnéticos como son la magnetita, pirrotita y la cromita, entre otros. En segundo lugar para preparar nuevas zonas en busca de posibles yacimientos petrolíferos, antes de la aplicación de procedimientos más caros. El método Aero magnético permite calcular la profundidad del basamento respecto a la altura de vuelo fijada y por lo tanto determina la magnitud de los espesores sedimentarios que es un dato importante para poder evaluar la posibilidad de encontrar hidrocarburos.
El procedimiento más común es remolcar el magnetómetro en el extremo de un cable con longitud de 24 a 30 m, distancia a la cual es despreciable el efecto magnético del avión.
En la elaboración de la carta de campo total del servicio geológico Mexicano se empleó el magnetómetro G-822ª de Geometrics, diseñado para estudios de magnetometría aérea.
Ilustración 2: Magnetómetro G-822A de Geometrics
ALTURA DE VUELO Cuando una misma área es explorada desde varias alturas, los perfiles y mapas magnéticos obtenidos a bajas altitudes presentan anomalías magnéticas más definidas y mejor resueltas que los hechos a mayores alturas.
a mayores alturas el efecto de cualquier cuerpo magnético se atenúa en amplitud y se distribuye sobre un área más extensa.
Ilustración 3: Efecto de vuelo a diferentes alturas sobre Benson Mines . La línea continua corresponde al vuelo realizado sobre 300 m dela superficie, la línea discontinua corresponde al vuelo hecho a 1200 m y la línea punteada a 3000 m sobre la superficie.
Ventajas y desventajas del método Aeromagnético
La ventaja mas resaltante es su velocidad.
El costo de una prospección aérea es menor a la de una terrestre. El magnetómetro aéreo puede ser usado sobre el agua o terrenos inaccesibles. Los efectos de las rocas, arenas y diques magnéticos no interfieren en el reconocimiento de anomalías.
La precisión de los resultados de los trabajos aéreos esta limitado por la exactitud del mapa en que se transcribe los datos magnéticos Cuando la altitud de vuelo es de 300 metros, se cometen por lo general 15 metros. En la localización el costo mínimo de una exploración Aeromagnética es elevado debido a la inversión en los aviones utilizados
correcciones x desniveles de vuelo desde el avión.
Configuraciones del transmisorreceptor de EM en el aire de topografía-. bobinas receptoras
Modelo conceptual de salinidad. Las fuentes potenciales son (1) la descarga natural de la salmuera a través de unidades estratigráficas permeables, fracturas y articulaciones, (2) el flujo ascendente de salmuera a través inadecuadamente enchufado y perforaciones con fugas, (3) la infiltración de agua satine debajo pozos de eliminación de salmuera, y (4) por evaporación concentraron las aguas subterráneas poco profundas..
Mapa que muesra el campo magnético total superpuesta en el gradiente regional soulhoeste-noreste son pequeñas anomalías que se correlacionan bien con el petróleo conocido y ubicación de los pozos de gas (CIRDES negro). Localizaciones de pozos providenciales por la Comisión de Ferrocarriles de Texas.
Perfil de la conductividad del suelo aparente en el sitio 76 mide usando un instrumento basado en tierra de inducción a 10 -, 20 -, y 40-rn bobina separa raciones. Espacios más anchos de bobina corresponden a profundidades de exploración más profunda. La línea cruza el abandono Vancil 1 pozo donde una zona altamente conductor es evidente en todas las profundidades de exploración, se centra a pocos metros de la fuente, y se amplía con la profundidad ..
Los cambios en la profundidad de exploración estimado (profundidad de la corteza) con tierra conductividad fot 900 Hz, 7200 Hz y 56 000 Hz conügurations bobina. El área gris indica el rango de conductividad observada en la zona Hatchel.
Dos-capas del modelo de conductividad que se ajuste a los datos electromagnéticos terrestres recogidas en el lugar 76. Vancil 1 está flanqueada por terreno de alta conductividad que Represente una zona de infiltraron agua salada. Aunque esto también muestra evidencia de fugas de salmuera a la superficie, sobre la base de los datos geofísicos airbome y terrestres, lo interpretamos para que haya una fuga de salmuera.
