Modelos en Exploración

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Modelos en Exploración Roberto Oyarzun Encontrar un yacimiento es equivalente a la proverbial búsqueda de la aguja en un pajar, con la complicación en este caso, de que primero hay que encontrar el pajar adecuado ...

Durante la década de los años 80 se impuso definitivamente un nuevo termino en geología económica, con grandes repercusiones en lo que se refería a la exploración de cuerpos mineralizados: el modelo modelo.. Un modelo es un conjunto de información que describe los atributos esenciales de un tipo (clase) de yacimiento mineral. En los modelos podemos distinguir dos tipos: Modelo empírico (descriptivo). Modelo teórico (genético). La unión de ambos modelos permite perfilar lo que a su vez denominamos un modelo de exploración. exploración . Un modelo empírico es aquel que describe los atributos esenciales esenciales de un tipo de yacimiento yacimiento aunque las relaciones entre estos se desconozcan. Por ejemplo, en un modelo empírico no entraremos a discutir porqué la zona de alteración potásica y las mayores leyes primarias en un yacimiento tipo pórfido cuprífero coinciden en el espacio, nos contentaremos con que es así, y basta. O nos interesará interesará saber que existe una distribución distribución zonal de las zonas de alteración en torno a un yacim yacimient ientoo de este tipo, y que las rocas típicas típicas en que aparece en un margen activo activo (e.g., (e.g., Andes) son granodiorit granodioritas, as, mientras que en un arco isla típico (e.g., SW del Pacífico), son más bien de tipo diorítico.

Modelo Model o empírico (descriptivo) de un yacimiento tipo pórfido cuprífero; note como quedan que dan bien establecidas las relacioness espaciales (contactos) entre las rocas y la mineralización-alteración. relacione mineralización-alteración. El modelo teórico es aquel en que los atributos esenciales se encuentran interrelacionados a través de conceptos fundamentales. fundamentales. Por ejemplo, magmas magmas más evolucionados, evolucionados, generados en zonas de potente corteza continental continental dan lugar a rocas r ocas calco-alcalinas típicamen típicamente te granodioríticas, granodioríticas, mientras que en los arcos de isla, is la, con cortezas más delgadas, el tipo es menos evolucionado, evolucionado, generándose generándose rocas dioríticas de la misma serie. En un modelo teórico también también tendremos que entender como se relacionan fisicoquímica y espacialmente las fases silicatadas y sulfuradas en un pórfido cuprífero, y


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además comprender adecuadamente la secuencia temporal de éstas.

