TITAN 24 Exploración Geofísica Profunda De Minas En Explotación. Deep Earth Imaging. Brownfield Exploration with Titan 24 Leduar Ramayo Cortés Geólogo, Quantec Geoscience Resumen En la actualidad estamos viendo que la industria minera se esta enfocando en la exploración profunda, ya que muchos de los depósitos emplazados superficialmente se encuentran en fase de desarrollo. La exploración profunda posee una serie de retos para las empresas, como el incremento de los costos de perforación y la incapacidad de las metodologías convencionales de exploración (reconocimiento geológico y geoquímico de superficie, así como las tecnologías geofísicas convencionales) de obtener datos de calidad. Las nuevas tecnologías tales como Titan24, diseñada por Quantec Geoscience, proporcionan un medio para explorar el subsuelo desde la superficie hasta más de 1,5 km; significativamente mucho más profundo que los 300 m que se pueden alcanzar con los métodos geofísicos tradicionales, los cuales han constituido durante muchos años la columna vertebral de la exploración geofísica. El objetivo fundamental es demostrar la capacidad de TITAN24 de realizar estudios profundos de depósitos minerales en minas activas, que representen grandes retos para las empresa. En el presente trabajo mostraremos varios casos históricos de la aplicación de TITAN24 en diferentes proyectos.
Abstract Today in the mineral industry, we are seeing a new focus on brownfield
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exploration, comprising work either in mine sites or near mines within a certain predetermined predetermined radius of a mine site. There are a number of forces driving this trend including the recent collapse in commodity prices forcing companies to preserve preserve capital, the axiom that, “the best place to explore is in the shadow of a headframe”, new technologies; and the need to generate producing assets for cash cash flow as rapidly as possible. The aim of this work is to show how Titan 24 Deep Earth Imaging technology measures three parameters for effective mapping of mineralization, alteration, structure and geology to depth and obtaining high quality data from an environment in which data acquisition tasks and survey operations are challenging. One historical case is summarized here to give an idea of some of the benefits of performing a mine mine site or near mine mine survey. survey.
INTRODUCCION En la actualidad, la industria minera está enfocando la búsqueda de nuevos recursos minerales en el interior de minas y en áreas cercanas a estas. El descubrimiento de nuevas zonas de alto potencial minero, así como el incremento de las reservas conocidas de los yacimientos que se explotan actualmente constituye una prioridad para las empresas mineras, no solo porque las zonas donde se desarrollan las minas son geológicamente muy propicias para la acumulación mineral, sino porque al disponer de toda la infraestructura minera existe un mejor aprovechamiento de sus recursos económicos. El presente trabajo tiene como objetivo mostrar las bondades de la herramienta de exploración geofísica TITAN 24, fundamentalmente en ambientes Brownfield. TITAN 24 fue diseñada por Quantec para realizar exploración minera en áreas donde la exploración llevada a cabo con técnicas convencionales (geológicas, geoquímicas de superficie y geofísicas tradicionales) se vuelve extremadamente compleja y poco eficiente debido a la práctica simultánea de
tareas de explotación. Esta herramienta puede contribuir para la detección y delimitación de cuerpos de alta potencialidad minera discriminándolos a su vez de los cuerpos estériles. En este trabajo incluimos, a modo de caso de estudio histórico, la aplicación de TITAN 24 en el depósito Copper Mountain.
TECNOLOGÍA TITAN 24 TITAN 24 utiliza un arreglo de sistema distribuido con tecnología LAN (Local Area Network), combina tecnologías novedosas en lo que respecta a la adquisición y uso de los datos en series de tiempo y aplica procesamientos avanzados para el tratamiento de los datos adquiridos. Puede medir simultáneamente tres parámetros posibilitando el mapeo 3D del subsuelo. Ha sido diseñado de tal manera que permite llevar a cabo tres tipos de estudios al mismo tiempo y en un periodo de 24 horas: Resistividad en Corriente Continua (Resistividad-DC), Cargabilidad por Polarización Inducida (Cargabilidad-IP) y Resistividad por el Método Magnetotelúrico (Resistividad-MT). Éstas y otras características hacen de TITAN 24 una herramienta muy útil para el mapeo en dos y tres dimensiones de mineralizaciones, de zonas de alteración hidrotermal y de las diferentes características geológicas y estructurales de los depósitos tanto alrededor de las minas como directamente sobre ellas. La información que se obtiene se integra con información geológica de superficie y de perforaciones para optimizar la definición de los blancos y lograr un diseño más efectivo y racional de las campañas de perforación.
