Geofísica MÉtodos geoquímicos de exploración minera




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fecha de publicación04.06.2016
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MÉTODOS GEOQUÍMICOS DE EXPLORACIÓN MINERA

         La gran dificultad que representa en la actualidad la localización de nuevos depósitos minerales, como materia prima para satisfacer la demanda de un país o inclusive en el ámbito mundial, hace que el trabajo del especialista en exploración minera sea con base a un programa específico llamado Programa de exploración Minera.

 

Los métodos geoquímicos aplicados a la exploración minera son una herramienta esencial utilizada en los programas de exploración en todas sus etapas, desde los trabajos iniciales de reconocimiento hasta los de detalle cuando el yacimiento ya ha sido localizado. Los métodos geoquímicos también se utilizan para identificar las prolongaciones de los yacimientos ya conocidos o en explotación y como ayuda en la toma de decisiones en la selección de áreas de interés para llevar a cabo la perforación como etapa final en la localización de yacimientos minerales.

 

         El objetivo de estos apuntes es dar a conocer los principios básicos de la geoquímica inorgánica y las técnicas de la geoquímica aplicada a la exploración minera dentro del marco de los programas de exploración, así como proporcionar los principales criterios geológicos para la evaluación de los resultados químicos cuantitativos obtenidos en laboratorio y la interpretación de la información obtenida.

La Geoquímica es la ciencia que estudia la abundancia, distribución y migración de los elementos químicos en la Tierra y al igual que todas las ciencias, ésta tiene muchas divisiones las cuales gradúan imperceptiblemente de una a otra. La Exploración Geoquímica es una de las grandes divisiones; otras incluye a la Geocronología, Geoquímica de Isótopos estables, Geoquímica Sedimentaria, Hidrogeoquímica, Geoquímica Orgánica, Geoquímica Agrícola como la concerniente con los estudios geológicos de los elementos mayores y menores que son necesarios en la nutrición de plantas y animales, la Geoquímica Marina como la química de las aguas y sedimentos oceánicos, así como los nuevos campos reconocidos tales como la Geoquímica Lunar y Ambiental, ésta ultima relacionada con la contaminación del ambiente superficial por desechos industriales incluyendo metales y productos radioactivos de reactores nucleares.

 

En años recientes se han realizado más estudios geoquímicos los cuales tienen un punto en común, a saber, un ensayo para solucionar algunos problemas geológicos por vía de la química. Por lo tanto, en el sentido moderno, el objetivo de todas las divisiones de la geoquímica es solucionar problemas geológicos (incluyendo ambiental y lunar).

 

La exploración geoquímica, también llamada Prospección Geoquímica, es la aplicación práctica de los principios geoquímicos teóricos para la exploración minera, la cual se desarrolló fuertemente en el periodo comprendido entre las dos guerras mundiales, principalmente en la URSS como pionero y conjuntamente con Canadá y Estados Unidos, han contribuido de manera importante al desarrollo de las técnicas que actualmente se utilizan.

 

El objetivo específico es localizar nuevos depósitos de metales y no metales, o las acumulaciones de gas natural y petróleo, y localizar las extensiones de depósitos existentes, por el empleo de métodos químicos.

 

Los métodos usados involucran mediciones sistemáticas de uno o más elementos químicos o sus componentes, los cuales usualmente ocurren en pequeñas cantidades. Las mediciones son hechas en alguna de las varias sustancias de ocurrencia natural, fácilmente muestreadas, tales como rocas, sedimentos de arroyo, suelos, agua, vegetación o aire.

 

Por consecuencia, la exploración geoquímica es usualmente dividida en dos amplias categorías:

 

ü     El estudio de depósitos minerales tanto metálicos como no metálicos.

ü     El estudio del petróleo y gas natural.

 

Cada una de estas categorías está altamente especializada y ellas son casi mutuamente exclusivas en el presente, aunque en ambas la geoquímica busca los recursos naturales ocultos.

 

En ambos casos el objetivo es el mismo, esto es, encontrar algunas dispersiones de elementos o compuestos suficientemente arriba de lo normal y que son llamadas anomalías, las cuales pueden indicar mineralización o acumulación de hidrocarburos. Sin embargo, en los estudios para los depósitos minerales y para la acumulación de hidrocarburos, los parámetros medidos son diferentes, la instrumentación usada es significativamente diferente, y son en poca extensión, el énfasis está situado en los diferentes materiales que son muestreados.

