Métodos de Exploración Magnética Aplicada a La Industria Petrolera y Análisis y Estudio de Un Caso en Bolivia

MÉTODOS DE EXPLORACIÓN MAGNÉTICA Y ESTUDIO DE CASO EN EL CAMPO LA VICTORIA DE VENEZUELA

MÉTODOS DE EXPLORACIÓN (PROSPECCIÓN) MAGNÉTICA APLICADA A LA INDUSTRIA PETROLERA Y ESTUDIO DE UN CASO EN EL CAMPO LA VICTORIA DE VENEZUELA 1. INTRODUCCIÓN.Desde la antigüedad el hombre siempre se ha interesado por comprender todos los fenómenos que ocurren en la tierra, surgiendo de esta manera muchas ciencias que se han dedicado a su estudio, entre ellas está la geofísica que se dedica a comprender los fenómenos naturales y no naturales, mediante métodos e instrumentos que miden las ondas sísmicas, el magnetismo terrestre y la fuerza de gravedad. Desde su inicio la Geofísica ha alcanzado grandes éxitos en la búsqueda de yacimientos efectuando algunos descubrimientos espectaculares de depósitos de minerales, petróleo y gas, y gracias a los avances tecnológicos se han perfeccionado y transformados con el fin de lograr un mejor desarrollo y bienestar de la humanidad. No obstante, los métodos geofísicos de prospección petrolífera y minera no siempre son capaces de encontrar directamente los depósitos, por lo que su éxito depende de localizar estructuras geológicas favorables para encontrar yacimientos de gran valor económico. En general, al aplicar los conocimientos de las prospección geofísica se deben hacer todos los estudios respectivos que aseguren el hallazgo de posibles depósitos, valiéndose para ello de varios métodos geofísicos: magnéticos, gravimétricos, eléctrico, electromagnético, sísmico y el método radiométrico, los cuales se van aplicar dependiendo de ciertas propiedades física de la materia. En cuanto el tema central de este trabajo, el método magnético es el método geofísico de prospección más antiguo aplicable en la prospección petrolífera, en las exploraciones mineras y de artefactos arqueológicos. Ciertas minas, en especial los yacimientos de sulfuros que contienen magnetita, ilmenita o pirrotina producen distorsiones en el campo magnético de la tierra, las cuales pueden utilizarse para la localización de yacimientos con la ayuda de los métodos magnéticos. Los métodos magnéticos figuran entre los más baratos de la geofísica y desde el punto de vista operacional también también entre los más rápidos rápidos y sencillos, por otra parte, el campo de aplicación de los métodos magnéticos es tan amplio que puede utilizarse en descubrimientos de yacimientos de hierro magnético, en la prospección de yacimientos de magnesio y cromita, accidentes geológicos (fallas, contactos, intrusiones, etc.). Grandes cantidades de mediciones del campo magnético se recogen de forma rutinaria sobre minerales y petróleo prospectos de exploración que utilizan técnicas de suspensión en el aire. Resultantes mapas de anomalías magnéticas pueden proporcionar información sobre las tendencias geológicas ya las rocas que contienen Página 1


mayores proporciones de la magnetita mineral tienen una susceptibilidad magnética superior, y afectarán al comportamiento local del campo magnético de la tierra.

En general es una buena política la inclusión de una prospección magnética en toda campaña geofísica de cierta importancia. 2. ALCANCE Y OBJETIVOS.

Dar a conocer los los Métodos de Exploración (Prospección) Magnética aplicada a la Industria Petrolera para la localización de hidrocarburos en la corteza terrestre.

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Estudiar y analizar un ejemplo de caso o aplicación de este Método de Exploración (Prospección) Magnética sobre el campo La Victoria de Venezuela.

3. MARCO TEÓRICO Y DESARROLLO.

LA GEOFÍSICA EN LA INDUSTRIA PETROLERA.-

La geofísica ha estado ligada a la industria petrolera, prácticamente desde la aparición de esta, ya que los métodos geofísicos se utilizaban varios siglos antes de que apareciera la industria petrolera para localizar yacimientos de minerales. La mayoría del petróleo del mundo se encuentra en rocas sedimentarias. La ubicación de las reservas de petróleo requiere del entendimiento de la naturaleza de la roca en que se encuentra y los registros de pozos son uno de los principales recursos para obtener datos; ellos son particularmente útiles para la descripción y caracterización de las rocas y sus fluidos. Los primeros equipos geofísicos que se utilizaban en la industria petrolera, empleaban una balanza de torsión y el sismógrafo de refracción para buscar domos salinos someros en la costa del Golfo de los EEUU y México, por el año de 1925. En la exploración petrolífera, el método más empleado es el de reflexión sísmica, siendo, en este orden, el gravitacional, refracción sísmica y los magnéticos. En el hemisferio oriental se utiliza a veces en la búsqueda de petróleo una técnica eléctrica, e léctrica, la de la prospección de corrientes telúricas. A partir de 1937, fecha en que se comenzó a usar la estadística, uno de cada seis pozos de cateo localizado por geofísicos había llegado a ser comercialmente productivo; mientras que uno de cada veinte pozos localizados sin ayuda técnica era productivo y uno de cada diez pozos localizados por la geología pero no por la geofísica, la producción de éxito había sido de uno a diez; al valorar estas cifras, no hay que olvidar que la geología solo puede ser más eficaz y económica que la Geofísica en algunas zonas, y que lo contrario puede ser cierto en otras. Desde el nacimiento de la geofísica hasta nuestros días, su papel en la prospección de petróleo ha ido aumentando progresivamente hasta el punto que hoy en día ya no se busca hidrocarburo sin recurrir los métodos geofísicos. Esto es básicamente debido a que la geología, por sus propios medios, no puede determinar con precisión posible depósitos de petróleo en casos de: trampas Página 2


mayores proporciones de la magnetita mineral tienen una susceptibilidad magnética superior, y afectarán al comportamiento local del campo magnético de la tierra.

En general es una buena política la inclusión de una prospección magnética en toda campaña geofísica de cierta importancia. 2. ALCANCE Y OBJETIVOS.

Dar a conocer los los Métodos de Exploración (Prospección) Magnética aplicada a la Industria Petrolera para la localización de hidrocarburos en la corteza terrestre.

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Estudiar y analizar un ejemplo de caso o aplicación de este Método de Exploración (Prospección) Magnética sobre el campo La Victoria de Venezuela.

3. MARCO TEÓRICO Y DESARROLLO.

LA GEOFÍSICA EN LA INDUSTRIA PETROLERA.-

La geofísica ha estado ligada a la industria petrolera, prácticamente desde la aparición de esta, ya que los métodos geofísicos se utilizaban varios siglos antes de que apareciera la industria petrolera para localizar yacimientos de minerales. La mayoría del petróleo del mundo se encuentra en rocas sedimentarias. La ubicación de las reservas de petróleo requiere del entendimiento de la naturaleza de la roca en que se encuentra y los registros de pozos son uno de los principales recursos para obtener datos; ellos son particularmente útiles para la descripción y caracterización de las rocas y sus fluidos. Los primeros equipos geofísicos que se utilizaban en la industria petrolera, empleaban una balanza de torsión y el sismógrafo de refracción para buscar domos salinos someros en la costa del Golfo de los EEUU y México, por el año de 1925. En la exploración petrolífera, el método más empleado es el de reflexión sísmica, siendo, en este orden, el gravitacional, refracción sísmica y los magnéticos. En el hemisferio oriental se utiliza a veces en la búsqueda de petróleo una técnica eléctrica, e léctrica, la de la prospección de corrientes telúricas. A partir de 1937, fecha en que se comenzó a usar la estadística, uno de cada seis pozos de cateo localizado por geofísicos había llegado a ser comercialmente productivo; mientras que uno de cada veinte pozos localizados sin ayuda técnica era productivo y uno de cada diez pozos localizados por la geología pero no por la geofísica, la producción de éxito había sido de uno a diez; al valorar estas cifras, no hay que olvidar que la geología solo puede ser más eficaz y económica que la Geofísica en algunas zonas, y que lo contrario puede ser cierto en otras. Desde el nacimiento de la geofísica hasta nuestros días, su papel en la prospección de petróleo ha ido aumentando progresivamente hasta el punto que hoy en día ya no se busca hidrocarburo sin recurrir los métodos geofísicos. Esto es básicamente debido a que la geología, por sus propios medios, no puede determinar con precisión posible depósitos de petróleo en casos de: trampas Página 2


estructurales, anticlinales, fallas y anticlinales fallados; si la serie que la cubre no es concordante con las capas de la estructura; si el eje de la estructura petrolífera no coincide con el eje estructural visto en superficie; si la falla que produce la trampa no es visible en superficie. O en otro tipo de trampas; cuando hay discordancia no visible en la superficie; cuando hay variaciones laterales en la estratificación o cuando existen arrecifes. En la explotación petrolífera, los métodos más empleados son: el método de reflexión sísmica, el método gravitacional, el método de refracción sísmica y los métodos magnéticos (el cual lo desarrollaremos a continuación): 

MÉTODO MAGNÉTICO.-

La tierra es un imán natural y de allí que dé lugar a campos magnéticos terrestres, por lo tanto, la pr os pec ción m agn é tica d eterm ina las variac ion es d el cam po m agn é tico terrestre atribu ido s a camb ios d e estruct uras o de la susc eptibilidad m agné tica de . algunas rocas p róximas a la superficie

El método magnético se utiliza como método de reconocimiento general en prospección de petróleo cuando la estructura de capas sedimentarias petrolíferas están regidas por características topográficas tales como cresta o fallas sobre la superficie del basamento. Este método de prospección detecta anomalías o desviaciones del valor normal del Campo Geomagnético debido a la presencia de minerales ferromagnéticos, diamagnéticos y/o paramagnéticos. La mayoría de las rocas contiene pequeñas cantidades de óxidos de hierro, de modo que si se cristalizan a partir de un magma y en presencia de un Campo Magnético externo (el terrestre), los Momentos Magnéticos finalizarán orientados, lo que reanudará una anomalía magnética. Estos yacimientos producen un campo magnético inducido, es decir su propio campo magnético. Un magnetómetro mide simplemente las anomalías magnéticas en la superficie terrestre las cuales podrían ser producto de un yacimiento. Esta técnica es especialmente útil para obtener información sobre estructuras geológicas que hayan estado sometidas a altas temperaturas y localización de cuerpos metálicos en general, artefactos y estructuras metálicas creadas por el hombre también generan anomalías magnéticas, razón por la cual este método se utiliza también en arqueología. 

