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INDICE
......................................... ........................ ........................... ............... 3 FUNDAMENTOS DE EXPLORACIÓN............................. ............................................ ........................... ...................... ......... 4 PLANEACIÓN DE LA EXPLORACIÓN.............................. ....................................……………… .....…………………………… ……………...5 MÉTODOS DE EXPLORACIÓN...............................
........................................ ......................... ......................... ......................... ......................... ............ 6 MÉTODO GEOLÓGICO............................ ........................................ ............................ ............................ ............................ .................... .... 7 MÉTODO GEOQUÍMICO............................ ..................................... ........................... ............................. .................................. .......................... ...... 8 MÉTODO GEOFÍSICO......................... GRAVIMÉTRICO..................................... .............................. ............................ ............................. .........................9 ...........9 - GRAVIMÉTRICO.................... - MAGNÉTICO..................... MAGNÉTICO................................... ............................ ................................ ............................... ........................... .............. 13 SÍSMICO..................................... ............................ ........................... ................................ ................................ ...................14 ......14 - SÍSMICO....................... ....................................... ............................. .................... ... ........ ........ .18 MÉTODO GEOESTADISTICO...........................
CUADRO COMPARATIVO DE METODOS DE EXPLORACIO……………..........20
EJEMPLO DE LA APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS DE EXPLORACIÓN EN LA .......................................... ............................. ............................ ........................... .....................21 ........21 CUENCA LANCONES...........................
BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………….……31
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UNIDAD 4 FUNDAMENTOS DE LA EXPLORACIÓN La exploración en búsqueda de petróleo y gas ha sido considerada un arte más que una ciencia, integra métodos antiguos con las técnicas más modernas. El Geólogo combina un análisis científico y la imaginación para resolver exitosamente el problema de encontrar y recuperar los hidrocarburos.
La exploración petrolífera tiende a : Localizar un entrampamiento favorable para la acumulación del petróleo y gas, y hacer un sondeo. Reconocer en el curso del sondeo la presencia de hidrocarburos en los estratos atravesados por la mecha.
ETAPAS DE LA EXPLORACIÓN:
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PLANEACIÓN DE LA EXPLORACIÓN SELECCIÓN DE ÁREAS. El principal propósito de este paso es seleccionar áreas o regiones que tengan buen potencial petrolero y que puedan ser prospectados en su totalidad. La selección inicial de áreas puede estar basada por la revisión de la geología conocida y los registros de la pasada prospección. Esta revisión puede dar lugar a posibles tipos de yacimientos actuales en éstas áreas, basadas en el reconocimiento del ambiente geológico. Además, un reconocimiento minucioso puede conducirnos a la distribución de las rocas y estructuras favorables. Las fotografías aéreas y las imágenes de satélite pueden proporcionar una fuente invaluable de información sobre rasgos estructurales, extensión de las unidades rocosas. SECUENCIA DE EXPLORACIÓN. Un programa de exploración es comúnmente organizado como una secuencia lógica de operaciones. Cada etapa de esta secuencia involucra el estudio de un área por cualquier método de exploración o la combinación de métodos que son más efectivos para el propósito de delimitar pequeñas áreas en donde se aplicarán estudios más detallados en etapas posteriores. En un programa de exploración completo, la primera etapa puede ser el reconocimiento a gran escala usando geología regional o criterios geoquímicos y geofísicos de factibilidad, para auxiliar la decisión sobre que partes de esa gran área tiene el potencial petrolero requerido y cuáles partes deben ser eliminadas como relativamente no favorables. Las regiones favorables constituyen áreas de interés para posteriores estudios de detalle. El proceso de eliminación de áreas no favorables y el estudio detallado de las que sí lo son, es seguido paso a paso mediante los últimos datos proporcionados por el muestreo y la exploración del subsuelo. Este es un proceso de reducción progresiva del tamaño del objetivo, en donde a cada paso el área objetivo va teniendo mayor probabilidad de ser un yacimiento. El último propósito del programa de exploración es la selección de sitios para la barrenación. SELECCIÓN DE LOS MÉTODOS DE EXPLORACIÓN. Tamaño del Objetivo ♦ Los rasgos que caracterizan a un yacimiento son geológicos, físicos o químicos y son diagnósticos en el reconocimiento del ambiente en el que se formó ese yacimiento, y las relaciones entre estos rasgos pueden ser directas o indirectas. Así, algunos rasgos del yacimiento, tales como la roca huésped, estructuras geológicas o provincias geoquímicas, están relacionadas a la génesis y localización del yacimiento. Cada rasgo geológico, geofísico o geoquímico del yacimiento define en el área objetivo el tamaño y la forma. Algunas áreas son muy grandes, formando objetivos que pueden ser detectados
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por observaciones ampliamente espaciadas, otras son más restringidas en su extensión y requiere un examen más detallado para su detección.
