Prospección e Investigación Geologica - Método Gravimetrico

8/18/2019 Prospección e Investigación Geologica - Método Gravimetrico

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INTRODUCCIÓN

Con los métodos geofísicos sepuedeInvestigar zonas sin acceso para el ser humano, como el interior de la tierra. En la

búsqueda de yacimientos metalíferos usando la prospección y exploración, estos

métodos pueden dar informaciones sin hacer una perforación de altos costos.

Existen varios métodos geofísicos los cuales aprovechan propiedades físicas de las

rocas. Pero todos dan solamente informaciones indirectas, es decir nunca sale una

muestra de una roca. Los resultados de investigaciones geofísicas son hojas de

datos numéricos que esperan a una interpretación. Trataremos en este trabajo

específicamente de los métodos geofísicos de gravimetría y magnéticos.


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PROSPECCION E INVESTIGACION GEOLOGICAS

1. MARCO TEÓRICO

1.1 METODO GRAVIMETRICO

La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda dedepósitos minerales. Este método aprovecha las diferencias de la

gravedad en distintos sectores. Grandes cuerpos mineralizados pueden

aumentar la gravitación en una región determinada porque rocas de

mayor densidad aumentan la aceleración.

El campo de potencial natural observado se compone de los

contribuyentes de las formaciones geológicas, que construyen la corteza

terrestre hasta cierta profundidad determinada por el alcance del método

gravimétrico. Se realiza mediciones relativas o es decir se mide las

variaciones laterales de la atracción gravitatoria de un lugar al otro puesto

que en estas mediciones se pueden lograr una precisión satisfactoria más

fácilmente en comparación con las mediciones del campo gravitatorio

absoluto. Los datos reducidos apropiadamente entregan las variaciones

en la gravedad, que solo dependen de variaciones laterales en la

densidad del material ubicado en la vecindad de la estación de

observación.

CORRECCIÓN TOPOGRÁFICA.

Un accidente de terreno elevado tal como una colina ejercerá una

atracción directamente proporcional a su densidad. Su componente

vertical estará dirigida hacia arriba y por consiguiente reducirá la gravedadcorrespondiente a una estación de observación cercana. Por esto se debe

añadir el valor de su componente vertical al término de la gravedad

observada en la estación de observación. Una depresión como un valle

es una masa negativa, con su componente atractiva vertical dirigida hacia

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arriba. En este caso también se añadirá el valor de la componente

atractiva vertical del valle al valor de gravedad observado en la estación

de observación.

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL ÁREA.

La densidad media del área en consideración entra en las formulas, que

corrigen el efecto topográfico y el efecto de las masas ubicadas entre el

nivel de referencia y el nivel de observación. Por consiguiente el

conocimiento de la densidad media del área en consideración contribuye

a la reducción o eliminación de dichos efectos, además el conocimiento de

la distribución de la densidad en el área de interés es uno de los

fundamentos de la interpretación de los perfiles o mapas gravimétricos

resultantes de las mediciones. La determinación directa de la densidad de

muestras representativas provenientes de afloramientos, minas o

sondeos se realiza en el laboratorio por medio de un picnómetro o una

balanza.

Estas determinaciones de densidad carecen que las muestras de algunos

afloramientos puntuales no necesariamente son representativas para

toda el área. Además las muestras superficiales pueden variar

apreciadamente en su humedad y en su grado de meteorización en

comparación a las muestras ubicadas en una profundidad más alta, en el

caso de rocas sueltas como arcillas, margas, depósitos de morrenas las

rocas superficiales pueden ser menos compactadas en comparación a

aquellas ubicadas en una profundidad más alta.

Un gravímetro especialmente apropiado para pozos permite realizar

mediciones de densidad versus la profundidad para un volumen rocoso

mayor en comparación al volumen rocoso cubierto por la sonda de rayos

gamma. La densidad se obtiene a través de la diferencia en gravedad

medida en dos niveles del pozo. En general el espaciamiento (distancia

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entre los dos niveles, donde se toma la lectura) es alrededor de 3m. Las

densidades obtenidas con este método son representativas para un

volumen rocoso mayor en comparación con aquel captado por la sonda

de rayos gamma y pueden ser incorporados en mediciones gravimétricas

realizadas en la superficie.

