Nombre: Carlos Hernán Benavides Quintero Código: 2100299 Composición geoquímica. La geoquímica es la ciencia que estudia la composición química de la Tierra, los procesos y reacciones químicas que rigen la composición de las rocas y los suelos, el transporte de productos químicos en el tiempo y el espacio, y las interacciones interacciones de estos productos con la hidrosfera y la atmósfera. El método geoquímico de exploración o prospección respectivamente es un método indirecto. La exploración geoquímica a minerales incluye cualquier método basándose en la medición sistemática de una o varias propiedades químicas de material naturalmente formado. El contenido de trazas de un elemento o de un grupo de elementos es la propiedad común, que se mide. El material naturalmente formado incluye rocas, suelos, capas de hidróxidos de Fe formadas por meteorización llamadas “gossan”, sedimentos glaciares, vegetación, sedimentos de ríos y lagos, agua y vapor. La exploración geoquímica está enfocada en el descubrimiento de distribuciones anómalas de elementos. Por medio de una cantidad pequeña de muestras o es decir mediante un muestreo lo menos costoso como posible se quiere localizar sectores favorables en un área extendida y reconocida en grandes rasgos. Las áreas de 10 a 1000 km2 se evalúan a menudo con una muestra por 1km2 a una muestra por 100km2. Un método geoquímico apto para el reconocimiento general es la localización de provincias geoquímicas y su delineación. Si existe una correlación entre la probabilidad de la presencia de las menas y la abundancia media de un elemento en una roca representativa para una región o la abundancia media de un elemento en distintos tipos de rocas se puede establecer una red de muestreo con un espaciamiento amplio y analizar las muestras para ubicar las áreas con valores elevados en comparación con la abundancia media del eleme nto en interés.
DETERMINACIÓN DEL MEJOR MÉTODO. Muchas veces la implicación de un sistema de exploración conlleva a la utilización de variados métodos, todos con la misma base, en este caso la química y sus diferentes áreas de estudio. Para poder tener un criterio de selección de algún método geoquímico determinado apropiado es preciso conocer los componentes generales que la constituyen.
DISPERSIÓN DE LOS ELEMENTOS QUÍMICOS Y MINERALES. 1. PRIMARIA: Ambiente geoquímico primario: abarca aquellas áreas que se extienden por debajo de los niveles de circulación de aguas meteóricas, hasta aquellos procesos de origen profundo como son el magmatismo y el metamorfismo; las condiciones presentes generalmente son: a. Temperatura y presión relativamente altas. b. Escasez de oxígeno.
c. Limitado movimientos de fluidos.
2. SECUNDARIA: Comprende los procesos superficiales de erosión, formación de suelos, transporte y sedimentación; las condiciones que caracterizan a este am biente son: a. Temperatura y presión bajas b. Presencia abundante de oxigeno libre y otros gases, particularmente CO2. c. Flujo de fluidos relativamente libre
ETAPAS DE UNA EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA. 1. DISEÑO DE LA MALLA DE MUESTREO: Existen numerosas formas de disponer los sondeos sobre una superficie determinada de exploración. Si esta investigación posee un carácter muy preliminar, es decir, si existe o no mineralización, entonces se pueden realizar un par de sondeos cuyo posicionamiento será en bases geométricos con criterios geológicos. Si la evaluación del prospecto amerita una etapa más avanzada, se debe recurrir a la utilización de malla que permitan obtener una información homogénea de la zona estudiada. Las mallas comúnmente utilizadas son del tipo cuadrada y triangular. Obviamente, la elección de una de estas (malla e inclinación de sondeos) se relaciona estrictamente a criterios geológicos.
2. TOMA DE MUESTRAS: Por razones prácticas, la toma de muestras se debe realizar en forma simultánea a la materialización de los puntos en terreno. Así se ahorra tiempo, evitando problema de perdida
elementos
marcadores como estacas por ejemplo. La técnica de toma de muestras va a depender del tipo de dispersión que se esté analizando, implica un principio de dispersión diferente. El muestreo debe ser independiente, entre las roca, suelo, sedimentos, vegetación y agua, puesto que representan diferentes poblaciones y las técnicas de análisis son diferentes para cada una de ellas. a) Toma de muestra de rocas: Básicamente hay cuatro formas de tomar las muestras, de las que tres están basadas en métodos estadísticos, el muestreo aleatorio, la toma de muestras sistemática y la toma de muestras estratificada, siendo la cuarta a criterio del técnico un método de toma de muestra arbitrario basado en la experiencia y que puede servir para una estimación.