HISTORIA.-

La ciencia del magnetismo inició en el año 1600. En este año el inglés William Gilbert nacido en 1544 (fallecido en 1603) publicó el libro 'De Magnete', que es una compilación de todos los conocimientos ya existentes en el siglo 16 acerca del magnetismo. En esta publicación Gilbert estableció el concepto de un campo geomagnético general con una orientación definida en cada lugar de la superficie terrestre. A fines del siglo 16 la observación de anomalías locales en la orientación del campo geomagnético fue conocida y empleada en la prospección de minerales férricos. Página 3


En 1870 Thalen y Tiberg construyeron un magnetómetro para determinaciones relativas, rápidas y exactas de las intensidades horizontal y vertical de la declinación por medio de los métodos del seno y de la tangente. El método magnético se empleó en gran escala en el estudio de estructuras geológicas, cuando en 1914 y 1915 Adolf Schmidt construyó la balanza de precisión vertical, también llamada variómetro del tipo Schmidt. Desde 1902 Adolf Schmidt, nacido 1860 en Breslau y fallecido 1944 en Gotha dirigió el observatorio magnético de Potsdam como director. La balanza vertical se constituye de una aguja magnética orientada horizontalmente en la dirección Este Oeste y oscilante sobre cuchillas de ágata o bien de cuarzo. Este variómetro permite la medición del campo vertical y su variación local en dimensiones de 1 gamma y por lo tanto este instrumento es suficientemente preciso para ser empleado en las exploraciones mineras. 

PRINCIPIO.-

La tierra genera un campo magnético en el rango de aproximadamente 0,30000 a 0,65000G (Gauss, u Oersted). Este campo se puede comparar con el campo correspondiente a un dipolo (como un imán de barra) situado en el centro de la Tierra, cuyo eje está inclinado con respecto al eje de rotación de la Tierra. El dipolo está dirigido hacia el Sur, de tal modo en el hemisferio Norte cerca del polo Norte geográfico se ubica un polo Sur magnético y en el hemisferio Sur cerca del polo Sur geográfico se ubica un polo Norte magnético. Por convención se denomina el polo magnético ubicado cerca del polo Norte geográfico polo Norte magnético y el polo magnético situado cerca del polo Sur geográfico polo Sur magnético. El campo geomagnético no es constante sino sufre variaciones con el tiempo y con respecto a su forma. La imantación inducida depende de la susceptibilidad magnética k de una roca o de un mineral y del campo externo existente. La imantación remanente de una roca se refiere al magnetismo residual de la roca en ausencia de un campo magnético externo, la imantación remanente depende de la historia geológica de la roca.

Figura 1.- Principio de la Magnetometría. Página 4




ALCANCE.-

Las anomalías magnéticas detectadas a través de estudios magnéticos en terreno se explican con variaciones en las propiedades físicas de las rocas como la susceptibilidad magnética y/o la imantación remanente de las rocas. Estas propiedades físicas solo existen a temperaturas debajo de la temperatura de Curie. En consecuencia los generadores de las anomalías magnéticas podemos hallar hasta una profundidad máxima de 30 a 40 km. 

APLICACIÓN.-

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. Aún no siempre con éxito se lo aplica en el levantamiento de la topografía del basamento, que puede influir la estructura de los sedimentos superpuestos. Se lo emplea en la delineación de depósitos magnéticos intrasedimentarios como rocas subvolcánicas e intrusiones emplazadas en somera profundidad, que cortan la secuencia sedimentaria normal. Como las rocas sedimentarias generalmente ejercen un efecto magnético desapreciado en comparación con el efecto magnético generado por las rocas ígneas la mayoría de las variaciones de la intensidad magnética medidas a la superficie terrestre resulta de cambios litológicos o topográficos asociados con rocas ígneas o con rocas del basamento. El desarrollo reciente de magnetómetros de alta precisión posibilita ahora la definición de pequeñas repuestas magnéticas de alta frecuencia y la detección de variaciones muy pequeñas de la intensidad magnética, que podrían ser relacionadas con variaciones diminutas en el carácter magnético de rocas sedimentarias yacentes en profundidad somera con respecto a la superficie terrestre. Las variaciones magnéticas muy pequeñas en el contenido en minerales magnéticos se refieren a valores alrededor de 0,1 gamma. En las exploraciones mineras se aplica el método magnético en la búsqueda directa de minerales magnéticos y en la búsqueda de minerales no magnéticos asociados con los minerales, que ejercen un efecto magnético mensurable en la superficie terrestre. Además el método magnético se puede emplear en la búsqueda de agua subterránea. Por medio de estudios aeromagnéticos se puede localizar zonas de fallas, de cizallamiento y de fracturas, que pueden albergar una variedad grande de minerales y dirigir a una mineralización epigenética, relacionada con estress de las rocas adyacentes. El conocimiento de sistemas de fracturas y de acuíferos en rocas solidificadas cubiertas por una capa de depósitos aluviales puede facilitar la búsqueda y explotación de agua subterránea. Página 5


A través del método magnético se pueden levantar las discordancias y las superficies terrestres antiguas ahora cubiertas por rocas más jóvenes con el fin de explorar minerales detríticos y/o minerales de uranio relacionados con discordancias. Hasta el medio de la quinta década de este siglo prácticamente solo se llevaron a cabo los métodos magnéticos de exploración en la superficie terrestre. Hoy día en la prospección petrolífera se emplean casi exclusivamente magnetómetros instalados en aviones y en barcos. En los estudios de reconocimiento de depósitos minerales se emplean magnetómetros aeroportados.

Tabla 1.- Magnitudes Magnéticas y sus Unidades. 

MODELO DE UN DIPOLO MAGNÉTICO.-

El campo geomagnético se describe en una aproximación por un dipolo magnético ubicado en el centro de la tierra, cuyo eje está inclinado con respecto al eje de rotación de la tierra. El dipolo está dirigido hacia el Sur, de tal modo en el hemisferio Norte cerca del polo Norte geográfico se ubica un polo Sur magnético y en el hemisferio Sur cerca del polo Sur geográfico se ubica un polo Norte magnético. Por convención se denomina el polo magnético ubicado cerca del polo Norte geográfico polo Norte magnético y el polo magnético situado cerca del polo Sur geográfico polo Sur magnético. Una aproximación satisfactoria a la forma del campo geomagnético es un dipolo ubicado en el centro de la tierra con las coordenadas geográficas siguientes correspondientes a las intersecciones del eje dipolar con la superficie: La intersección boreal del eje dipolar con la superficie terrestre: Latitud = 79ºN, longitud = 290ºE (=70ºW). La intersección austral del eje dipolar con la superficie terrestre: Latitud = 79ºS, longitud = 110ºE. Página 6


Figura 2.- Esquema del Dipolo Magnético. 

LAS COORDENADAS GEOMAGNÉTICAS.-

Por la inclinación del eje dipolar geomagnético con respecto al eje de rotación de la tierra los sistemas de coordenadas geográficas y geomagnéticas no coinciden. Las coordenadas geomagnéticas para un lugar en la superficie terrestre se calculan de modo siguiente conociendo las coordenadas geográficas del lugar en cuestión y de las intersecciones boreal o austral respectivamente:

senβ* = senβB x senβ + cosβB x cosβ x cos(λ - λ B) senλ* = (cosβ x sen(λ - λB)) /cosβ* senψ = -(cosβB x sen(λ - λB)) /cosβ* Donde: β* = Latitud geomagnética, es positiva hacia el Norte. β* = 0º designa el ecuador

geomagnético, I = 0º caracteriza el ecuador magnético. λ* = Longitud geomagnética, es positiva hacia el Este partiendo de la intersección del

meridiano geográfico, que pasa por la intersección boreal, con el ecuador geomagnético. Ψ = Ángulo entre los meridianos geográfico y geomagnético, es positivo hacia el Este,

varía de un lugar al otro. Debido a la inclinación del eje dipolar con respecto al eje de rotación lugares de muy diferentes latitudes geográficas pueden ubicarse en la misma latitud geomagnética. Página 7


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COMPONENTES DEL CAMPO GEOMAGNÉTICO.-

Figura 3.- Componentes del Campo Geomagnético. 

VARIACIONES DEL CAMPO GEOMAGNETICO.Tipo de variación

Origen

Variación en función del tiempo

Forma espacial

Amplitud típica

Dipolar

Interior de la Tierra

Desciende lentamente

Aproximadamente dipolar

25.000 70.000nT

Secular

Núcleo de la Tierra

1-100a

irregular, migrando hacia el W

+/- 10100nT/a

Diurna

Exterior, relacionado con manchas solares

24 hrs, 27 días, 12 meses, 11 a

Exterior

Frecuencia: 0,002 -0,1 Hz

Micropulsaciones

'Audio frecuency magnetics' 1

Exterior

Frecuencia: 1 1000Hz

actividad de manchas solares actividad de manchas solares y de tormentas magnéticas

10 100nT Normal: 1 - 10nT, máximo: 500nT 0,01nT/s

actividad de manchas solares y de tornados

Efectos de corrientes telúricos

Interior en baja profundidad

Frecuencia: 0,002 1000Hz

Geología

Hasta 0,01nT/s

Imantación inducida de las rocas

Interior en baja profundidad hasta la geoterma del punto de Curie2

secular

Geología, varía, depende en primer lugar del contenido en magnetita en las rocas

Hasta 0,05 emu/cm3

Imantación remanente de las rocas

Interior en baja profundidad hasta la geoterma del punto de Curie2

Se descompone durante tiempos geológicos

Geología

Hasta 0,2 emu/cm3

Tabla 2.- Variaciones del Campo Geomagnético.

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1: Depende de variaciones espaciales en el campo electromagnético introducido en corteza terrestre por descarga troposférica (troposfera 0-10km). 2: El gradiente geotérmico depende del lugar. En una zona de subducción en la zona del hundimiento de la placa el gradiente es mucho menor en comparación al gradiente geotérmico establecido en el arco magmático, donde el gradiente geotérmico puede alcanzar a T = 100°C/km. El gradiente geotérmico causado por un metamorfismo de soterramiento en una cuenca sedimentaria es alrededor de 10°C/km. Un valor medio es 30°/km. La temperatura de Curie para magnetita es T = 573°C. 