Control de Propiedad. La adquisición de los derechos de propiedad, en muchos distritos, es extremadamente compleja y depende de la fase de exploración petrolera. Cuando esta situación existe, el patrón general de exploración puede ser modificado o estar dominado por las consideraciones de propiedad. Los métodos de exploración pueden ser aplicados a un terreno sin la adquisición de la propiedad o los derechos de traspaso. ♦
Confiabilidad del Método. La confiabilidad de un método se refiere a la probabilidad de obtener y reconocer indicios de un cuerpo o trampas estructurales por el empleo de ese método. ♦
La confiabilidad del método no únicamente depende en la localización del objetivo, sino que también se extiende a especificar las anomalías relacionadas al yacimiento y la abundancia de las anomalías no significativas o falsas anomalías, que puedan conducir a una interpretación errónea.
Costos. Los costos de un estudio de exploración son solo uno de los factores críticos que deben ser estimados con algún grado de exactitud. Los costos deben de ser considerados con base a las unidades de área. Un alto costo total y un alto costo de equipamiento, no necesariamente implican un alto costo por unidad de área. ♦
MÉTODOS DE EXPLORACIÓN PETROLERA
METODOS
GEOLOGICO
GEOQUIMICO
GEOFISICO
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GEOESTADISTICO
MÉTODO GEOLÓGICO Método por el cual el geólogo observa y examina las capas de la corteza terrestre que se ven en la superficie, los tipos de rocas que afloran y sus características de dureza, porosidad, contenido orgánico, edad y condiciones estructurales.
PASOS PARA REALIZAR UN RECONOCIMIENTO CON EL MÉTODO GEOLÓGICO: 1.- Reconocer la presencia y determinar la naturaleza de las facies favorables para la acumulación de Hidrocarburos y fijar su posición en la serie sedimentaria, lo que se denomina generalmente como Búsqueda Estratigráfica.
2.- Develar y localizar las trampas, determinar con la mayor precisión posible su geometría. Son denominados E s t u d i o s E s t r u c t u r a l es .
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MÉTODO GEOQUÍMICO Los métodos geoquímicos emplean procedimientos químicos en el laboratorio, con el propósito de determinar la presencia o ausencia de rocas generadoras de hidrocarburos, y además de trabajos de campo en donde se detectan emanaciones de asfalto, de gas, ha sido muy empleado como herramienta de exploración. Estos métodos también ayudan a determinar el periodo geológico en el cual se originaron los hidrocarburos . La exploración geoquímica de superficie investiga la presencia de hidrocarburos químicamente identificables que se encuentren en superficie o cerca de la misma o los cambios inducidos por la presencia de esos hidrocarburos en el suelo, con la finalidad de localizar las acumulaciones en el subsuelo que le dieron origen. Su rango de observación se extiende desde aquellos afloramientos de petróleo y/o gas de escala macroscópica (fácilmente visibles), hasta los de escala microscópica en los que es necesaria la identificación de huellas o rastros de hidrocarburos no visibles o inferirlos a través de la identificación de cambios en el suelo o en la superficie del terreno producidos por la presencia de hidrocarburos. Los métodos de prospección geoquímica de superficie se han usado desde la década de 1930, pero es en esta última década que se ha visto un renovado interés en la exploración geoquímica, especialmente por el desarrollo de nuevos métodos analíticos e interpretativos, que han generado un nuevo conjunto de datos que han activado la exploración geoquímica. La exploración normalmente involucra una secuencia de pasos, tanto en la etapa de planeación como en la de ejecución. La organización de un estudio geoquímico, independientemente de la escala, está basada en tres unidades funcionales principales: a)
El trabajo de campo, empleado primeramente en el muestreo.
a)
Laboratorio.
b) La dirección técnica responsable para la toma de decisiones sobre el personal, decisiones técnicas y de operación, así como la interpretación de resultados.