Imágenes progresivamente más profundos de la conductividad del suelo en el área de estudio Hatchel medidos utilizando bobinas de inducción coplanares horizontales airbome operan a 56 000 Hz, 7200 Hz y 900 Hz. Estas imágenes muestran numerosas anomalías de conductividad locales, en particular a las frecuencias electromagnéticas más altos. En el sitio 76, donde los picos de conductividad sobre los 56 000 y 7200 Hz imágenes corresponden a una anomalía magnética y una localización bien conocida, las observaciones terrestres sugieren la presencia de un pozo de salmuera-fugas. En el sitio 17, un pico de conductividad está presente sólo en la imagen 56 Hz 000 y está situado cerca de un bien conocido y una anomalía magnética. Investigaciones basadas en tierra muestran este
SONDEOS DE FRECUENCIAS Consisten en la emisión y recepción en posiciones fijas, variando la frecuencia de la fuente, de modo de iluminar en forma predominante zonas sucesivamente más profundas a medida que se utilizan más bajas frecuencias. Debemos recordar que las altas frecuencias generan respuestas muy intensas incluso de rocas poco conductivas, por lo cual el encape, aun siendo relativamente resistivo, puede dar una alta respuesta cuando se opera con muy altas frecuencias TOMOGRAFÍAS EM en el Dominio del Tiempo (en inglés abreviado TDEM) Método ideado por los estadounidenses Halliday y Resnick en 1974. Consiste en calicatas desde decenas hasta 3000 ó más metros de longitud con un procedimiento que a la vez permite sondear a gran profundidad. Puede hacerse con emisor fijo o móvil.
Se emplean uno o más transmisores y uno o más receptores (por ejemplo dos bobinas coplanares y dos coaxiales), generalmente en modalidad aérea (avión o helicóptero), y se opera transmitiendo un campo electromagnético primario y luego registrando su respuesta en los planos x, y, z en ventanas temporales (treinta o más) entre alrededor de 1 y 2000 ó más ms, información que proviene de distintas profundidades, según la demora en su registro.
Desde un bucle cuadrado sobre el terreno se aplican pulsos de corriente alterna de algunos ms que terminan en un campo magnético variante en el tiempo, lo que crea un campo secundario bajo el mismo bucle, que se introduce en el subsuelo con la misma forma del bucle, como se ve en la figura. Este campo secundario va decayendo y generando corrientes de eddy o remolino adicionales que se expanden como anillos de humo.
Este es un método nuevo el significado de sus siglas significa AUDIO FRECUENCIA MAGNÉTICA.El Análisis electromagnético, tanto en el aire y el suelo, en los últimos años se a convertido en el principal campo de actividad en la exploración de sulfuros masivos. Numerosas técnicas específicas se han aplicado y la mayoría de estos con éxito. Sin embargo, todos estos métodos tienen una limitación inherente en común: La profundidad de la exploración no es muy grande. En el suelo la profundidad de la exploración varía 100 a 500 pies, dependiendo de la técnica empleada
Tormentas eléctricas Dirección de energía de frecuencia de audio del sol filtrándose a través de la ionosfera Generación de campos magnéticos de frecuencia de audio por la interacción de la Radiación corpuscular del Sol con la ionosfera de la presencia del campo magnético principal de la tierra , es decir, el efecto giro magnética Generación de campos magnéticos de frecuencia de audio por la interacción de meteoritos y la ionosfera (efecto giromagnética) Ruido artificial. Esto podría incluir los campos debido a la electrificación urbana , giromagnética efecto de las explosiones ionizado, como las explosiones nucleares, ,aeronaves "Vapor Trails", etc
Ω
La radiactividad es la facultad de emisión de radiaciones (alfa,
beta,
determinados
gamma)
que
elementos
poseen
químicos
los
núcleos
inestables
de
llamados
radiactivos, que al hacerlo transmutan en otros elementos (diferente cantidad de protones o número atómico Z, por lo que pero distinta cantidad de neutrones, por lo que sólo difiere A), que pueden resultar inestables o estables.
Ω
Fue descubierta por el francés Henry Becquerel en 1896 en sales de Uranio que velaban una placa fotográfica en la oscuridad. La polaca Marja Sklodowska y su esposo, el francés Pierre Curie, en 1899 descubrieron otros dos elementos radiactivos: el Polonio (por la patria de Marie) y el Radio (del latín radius, rayo, y de ahí las palabras radiactividad, radiometría).
Ω
El efecto Compton es el responsable de la fluorescencia, que ocurre cuando se hace incidir un haz de rayos UV (fuera del espectro visible), los que al chocar generan radiaciones de menor frecuencia que en muchas sustancias llegan a ser visibles.
Aquí imágenes de minerales fluorescentes: desde la izquierda, calcita (CaCO3, no radiactiva), zircón con torio (ZrSiO4[ThO2]), pechblenda o uraninita (UO2) y berilo (Be3Al2(SiO3)6) a la derecha.