Modelo teórico de un pórfido cuprífero, observe como de A a B podemos apreciar la evolución del sistema y el origen de los fluidos que intervienen en los procesos de alteración. Esta percepción dual de los yacimientos nos lleva a la absurda polémica entre teóricos y empíricos, ambos con su propia escuela de pensamiento. Dada la importancia del tema, intentaremos comprender el enfoque de unos y otros. La escuela teórica está basada en la ciencia de la geología económica. Profesores universitarios y alumnos graduados emplean gran parte de su tiempo y esfuerzos en estudiar yacimientos que ya han sido descubiertos. Estos son cuidadosamente analizados, medidos y descritos con resultados que son publicados en tesis y revistas científicas. El interés se centra normalmente en explicar porqué una concentración anómala de minerales valiosos se ha localizado en un punto concreto de la corteza terrestre. El enfoque se centra en estudiar una gran variedad de yacimientos del mismo tipo. De ahí puede deducirse que todos esos yacimientos están asociados con un tipo específico de roca, y restringidos a esa particular litología por estructuras específicas u otros factores. El siguiente paso es obvio y fácil, ir al campo y buscar ese tipo específico de rocas. Después de identificar un área probable hay que buscar el marco estructural adecuado, y si todo va bien, tendremos un nuevo yacimiento. De hecho este enfoque funciona y éste es un ejemplo muy simple de como se aplica el método. En otras palabras, alguien estudia un grupo de hechos (la roca y la asociación estructural), crea una hipótesis (este tipo de yacimiento se ha formado debido a la acción de tal o cual proceso), y prueba la hipótesis (explorando). Cuando la prueba confirma la hipótesis (a través del hallazgo de un nu evo yacimiento), ésta es elevada al status de teoría. Las teorías creadas a través de este enfoque han sido empleadas con éxito en una variedad de ambientes a nivel mundial. Por otra parte, los seguidores de la otra gran escuela de pensamiento, i.e., los empíricos, piensan que todo esto es una monumental pérdida de tiempo y dinero. Su filosofía puede ser resumida en una frase: "los yacimientos están donde se encuentran". Su argumento principal es: ¿ y qué pasa si el enfoque teórico está equivocado, o en el mejor de los casos es incompleto ? Se corre el peligro de pasar por alto un gran yacimiento sólo porque no encuadraba en el modelo teórico que se estaba empleando. Los empíricos prefieren estudiar una región y utilizar indicaciones indirectas obtenidas por métodos científicos de prospección, e.g., geoquímica, geofísica, teledetección, etc., sin partir de una idea preestablecida de donde se encontrará el yacimiento. Si existe un yacimiento en el área estudiada y se encuentra lo suficientemente cerca de la superficie, será detectado por esos métodos. Cuanto más grande el yacimiento, más fácil será encontrarlo. La eficacia de este enfoque puede ser ejemplificada por la historia del descubrimiento del gran depósito de Kidd Creek (Ontario, Canadá). En este sitio se había detectado una gran anomalía geofísica de conductividad, rasgo que podía indicar la presencia de minerales metálicos, cerca de la pista de aterrizaje de Timmins. Todo el mundo conocía este



hecho pero, debido a que no encajaba en la teoría predominante, no se consideró un dato importante. La compañía minera Texas Gulf Sulfur, con un enfoque empírico, perforó en el área de la anomalía y el resto es conocido por todos los geólogos económicos: se encontró uno de los yacimientos de cobre-zinc más ricos del mundo.

Viñeta que ilustra la distinta percepción de los hechos los teóricos y los empíricos, en este caso, dos cazadores. A la izquierda, el teórico dice, "si puedo determinar de donde ha venido esto (huellas) puede que encuentre una fuente inagotable (de caza)" ; el empírico le responde, "y a quien le importa de donde viene, yo me voy a cazar éste y me lo como" . Hasta la década de los 80 puede decirse que la balanza se inclinaba fuertemente hacia el método empírico. La mayoría de los yacimientos habían sido encontrados por prospectores que en muchos ocasiones carecían incluso de una formación universitaria. Esto por solo hablar del siglo XX. Si nos remontamos a épocas anteriores, e.g., la Edad Media o la Roma Clásica, el 100 % de los descubrimientos fueron una aplicación del método empírico (y que mejor ejemplo que la España romana). Sin embargo, hay que reconocer que los yacimientos que se detectaban antaño correspondían a cuerpos aflorantes, de tal manera que su detección era relativamente simple. Esa situación está cambiando radicalmente, ya que cada vez quedan menos recursos minerales en o cerca de superficie. Probablemente la era de los empíricos esté acabando y los teóricos tengan mucho que decir en la décadas venideras, ya que el descubrimiento de nuevos yacimientos tendrá que pasar necesariamente por una serie de razonamientos de carácter eminentemente teórico. Solo resta esperar que los modelos teóricos tengan la suficiente flexibilidad para evitar casos como el de Kidd Kreek. Para esto quizás si lo más adecuado sería que se combinase lo mejor de ambos mundos, el pragmatismo empírico y el enfoque científico de los teóricos. Tres descubrimientos probablemente ejemplifiquen esta combinación y ojalá marquen el desarrollo futuro de la exploración minera: Olympic Dam (Australia; Cu-Au-U): un yacimiento encajado en rocas graníticas y brechas del Proterozoico Medio. Este yacimiento fue encontrado en la intersección de dos megalineamientos gravimétricos y magnéticos, de carácter continental, en una zona cubierta por más de 300 m de de rocas sedimentarias estériles del Proterozoico