APLICACIONES DE LA GEOQUÍMICA EN LA EXPLORACIÓN Ayudan a determinar el periodo geológico en el cual se originaron los hidrocarburos. Identificar las prolongaciones de los yacimientos ya conocidos o en explotación. Selección de áreas de interés para llevar a cabo la perforación como etapa final en la localización de yacimientos de hidrocarburos. Investiga la presencia de hidrocarburos químicamente identificables que se encuentren en superficie o cerca de la misma o los cambios inducidos por
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la presencia de esos hidrocarburos en el suelo, con la finalidad de localizar las acumulaciones en el subsuelo que le dieron origen. Su rango de aplicación se extiende desde aquellos afloramientos de petróleo y/o gas de escala macroscópica, hasta los de escalan microscópica en los que es necesario inferirlos a través de la identificación de cambios en el suelo o en la superficie del terreno producidos por la presencia de hidrocarburos.
OBJETIVOS DE LA EXPLORACIÓN GEOQUIMICA
MÉTODO GEOFISICO
En 1920 se comenzó a usar la GEOFISICA para la exploración de los yacimientos de Petróleo. La prospección geofísica es el único método factible para la exploración de área grandes cubiertas por agua. Por medio de estos métodos se puede obtener una imagen más o menos aproximada de la estructura profunda.
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ESTE SE DIVIDE:
MÉTODO GRAVIMÉTRICO Mide las variaciones de la fuerza gravitacional en función de las densidades de las rocas. Las medidas gravimétricas en exploración son representación de anomalías en las que entran la densidad de los diferentes tipos de rocas: sedimentos no consolidados, areniscas, sal gema, calizas, etc.
Se utilizan especialmente para la localización de domos de sal, con frecuencia relacionados con el petróleo. Ello se debe a que la sal tiene una DENSIDAD mucho menor que otros tipos de sedimentos, y las acumulaciones salinas se señalan con un mínimo gravimétrico Este Principio se basa en la Ley de Gravitación de Newton: La fuerza total que actúa en un cuerpo, es igual al producto de su masa y de la aceleración por gravedad. Por lo tanto la aceleración gravitatoria en cualquier lugar de la superficie terrestre tiene numéricamente el mismo valor.
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INSTRUMENTOS PARA MEDIR LA GRAVEDAD
EL GRAVÍMETRO
El gravímetro de los tipos de balanza de torsión y de péndulo se empezó a utilizar en la industria petrolera a principios del siglo XX para la detección de domos salinos, fallas, intrusiones, estructuras de tipo anticlinal, rumbo y continuidad de las estructuras .
El objetivo principal de los estudios de gravimetría es medir la atracción gravitacional que ejerce la Tierra sobre un cuerpo de masa determinada. Pero como la Tierra no es una esfera perfecta y no está en reposo ni es homogénea y tiene movimientos de rotación y de traslación, la fuerza de gravedad que ejerce no es constante. Por tanto, las medidas gravimétrica en exploración son representación de anomalías en las que entran la densidad de los diferentes tipos de rocas: sedimentos no consolidados, areniscas, sal gema, calizas, granito, etc. En representación esquemática, el instrumento consta de una masa metálica que, suspendida de un resorte supersensible, registra la elongación del resorte debido a la atracción producida por lo denso de la masa de las rocas subterráneas. Las medidas son anotadas y posteriormente se confeccionan mapas que representan la configuración lograda. Aparatos como el gravímetro permiten estudiar las rocas que hay en el subsuelo. Este aparato mide las diferencias de la fuerza de la gravedad en las diferentes zonas de suelo, lo que permite determinar qué tipo de roca existe en el subsuelo. Con los datos obtenidos se elabora un "mapa" del subsuelo que permitirá determinar en qué zonas es más probable que pueda existir petróleo. La unidad gravimétrica terrestre, en honor a Galileo Galilei, es el GAL, y se expresa en cm/seg/seg o cm/seg . También puede ser expresado en submúltiplos como miligal (10 GAL) o en microgal (10 GAL).