UNIDADES DE LA INTENSIDAD MAGNÉTICA.-

En la magnetometría se emplean varias unidades:

1Oersted = 1Gauss = 105gamma = 105nT (T = Tesla). 1gamma = 10-9T = 1nT. La unidad Gauss se introdujeron en honor al matemático alemán Carl Friedrich Gauss, nacido 1777 en Braunschweig, fallecido 1855 en Göttingen. Gauss desarrolló el método para la determinación absoluta del campo geomagnético y inició la observación del campo geomagnético en intervalos regulares. Las unidades Gauss y gamma son las unidades del sistema cgs, la unidad nT es la unidad del sistema SI. Los geofísicos prefieren emplear el parámetro 'intensidad del campo magnético H' en vez del parámetro 'inducción o densidad del flujo B'. Se puede substituir uno de estos parámetros por el otro, porque la permeabilidad del aire varía solo poco de la permeabilidad del vacío. La densidad del flujo B de un campo magnético está relacionada con la intensidad magnética H como sigue: B = µ 0 x H, donde µ 0 = permeabilidad del vacío = 1,25 x 10 -6 Vs/Am. La permeabilidad se refiere a la facilidad, que ofrece un cuerpo al paso del flujo magnético. A partir del año 1930 la unidad cgs de la intensidad magnética del campo H se debería denominar Oersted (1Oersted = 1cm -1/2g1/2s-1), pero los geofísicos siguen empleando la unidad Gauss para la intensidad magnética. La unidad comúnmente empleada es gamma, introducida 1896 por M. ESCHENHAGEN como esta unidad es útil para expresar las variaciones pequeñas del campo magnético. 

SUSCEPTIBILIDAD MAGNÉTICA.-

Para un campo magnético homogéneo externo H y un material capaz de ser imantado y situado en este campo externo de tal modo, que la normal a su superficie forma un ángulo q con el campo externo, se definen la intensidad de magnetización I del material como sigue:

I = kappa x H x cosq Donde kappa = constante de proporcionalidad denominada susceptibilidad magnética del material, es cero en el vacío. En el caso que el campo externo está normal a la Página 9


superficie la formula se reduce de la manera siguiente: I = kappa x H. Valores de la susceptibilidad magnética se presenta en lo siguiente. Sustancia

kappa x 10 en unidades cgs

H (intensidad magnética del campo externo) en Oersted

Magnetita

300000 - 800000

0,6

Pirotina

125000

0,5

Ilmenita

135000

1

Franklinita

36000

sin información

Dolomita

14

0,5

Arenisca

16,8

1

Serpentina

14000

30,5

Granito

28 - 2700

1

Diorita

46,8

1

Gabro

68,1 - 2370

1

Pórfido

47

1

Diabasa

78 - 1050

1

Basalto

680

1

Diabasa de olivino

2000

0,5

Peridotita

12500

0,5 - 1,0

Tabla 3.- Tabla de valores de la susceptibilidad magnética kappa para algunos minerales y rocas de DOBRIN (1988), p.650. Nótese, que los valores de la intensidad magnética del campo externo aplicado varían para las distintas muestras de la tabla. El promedio de la intensidad total del campo geomagnético es aproximadamente 0,5 Gauss o 0,5 Oersted respectivamente. Como supuestamente el magnetismo de la mayoría de las rocas se debe a su contenido en magnetita SLITCHER propuso calcular la susceptibilidad magnética de una roca multiplicando el porcentaje de volumen de la magnetita en la roca con la susceptibilidad magnética de magnetita (k = 0,3 en unidades cgs). STEARN (1929) ha publicado el contenido en magnetita e ilmenita en % de varios tipos de rocas y sus susceptibilidades magnéticas aportadas por magnetita e ilmenita y calculadas según el método de SLITCHER. Los promedios de porcentaje de volumen en magnetita e ilmenita y de las susceptibilidades magnéticas de varios tipos de rocas están expuestos en la tabla siguiente según SLICHER, L.B. & STEARN, H.H. (1929): GeophysicalProspecting. Am. Inst. MiningMet. Engrs., Trans. en DOBRIN (1988), p.651.

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Tipo de roca

Promedio de % de volumen en magnetita

kappa x 106

Promedio de % de volumen en ilmenita

kappa x 106

Pórfidos de cuarzo

0,82

2500

0,3

410

Riolitas

1,00

3000

0,45

610

Granitos

0,90

2700

0,7

1000

Sienitas traquíticas

2,04

6100

0,7

1000

Nefelitas eruptivas

1,51

4530

1,24

1700

Nefelitas abisales

2,71

8100

0,85

1100

Piroxenitas

3,51

10500

0,40

5400

Gabros

2,40

7200

1,76

2400

Latitas monzoníticas

3,58

10700

1,60

2200

Rocas con leucita

3,27

9800

1,94

2600

Diorita dacítica de cuarzo

3,48

10400

1,94

2600

Andesita

4,50

13500

1,16

1600

Dioritas

3,45

10400

2,44

4200

Peridotitas

4,60

13800

1,31

1800

Basaltos

4,76

14300

1,91

2600

Diabasas

4,35

13100

2,70

3600

Tabla 4.- Promedios de porcentaje de volumen en magnetita e ilmenita y de las susceptibilidades magnéticas de varios tipos de rocas. En esta tabla se aprecia claramente el aporte de la magnetita a la susceptibilidad magnética de una roca. Comparando los valores calculados y medidos de la susceptibilidad magnética de los mismos tipos de rocas (véase las dos tablas anteriores) se nota pocas coincidencias. En el caso de las dos tablas faltan informaciones sobre la cantidad de muestras calculadas y medidas y los errores inherentes lo que se opone a una evaluación de la calidad de los datos. La susceptibilidad magnética de una roca depende en primer lugar de su contenido en magnetita y/o piritina, ilmenita juega un papel menos importante, aun puede influir la susceptibilidad magnética de una roca.

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

COMPORTAMIENTO DE DISTINTOS MATERIALES SITUADOS EN UN CAMPO EXTERNO.-

Se distingue los materiales siguientes según su comportamiento en un campo externo:

1. Materiales diamagnéticos. 2. Materiales paramagnéticos. 3. Materiales ferromagnéticos.   

Ferromagnéticos verdaderos. Antiferromagnéticos. Ferrimagnéticos.

1. LOS MATERIALES DIAMAGNÉTICOS.Están caracterizados por susceptibilidades magnéticas negativas, lo que significa, que la imantación inducida en ellos está orientada en sentido opuesta con respecto al campo externo aplicado. Las susceptibilidades magnéticas de la mayoría de los materiales diamagnéticos no dependen de la temperatura. Solo las susceptibilidades magnéticas de antimonio y bismuto varían a T = -180ºC. Materiales diamagnéticos son entre otros las sales, la anhidrita, cuarzo, feldespato y grafito. El diamagnetismo se basa en el movimiento de un electrón alrededor de su núcleo generando una corriente de poca intensidad. El momento magnético (o espín) es un vector, que en presencia de un campo magnético externo toma un movimiento de precesión alrededor de este campo externo. Este movimiento periódico adicional del electrón produce un momento magnético orientado en sentido opuesto con respecto al campo aplicado. El diamagnetismo puro sólo aparece si los momentos magnéticos de los átomos son nulos en ausencia de un campo exterior como en los átomos o iones que poseen capas electrónicas completas.

2. LOS MATERIALES PARAMAGNÉTICOS.Son ligeramente magnéticos, caracterizados por susceptibilidades magnéticas pequeñas positivas. En los materiales paramagnéticos la susceptibilidad magnética es inversamente proporcional a la temperatura absoluta según la Ley de Curie. La mayoría de los componentes formadores de las rocas como por ejemplo los silicatos comunes son para- o diamagnéticos. Los granos de materiales para- y diamagnéticos tienden alinearse con sus ejes longitudinales transversal- u oblicuamente con respecto al campo externo aplicado. Los átomos o las moléculas de los materiales paramagnéticos están caracterizados por un momento magnético en ausencia de un campo externo y por una interacción magnética débil pasando entre sus átomos. Normalmente sus átomos están distribuidos al azar, pero aplicando un campo externo tienden alinearse paralelamente a la dirección del campo. Esta alineación es una tendencia, que se opone a su agitación térmica. El paramagnetismo se basa en los espines (momentos magnéticos) no compensados de los electrones, que ocupan capas atómicas incompletas como los Página 12


subpisos 3-d de los elementos escandio y manganeso por ejemplo. Minerales paramagnéticos son olivino, piroxeno, anfibol, granate y biotita. En un separador magnético dependiendo de sus susceptibilidades magnéticas respectivas estos minerales son imantizados a distintas intensidades del campo magnético engendrado por el separador magnético.

3. LOS MATERIALES FERROMAGNÉTICOS.Tienen susceptibilidades positivas y relativamente altas. Sin aplicar un campo magnético externo la interacción de los momentos magnéticos de sus átomos resulta en un comportamiento colectivo de grupos de átomos, llamados dominios. En los elementos hierro, cobalto y níquel esta interacción es característica para los espines no compensados de los subpisos 3-d de sus átomos. Estos elementos pueden lograr un estado de imantación espontáneo consistente en la configuración ordenada de los momentos magnéticos de todos los átomos. Aplicando un campo magnético los dominios se alinean en configuraciones paralelas y con sus ejes longitudinales paralelas a la dirección del campo externo de tal modo generando una susceptibilidad magnética alta. A los cuerpos ferromagnéticos corresponden ciclos de histéresis típicos.

Figura 4.- Orientación de los momentos magnéticos en las sustancias Ferromagnéticas. 

En los Materiales Antiferromagnéticos.-

Los momentos magnéticos de los átomos vecinos son de la misma magnitud, pero antiparalelos. Cada una de estas subredes recuerda un estado de un cuerpo ferromagnético. Las dos subredes ordenadas orientadas en sentido opuesto entre sí se anulan mutuamente resultando en un momento magnético total igual a cero. La Página 13


susceptibilidad magnética de un material antiferromagnético es relativamente baja a temperaturas debajo del punto de Curie, sube con la temperatura acercándose a la temperatura de Curie característica para el material en cuestión, alcanza su máximo a la temperatura de Curie y encima de la temperatura de Curie su susceptibilidad decrece. A los materiales antiferromagnéticos pertenecen entre otros la hematita (Fe2O3, TCurie = 675ºC), los óxidos de manganeso, de hierro, de cobalto y de níquel. 