EL GRAVÍMETRO

El objetivo principal de los estudios de gravimetría es medir la atracción

gravitacional que ejerce la Tierra sobre un cuerpo de masa determinada.

Pero como la Tierra no es una esfera perfecta y no esta en reposo ni es

homogénea y tiene movimientos de rotación y de traslación, la fuerza de

gravedad que ejerce no es constante.

Por tanto, las medidas gravimétrica en exploración son representación de

anomalías en las que entran la densidad de los diferentes tipos de rocas:

sedimentos no consolidados, areniscas, sal gema, calizas, granito, etc.

En representación esquemática, el instrumento consta de una masa

metálica que, suspendida de un resorte supersensible, registra la

elongación del resorte debido a la atracción producida por lo denso de la

masa de las rocas subterráneas. Las medidas son anotadas yposteriormente se confeccionan mapas que representan la configuración

lograda.

Aparatos como el gravímetro permiten estudiar las rocas que hay en el

subsuelo. Este aparato mide las diferencias de la fuerza de la gravedad

en las diferentes zonas de suelo, lo que permite determinar qué tipo de

roca existe en el subsuelo.

Con los datos obtenidos se elabora un "mapa" del subsuelo que permitirá

determinar en qué zonas es más probable que pueda existir petróleo.

También se emplea el magnetómetro, aparato que detecta la disposición

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interna de los estratos y de los tipos de roca gracias al estudio de los

campos magnéticos que se crean.

Igualmente se utilizan técnicas de prospección sísmica, que estudian

las ondas de sonido, su reflexión y su refracción, datos éstos que permiten

determinar la composición de las rocas del subsuelo. Así, mediante una

explosión, se crea artificialmente una onda sísmica que atraviesa diversos

terrenos, que es refractada (desviada) por algunos tipos de roca y que es

reflejada (devuelta) por otros y todo ello a diversas velocidades.

Estas ondas son medidas en la superficie por s ismógrafos.

Más recientemente, las técnicas sísmicas tridimensionales de alta

resolución permiten obtener imágenes del subsuelo en su posición real,

incluso en situaciones estructurales complejas

La unidad gravimétrica terrestre, en honor a Galileo Galilei, es el GAL, y

se expresa en cm/seg/seg o cm/seg . También puede ser expresado en

submúltiplos como miligal (10 GAL) o en microgal (10 GAL).

El gravímetro de los tipos de balanza de torsión y de péndulo se empezó

a utilizar en la industria petrolera a principios del siglo XX para la detección

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de domos salinos, fallas, intrusiones, estructuras de tipo anticlinal, rumbo

y continuidad de las estructuras.

Aprovechando la fuerza de atracción que tiene el campo magnético de la

Tierra, es posible medir esa fuerza por medio de aparatos especialmente

constituidos que portan magnetos o agujas magnéticas, magnetómetros,

para detectar las propiedades magnéticas de las rocas.

UTILIZACIÓN DE GRAVÍMETRO EN LA EXPLORACIÓN MINERA.

El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural igual al

método magnético y a algunos métodos eléctricos. El campo de potencial

natural observado se compone de los contribuyentes de las formaciones

geológicas, que construyen la corteza terrestre hasta cierta profundidad

determinada por el alcance del método gravimétrico (o magnético

respectivamente). Generalmente no se puede distinguir las

contribuciones a este campo proveniente de una formación o una

estructura geológica de aquellas de las otras formaciones o estructuras

geológicas por el método gravimétrico, solo en casos especiales se puede

lograr una separación de los efectos causados por una formación o

estructura geológica individual. Se realiza mediciones relativas o es decir

se mide las variaciones laterales de la atracción gravitatoria de un lugar

al otro puesto que en estas mediciones se pueden lograr una precisión

satisfactoria más fácilmente en comparación con las mediciones del

campo gravitatorio absoluto. Los datos reducidos

1.2 METODO MAGNETICOS


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Es uno de los métodos más antiguos de prospección geofísica, que

aprovecha la propiedad geomagnética, como es la susceptibilidad y/o

imantación magnética en la superficie terrestre (anomalías).