PROVINCIAS GEOQUÍMICAS Son áreas relativamente grandes y bien definidas de la Corteza Terrestre, que presentan una composición química distintiva. Su tamaño puede ser de decenas, de cientos, e incluso de miles de kilómetros, siendo las Provincias Geoquímicas los ejemplos más grandes de halos primarios que existen. Las áreas que comprenden las Provincias Geoquímicas generalmente están compuestas de sucesiones de diferentes tipos de roca, pero todas las rocas, o la mayoría de ellas, aveces de diferente edades, presentan características geoquímicas similares de disminución o enriquecimiento de algún (o varios) elemento (s).
Dentro de ellas puede haber considerables diferencias en la distribución de elementos individuales, o asociaciones de elementos, para rocas del mismo tipo pero de diferentes edades. Así mismo, el contenido de elementos traza en tipos de roca similares, difieren de provincia en provincia. Estas pueden también basarse en la composición de las rocas sedimentarias, además son útiles en la exploración, porque delimitan amplias áreas (de dispersiones primarias) en las cuales existen ocurrencias probadas de un metal, por consiguiente, representan lugares ideales para comenzar programas de exploración.
GEOQUIMCA AMBIENTAL Por su parte la geoquímica ambiental estudia los efectos de los procesos químicos naturales o antrópicos (inducidos por el hombre) sobre el medioambiente. Por ejemplo, en relación a la presencia de un yacimiento mineral se pueden producir procesos de contaminación por metales pesados de tipo natural o derivados de su explotación minera. La oxidación de una masa de minerales sulfurados (y la posterior migración de metales pesados a partir de la misma) es un proceso natural, que puede ser fuertemente potenciado por la actividad minera. Dado que los metales se encuentran fijados en fase mineral, la diferencia entre la geoquímica ambiental y mineralogía ambiental es más bien sutil. Por otra parte, los derivados de la actividad minera (balsas, escombreras), también pueden constituirse en fuentes de migración de metales pesados y por lo tanto de contaminación. Uno de los temas más importantes en geoquímica ambiental es el relacionado con la determinación del grado y extensión de la contaminación. Durante décadas los métodos de prospección geoquímica se utilizaron para detectar yacimientos minerales. Hoy, paradójicamente, estos mismos métodos se
empiezan a usar para determinar el alcance de la contaminación inducida por la actividad minera relacionada con esos mismos yacimientos minerales. La actividad minero-metalúrgica genera residuos que se derivan de cuatro fuentes principales: I.
Los gases expulsados por las chimeneas de las fundiciones, cuyos compuestos tarde o temprano precipitan en los suelos, a mayor o menor distancia de la fuente de emisión.
II.
Las escombreras, con materiales supuestamente estériles pero ricos en minerales altamente reactivos en condiciones atmosféricas, entre estos, la pirita.
III.
Las balsas de “estériles” (relaves), que similarmente a las escombreras, contienen sulfuros, los cuales a su vez fueron rechazados
IV.
Los estanques de solución, que pueden contener compuestos tan nocivos como el cianuro o ácido sulfúrico, y especies metálicas como el cobre y el hierro. Los estanques de solución son típicos de la moderna minería del oro (cianuración en pila) y del cobre (lixiviación ácida en pila).