Los Materiales Ferrimagnéticos.-

Tienen dos subredes de iones metálicos con momentos magnéticos orientados antiparalelamente, pero de magnitud diferente dando lugar a un momento resultante desigual a cero, incluso en ausencia de un campo exterior. La magnetita Fe 3O4 es un material ferrimagnético y el mineral más importante en contribuir al magnetismo de las rocas. Otros minerales ferrimagnéticos son la ilmenita FeTiO 3, TitanomagnetitaFe(Fe,Ti)2O4, la pirotina Fe 1-xS y los óxidos de la formula general XOFe2O3, donde X puede ser ocupado por Mn, Co, Ni, Mg, Zn y Cd. El magnetismo de las rocas se debe a magnetita y a otros minerales del sistema ternario FeO - Fe 2O3 TiO2. La composición de cada cristal mixto junto con su temperatura de Curie se presenta en el triángulo siguiente:

Figura 5.- Composición de cada cristal mixto junto con su temperatura de Curie. Además la pirotina contribuye apreciadamente al magnetismo de las rocas.

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LA INDUCCIÓN MAGNÉTICA H' Y LA DENSIDAD DEL FLUJO MAGNÉTICO B.-

Un material imantado por un campo externo H genera por sí mismo un campo H' relacionado con la intensidad de magnetización o la imantación respectivamente por la formula siguiente: H' = 4pi x I. El flujo magnético total del material con eje perpendicular al campo generado y medido en una cavidad pequeña del material se denomina inducción magnética o densidad del flujo magnético B, que es la suma de los campos magnéticos interno y externo. En los materiales moderadamente magnéticos la densidad del flujo magnético es proporcional a la intensidad magnética del campo externo H como se demuestra en lo siguiente: B = H + H' = H + 4pi x I = H + 4pi x kappa x H = (1 + 4pi x kappa) x H = µ x H. La constante de proporcionalidad µ ya se conoce como la permeabilidad: µ= B/H = 1 + 4pi x kappa. Para demostrar el comportamiento de un material ferromagnético, que experimenta magnetizaciones y desmagnetizaciones cíclicas se sitúa una muestra totalmente desmagnetizada de un material ferromagnético entre los polos de un imán electromagnético originando un campo externo. El campo magnético externo producido por el imán electromagnético se controla subiendo, disminuyendo o invirtiendo la corriente. La inducción expresada como densidad del flujo magnético se mide con un galvanómetro balístico conectado a una espiral arrollada alrededor de la muestra. Los resultados se presentan en un gráfico de la densidad del flujo magnético B en función del campo externo H. El experimento se inicia con un campo externo H igual a cero. Incrementando la magnitud del campo externo H, sube linealmente la inducción o la densidad del flujo magnético B respectivamente de acuerdo con la relación B = µ x H. Cuando la imantación de la muestra hará alcanzada un cierto valor, la densidad del flujo magnético no sube más, aun la magnitud del campo externo H se incrementa todavía. A este fenómeno se llama la saturación. La curva del diagrama B en función de H se acerca a una línea horizontal. Cuando paulatinamente se disminuye la magnitud del campo externo hasta cero, la densidad del flujo magnético en lugar de volverse cero igualmente retiene un valor R denominado la magnetización remanente. Invirtiendo la corriente y en consecuencia la magnitud del campo externo H, la densidad del flujo magnético B disminuye hasta llegar a cero y luego se acerca a la saturación correspondiente a un campo externo invertido. Una reducción del campo externo hacia cero hará cambiar la densidad del flujo a un valor R. Una segunda aplicación de la magnetización positiva volverá a invertir de nuevo la dirección de la densidad del flujo magnético y se originará una segunda fase en la saturación positiva. Este experimento demuestra como un cuerpo magnetizable puede quedar magnetizado aún el campo externo magnético causante ya ha desaparecido.

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IMANTACIÓN DE UNA SUSTANCIA.-

La imantación de una roca o de un mineral respectivamente se constituye de las dos porciones siguientes: de la imantación inducida (Iind) y de la imantación remanente (Irem): I = Iind + Irem = kappa x H + Irem, donde kappa = susceptibilidad magnética de la roca o del mineral y H = intensidad magnética del campo externo. La imantación remanente depende de la historia de la roca. Generalmente el campo geomagnético, su magnitud y su dirección determinan la imantación de las rocas magnéticas. La magnitud y la dirección de la proporción inducida de la imantación están determinadas por la magnitud y la dirección actualmente establecidas del campo geomagnético. Como el campo geomagnético varía con el tiempo la magnitud y la dirección del campo geomagnético de un lugar varían también. Las rocas pueden conservar una imantación remanente relacionada con el campo geomagnético existente cuando estas rocas se han formadas. En el caso de las rocas magmáticas la dirección de la imantación coincide con la dirección del campo geomagnético existente en el intervalo de tiempo, en que las rocas empezaron a solidificarse y que se extiende hasta el momento en que las rocas se han enfriadas debajo de la temperatura de Curie. A este tipo de imantación remanente se llama imantación termoremanente. En el caso de rocas fundidas rápidamente enfriándose como las corrientes de lava por ejemplo sus minerales magnéticos se alinean paralelamente a la dirección del campo geomagnético existente en el tiempo de la solidificación y del enfriamiento de las rocas. En el caso de las rocas sedimentarias clásticas los granos magnéticos se alinean durante la deposición en agua quieta según la dirección del campo geomagnético existente. Este tipo de imantación se denomina imantación remanente de deposición. El estudio de la historia del campo geomagnético, denominado paleomagnetismo se basa en la imantación remanente. Además el estudio de la imantación remanente contribuye a la geología histórica y dio una evidencia más para la tectónica de placas. 

MAGNETOMETRÍA.-

Método geofísico relativamente simple en su aplicación. El campo magnético de la tierra afecta también yacimientos que contienen magnetita. Estos yacimientos producen un campo magnético inducido, es decir su propio campo magnético. Un magnetómetro mide simplemente las anomalías magnéticas en la superficie terrestre, cuáles podrían ser producto de un yacimiento. La prospección magnética es una técnica basada en la medida y estudio de las variaciones del campo magnético terrestre, obteniéndose medidas del valor total del campo magnético o bien, opcionalmente, del gradiente de dicho campo magnético. Estas variaciones, son debidas a la presencia de cuerpos susceptibles de ser Página 16


magnetizados y que, por tal motivo, contribuyen a modificar el campo magnético terrestre en su entorno.

Magnetometría

Concepto:

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Es una técnica que consiste en determinar 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.

MAGNETÓMETROS.-

Existen varios métodos de medición y varios tipos de magnetómetros, con que se puede medir una componente del campo magnético. El primero método para determinar la intensidad horizontal absoluta del campo geomagnético desarrolló el matemático alemán Carl Friedrich Gauss (desde 1831).

Tipos.

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Los magnetómetros, que se basan en principios mecánicos, son entre otros la brújula de inclinación, la superbrújula de Hotchkiss, el variómetro del tipo Schmidt, el variómetro de compensación. El primer magnetómetro útil para la prospección minera fue desarrollado en los años 1914 y 1915. El llamativo variómetro del tipo Schmidt mide variaciones de la intensidad vertical del campo magnético con una exactitud de 1g, que es la dimensión de las variaciones locales de la intensidad magnética. El flux-gate-magnetometer se basa en el principio de la inducción electromagnética y en la saturación y mide variaciones de la intensidad vertical del campo magnético.

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El magnetómetro nuclear se basa en el fenómeno de la resonancia magnética nuclear y mide la intensidad total absoluta del campo magnético a tiempos discretos. El magnetómetro con célula de absorción se funda en la separación de líneas espectrales (absorción óptica) por la influencia de un campo magnético. Este instrumento mide la intensidad total del campo magnético continuamente, con sensibilidad alta y una exactitud hasta 0.01gamma.

Mediciones realizadas. Aplicando el método magnético en la prospección minera se quiere delinear variaciones del campo geomagnético o es decir anomalías magnéticas relacionadas con un depósito mineral con un cierto contenido en magnetita o pirotina por ejemplo. Generalmente las mediciones magnéticas se realizan a lo largo de perfiles en estaciones de observación en distancias regulares. Combinando perfiles paralelos se obtiene un mapa de observaciones magnéticas. La mayoría de los magnetómetros disponibles para la prospección minera mide variaciones de la intensidad vertical (interpretación más clara en comparación a la medición de variaciones en las intensidades total y horizontal). Por lo tanto se trata de mediciones relativas, cuya precisión es más alta en comparación a las mediciones absolutas. El campo geomagnético sufre variaciones con respecto al tiempo y a su forma como la variación diurna por ejemplo. Estas variaciones, que no están relacionadas con un depósito mineral con un cierto contenido en magnetita por ejemplo superponen los valores medidos. Por esto se debe corregir los valores medidos. La variación diurna se corrige repitiendo la medición de la variación de la intensidad vertical en una estación de base en intervalos de tiempo regulares desde el principio hasta el fin de la campaña de medición. Los valores medidos en la estación de base se presentan en función del tiempo, que permite calcular el valor de corrección correspondiente a cada medición en una estación de observación. Los valores reducidos se presentan en perfiles y/o mapas.

Uso.El uso de métodos magnetométricos permite establecer el efecto de ciertos tipos de minerales que alcanzan a perturbar el campo magnético terrestre en algunos nanoTeslas. En los tipos de depósitos que estén asociados a magnetita (Óxido de Hierro con alta susceptibilidad magnética) y algunos otros óxidos de hierro pueden ser detectados gracias a este tipo de mediciones.    

Adquisición Terrestre, Procesamiento, Mapeo y Modelamiento de anomalías magnéticas. Exploración de Oro Aluvial (Asociado a Magnetita) y Depósitos de Hierro. Modelamiento de Basamento Magnético. Interpretación de datos magnetométricos. Página 18


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Toma de datos de susceptibilidad magnética.

Ventajas.

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La gran ventaja del método está en el relativamente bajo costo de exploración por área de investigación. Muy especialmente cuando se trata de relevamientos aéreos. Por ello es generalmente el primero de los métodos que se utiliza para delimitar zonas de interés, y fundamentalmente ahorrar recursos en el uso de otros métodos más costosos. El desconocimiento de la verdadera orientación y las propiedades de la anomalía es una desventaja del método, pero no es grave porque es constante en toda el área de exploración. Puesto que las susceptibilidades son tan bajas en la mayoría de las rocas, es mejor focalizar la investigación a grandes anomalías, ya que las altas susceptibilidades se encuentran en un reducido tipo de rocas. Determina anomalías de tipo magnético en regiones con mineralizaciones asociadas a minerales magnéticos (óxidos de hierro). Permiten interpretar el tipo de fallas que afectan el basamento magnético, así como su dirección y posible desplazamiento. Método de campos potenciales económico.