CONDICIONES QUE SE TIENE QUE REUNIR PARA LA APLICACIÓNGEOFÍSICA:

Para poder aplicar un método geofísico en una prospección, es necesario

que se presente dos condiciones importantes:

Que existan contrastes significativos, anomalías que se pueden

detectar y medir.

Que estos contrastes se puedan correlacionar con la geología

del subsuelo.

MAGNETOMETRIA:

La magnetometría es un método geofísico relativamente simple en su

aplicación. El campo magnético de la tierra afecta también yacimientos que

contienen magnetita (Fe). Estos yacimientos producen un campo magnético

inducido, es decir su propio campo magnético. Un magnetómetro mide

simplemente los anomalías magnéticas en la superficie terrestre,

cuáles podrían ser producto de un yacimiento.

Nota:

A escala microscópica, los momentos magnéticos de los minerales

magnéticos que se encuentran en objetos metálicos, suelos, sedimentos y

rocas se alinean en la dirección del campo geomagnético, produciendo un

momento magnético macroscópico neto que se observa como una

magnetización inducida. Como en la mayoría de los casos, la magnetización

inducida es proporcional a la susceptibilidad magnética macroscópica del

cuerpo, propiedad que puede ser medida por los magnetómetros.

Características del método magnético:


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Se basa en la medida de las variaciones del campo magnético

terrestre.

Está relacionado con el movimiento de rotación de la Tierra alrededor

de su eje N-S.

Está producido por el núcleo que se comporta como una geo dinamo.

Los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los geográficos.

La distancia a la cual se encuentran dichos polos se denomina

declinación magnética.

Para su estudio se usa el magnetómetro.

Ventajas del método magnético:

1. Es un método pasivo que permite la medición de las propiedades

magnéticas en cualquiera condición geológica.

2. Puede ser aplicado en plataformas aéreas, marinas y superficiales.

3. Grandes avances en la teoría de campos magnéticos potenciales,

tecnologías avanzadas, algoritmos de interpretación y visualización más las

facilidades de adquisición, permiten que datos magnéticos sean usados en

la ayuda a la solución de problemas de prospección y exploración.

4. El grado de desarrollo que ha sufrido permite la aplicación en la minería,

petróleo, geotecnia, medio ambiente, geología, civil, arqueología, otros.

5. Es un método que desde la parte: técnica es simple, veloz e interpretativo,

económica es barato, medio ambiente no altera, social a veces requiere

permisos del dueño del terreno.

Aplicaciones del método magnético:

1. Mapeo geológico de unidades que muestran contrastes de

susceptibilidad.


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2. Mapeo estructural (fallas, fracturas, etc.) e identificación de riesgos

geológicos.

3. Detección de profundidad del substrato y del basamento.

4. Detección de minerales de hierro, o asociados a estos, y/o elementos

magnéticos (magnetita, pirrotita), como Cromita, Manganeso y

Sulfuros.

5. Exploración de depósitos asociados a la topografía del basamento

(conglomerados ricos en U, estrados ricos en Pb-Zn).

6. Localización y caracterización de Kimberlitas.

7. Caracterización de depósitos tipo “Placeres” y otros minerales

con características magnéticas, tipo Asbesto.

8. Delineamientos del perímetro de áreas de rellenos sanitarios

/ desechos.

9. Detección de objetos metálicos enterrados (tuberías, barriles, tanque).

Aplicaciones del método magnético a las prospecciones y

exploraciones:

Exploración magnética para menas de Fe

Exploración magnética para otros minerales

Exploración magnética para hidrocarburos

Exploración magnética para fuentes termales.

Limitaciones del método magnético

Una limitación de este método es por ejemplo en una prospección de

minerales de hierro que presenta el problema de que el magnetómetro

solamente responde a la magnetita, pero no a las hematitas puras, dado

a que estos últimos no presentan magnetismo

Susceptibilidad magnética:


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Susceptibilidad magnética del latín Susceptibles: receptivo a una constante de

proporcionalidad adimensional que indica el grado de magnetización de un material

influenciado por un campo magnético. Un parámetro al que está directamente

relacionado es al de la permeabilidad, la cual expresa la magnetización total

por unidad de volumen: Entonces la susceptibilidad magnética de una sustancia o

cuerpo rocoso es la medida en la que puede ser magnetizada por inducción del

campo geomagnético terrestre.