Tecnología DCIP/MT En la figura 1 se muestra el modo en que es configurado el arreglo para llevar a cabo un estudio con TITAN 24. Se observa como los electrodos de corriente y de potencial se disponen alternadamente a lo largo de la línea la cual puede tener una extensión de 2400 metros o más dependiendo de los parámetros de diseño adoptados. Esta arquitectura sumada al elevado nivel tecnológico de adquisición y procesamiento de datos ha permitido aumentar considerablemente la calidad y densidad
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del muestreo geofísico, posibilitando una mejor definición de los cuerpos minerales. Al registrar simultáneamente datos de todos los sitios y en todo el rango de frecuencias, se maximiza la cantidad de tiempo disponible para los registros y esto se traduce en un importante incremento de la calidad de los datos obtenidos. En este punto, es oportuno detenerse en una comparación con los sistemas de estudio convencionales para los cuales es necesario trazar recorridos yuxtapuestos sobre las líneas a relevar a efectos de lograr la misma cobertura. Debido al modo de adquisición en 24 bits que emplea, TITAN-24 es altamente sensible y admite mediciones sobre un rango de voltajes muy amplio. Garantiza la obtención de datos en la “banda-muerta” de MT y el registro de mediciones IP precisas en áreas ruidosas y con señales predominantemente débiles. Los datos de DC-IP son registrados en una configuración Polo-Dipolo, durante el día, para 24 niveles de profundidad o más, utilizando una longitud de dipolos receptores que típicamente es de 50, 100, 150 o 200 metros pero que es posible ajustar en función de las particularidades del área de estudio. Esta configuración proporciona mayor densidad de datos eléctricos, una profundidad de investigación de hasta 750 metros y la capacidad de obtener modelos computacionales sustancialmente más precisos que los obtenidos por cualquier otro método desarrollado. Los datos MT son adquiridos durante la noche para aprovechar los periodos en que la señal natural es de mejor calidad y en consecuencia se logra mayor exactitud en el mapeo de resistividades para profundidades superiores a los 2 km. Como se observa en la figura 1 las mediciones magnetotelúricas se realizan con dos equipos, uno ubicado en la misma posición donde se realizan las mediciones eléctricas y otro a mas de 20Km de distancia del área de estudio, donde las mediciones no se vean afectadas por los ruidos culturales provenientes de la actividad minera.
visto como un evento coherente cortando todos los canales („Evento MT‟). La figura
Figura 1. Configuración del sistema de adquisición de datos geofísicos distribuidos TITAN 24.
3.2 muestra las mismas series de tiempo luego de un procesamiento que identificó y removió señales cíclicas. Se observa que el ruido de 60Hz ha sido eliminado completamente al igual que cualquier otra señal cíclica procedente de maquinaria y solo permanecen los datos que se corresponden con el evento natural de MT. Por último se expande la escala de tiempo (escala horizontal) y se realiza una ampliación del evento MT (figura 3.3). Como se puede observar, la remoción de ruidos es considerable.
Remoción de ruidos en ambientes de exploración Brownfield Titan 24 cuenta con sofisticados algoritmos de procesamiento de series de tiempo que utilizan procesos de remoción de ruidos aislados o cíclicos, procesamientos estadísticamente robustos y técnicas de clasificación de coherencia múltiple. Además utiliza sitios de referencia remota y cancelación de ruidos telúricos de los datos IP. Esta combinación de filtros es indispensable para eliminar el ruido tanto espacialmente como en la frecuencia, maximizando la habilidad para entregar las mejores mediciones de voltaje posibles y obtener resultados DC-IP y MT de alta calidad en ambientes ruidosos como es el caso de las zonas mineras.