Desventajas.

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La primera desventaja es el hecho que se desprecia la imantación remanente, la que a veces puede ser muy importante. Esto da un cierto grado de incertidumbre a la interpretación. Otra es el amplio rango de variación de la susceptibilidad magnética para los distintos tipos de rocas, y no hay garantías de que la magnetización esté uniformemente distribuida. Recordemos que en un flujo basáltico la susceptibilidad es bastante alta debido a la abundante magnetita. Sin embargo, esta se acumula a veces en bolsones que dan anomalías discontinuas cuando el relevamiento es a gran escala o de gran detalle. En síntesis, las desventajas del método provienen de la fuerte dependencia de la anomalía respecto de las características propias de la anomalía y de la dirección de magnetización.

Procedimientos Básicos de Campo.La exploración magnética no requiere de tantos cuidados y correcciones como la gravimétrica. Sin embargo, hay que seguir un procedimiento para obtener una precisión aceptable en las mediciones, aunque la exploración desde el aire requiere de otros cuidados adicionales. La limpieza magnética es fundamental cuando se trabaja con magnetómetros portátiles sobre el suelo. Esto implica desprenderse de objetos metálicos aparentemente inocentes como cortaplumas, anteojos, lapiceras, llaves, etc. Además, debe tenerse cuidado de no acercarse demasiado a automóviles, alambrados, líneas eléctricas, tuberías, etc. El sensor siempre debe estar a más de un metro del suelo, y si Página 19


es posible a dos o tres metros, para que no afecten las lecturas los minerales o desechos magnéticos de la superficie. A raíz de las variaciones diurnas o de corto período del campo magnético, las mediciones deben corregirse por sus efectos, al igual que por marea y deriva en gravedad. Una forma consiste en reocupar una estación base cada una hora y luego cambiar de base. Otra más práctica pero que requiere de dos magnetómetros, consiste en dejar uno fijo como base para así conocer las fluctuaciones del campo en un punto y descontarlas en los otros.  

MAGNETÓMETROS Y OTROS MÉTODOS DE MEDICIÓN.MAGNETÓMETROS Y MÉTODOS PARA DETERMINAR LOS COMPONENTES DEL CAMPO GEOMAGNÉTICO COMO LA INTENSIDAD TOTAL F, LA INTENSIDAD HORIZONTAL H Y LA INTENSIDAD VERTICAL Z (O V) O SUS VARIACIONES.-

Los métodos e instrumentos, que se basan en principios mecánicos son los siguientes: 

MÉTODO DE GAUSS PARA DETERMINAR LA INTENSIDAD HORIZONTAL.-

Se determina el valor absoluto de la intensidad horizontal H a través de dos experimentos: 

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El experimento de oscilación define el producto M x H, en donde M = momento magnético de un imán y H = intensidad horizontal. El experimento de desviación define el cociente M/H.

BRÚJULA DE INCLINACIÓN.-

Este instrumento mide la variación de la intensidad vertical Z (o V respectivamente). Se constituye de una aguja imantada que puede moverse libremente en un plano vertical y que lleva fijada a un lado del eje un peso ajustable. Un par de torsión gravitatorio (peso ajustable) es equilibrado por un par de torsión magnético (imán). Cualquier variación del componente vertical del campo terrestre cambia el momento de la fuerza magnética y por tanto el ángulo de inclinación de la aguja. Se debe orientar el imán en un plano vertical y los polos del imán paralelos a la dirección del componente total del campo. 

SUPERBRUJULA DE HOTCHKISS.-

Esta brújula mide la variación de la intensidad total F de un campo magnético. Su construcción es semejante a la de la brújula de inclinación, además tiene una barra auxiliar no magnética, que lleva un contrapeso regulable. Para medir la variación de F se orienta los polos del imán paralelamente a la dirección del campo total, la medición se realiza orientando la superbrújula en una dirección perpendicular al meridiano (longitud) magnético.

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VARIÓMETRO DEL TIPO SCHMIDT.-

Este instrumento mide la variación de la intensidad vertical Z (o V respectivamente) y un variómetro modificado mide la variación de la intensidad horizontal H de un campo magnético. El variómetro consiste en un imán pivotado cerca, pero no directamente en el centro de su masa, de tal modo que el campo geomagnético origine un par de torsión magnético en torno del pivote opuesto al par de torsión de la atracción gravitatoria sobre el centro. El ángulo para el cual se alcanza el equilibrio depende de la intensidad del campo. El imán pivotado tiene que ser orientado horizontalmente y en la dirección esteoeste geomagnético para medir la variación de Z. La construcción del variómetro para la medición de la variación de la intensidad horizontal H es parecida salvo que el sistema magnético (imán pivotado) tiene por posición inicial la vertical y la dirección norte-sur geomagnético. 

VARIÓMETRO DE COMPENSACIÓN.-

Este instrumento mide la variación de la intensidad vertical Z y un variómetro modificado mide la variación de la intensidad horizontal H. La construcción del variómetro de compensación es semejante a aquella del variómetro del tipo Schmidt, pero en vez de medir la inclinación del sistema con respecto a la horizontal (variómetro vertical) se mide la fuerza necesaria para devolverlo a la horizontal. El imán pende de finos hilos y la fuerza restauradora se obtiene mediante el desplazamiento de imanes compensadores. En el caso del magnetómetro de torsión por ejemplo de 'Askania' según Haalck la aguja magnética tiene que ser orientada horizontalmente. Un instrumento, que se basa en principios eléctricos (saturación), se presenta en lo siguiente: 

'FLUX-GATEMAGNETOMETER'.-

Este magnetómetro mide la variación de la intensidad vertical V de un campo magnético y se lo orienta horizontalmente. Su principio se basa en el fenómeno de que campos magnéticos tan pequeños como el terrestre inducen en materiales de gran permeabilidad µ densidades de flujo, que representan una fracción apreciable de la densidad de saturación. La forma de onda de corriente resulta distorsionada si se superpone un campo magnético estacionario y esta distorsión se utiliza para medir dicho campo. Se produce el campo magnético estacionario cíclico por medio de una bobina, que rodea un imán y que está alimentada por una corriente alterna suficientemente intensa. Superponiendo el campo magnético cíclico inducido al campo terrestre el campo magnético resultante saturará el imán o es decir el núcleo. El lugar en el ciclo energizante en que se llegue a la saturación da una medida del campo magnético ambiental. En detalle este tipo de magnetómetro se constituye de dos imanes o núcleos respectivamente, cuyos ejes están alineados paralelamente a la dirección del campo Página 21


terrestre. En un campo externo variándose cíclicamente el comportamiento de los imanes resulta en típicas curvas de histéresis (en un diagrama B en función de H). Cada uno de estos núcleos se ubica en el centro de una bobina con un arrollamiento en sentido opuesto en comparación a aquel de la otra bobina. Las dos bobinas primarias están conectadas en serie y generan en los dos núcleos densidades de flujo magnético de la misma intensidad, pero de signos opuestos, es decir que los momentos magnéticos de los dos núcleos se orientan en direcciones opuestas por el arrollamiento en sentido opuesto de las dos bobinas. Cada bobina posee un arrollamiento secundario, cuyas dos secciones están conectadas con un voltímetro para indicar la diferencia entre las dos salidas. 

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En un instante discreto el campo terrestre refuerza el campo engendrado por una de las bobinas y se opone al campo producido por la otra bobina. Primero se considera la magnetización de un solo núcleo en ausencia de un campo ambiental natural, como sucede cuando el eje del núcleo está normal a la dirección del campo terrestre. El campo de la excitación H, correspondiente al campo magnético inducido tiene una forma sinusoidal (curva a de fig. 13-17 en construcción). Este campo sobresatura el núcleo en el alto y en el fondo de cada ciclo, como se expresa por los altos y bajos truncados de la curva b. El voltaje secundario es proporcional a la variación de la densidad del flujo magnético y en consecuencia se acerca a cero durante la parte del ciclo, en que el núcleo está saturado, como se ve en la curva c. Introduciendo un campo natural que ayude a (superpone) la magnetización de la corriente de excitación, se llega antes al punto de saturación en el ciclo (indicado por el descenso en el voltaje secundario), que sí están en oposición el campo natural y el de la excitación. Esto está representado por las curvas d y e. Si las salidas de voltaje de ambas bobinas están conectadas en oposición, la salida resultante (curva f) consiste en pares de crestas, cuya altura es dentro de límites razonables proporcional al campo magnético.

Algunos magnetómetros del tipo 'flux-gate' alcanzan una precisión entre 0,5 a 1,0gamma. El 'fluxgatemagnetometer' fue el primero magnetómetro, que se utilizaron para mediciones magnéticas desde el aire (fixedwingaircraft), en la guerra en particular para hallar submarinos. Hoy día en primer lugar se los emplean para las mediciones magnéticas en pozos/sondeos. Otros instrumentos de saturación son el magnetómetro aéro 'Gulf' y el detector magnético aéreo AN/ASQ-3A descritos en DOBRIN (1975). La intensidad magnética total es la magnitud del vector del campo geomagnético independiente de su dirección o es decir el campo total es una cantidad escalar. En el caso de una perturbación del vector regional del campo geomagnético F el vector perturbador P se suma al campo no estorbado por adición vectorial. Los magnetómetros, que miden el campo magnético total, miden solo la magnitud del vector resultante o es decir la porción del vector perturbador, que está dirigida en la misma Página 22


dirección como el campo magnético regional. En consecuencia para campos magnéticos perturbadores pequeños con respecto al campo geomagnético la variación del campo magnético medida com FP es de valor muy similar al valor de la componente del vector perturbador dirigido en la misma dirección como el campo magnético regional. Para campos anómalos pequeños con respecto al campo geomagnético vale F + P = +/- (F + com FP).

Figura 6.- Magnitud del Vector Total del Campo Geomagnético y Superposición por un Campo Anómalo Local. 