Superior y Cámbrico. Neves Corvo (Portugal; sulfuros masivos): qué se puede agregar sobre uno de los descubrimientos más elegantes de sulfuros masivos en toda la historia minera. Aún geofísicos y geólogos se disputan la paternidad del hallazgo, aunque no cabe duda que el descubrimiento fue el resultado de la combinación de un excelente estudio estratigráfico, estructural, tectónico, y geofísico. Destaquemos que el cuerpo mineralizado no era aflorante y se encontraba a más de 200 m de profundidad. La Escondida (Chile; Cu-Mo): un pórfido cuprífero de alta ley que fue encontrado gracias a la aplicación sistemática de un modelo conceptual. La Escondida no es un yacimiento cualquiera en su tipo, siendo en su momento el más rico y rentable dentro de la categoría de los pórfidos cupríferos. Al igual que en los casos anteriores, el cuerpo mineralizado de interés económico se encontraba a más de 200 m de profundidad bajo gravas estériles. Si bien Neves Corvo y La Escondida se encontraban en zonas favorables (provincias metalogénicas de sulfuros masivos y pórfidos cupríferos respectivamente), sus descubrimientos no pueden ser considerados como obvios o fáciles. Se trataba de yacimientos no aflorantes, cuyo descubrimiento puede ser considerado como totalmente geológico. El caso de Olympic Dam es aun más espectacular, ya que ni siquiera se conocía ese tipo de yacimiento con anterioridad. El que hoy se pueda hablar de yacimientos tipo Olympic Dam es fruto de lo que podríamos llamar "empiricismo imaginativo" y de una apuesta (bastante arriesgada por cierto) por este enfoque. Una ayuda extra en la exploración de yacimientos minerales viene dada por el desarrollo de los denominados mapas metalogénicos. En ellos se representa la distribución de yacimientos minerales en una región (de mayor o menor tamaño). Los mapas metalogénicos pueden representar una o más especies metálicas, y más de un tipo de yacimiento. La agrupación de éstos puede venir dada por el tipo de metal y/o el tipo de yacimiento, lo que da lugar a la representación de metalotectos (acumulaciones metalíferas relacionadas con un tipo concreto de asociación de rocas, formando agrupaciones de yacimientos; terminología que se emplea en España: ver mapas metalogénicos del IGME) o provincias metalogénicas. La diferencia entre ambos tipos de representación es más de carácter semántico que real. Como mucho podríamos decir que las provincias metalogénicas abarcan más territorio, y pueden extenderse en algunos orógenos por miles de kilómetros (por ejemplo, pórfidos cupríferos en Chile-Perú), y representar más de una edad de formación de los yacimientos. De alguna manera, el trazado de metalotectos y provincias metalogénicas implica el desarrollo de conceptos teóricos y empíricos.



Un sector del Mapa Metalogénico de Murcia (IGME, 1973), donde podemos observar dos m etalotectos, definidos por líneas envolventes de color azul (Pb-Zn-Ag), y marrón rojizo (Fe). Note además como los símbolos (que representan mineralizaciones individuales) tienen simbologías diferentes. Esto permite averiguar de manera rápida el tipo de yacimiento de que se trata. Así, el color nos informa sobre el metal, y el símbolo el tipo de yacimiento.



Representación de distintas provincias de pórfidos cupríferos, organizadas por edades, en Chile, Argentina, y Perú.



Trazado de provincias metalogénicas distintas a gran escala.