CONCEPTOS PREVIOS
METODO RADIOACTIVO
: EN GENERAL LOS MÉTODOS RADIOACTIVOS
Son empleados en la prospección de minerales de los elementos radiactivos, uranio, torio y de los minerales de interés comercial, que pueden ser descubiertos por su asociación con dichos elementos, a través de la presencia de sustancias radiactivas de las rocas. FUNDAMENTO DEL RADIACTIVO:
MÉTODO
Ω
Los métodos radiactivos miden la radiactividad de los minerales que constituyen las rocas a través de las trazas de elementos radiactivos que se encuentran en ella.
Ω
La búsqueda geofísica de elementos radiactivos en la corteza terrestre es primordialmente una búsqueda de lugares con radiación gamma anormal. Sin embargo, no todos los elementos radiactivos emiten rayos gamma y sus yacimientos no pueden ser localizados a menos que un elemento "hijo" presente en el yacimiento emita dichos rayos Así que el uranio detecta indirectamente por la radiación gamma
UTILIDADES Y APLICACIONES DEL MÉTODO RADIACTIVO:
La presencia de sustancias radiactivas en la rocas puede ser utilizada en la búsqueda de yacimientos minerales de los elementos radiactivos como el uranio, el torio y también para obtener diagrama de pozos petrolíferos; además nos permite detectar minerales de interés comercial que pueden ser descubiertos por su asociación con dichos elementos. Ω
La búsqueda de uranio ha sido, naturalmente el objetivo principal de gran cantidad de esfuerzos dedicados a la prospección radiactiva puesto que el uranio es el combustible principal para la energía atómica. El torio a su vez es un combustible nuclear potencial, pero en la actualidad no hay demanda del mismo para esta finalidad.
UTILIDADES Y APLICACIONES DEL MÉTODO RADIACTIVO
Ω
La localización de elementos radiactivos no es la única aplicación de la Prospección radiactiva, puesto que todas las rocas, tanto ígneas como sedimentarias, contienen trazos de elementos radiactivos, estos métodos pueden usarse también en cartografía geológica, con tal que las diferentes rocas, estratos o fases tengan radiactividad diferente.
Ω
La prospección radiactiva es utilizada para la determinación de la edad de las rocas a través de las leyes que gobiernan la velocidad de desintegración de los elementos contenidos en ella. METODO RADIOACTIVO
A pesar de su escaso espesor, la Corteza genera el 17% de la radiactividad total del planeta, dado que es la envoltura con mayor proporción de elementos radiactivos. El Núcleo, pese a su gran volumen, sólo alcanza el 20%. El restante 63% corresponde a la emisión del Manto.
LOS PRIMEROS APARATOS USADOS EN PROSPECCIÓN FUERON LOS SIGUIENTES
:
Ω
El Electroscopio, que se descarga tanto más rápidamente cuanto mayor es la radiación ambiente que ioniza el aire.
Ω
Placas Fotográficas, en las que el bromuro de plata (AgBr) se reduce a plata negra según la intensidad de la radiación.
Ω
El Espintariscopio inventado por el inglés William Crookes (1903), caja cerrada con una placa de cristales hexagonales de blenda (ZnS, hexagonal) en la que se introducía la muestra, que si era radiactiva hacía que la blenda emitiera destellos que eran visualizados desde el ocular .
DETERMINACIONES RADIACTIVAS DE RADIACIÓN
Ω
Ω
Que comenzó a emplearse en 1913 y en cuyo gas interior (aire, metano, argón u otro) se produce el desplazamiento de iones hacia el ánodo y cátodo si existe radiación ionizante. Los aparatos más modernos se describen brevemente a continuación:
APARATOS DETECTORES
Consta de un centellómetro y un emisor de antimonio radioactivo (51Sb124) cuyos rayos alfa y gamma, en caso de alcanzar minerales de berilio, los excitan y producen la emisión de neutrones que son detectados.
Ideado por Pringle, Roulston y Brownell en 1949 en Canadá, fue efectivamente desarrollado hacia 1960 en ese mismo país. Permite identificar los isótopos emisores de los rayos g midiendo la energía con que éstos arriban al aparato.
Consta de un electrodo caliente que por emisión termoiónica desprende electrones a gran velocidad, los que en su trayectoria alcanzan electrones corticales de átomos de mercurio presentes, desplazándolos de sus órbitas, como se ilustra a la derecha. Cuando éstos vuelven a su posición primitiva, emiten radiaciones ultravioletas que alcanzan los átomos del mineral fluorescente, los cuales emiten por efecto Compton
Las unidades de medida de la radiación son algo complejas, pues a las tradicionales , Roentgen, Rad y Gray, se han unido más recientemente las equivalentes en el sistema internacional de unidades (SI).