MAGNETÓMETROS NUCLEARES.-

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Magnetómetro Protónico de Precesión.-

Este magnetómetro mide la intensidad total absoluta del campo magnético a tiempos discretos. El instrumento se basa en la mecánica cuántica, específicamente en el fenómeno de la resonancia magnética nuclear. Aproximadamente los dos tercios de todos los núcleos atómicos (protones) tienen un momento magnético. Estos núcleos pueden ser considerados como diminutos imanes en forma de esferas, que giran alrededor de sus ejes magnéticos. Se aplica repentinamente un campo magnético intenso en una dirección en ángulo recto con la del campo terrestre a una botella de agua o de una otra sustancia, que contiene una gran cantidad de protones H + y que está polarizada solamente por el campo terrestre. Los protones se orientan hasta que apunten en la dirección correspondiente a la resultante de los dos campos. Si el campo exterior es 100 o más veces mayor que el campo terrestre en la estación de observación, el campo resultante en el interior del agua apuntará aproximadamente en la misma dirección que el campo aplicado. Al desaparecer el campo magnético exterior, el momento magnético recobrará su valor y dirección primitivos en el campo terrestre H por 'precesión' en torno de ese campo a una velocidad angular w = g p x F, en donde g p es la razón giromagnética del protón y una constante de proporcionalidad (23,4873826 g/Hz) y F es el campo terrestre. La Página 23


frecuencia de la 'precesión' es directamente proporcional al valor del componente total del campo magnético. Se obtiene la intensidad total del campo terrestre midiendo la frecuencia de este voltaje inducido con la precesión necesaria y modificándola. Debido al proceso de la inducción electromagnética la amplitud de la señal es proporcional a F. Por esto la sensibilidad del magnetómetro es alta en un campo magnético intenso, mientras que en un campo magnético débil la sensibilidad se disminuye. En un campo terrestre de 50000gamma la frecuencia de precesión medida con contadores digitales tiene valores alrededor de 2000Hz y el magnetómetro logra una precisión de 0,1gammas. Una medición se puede realizar en un cuarto de un segundo, pero con una sensibilidad reducida. Las limitaciones de los magnetómetros nucleares son gradientes muy grandes (mayor a 300 a 1000gammas cada metro) debido al tamaño relativamente grande de la botella con el líquido de protones e interferencias debidas a corrientes eléctricas alteradas. En el primero caso de un campo magnético de gradiente muy alto la intensidad del campo variaría adentro de la unidad de medición como la botella con el líquido de protones y por consiguiente el magnetómetro no podría determinar un valor constante. 

Magnetómetro protónico del tipo Overhauser.-

Un otro tipo de magnetómetro nuclear, denominado magnetómetro protónico basándose en el efecto Overhauser fue desarrollado al principio de la década sesenta. En lo que sigue se explica el efecto Overhauser en forma sencilla en términos mecánicos como lo fue hecho en el caso del magnetómetro protónico de precesión. Una explicación más detallada requiere conocimientos de la mecánica cuántica. Los magnetómetros de este tipo usan una solución rica en protones y iones paramagnéticos. Bajo la influencia de la llamativa frecuencia propia del electrón no perturbado, que está en el rango de las frecuencias muy altas (VHF) de radio, los iones paramagnéticos muestran una resonancia. Al aplicar una señal de muy alta frecuencia (VHF) a la solución de protones e iones paramagnéticos (dominada por la frecuencia propia del electrón no perturbado) el espín nuclear ubicándose en el protón está polarizado en consecuencia de la interacción entre los electrones y los núcleos atómicos. La polarización es continua y la señal cambia instantáneamente con el campo magnético ambiental. Con este método se logra un aumento de la intensidad de la señal en el rango de 100 a 1000 veces resultando en señales de precesión con magnitudes entre 1 y 10mV (las señales de precesión producidas por el magnetómetro protónico de precesión varían alrededor de 1mV). Por esto la razón 'señal a ruido' se reduce apreciadamente y en consecuencia se reduce la incertidumbre de la medición. El magnetómetro protónico del tipo Overhauser requiere un intervalo de tiempo de medición de 8 a 10 s como mínimo, midiendo un intervalo de tiempo mayor se puede aumentar la sensibilidad de medición.

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Componente magnético Razón giromagnética del protón

Magnetómetro protónico de precesión F = total Constante

Campo aplicado

Polarizante

Solución

De protones

Precesión de protones

Por polarización magnética

Señal de precesión Intensidad de la señal Razón señal/ruido del fondo

Discreta Alrededor de 1µV Mayor 0,1gammas, en casos especiales 0,01gammas

Característica

Presición Intervalo de tiempo mínimo de medición

Magnetómetro del tipo Overhauser F = total Constante Electromagnético, de frecuencia de radio De protones y iones paramagnéticos Por estimulo de resonancias paramagnéticas Continua 1 - 10mV Menor

0,25s

En el mismo rango 8-10s

Tabla 5.- Características de los dos Magnetómetros Nucleares. 

MAGNETÓMETRO CON CÉLULA DE ABSORCIÓN.-

Este instrumento se funda en la separación de líneas espectrales (absorción óptica) por la influencia de un campo magnético. Este fenómeno fue descubierto en 1896 por el holandés P. ZEEMAN (efecto Zeeman) y empleado en los magnetómetros desde el principio de la década setenta de este siglo. Un magnetómetro de este tipo se compone de una célula con una sustancia gaseiforme como He o vapor de álcalis como Rb, Cs o K y excitada por un rayo de luz emitida por una fuente de la misma sustancia gaseiforme. La luz incidente se ajusta por medio de un polarizador circular antes de entrar en la célula de absorción del vapor. Los álcalis metálicos gaseiformes de poca cantidad en la célula son excitados por la luz polarizada. En los átomos resulta una elevación de su estado energético fundamental a varios niveles ópticos. En presencia de un campo magnético externo como el campo geomagnético los niveles fundamentales y elevados se separan en niveles magnéticos estrechamente espaciados. A este se llaman efecto de ZEEMAN según su descubridor. La absorción óptica se basa en el fenómeno que las probabilidades de transición de electrones desde un subnivel magnético fundamental no son iguales para cada nivel de la luz circularmente polarizada y bombeada, mientras que la transición o descomposición respectivamente desde los niveles excitados hacia el nivel fundamental es a menudo completamente el resultado de una emisión espontánea, o es decir la transición es igual para todos los subniveles. Los electrones siempre llegan a los subniveles fundamentales en cantidades iguales, pero debido a la absorción óptica los electrones se van en cantidades distintas a otros niveles energéticos. En consecuencia se obtiene diferentes grados de ocupación para los distintos subniveles fundamentales. En esta fase de absorción óptica el gas en la célula es más transparente para la luz Página 25


incidente en comparación al gas no afectado por bombeo óptico. La modulación de la transparencia se toma como medida para el campo magnético ambiental. El magnetómetro de absorción óptica mide la intensidad total del campo magnético continuamente, con sensibilidad alta y una exactitud hasta 0.01gamma. El magnetómetro más común de este tipo emplea Cesio como sustancia gaseiforme.  

REDUCCIÓN E INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS.EFECTO MAGNÉTICO VERTICAL SOBRE CUERPOS DE MODELO POLARIZADOS VERTICALMENTE Y ENTERRADOS EN EL SUBSUELO.-

A través de algunas fórmulas relativamente sencillas se puede describir el efecto magnético vertical de cuerpos de modelo verticalmente polarizados y enterrados en el subsuelo. Los diagramas siguientes presentan el efecto magnético vertical ejercido por distintos cuerpos y mensurables en la superficie terrestre en función de la distancia horizontal. Los cuerpos tienen distintas composiciones (basalto y granito), diferentes contenidos en magnetita (basalto de 7% de magnetita y granito de 1,5% de magnetita), diferentes radios (r = 250m y r = 100m) y están situados en distintas profundidades (p = 400m y p = 150m). Los dos diagramas superiores muestran el efecto magnético vertical de cuerpos esféricos de la misma dimensión (r = 250m), situados en la misma profundidad (p = 400m), pero de distintas composiciones y distintos contenidos en magnetita. Las curvas resultantes tienen la forma de una campana (curva de Gauss), el mismo ancho (= distancia entre los flancos) pero diferentes máximos. Al cuerpo basáltico corresponde una curva con un máximo mucho mayor en comparación a la curva generada por el cuerpo granítico. La diferencia en los máximos de las curvas se debe a la susceptibilidad magnética más alta del cuerpo basáltico con un contenido de 7% en magnetita en comparación a aquella del cuerpo granítico, que contiene solo1,5% de magnetita. SLICHER & STEARN (1929) mencionan las susceptibilidades magnéticas siguientes para basaltos y granitos: Tipo de roca Basalto Granito

% magnetita 2,3 0,2

de kappa x 106 en cgs 6900 600

% magnetita 8,6 1,9

de kappa x 106 en cgs 26000 5700

SLICHER, L.B. & STEARN, H.H. (1929): Geophysical Prospecting. - Am. Inst. Mining Met. Engrs., Trans. en DOBRIN (1988).

Tabla 6.- Susceptibilidades Magnéticas para Basaltos y Granitos.

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Figura 7.- Efecto Magnético Vertical (1). Los próximos dos diagramas muestran, que un cuerpo situado en alta profundidad con respecto a la superficie terrestre produce un efecto magnético vertical menos intenso en comparación a un cuerpo de la misma dimensión y composición ubicado en menor profundidad.

Figura 8.- Efecto Magnético Vertical (2). Página 27


A partir de las curvas de Gauss (de forma de campana), que caracterizan el efecto magnético vertical de algunos cuerpos polarizados verticalmente y enterrados como de los cuerpos esféricos, cilíndricos y de placas de extensión vertical mayor en comparación a su extensión horizontal se puede deducir parámetros como la potencia del cuerpo y la profundidad de su límite superior. 

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En el caso de una placa de extensión horizontal relativamente alta como un manto por ejemplo la semianchura de la curva correspondiente a su efecto magnético vertical indica la potencia horizontal de la placa. En el caso de una placa de extensión vertical mayor como un dique por ejemplo la semianchura media de la curva correspondiente a su efecto magnético vertical da la profundidad del límite superior de la placa.

EFECTO MAGNÉTICO TOTAL ENTERRADOS EN EL SUBSUELO.-

SOBRE

CUERPOS

MAGNÉTICOS

Hoy día en la prospección magnética comúnmente se miden la componente total del campo magnético. En el caso de un cuerpo magnético enterrado en el subsuelo la componente total del campo magnético se constituye de las magnitudes correspondientes al campo geomagnético y al campo magnético anómalo generado por el cuerpo magnético enterrado y superponiendo el campo geomagnético. El efecto magnético total ejercido por este cuerpo enterrado en el subsuelo y mensurable en la superficie depende de la dirección del campo geomagnético en el lugar de observación y de la imantación inducida en este cuerpo paralela al campo geomagnético. Los modelos numéricos de los datos de la intensidad total se diseñan usualmente por medio de computadores. Dependiendo de los problemas geológicos en cuestión y de la capacidad del computador disponible se realiza modelos de dos, de dos y media y de tres dimensiones. 