La contaminación debida a la actividad minera es el principal problema en alguna de las áreas en la cual la exploración geoquímica puede ser más útil. La actividad minera actual o anterior en esas áreas comúnmente resulta en contaminación por depósitos de jales o en los trabajos mineros por los
fragmentos y el polvo de la mena y de las rocas y por las operaciones de beneficio. Los sulfuros, comúnmente pirita, en los terreros de las minas son especialmente susceptibles de oxidación y producen aguas ácidas las cuales son capaces de lixiviar las pequeñas cantidades de minerales de menas
no recobradas completamente por los procesos de beneficio. Las aguas ácidas ahora
contienen metales traza, pueden hacer después su ruta dentro del sistema de drenaje, y se puede formar una concentración de metales y halos a grandes distancias del cuerpo mineralizado. Esto hace a los nuevos estudios geoquímicos muy difíciles, sino imposibles, en algunas localidades. Posteriormente la dispersión de partículas sólidas puede ocurrir por movimientos mecánicos, por corriente de agua o viento. Las partículas mecánicamente transportadas podrían comúnmente resultar en contaminación únicamente en la superficie y quizá en solo unos pocos centímetros de profundidad. En casos no comunes los contaminantes pueden penetrar hasta algunos pocos metros de profundidad. La vegetación puede absorber estos metales los cuales alcanzan la zona de las raíces y así dan una falsa anomalía biogeoquímica la cual en muchos casos es especialmente difícil de interpretar. Anteriormente se pensaba que solo el cobre y el zinc eran los contaminantes industriales de interés en exploración geoquímica. Ahora, sin embargo, muchos más elementos pueden ser anexados a la lista debido al crecimiento de plantas de fundición, refinerías, plantas químicas, plantas productoras de energía a base de carbón e industrias de todo tipo. Uno de los problemas más serios de la minería en relación a los cursos fluviales o aguas subterráneas consiste en la disolución de especies minerales que están en desequilibrio con las condiciones fisicoquímicas del medio, por ejemplo, un sulfuro metálico bajo condiciones oxidantes. Una vez liberado el metal pesado de su fase mineral, el catión metálico está disponible para su introducción en las aguas. Este caso es particularmente importante en regiones del mundo donde existe o ha existido una importante industria minera.
Conciencia El tema ambiental ha ganado importancia de manera progresiva en la geología, tanto en la enseñanza como en la investigación teórica y aplicada. Aunque los aspectos más “paisajísticos” de los problemas ambientales suelen a veces llamar de manera importante la atención de la opinión pública, existen otros, “de fondo”, que imprescindiblemente deben ser tratados. Muchos países registran una historia minera y metalúrgica que se extiende de manera importante en el tiempo. Décadas, incluso siglos de minería, han dejado un legado a veces oculto, de escombreras de mineral y otros residuos de origen minero que constituyen de facto potenciales bombas químicas de relojería. La carga mineral que no se explotó en su momento está sometida a procesos químicos naturales (oxidación, hidrólisis) que actúan sobre dichos minerales, contribuyendo a su disolución y por lo tanto, a la liberación de metales pesados. Los metales puestos en solución pasan directamente a los suelos, pueden alcanzar por infiltración a las aguas subterráneas, o continuar a través de los cursos fluviales, ampliándose considerablemente el área afectada y los riesgos potenciales para el medioambiente y la salud humana. Obviamente, los peligros ambientales derivados de la minería no se circunscriben al legado minero de un país, sino que se extienden manera incluso más importante al
presente y se proyectan con fuerza en el futuro. Esto es debido a que la minería continúa y continuará siendo un factor importante en la economía de muchos países del mundo. Por tanto, el experto en recursos minerales y medioambiente debería ser capaz de:
Comprender la naturaleza “geológica” (integral) de los recursos minerales, tanto a la escala local como a la regional.
Comprender el potencial contaminante que poseen los yacimientos minerales y el papel que puede jugar su encajante.
Comprender los principales métodos de explotación minera y procesos metalúrgicos.
Comprender los procesos de traspaso geoquímico de metales y metaloides a la atmósfera, suelos, aguas y biota.
En función de lo anterior evaluar los riesgos potenciales que se derivan de los yacimientos minerales y explotaciones mineras en activo o abandonadas.
Por último, debe ser capaz de proponer soluciones ambientales acordes a cada caso concreto: previniendo riesgos y estableciendo normas para la restauración y remediación.
CONCLUSIÓN Como bien se sabe, minería siempre va de la mano con el ahorro monetario máximo de los procesos que se llevan a cabo en ella, de esta manera, en la etapa de prospección existen metodologías para determinar si el sector estudiado posee o no algún mineral cuya presencia pueda ser significativa. Para generar estos procedimientos, existen varios métodos los cuales ayudan a determinar la presencia de alguna anomalía en el terreno, entre ellos, se encuentran los métodos “Geoquímicos”, cuya metodología se desglosa en una serie de parámetros de estudios que van relacionados netamente con el interés impuesto en el terreno (ya sea una simple prospección hasta una mayor profundización en el estudio llegando a determinar incluso leyes exactas del mineral con las que se podría asociar un valor económico a este). La metodología geoquímica abarca desde la toma de muestras de suelos, planta, agua hasta realización de sondajes para obtener la delimitación de la mineralización encontrada, para así establecer un futuro yacimiento, incluso abarca temas mas a fondo como lo es el control de la contaminación generada por la explotación en donde cumple la misma función determinando la composición, concentración e interacción de compuestos y elementos con el medio.