Figura 2. Estudio de TITAN 24 desarrollado en terrenos brownfield, los ruidos pueden ser ocasionados por infraestructura minera, líneas de abastecimiento de energía, camiones y otros. La figura 3 muestra las series de tiempo para diferentes canales MT de TITAN 24. La figura 3.1 es una impresión de pantalla del estudio realizado en una mina activa y constituye un ejemplo de series de datos crudos antes de filtrar y procesar. La amplitud (escala vertical) está dominada por un ruido que es típico en ambientes mineros y que corresponde a las líneas de electricidad y alta tensión (frecuencia de 60 Hz). Un impulso de señal MT puede ser
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Figura 3. Filtrado de datos MT y eliminación de ruidos. Se muestra la secuencia de pasos para aislar la señal MT y eliminar los ruidos culturales procedentes de la actividad minera Los datos de resistividad-DC y cargabilidad-IP también son sometidos al proceso de filtrado de ruidos. En estudios convencionales de IP no se puede discriminar periodos de señal limpia y momentos en que la señal está dominada por ruidos producidos por maquinaria. En cambio, TITAN 24 adquiere datos completos de series de tiempo; vemos un ejemplo de esto en la figura 4 que muestra las series de tiempo para algunos dipolos de IP de TITAN 24. Si consideramos todos los datos y solo hacemos el promedio de
las mediciones (proceso típico en métodos geofísicos convencionales) el valor de IP obtenido es de 16.4 con un error de casi el 50% (figura 4.1); pero el procesador de TITAN 24, en vez de ello, selecciona porciones de esta señal para muestreo evitando los impulsos que constituyen ruido. Como se observa en la figura 4.2 al procesar los datos considerando sólo los datos limpios, el valor final de IP es de 27.2 y el error se reduce a 0.49 (igual a 1,8%). Figura 5. Esquema Geológico del depósito Copper Mountain mostrando el nivel actual de explotación y el diseño futuro de los rajos abiertos. Cortesía de Copper Mountain Minning Corporation.
Figura 4. Filtrado de datos IP y eliminación de ruidos por procedimiento de series de tiempo
RESULTADOS Y DISCUSION Caso Histórico: Copper Mountain El proyecto se encuentra ubicado 15km al Sur de Princeton, Columbia Británica, Canadá. Copper Mountain es un pórfido alcalino rico en cobre y oro, compuesto por una secuencia volcánica sobre yacida por rocas sedimentarias emplazadas en la cima de un complejo volcánico sedimentario deformado [1,2,3 y 4] (Figura 5)
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Las rocas de mayor distribución pertenecen a la Formación Quesnellia del grupo Nicola (Triásico superior); son rocas fundamentalmente volcánicas y en menor medida sedimentarias que pertenecen a un arco de islas subacuático que han sido intruídas por plutones del jurásico inferior de composición alcalina, calco-alcalina y máfica tipo Alaska. La mineralización de oro y cobre está asociada a calcopirita con y sin bornita en vetas, a brechas que cortan las rocas del grupo Nicola y como reemplazo en la zona de contacto entre los intrusivos y las volcanitas [1 y 5]. En un principio, los estudios geofísicos en la zona se habían limitado a detectar mineralización hasta los 100 m de profundidad. La presencia de infraestructura y laboreos mineros antiguos, los rajos, taludes así como los ruidos culturales provenientes de las líneas de energía y de la actividad minera en general hacían imposible la toma de datos de buena calidad. Copper Mountain Mining Corporation reabrió una mina histórica y solicitó determinar: a) si existían reservas suficientes que justificaran el proyecto de explotación; y b) si se podría diseñar un Super Pit económicamente viable que permitiera la extracción de los recursos. Para ayudarlos a resolver los retos que se planteaban, Quantec Geoscience diseñó un programa de 7-líneas de TITAN 24 directamente sobre la mina y en áreas cercanas. Como se observa en la figura 6 existe muy buena correlación entre las
mineralizaciones conocidas y las anomalías de cargabilidad, lo cual aumenta la confiabilidad de la interpretación. La aplicación de TITAN 24 le permitió a la empresa delimitar una serie de cuerpos minerales en las cercanías de la mina, así como la detección por debajo de los pits (a profundidades superiores a los 700 m) de nuevos cuerpos minerales.