 

Se recomienda que esta separación arbitraria pueda no ser ideal porque filosóficamente la exploración para cualquier recurso natural debe de estar basada sobre los mismos principios geológicos y geoquímicos (por ejemplo la importancia de la geología estructural y la migración de fluidos). Además cuando nos damos cuenta de que un gran porcentaje de todos los metales hasta ahora minados están tanto en rocas sedimentarias como en rocas que fueron originalmente sedimentarias y que ahora están metamorfizadas, entonces ahí estaría en apariencia una mayor integración de exploración tanto de minerales como de hidrocarburos.

 

En el pasado, la exploración fue principalmente realizada por los prospectores y geólogos quienes se concentraban en afloramientos, o expresiones relacionadas a mineralización tales como minerales pesados en sedimentos de arroyo, especialmente en las bien conocidas capas mineralizadas de la Tierra. Esto resultó en el descubrimiento de muchos cuerpos mineralizados, algunos de los cuales pueden ser reconocidos visualmente.

 

Éxitos similares también aplicados a algunos de los grandes campos de hidrocarburos fueron debidos a expresiones visuales, tales como filtraciones de petróleo y gas natural, así como la ocurrencia de brea. Sin embargo, la era del reconocimiento visual está esencialmente enmarcada en los depósitos minerales del mundo más cercanos y más obvios que probablemente han tenido una explotación.

Para ilustrar este hecho basta con mencionar que en México aproximadamente el 90% de los metales explotados (minados) son de minas fundadas por los españoles. Así también la localización de las minas actualmente en operación en algunas partes de Europa, fueron localizadas dentro del Imperio Romano.

 

Claramente, se manifiesta como una necesidad radical, nuevos accesos a la exploración minera, que la geoquímica conjuntamente con otras ciencias tal como la geofísica, está intentando llenar. Pero como veremos posteriormente, la aplicación de la química a la exploración no es totalmente nueva; lo novedoso involucra la aplicación de instrumentación sofisticada sensible en el rango químico de "micro", como opuesto a la identificación previa "mega" de los depósitos minerales visibles.

 

El así llamado acceso moderno a lo que es auténticamente una técnica antigua continúa con tal ayuda adicional, con métodos aéreos de análisis y colección de muestras, procesamiento electrónico de datos, y actualizados métodos de interpretación.

 

En todos los casos el factor principal es el reconocer algunos tipos de anomalías químicas las cuales podrían ser indicativas de mineralización de valor económico.

 

Con el progreso actual, aparentemente los depósitos minerales de bajo grado podrían hacerse sucesivamente más económicos. Por ejemplo, durante 25 años los procesos de beneficio para el cobre no fueron económicos a menos que la ley de la mena fuera de 1.5% de Cu y grandes volúmenes. Actualmente las gigantescas obras de minado a cielo abierto para los pórfidos de Cu y su localización favorable, los hacen económicamente explotables con una ley de aproximadamente de 0.4% de cobre.

 

Desde un punto de vista práctico estos depósitos de bajo grado son extremadamente difíciles de localizar visualmente, específicamente si éstos se encuentran cubiertos por suelo, detritos glaciales u otro tipo de cubierta, y es exactamente en este tipo de situaciones en que los trabajos geoquímicos son aplicables.

 

La exploración geoquímica es idealmente solicitada para la búsqueda de depósitos de baja ley, especialmente los que son difíciles de localizar (pórfidos cupríferos) o imposibles de reconocerlos visualmente (depósitos de oro en Carlin, Nevada).

 

La geoquímica podría ser capaz de auxiliar en muchos casos (pero no en todos) en la interpretación y evaluación de las anomalías geofísicas, prospectos y áreas geológicas favorables.

 

En la práctica, es inusual que la geoquímica sea la última técnica usada en un proyecto de exploración, siendo algunas etapas de geología y geofísica las que generalmente son combinadas con la geoquímica.

 

Un desarrollo reciente es el uso de estudios geoquímicos en áreas seleccionadas por el estudio de datos de sensores remotos, particularmente fotografías e imágenes de satélite relacionadas. El programa Earth Resources Technology Satellite de la NASA ha proporcionado la ocasión para usar datos a una escala sin precedentes permitiendo nuevas perspectivas para continuar el estudio de los recursos naturales. Los rasgos estructurales y litológicos a gran escala son distinguibles que muchas veces son rasgos geológicos sugestivos que merecen de más detalle por otros métodos, incluyendo métodos geoquímicos.

 

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