El instrumento gravimétrico más simple es el Péndulo que oscila con un periodo inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la gravedad. El gravímetro consta de una masa metálica que suspendida de un resorte súper sensible registra la elongación del resorte debido a la atracción producida por lo denso de la masa de las rocas subterráneas.
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Ventajas de la Gravimetría: Es un método pasivo que permite la medición de las propiedades gravimétricas en cualquiera condición geológica. Grandes avances en la teoría de campos potenciales, técnicas de adquisición, algoritmos de interpretación y visualización permiten que gravimétricos sean usados en nuevas y avanzadas formas para solución de problemas en exploración e ingeniería-geotecnia. Aplicaciones: La gravedad es ampliamente aplicada en la exploración petrolera (avión, marino y terrestre), minera (avión y terrestre) e ingeniería civil – geotecnia. En particular, algunas de las aplicaciones son: _ Detección de exceso de masa: sulfuros masivos, etc. _ Detección de falta de masa: carbón, depósito de sal, etc. _ Estudio de placeres en actividades mineras. _ Mapeo geológico regional: cuencas, grabens, etc. _ Definición de la morfología del basamento y marco estructural regional. _ Monitoreo de variaciones en aguas subterráneas. _ Subsidencia e isostasia. _ Detección de vacíos.
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Ejemplos Procesamiento Datos (Exploración Minera, malla 25x50m, Tomi, El Callao, Bolívar, Venezuela. Se utilizo el instrumento de gravedad TRX Consulting es un Scintrex CG5 Autograv.
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MÉTODO MAGNETICO
La magnetometría es como la gravimetría un método geofísico relativamente simple en su aplicación. Un magnetómetro mide simplemente los anomalías magnéticas en la superficie terrestre, cuáles podrían ser producto de un yacimiento. Registra las variaciones locales del campo magnético y según esto, puede determinarse la distribución de las rocas que contienen diferentes propiedades magnéticas.
“Es el método geofísico más antiguo aplicable en la prospección petrolífera.
Entrega informaciones acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes al basamento y ubicación de aguas subterráneas.”
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El primer método para determinar la intensidad horizontal absoluta del campo geomagnético lo desarrolló el matemático alemán Karl Friedrich Gauss (1831). “La unidad de medida es el Gauss. En la práctica se utiliza la gamma que es 100000 veces menor que el Gauss”
El magnetómetro se ha utilizado ventajosamente para detectar estructuras, fallas e intrusiones. La Magnetometría se basa en las propiedades magnéticas de las diferentes rocas del área a cubrir, por lo que se necesita un contraste de esta característica física en las rocas de la zona. Solo unos pocos materiales tienen propiedades magnéticas (Ej. Magnetita...Normalmente asociadas a Rocas Básicas) por lo que suele utilizarse como método indirecto, buscando materiales asociados a los que tienen propiedades magnéticas. Se suele utilizar en Arqueología, en Geología estructural y siempre que se esté buscando algo que sepamos a priori que tiene propiedades magnéticas.
APLICACIÓN DE LA MAGNETOMETRÍA. El método magnético es el método geofísico de prospección más antiguo aplicable en la prospección petrolífera, en las exploraciones mineras y de artefactos arqueológicos. En la prospección petrolífera el método magnético entrega informaciones acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes al basamento. A partir de estos conocimientos se puede localizar y definir la extensión de las cuencas sedimentarias ubicadas encima del basamento, que posiblemente contienen reservas de petróleo. METODO SÍSMICO:
Mide las propiedades de las rocas para transmitir las ondas acústicas provenientes de un detonante, las cuales viajan más rápido en rocas duras y compactas que en rocas blandas. Se basan en la creación de un campo artificial de ondas sísmicas mediante cargas explosivas que son recogidas, tras reflejarse o refractarse, por unos detectores situados en la superficie.
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METODO DE REFRACCION SISMICA
¡Es un método de detalle que tiende a determinar la forma estructural de la cuenca sedimentaria!
Fue utilizado por primera vez en EEUU en 1923.
Obtuvo grandes éxitos en la búsqueda de domos salinos.