Figura 7. Diseño del futuro Super Pit en Copper Mountain
AGRADECIMIENTOS Figura 6. a) Ubicación de líneas de estudio de TITAN 24 sobre mapa de anomalías de cargabilidad (modelada en 3D) en el nivel – 300 m. Se observa la coincidencia de zonas anómalas con los rajos, y nuevos cuerpos minerales en las cercanías de la mina. b) Esquema geológico del depósito y perfil mostrando los datos de IP. Se observa que bajo las explotaciones, la mineralización se extiende a profundidades superiores a los 700 m. Los resultados obtenidos superaron las expectativas, el estudio determinó la presencia de diferentes anomalías, las cuales fueron testeadas por perforaciones y arrojaron uno de los mayores intervalos de mineralización reportados en la mina, con más de 100 m de longitud y un contenido de Cu de 1.3%. Esta información fue recibida con gran satisfacción por parte de la empresa, pues significa un aumento considerable de las reservas conocidas y de la vida útil de la mina. A los ingenieros de minas, los resultados les permitieron proceder con la construcción y desarrollo del Super Pit (figura 7) mientras que el descubrimiento y delimitación de nuevas reservas le significó a la empresa el ahorro de importantes recursos económicos y de tiempo, en costosas campañas de perforación.
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Queremos dejar constancia de nuestro agradecimiento a la empresa Copper Mountain Mining Corporation por permitirnos el uso de la información geológica y geofísica de sus proyectos. Así como a los técnicos y profesionales de Quantec Geoscience por la toma y procesamiento de los datos.
CONCLUSIONES TITAN 24 posee una serie de ventajas respecto a los métodos geofísicos convencionales de exploración, sobre todo en ambientes de minas en explotación: Adquisición y procesamiento de • grandes volúmenes de datos que maximizan la confiabilidad durante los procesos de inversión, aumentando la resolución y la eficiencia de la interpretación Gran profundidad de investigación • con DC/IP y MT El equipamiento es modular, lo que • permite realizar campañas de exploración en zonas de relieve abrupto, difícil acceso y/o áreas con ruidos culturales provenientes de la actividad minera en cortos periodos de tiempo • Se puede aplicar en todos los estadíos de exploración como: generación y definición preliminar de blancos de exploración (grass roots), estadios de exploración avanzada, estadios de predesarrollo con el objetivo de evitar que la ubicación de molinos, escombreras,
relaves, pilas de lixiviación y otras obras de infraestructura se realicen sobre el depósito mineral o las partes mas ricas de este.
REFERENCIAS 1. Fahmi, K.C., Mecauley, T.N. and Preto, V.A.G. (1976): Copper Mountain and Ingerbelle; in Porphyry Deposits of the Canadian Cordillera. Sutherland Brown, A., Editor, Canadian Institute of Mining and Metallurgy. Special Volume 15, pages 368375. 2. Huyck, H.L.O. (1986): Geologic Observations at Copper Mountain; private report, Simmilkameen Mining Division, Newmom Mines L,d. 3. Lang, 1.R. (1992): Petrographic Observations in the Virginia Zone. Copper Mountain: in Annual Technical Report Year I, Copper-Gold Porphyry Systems of British Columbia, Chapter 9, Mineral Deposit Research Unit, The University of British Columbia 4. Takeda, T. (1976): On the Exploration and Structural Control of the lngerbelle Deposit, British Columbia, Canada; Mining Geollogy (Japan), Volume 26, pages 179-190.
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