2. INTERPRETACION DEL METODOS GRAVIMETRICOS Y MAGNETICOS

2.1 INTERPRETACION GRAVIMETRICO.


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La interpretación de anomalías de

campos potenciales

(gravimétrico, magnético y

eléctrico) es ambigua. Es decir

que pueden ser causadas por un

infinito número posible de fuentes.

Por ejemplo, esferas concéntricas

de masa constante pero

diferentes densidades y radios

producirán la misma anomalía,

puesto que la atracción de la

masa actúa como si estuviera

localizada en el centro de las

esferas.

Las anomalías detectadas por este método están originadas en la contribución de

diferentes fuentes o masas, tanto superficiales como profundas, incluso a

considerables distancias de la zona de trabajo. Esto obviamente enmascara la

fuente anómala particular que se busca.

Esa ambigüedad representa el problema inverso. Una tarea muy importante en la

interpretación será reducir a un mínimo la ambigüedad, utilizando todo tipo de

información disponible, fundamentalmente la geológica obtenida de afloramientos,

pozos, minas o de otras técnicas geofísicas.

Anomalía Regional y Residual

Las grandes estructuras producen anomalías de Bouguer que se caracterizan por

ser ondas amplias y suaves, llamadas Tendencia Regional por su efecto o

simplemente Anomalía Regional. Sobre esta puede estar superpuesta una

anomalía local de extensión limitada y menor longitud de onda llamada Anomalía

Residual o Local. Generalmente el interés de la interpretación está en estas


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anomalías locales o residuales, para lo que debe eliminarse primero el efecto

regional.

Existen métodos gráficos de suavizado de curvas y de ajuste de tendencias y filtros.

Estos procedimientos deben utilizarse con mucho cuidado pues son soluciones

analíticas que nada tienen que ver con la Geología.

Entonces, antes de la interpretación debe resolverse primero la separación

Regional/Residual, que pasa a ser fundamental para evitar la generación de

anomalías residuales ficticias.

Para ello el objetivo de la prospección gravimétrica debe estar claramente

establecido incluso antes de iniciar la medición, pues de ello dependerá la densidad

de estaciones y su precisión, que tendrá una incidencia directa en la separación de

las anomalías de interés.

Es de destacar que no debe intentarse una interpretación gravimétrica si no se

cuenta con información geológica adecuada, o algún dato proveniente de otro

método geofísico.

Método de suavización de curvas

Es un método gráfico que consiste simplemente en suavizar o aplanar, con criterio, las curvas

isoanómalas de Bouguer. Justamente, estas nuevas curvas obtenidas son consecuencia de la

anomalía regional. Serán curvas más o menos paralelas, lo que indica un efecto gradual de atracción.

Luego se restan las curvas, que es lo mismo que encontrar los puntos de cruce a un mismo valor y

luego unirlos. En la figura de la derecha se ve que los puntos de cruce con valores de 0.2, 0.4 y 0.6

miligales de diferencia permiten construir nuevas curvas isoanómalas, las que representan solo la

anomalía residual.


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De este plano se traza un perfil en la dirección de mayor cambio, a los efectos deinterpretar el cuerpo que causa esta anomalía.

También se puede suavizar un perfil. La resta de la anomalía de Bouguer menos la curva suavizada

permite obtener la anomalía residual

Superficies de TendenciaSon superficies matemáticas definidas por funciones obtenidas por mínimos cuadrados.


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Suelen ser de diferentes ordenes: El 1º es un plano, el 2º un paraboloide, etc., pero nunca mayor

de 4º orden. Se usan para definir la tendencia regional. Al ser puramente matemáticas, no tienen

en cuenta la geología y pueden llevar a interpretaciones erróneas.

CONCLUCIONES


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RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA


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