Ha ayudado a determinar la estructura de roca como carbonatos y evaporitas. Es la forma más económica de hacer reconocimiento a gran escala. La propagación de la onda cambia de dirección cuando hay un cambio de propiedades físicas en la masa de roca que recorre.
METODO DE REFLEXION SISMICA
Fue utilizado por primera vez en Texas en 1926. Ha desplazado casi totalmente el método de refracción.
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La onda no se desplaza en el interior de la tierra a velocidad uniforme sino con arreglo a la naturaleza de las capas que atraviesa.
PROCEDIMIENTO:
Se produce una onda sísmica. Se propaga la onda por el terreno. Al llegar a la interface entre dos capas parte de la onda se refleja a la superficie. En superficie la onda reflejada es captada por un geófono. Midiendo tiempo e intensidad de la onda reflejada se puede saber la profundidad y espesor de la capa.
El producto final es una representación del subsuelo, ya sea en dos dimensiones (2D) o en tres dimensiones (3D). La ventaja de la sísmica en 3D radica en la enorme cantidad de información que proporciona con respecto a la 2D, con lo que
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se reduce sensiblemente la incertidumbre acerca de la posición y geometría de las capas subterráneas, su desventaja radica en los altos costos.
Por más perfeccionados que sean los métodos de prospección geofísica, el único medio de estar absolutamente seguro de la existencia de un yacimiento de petróleo o de gases utilizando el método del sondeo. El sondeo de reconocimiento sigue siendo de gran importancia en la prospección, a pesar de su elevado coste. Gracias a la aparición de la computadora ha sido posible usar diversos programas que nos hace el trabajo más rápido y cómodo posible como es el caso del programa CAEX 3D. La información compilada alimenta a una computadora, la que da en una imagen tipo cubo del área del subsuelo. Aéreas donde las trampas son pequeñas y complicadas. El uso de este programa causa altos costos por el uso del proceso 3-D, $ 60 000 por milla cuadrada.
CAEX 2D CAEX 2-D es resultado del 3-D .Utiliza tantos atributos de 3-D como sea posible Puede completar proyectos en dos tercios de tiempo menos que los viejos métodos "manuales". Maneja menos datos que el 3D por lo que es mucho más económico.
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Se usa de punto de partida para una futura exploración 3D.
METODO GEOESTADISTICO: Matheron definió a la Geoestadística como "la aplicación del formalismo de las funciones aleatorias al reconocimiento y estimación de fenómenos naturales" (Matheron, 1962). La geoestadística es una rama de la estadística aplicada que se especializa en el análisis, modelación y predicción de la variabilidad espacial de fenómenos en Ciencias de la Tierra.
OBJETO DE ESTUDIO Su objeto de estudio es el análisis y la predicción de la distribución espacial de fenómenos georeferenciados, como por ejemplo: – la porosidad en un yacimiento petrolero, – la distribución de un mineral en el subsuelo, – la concentraciones de un contaminante en la atmósfera, etc. SOFTWARE DE APLICACIÓN PETRÓLEO • HERESIM3D (Beicip -FranLab) – Francia. • PETREL (Schulmberger) – Francia. MINERÍA • DATAMINE (Datamine Group) – Inglaterra. • GEMCOM (Gemcom International) – Canadá. ETAPAS DE UN ANÁLISIS GEOESTADÍSTICO A grosso modo un análisis geoestadístico está compuesto por tres etapas: a) Análisis exploratorio de los datos. b) Análisis de la relación espacial (estructural). c) Predicción (estimaciones o simulaciones).
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CAMPOS DE APLICACIÓN La geoestadística ha sido aplicada en diversas ramas de las ciencias y en las ingenierías: • Industria petrolera, minería, ciencias del mar, hidrogeología, pesca, medio ambiente, ciencias agrícolas y forestales etc.… LA GEOESTADISTICA SE EN LA INDUSTRIA PETROLERA PARA: • Modelos geológico – petrofísicos de yacimientos. • Análisis de permeabilid ad. • Simulación de facies . • Caracterización de propiedades petrofísicas y su escalamiento. • Integración de información de diferentes fuentes . • Evaluación de reservas . • Análisis de riesgo . PROPÓSITO DE LA GEOESTADÍSTICA A partir de escasa información conocida estimar o predecir el valor de una variable en localidades donde no se conoce.