Finalmente, antes de pasar al siguiente capítulo del curso, recordemos aquí que la exploración geológica, cuando se hace bien, es un proceso lento, que puede tardar más de una década, y durante el cual muchas zonas que un momento parecen poseer un cierto potencial, pueden ser finalmente descartadas. La siguiente figura representa de manera esquemática las distintas etapas por las que pasa durante una campaña de exploración:



Sucesivas etapas durante una campaña de exploración: diseño, reconocimiento, trabajo de detalle, evaluación del prospecto. Como podemos apreciar, en la etapa inicial (diseño) tenemos que considerar diversos factores: fijar unos objetivos, esto es, qué tipo de yacimiento buscamos (en función de precios de mercado, tradición de la compañía), en que región (los mapas metalogénicos pueden ser ahora muy útiles, pero conocer la situación política de un determinado país o región también lo es), determinar el modelo de exploración (de esto ya hemos hablado en el capítulo), diseñar un sistema organizativo (la exploración es una actividad compleja que requiere de recursos humanos y materiales concretos), y finalmente (no por ello menos importante), el presupuesto con se cuenta para dicha exploración. Durante la etapa de reconocimiento ya estaremos realizando trabajos de campo (cartografía, geoquímica) en la región que hemos seleccionado, y aplicando un modelo de exploración concreto; ahora habrá que seleccionar zonas específicas. Si las cosas han ido bien pasaremos a la escala de detalle, esto significa que ya disponemos de un blanco de exploración, y estamos en el momento de hablar de sondeos. Si las cosas siguen pintando bien, se pasa a la etapa de evaluación del prospecto (posible yacimiento de carácter económico). En general, si el tonelaje es el adecuado, la economía mundial y local lo permiten, y el clima político es favorable (note la cantidad de condicionantes), entonces, a lo mejor, después de años de trabajo, podremos poner una mina en funcionamiento. Pero claro, en el camino de la exploración, como ya hemos hecho notar con anterioridad, hay más fracasos que éxitos. Una campaña de exploración regional, digamos en una zona de 300 x 50 km, los geólogos de una compañía generarán una gran cantidad de sectores potencialmente interesantes ( prospectos), sin embargo, sólo una fracción mínima de éstos (o ninguno) llegarán a convertirse en yacimientos explotables. Una campaña de exploración, basada en métodos esencialmente empíricos generará una gran cantidad inicial de prospectos, mientras que otra basada en métodos teóricos producirá un numero menor. La razón es simple, el geólogo empírico no se preocupará demasiado del "cómo"



unos determinados rasgos potencialmente interesantes (e.g., zonas de alteración, fracturación, geoquímica) están relacionados, mientras que el teórico, afinará más el enfoque, seleccionando así un numero inferior de prospectos. Esto es así tal cual, y existen notables ejemplos de éste fenómeno en el mundo. Hay prospectos que "en principio" parecen excelentes, y que luego, llegados a la etapa de sondeos, muestran resultados pobres o muy pobres. La siguiente figura ilustra estas relaciones:

La curva A representa una campaña de exploración basada en el método empírico y la C un modelo teórico. A medida que transcurren las distintas etapas de "afinamiento" (definición de prospecto, generación de un blanco dentro del prospecto, sondeos en el blanco, evaluación del recurso, definición del recurso, estudio de factibilidad, puesta en marcha de una mina), el numero de prospectos generados inicialmente cae rápidamente, siendo esto más notable en la curva A que en la C. La curva B muestra lo que ocurre muchas veces, esto es, que no se pasa más allá de una determinada etapa.

Bibliografía Gammon, J.B. 1988. Gold !!! and other metals: how they are found and mined. The Institution of Mining and Metallurgy, London, 83 pp.



Kesler, S.E. 1994. Mineral resources, economics, and the environment. MacMillan College Publishing Co., NY, 391 pp. Oyarzún, J. 1991. La evolución geológica y metalogénica de un orógeno: la Cadena Andina. En: Yacimientos Minerales, (R. Lunar & R. Oyarzun, eds.), 695-810. Marjoribanks, R. 1997. Geological methods in mineral exploration. Chapman & Hall, London, 115 pp. Sierra, J., Ortiz, A., Burkhalter, J. & Iglesias, J. 1973. Mapa Metalogénico de Murcia, escala 1:200.000, IGME, Madrid.

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