DISEÑO DE UN MAPA DE ISOLÍNEAS.-

Procedimiento recomendable para diseñar un mapa de isolíneas o de líneas de isoflujo magnético modificado según un propósito de ARONEC, W de Exploration Geophysics Field Manual, Cambrian College, Spring (1982).

Características de las Isolíneas/Líneas de Isoflujo Magnético.

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Una isolínea es la línea, que une varios puntos del terreno (varias estaciones de observación) del mismo valor o de la misma intensidad. El intervalo entre dos isolíneas es la diferencia en el valor o en la intensidad entre dos isolíneas adyacentes. El espaciamiento de las isolíneas es una medida del gradiente. Las isolíneas con espaciamiento pequeño y denso (espaciadas densamente) expresan un gradiente alto, las isolíneas con espaciamiento grande entre sí representan un gradiente pequeño (véase fig. A). En este contexto gradiente se refiere a una variación de un valor de una intensidad con respecto a la distancia. Las isolíneas cerradas ilustran extremos como altos (los valores incrementan hacia el centro de la forma cerrada de las isolíneas) y bajos (los valores Página 28


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decrementan hacia el centro de la forma cerrada de las isolíneas). Los bajos se destacan por medio de dientes dirigidos hacia el centro de la forma cerrada. Una isolínea no puede cruzar otra.

Figura 9.- Gradiente, Rumbo de Anomalía y Alto Magnético. En un mapa de Isolíneas se emplea tres Tipos de Líneas.  

Una línea puntada ancha para un intervalo de 5000gammas (véase fig. B). Una línea sólida ancha para los intervalos intermedios de 1000gammas. Una línea sólida fina para los intervalos de 200gammas.

Figura 10.- Tipos de Isolíneas. Página 29


En el caso de una distribución regular de los intervalos no se debe asignar a cada línea su valor. Se destaca las líneas de valores más altos y más bajos. En el caso de los bajos se marca las líneas con dientes dirigidos hacia la dirección, en que tienden a bajar los valores (véase fig. C).

Figura 11.- Bajo Magnético. Construcción de una isolínea por interpolación.La construcción de una isolínea por interpolación está ilustrada en la figura D.

Figura 12.- Construcción de una Isolínea por Interpolación. El intervalo mínimo razonable, que se emplea en el mapa depende de los factores siguientes.

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La diferencia en el valor o la intensidad de dos líneas adyacentes debe sobresalir el error inherente en los datos. La escala. Los gradientes máximo y mínimo del área en cuestión. Página 30


Por ejemplo se mide con un magnetómetro con una precisión de 20gammas a lo largo de perfiles paralelos con espaciamiento de 50m con respecto a las direcciones Norte y Este y en un área con un gradiente medio de 100gammas/100m. Se presenta los resultados en un mapa de escala 1:10000. ¿Qué intervalo entre dos isolíneas usted elegiría? Repuesta: 50gammas o más. Con un intervalo de 50gammas y un gradiente de 100gammas/100m se obtiene 2 isolíneas en 1cm de la mapa (= 100m de la naturaleza). Por ejemplo se mide con un magnetómetro con una precisión de 20gammas a lo largo de perfiles paralelos con espaciamiento de 50m con respecto a las direcciones Norte y Este y en un área con un gradiente medio de 200gammas /100m. Se presenta los resultados en un mapa de escala 1:10000. ¿Qué intervalo entre dos isolíneas usted elegiría? Repuesta: 100gammas o más, para evitar un espaciamiento demasiado denso. Con un intervalo de 100gammas y un gradiente de 200gammas /100m se ubican 2 isolíneas en 1cm de la mapa (=100m de la naturaleza). Por ejemplo se mide con un magnetómetro con una precisión de 20gammas a lo largo de perfiles paralelos con espaciamiento de 50m con respecto a las direcciones Norte y Este y en un área con un gradiente medio de 20gammas/100m. Se presenta los resultados en un mapa de escala 1:100000. ¿Qué intervalo entre dos isolíneas usted elegiría? Repuesta: 100gammas o más, para evitar un espaciamiento demasiado denso. Con un intervalo de 100 gammas y un gradiente de 20gammas/100m 2 isolíneas caen en 1 cm de la mapa (=1km de la naturaleza). En las exploraciones mineras se cuenta con instrumentos apenas ajustados y errores humanos resultando en errores mínimos de 20 a 40gammas. Por esto la diferencia de la intensidad entre dos isolíneas debería ser igual o mayor a 100gammas. 

PROPUESTAS PRÁCTICAS PARA EL DISEÑO DE UN MAPA DE ISOLÍNEAS MAGNÉTICAS.-

Un mapa de isolíneas magnéticas debe ser construido nítidamente y claramente y simplificado para entregar la cantidad más alta posible de informaciones sin generar confusiones o ambigüedades. Si el mapa de anomalía es bien legible e interpretable en ausencia de isolíneas intermedias, se recomienda no presentar las isolíneas intermedias. En el caso que las distancias entre las isolíneas intermedias son tan pequeñas que no se puede distinguir una de la otra y que no se puede identificar sus valores, se debe renunciar a las isolíneas intermedias. 

DISEÑOS DE UNA ANOMALÍA.-

En la exploración magnética realizada en la corteza terrestre generalmente se mide continuamente y completamente o se mide a lo largo de un perfil y en perfiles paralelos con un espaciamiento constante, es decir se mide en intervalos regulares. En el último caso la posición y la forma de una anomalía magnética levantada se aproxima a la posición y la forma de la anomalía real. El procedimiento de acercarse a los parámetros reales de una anomalía o es decir de diseñar una anomalía puede ser mecánico empleando partes proporcionales o por interpolación o extremadamente interpretativo utilizando isolíneas paralelas o equidistantes. A menudo la diferencia entre estos dos tipos de diseñar una anomalía es graduada. Utilizando isolíneas paralelas y equidistantes se debe enfocar su atención a la existencia de anomalías atractivas no Página 31


completamente definidas por la información disponible, que se basa en una red de estaciones de observación con cierto espaciamiento. Por medio de otros datos geofísicos y/o geológicos se podría comprobar la interpretación de los datos magnéticos. Tales evaluaciones sucesivas se aplican comunmente en la prospección geofísica minera. 

EJEMPLOS DE ANOMALÍAS.-

En el caso que no se puede definir claramente la forma de una anomalía magnética y en presencia de conductividad ya detectada y diseñada se orienta el eje de la anomalía magnética en la misma dirección como el eje de la anomalía conductiva o como otras estructuras geofísicas o geológicas ya conocidas. Las estructuras causantes de anomalías magnéticas a menudo están paralelas entre sí como un sistema de diques paralelos con alto contenido en magnetita por ejemplo. Frecuentemente se puede localizar una anomalía conductiva al mismo lugar, en la misma orientación y de forma parecida como la anomalía magnética. En el caso de varias estructuras paralelas causantes de anomalías magnéticas se trata distinguir estas y diseñarlas separadamente. En el caso que los conductores eléctricos se ubican en los flancos de una anomalía magnética, se distingue entre la anomalía magnética central y las anomalías magnéticas asociadas con anomalías conductivas formando los flancos de la anomalía magnética central. Por ejemplo un cuerpo de peridotita (roca plutónica de olivino y piroxeno) está rodeado por sulfuros de alto contenido en pirotina (Fe 1-xS). El cuerpo de peridotita genera la anomalía magnética central y los sulfuros producen las anomalías magnética y conductiva ubicadas en el hombro de la anomalía magnética central. En áreas de gradientes de intensidad magnética bajos se trata de delinear tendencias lógicas delineando la anomalía a partir de los valores más altos presentes. Este método se emplea especialmente en el caso que un cuerpo conductivo está orientado en la misma dirección como el alto magnético y se utiliza isolíneas intermedias. 

EJEMPLOS DE APLICACIONES DEL MÉTODO MAGNÉTICO.-

Una aplicación geológica es el levantamiento de tendencias estructurales del basamento cubiertas por una capa de sedimentos sueltos o compactados y el levantamiento de rocas ígneas y metamórficas ubicadas en una profundidad somera cubiertas por la vegetación o una capa aluvial. Una lineación delineada por los contornos de isolíneas magnéticas puede reflejar por ejemplo el rumbo del eje de un cuerpo intrusivo longitudinal o los planos de fallas grandes en la topografía del basamento. En un área caracterizada por una geología superficial bien expuesta se puede elaborar un mapa geológico con un esfuerzo mínimo, de modo que se combinan los datos geológicos obtenidos de algunos pocos afloramientos distribuidos irregularmente en terreno con las tendencias aeromagnéticas observadas. Página 32


En este caso los datos magnéticos pueden justificar una interpolación de los pocos datos geológicos. Sin informaciones adicionales normalmente no es posible distinguir si una anomalía magnética observada se debe a un relieve estructural o a una variación litológica lateral. Principalmente el método magnético se aplica en las exploraciones mineras con los objetivos siguientes: 

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La búsqueda de minerales magnéticos como magnetita, ilmenita o pirotina. La localización de minerales magnéticos asociados con minerales no magnéticos, de interés económico como minerales indicadores. La determinación de las dimensiones (tamaño, contorno, profundidad) y estructuras de zonas mineralizadas cubiertas por capas aluviales o vegetales.

Exploración Magnética para Minas de Fe.La mayoría de la producción de Fe (aproximadamente 90%) se explota de depósitos de origen sedimentario de composición primaria oolítica y silícea. Lo demás se extrae de depósitos de origen magmático con minerales de Fe de origen magmático o con minerales de Fe residuales después de la meteorización de las demás componentes de las rocas magmáticas. 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. Las taconitas son depósitos de Fe de origen sedimentario. Su carácter magnético depende de su estado de oxidación, puesto que la magnetita se descompone por la oxidación. Las taconitas oxidadas son mucho menor magnéticas en comparación con las taconitas no oxidadas. Con el método magnético se podían ubicar las zonas de taconitas no o poco oxidadas, que por su procesamiento más fácil son más favorables para la explotación. Por el método magnético se puede localizar depósitos de Fe cubiertos por otras formaciones geológicas y situados en cierta profundidad en la corteza terrestre como por ejemplo los rellenos hidrotermales de fracturas cerca de Pea Ridge Mountain, Missouri, que se descubrieron por medio de sondeos realizados a lo largo de una anomalía magnética de forma longitudinal.