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CUADRO COMPARATIVO DE METODOS DE EXPLORACION.
MÉTODO
PARÁMETRO A MEDIR
PROPIEDAD DEL MEDIO
AREA DE APLICACIÓN
Gravimétrico
Anomalías del campo gravitatorio
Densidad
Petróleo, arena-grava, aguas subterráneas y obras civiles
Magnético
Anomalías del campo magnético
Permeabilidad magnética y magnetización residual
Petróleo, minería y obras civiles
Sísmico
Tiempo de propagación de ondas sísmicas
Densidad y módulos elásticos
petróleo, arena-grava, agua subterránea
Nombre del Método de Prospección
Anomalías a medir
Terrestre, marino, fluvial, lacustre. Variaciones de las componentes de la Gravedad. Terrestre, aéreo, Gravimetría marino, fluvial, lacustre. Variaciones del campo Magnético Terrestre. Terrestre, aéreo, Magnetometría marino, fluvial, lacustre. Magnetotelúrica (Electromagnetismo Resistividades del suelo a partir de campos eléctricos y Terrestre terrestre pasivo) magnéticos naturales. Presencia de elementos orgánicos o inorgánicos Terrestre, marino, Geoquímica (sólidos, líquidos o gaseosos) que delaten presencia fluvial, lacustre. de hidrocarburos. Otros métodos de Prospección Geofísica en superficie: Eléctricos, Electromagnéticos, Ohm-Mapper, GPR Radar terrestre, MRS Resonancia Magnética Protónica, Tomografía Electromagnética, Polarización Inducida, etc. Sondeos de los pozos perforados o en perforación: Natural gamma ray log, Potencial espontáneo, Resistividad corta y larga, Resistividad lateral. Conductividad de fluido, Gamma log, Neutron log, Sondeos de Resonancia Magnética, Sónico, etc. Sísmica
Reflexión y refracción de ondas sísmicas.
Ambiente de medición (principales)
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METODOLOGIA EN LA EXPLORACIÓN DE YACIMIENTOS TIPO VMS, BASADOS EN DATOS GEOLÓGICOS, GEOQUIMICOS, MAGNETOMÉTRICOS Y RADIOMÉTRICOS: EJEMPLO DE LA CUENCA LANCONES Elaborado por: Fredy Jaimes Alan Santos, Juan Navarro, Víctor Carlotto, Felix Bellido, Italo Rodríguez.
1. INTRODUCCION
UBICACIÓN DE LA CUENCA LANCONES •
Cuenca de edad Jurásica media a Cretácica, que ha evolucionado a partir de un “rift” hasta una cuenca marginal, producto de la separación entre Gondwana y Laurasia. (Tegart et al., 2000) y Ríos (2004)
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Límites de la Cuenca Lancones - Por el O – NO, con la falla Cusco. Angolo - Po el E – SE, con la falla Olmos - Por el Sur, con la falla Chulucanas y parte de la falla Lancones
2. ESTRATIGRAFIA
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3. ESTRUCTURA
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4. DATOS QUE SE OBTUVIERON A PARTIR DEL MÉTODO GEOQUÍMICO
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MAPA DE ANOMALÍAS GEOQUÍMICAS DE EU
5. DATOS QUE SE OBTUVIERON APARTIR DE METODOS GEOFISICOS Mapa de anomalías gravimétricas
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Mapa de anomalías geoquímicas
Mapa de anomalías gravimétricas
Mapa estructural contrastadas con anomalías de Bouguer
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7. DOMINIOS METALOGENETICOS
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A PARTIR DE LOS DATOS OBTENIDOS CON LOS DIFERENTES TIPOS DE MÉTODOS SE PUDO HACER UNA INTERPRETACIÓN DE CÓMO SE FORMO LA CUENCA LANCONES.
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CONCLUSIONES •La combinación de una buena base de datos estratigráfica, geocronológica,
geoquímica, geofísica, estructural e imágenes satelitales como se les h a mostrado para el noroeste del Perú, permiten definir mejor dominios metalogenéticos y establecer áreas de interés para la explotación petrolera y minera. •La aplicación de estas herramientas sirve para encontrar blancos de exploración para futuras exploraciones de yacimientos tipo VMS, pórfidos y epitermales.
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