Exploración Magnética para otros Minerales.Por su asociación con minerales magnéticos como magnetita y pirotina minerales no magnéticos como los metales básicos níquel, cobre y oro por ejemplo pueden ser detectados por el método magnético. Frecuentemente se emplea el método magnético en la exploración para diamantes, que ocurren en chimeneas volcánicas de kimberlitas o lamprófidos. Por su contenido en magnetita e ilmenita se puede localizar estas chimeneas con el método magnético. Se han encontrado las chimeneas de kimberlitas Página 33


en los Estados Unidos, en la república soviética antigua y en Africa del Sur, Este y Oeste.

Exploración Magnética para Hidrocarburos.En la búsqueda de petroleo y gas natural se emplea el método magnético para determinar la geometría (extensión, dimensión y potencia) de cuencas sedimentarias, que pueden atrapar los hidrocarburos. En base de los resultados magnéticos se puede planificar y colocar más precisamente los perfiles sísmicos mucho más costosos en comparación al método magnético.

Exploración Magnética para Fuentes Termales.El método magnético contribuye a la localización de la isoterma de Curie, que debajo de áreas con actividad termal está elevada en comparación a otras áreas.

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REALIZACIÓN DE MEDICIONES MAGNÉTICAS EN EL CAMPO Y CORRECCIONES NECESARIAS PARA LAS MEDICIONES MAGNÉTICAS.-

Aplicando el método magnético en la prospección minera se quiere delinear variaciones del campo geomagnético o es decir anomalías magnéticas relacionadas con un depósito mineral con un cierto contenido en magnetita o pirotina por ejemplo. Generalmente las mediciones magnéticas se realizan a lo largo de perfiles en estaciones de observación en distancias regulares. Combinando perfiles paralelos se obtiene un mapa de observaciones magnéticas. La mayoría de los magnetómetros disponibles para la prospección minera mide variaciones de la intensidad vertical (interpretación más clara en comparación a la medición de variaciones en las intensidades total y horizontal). Por lo tanto se trata de mediciones relativas, cuya precisión es más alta en comparación a las mediciones absolutas. El campo geomagnético sufre variaciones con respecto al tiempo y a su forma como la variación diurna por ejemplo. Estas variaciones, que no están relacionadas con un depósito mineral con un cierto contenido en magnetita por ejemplo superponen los valores medidos. Por esto se debe corregir los valores medidos. La variación diurna se corrige repitiendo la medición de la variación de la intensidad vertical en una estación de base en intervalos de tiempo regulares desde el principio hasta el fin de la campaña de medición. Los valores medidos en la estación de base se presentan en función del tiempo, que permite calcular el valor de corrección correspondiente a cada medición en una estación de observación. Los valores reducidos se presentan en perfiles y/o mapas.

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ESTUDIO Y ANÁLISIS DE CASO EN EL CAMPO LA VICTORIA DE VENEZUELA.-

INTEGRACIÓN DE DATOS AEROMAGNÉTICOS CON REGISTRO DE SUCEPTIBILIDAD MAGNÉTICA (EN MUESTRAS SOMERAS DE POZOS) EN EL CAMPO LA VICTORIA 

RESUMEN.-

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INTRODUCCIÓN.-

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UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO.-

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CAMPO PETROLÍFERO LA VICTORIA.-

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DATOS Y METODOLOGÍA.-

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DATOS DE POZOS.-

PERFILES DE SUSCEPTIBILIDAD MAGNÉTICA Y PREPARACIÓN DE MUESTRAS.-

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LEVANTAMIENTO AEROMAGNÉTICO.-

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PROCESAMIENTO DE LOS DATOS AEROMAGNÉTICOS.-

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RESULTADOS Y ANÁLISIS.-

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MUESTRAS DE POZOS.-

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LA VICTORIA 1 – X.-

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COMPARACIÓN DE PERFILES DE SUSCEPTIBILIDAD PARA POZOS DEL CAMPO LA VICTORIA.-

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MAPA DE ANOMALÍAS MAGNÉTICAS.-

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4. CONCLUSIONES.Las conclusiones que podríamos dar acerca de este trabajo son: 

Pudimos dar a conocer los Métodos de Exploración (Prospección) Magnética aplicada a la Industria Petrolera para la localización de hidrocarburos en la corteza terrestre.

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Concluimos que los métodos de Exploración Magnética han tenido un gran impacto en la vida humana, ya que esta ciencia ha permitido encontrar muchos recursos que son explotados por el hombre para luego transformarlos y convertirlos en productos útiles y provechosos para su desarrollo y bienestar.

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El desarrollo de los Métodos Magnéticos ha permitido crear nuevas y mejores técnicas e instrumentos, facilitando el descubrimiento de yacimientos petrolíferos de alto nivel productivo a menor costo y de una manera más eficaz.



El auge alcanzado por la Geofísica y los Métodos Magnéticos y el perfeccionamiento en sus métodos prospectivos, permitirán a la humanidad contar con yacimientos minerales que sustituirán en futuro a los ya agotados y dará la máxima seguridad sobre el importante papel del petróleo como fuente energética indispensable por muchos años más.



Actualmente, cada ciencia se preocupa por presentar sus deducciones de los fenómenos que estudia por medio de métodos o sistemas cada vez más precisos. De allí que los métodos de exploración se perfila como una ciencia de gran confiabilidad, debido a que cada instante se ve influenciada por los avances de gran número de ciencias con las cuales se relaciona.



En cuanto al Método de Exploración Magnética podemos decir que tiene una detección de propiedades magnéticas, pérdida de resolución con la profundidad, interpretación no única (exige control geológico), mapeo de tipo regional y detalle y utilización de plataformas aéreas, marinas y terrestres.

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Estudiamos y analizamos un ejemplo de caso o aplicación de este Método de Exploración (Prospección) Magnética sobre el campo La Victoria de Venezuela donde aplicamos integración de datos Aeromagnéticos con registros de susceptibilidad magnética (en muestras someras de pozos).

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5. RECOMENDACIONES.Las recomendaciones que podríamos dar acerca de este trabajo son: 

Estudiar además los otros métodos de exploración en la explotación petrolífera, que son: el método de reflexión sísmica, el método gravitacional y el método de refracción sísmica ya que también son de vital importancia para nuestro conocimiento, desarrollo y formación como profesionales.

6. BIBLIOGRAFÍA.www.monografias.com http://www.geovirtual2.cl/EXPLORAC/TEXT/00000c~1.HTM http://www.ecured.cu/index.php/Magnetometr%C3%ADa#Principio http://www.monografias.com/trabajos62/metodos-exploraciones-gravimetricasgeoquimicas/metodos-exploraciones-gravimetricasgeoquimicas2.shtml#ixzz2zRKc5KZc 5) ALGOMEDA P., José C. La Geofísica en la Industria Petrolera. Universidad de Oriente, Núcleo Bolívar. Venezuela.

1) 2) 3) 4)

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7. ANEXOS.EMPRESAS DEDICADAS ALSERVICIO DE ESTUDIO Y LOCALIZACIÓN CON TECNICAS GRAVIMETRICAS Y MAGNETICAS.Utilizados para localizar depósitos sedimentarios, inferir la ubicación de la sección sedimentaria más espesa, y para delinear los límites de los depósitos. 

LEVANTAMIENTOS MARINOS DE GRAVEDAD / MAGNETICOS.-

Se ofrece técnicas que incluyen gravedad y magnetometría marina dinámica, como también gravedad del fondo de mar. EDCON tiene más de 30 años, y más de 2 millones de kilómetros lineales de experiencia en la adquisición marina de datos gravimétricos y magnetométricos por todo el mundo. Además, se ofrece:

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Cooperación plena con las cuadrillas sísmicas o la implementación de estudios independientes. Especialistas experimentados en estudios marinos. La mejor instrumentación del mundo de la cual surge más y mejor información geológica. Planeamiento, transporte, instalación, personal, operación, adquisición de datos, control de calidad, procesamiento de datos y entrega puntual de informes. Levantamientos detallados cerca a la orilla en la zona de transición. Levantamientos de áreas peligrosos por bolsones de gas.

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LEVANTAMIENTOS DE GRAVEDAD EN POZOS.-

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Somos una de las pocas empresas en el mundo que ofrece estudios de gravedad en pozos (BHGM). Nuestras soluciones a los aspectos operacionales han logrado que el registro de alta densidad con BHGM en pozos sea tan práctico, que su utilidad ha sido ampliamente reconocida tanto en el manejo de producción como también en la evaluación de formaciones. Aplicaciones de BHGM incluyen:

Detección Remota: Detección de fallas / "overthrusts"; mapeo de la estructura de recifes, costados de sal, "flares y overhangs"; evaluación de sistemas de fracturas y la porosidad lejos del pozo. Evaluación de la Formación: Registro a través del casing; evitando los efectos de invasión; registro de zonas fracturadas y perforaciones lavadas; y la detección de porosidad no penetrado por el pozo. 

ESTUDIOS DE GRAVEDAD POR TERRESTRE Y HELICOPTERO.-

Registro convencional de gravedad por terrestre o por helicóptero con levantamiento por GPS  Micro-gravimetría práctica para aplicaciones en petróleo, minería e ingeniería utilizando nuestros equipos Super- Gá„¢ (medidores de gravedad, marca L&R, modelo G, mejorados por EDCON). 

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La resolución gravimétrica más alta del mundo. Nuestros medidores Super-G aseguran micro-gravimetría práctica por medio del uso de electrónica digital y el poder de computación por PC"s. Registro automático de datos y correcciones para mareas, períodos de lectura seleccionable en el campo, exposición gráfica de la gravedad en la estación corregida para las mareas, mejor control de la temperatura en los medidores. Diseño de levantamientos, gerencia y control de calidad por peritos experimentados. Levantamientos apoyados por helicópteros proveen la máxima información de una campaña al lograr una cobertura completa y uniforme. Levantamientos terrestres convencionales de gravimetría y magnetometría pueden ser realizados o en conjunto con cuadrillas sísmicas o independientemente.

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Métodos de Exploración Magnética Aplicada a La Industria Petrolera y Análisis y Estudio de Un Caso en Bolivia

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