Prospección Geoquímica

Introducción

La geoquímica estudia la abundancia, distribución y migración de los elementos químicos en la Tierra. La prospección geoquímica aplica estos principios para localizar depósitos de metales, no metales, gas y petróleo, así como para determinar la extensión de depósitos existentes. Los métodos involucran mediciones sistemáticas de elementos químicos o sus componentes en rocas, sedimentos de arroyos y suelos.

Historia

Los métodos modernos de exploración geoquímica se usaron por primera vez en la URSS a principios de 1930 y posteriormente en países escandinavos como Suecia. En 1932, geólogos soviéticos perfeccionaron el método analítico de emisión espectrográfica y los procedimientos de muestreo en suelos para la búsqueda de Sn, Cu, Pb, Zn y Ni. Estudios similares se realizaron en Suecia y Finlandia. Algunos nombres importantes en este desarrollo son Vernadsky, Fersman, Ginzburg, Vinograd, Malyuga y Goldschmidt.

En el mundo occidental, la geoquímica de exploración se desarrolló después de la Segunda Guerra Mundial. En Inglaterra, los programas de exploración comenzaron en 1954, y en Francia, la investigación se inició en 1955. Los métodos modernos se desarrollaron en los años 50 con Boyle y Smith, con avances como:

1. Reconocimiento de halos de dispersión primaria y secundaria.
2. Desarrollo de métodos analíticos exactos (espectrografía).
3. Desarrollo de equipos de laboratorio de plástico.
4. Desarrollo de la espectrometría de absorción atómica.
5. Desarrollo del cromatógrafo de gas.

Geoquímica en la Exploración

Un estudio geoquímico, independientemente de su escala, se basa en tres unidades: trabajo de campo, laboratorio e interpretación de resultados. Se requiere instrumental, presupuesto, personal, considerar las condiciones meteorológicas, medios de transporte, vestimenta adecuada, mano de obra, herramientas, comida, planificación del proyecto e información previa.

Planificación de la Exploración

Selección de Áreas

El objetivo es seleccionar áreas con buen potencial mineral que puedan ser prospectadas en su totalidad. La selección inicial puede basarse en la revisión de la geología conocida, registros de prospecciones pasadas y actividad minera. Fotografías aéreas e imágenes de satélite proporcionan información valiosa sobre rasgos estructurales, extensión de unidades rocosas y tipo de cobertura.

Secuencia de Exploración

En un programa completo, la primera etapa es el reconocimiento a gran escala, usando geología regional o criterios geoquímicos y geofísicos para determinar áreas con potencial. Las zonas favorables se estudian con mayor detalle, incluyendo muestreo y exploración del subsuelo. El objetivo final es la selección de sitios para la perforación.

Selección de Métodos de Separación

Los rasgos que caracterizan un yacimiento (geológicos, físicos o químicos) se diagnostican reconociendo el ambiente de formación. Algunos rasgos, como la roca huésped, las estructuras geológicas o la geoquímica, están directamente relacionados con la génesis y localización de los yacimientos. Otros rasgos, como las anomalías geoquímicas secundarias, son indicativos indirectos. Cada rasgo define un objetivo con su tamaño y forma.

Control de Propiedad

La adquisición de derechos de propiedad es compleja y está relacionada con la fase de exploración. Los estudios geofísicos aéreos y los métodos de reconocimiento geológicos y geofísicos están sujetos a las leyes mineras locales.

Confiabilidad de Métodos

Se refiere a la probabilidad de detectar un cuerpo mineral usando un método específico.

Costos

Los costos de exploración son factores críticos que deben estimarse con exactitud.

Conceptos Básicos

Contaminación Geoquímica

Durante el muestreo, especialmente en sedimentos de arroyo y agua, la contaminación puede afectar los resultados. Las principales fuentes son:

• Actividad minera, industrial, agrícola, de construcción y doméstica.

Los métodos analíticos son muy sensibles y detectan elementos generados como desechos por estas actividades.

Estudios de Orientación

Son estudios preliminares que orientan la exploración en un área determinada. Su finalidad es determinar el campo óptimo y los parámetros analíticos e interpretativos para distinguir las anomalías del background (valores de fondo). Los parámetros incluyen:

• Tipo de dispersión geoquímica.
• Métodos de muestreo.
• Intervalo de muestreo.
• Elementos a analizar.
• Técnica analítica.
• Indicios de probable contaminación.

Estos estudios determinan la factibilidad de la explotación.

Falsas Anomalías

Son concentraciones altas de elementos que no están relacionadas con un yacimiento económicamente viable. Pueden ser causadas por contaminación, errores analíticos o manejo inapropiado de datos.

Interpretación de Datos Geoquímicos

La geoquímica de exploración no localiza directamente los yacimientos, sino que indica anomalías en las concentraciones de elementos guía. La interpretación requiere mapas, diagramas y la determinación de valores de background, threshold (umbral) y anomalía.

Contaminación

Es un riesgo que debe considerarse al tomar muestras. Los tipos de contaminación incluyen:

• Minera: Fragmentos, polvo o lodos de mina. Los sulfuros (pirita) producen aguas ácidas que lixivian el material. La contaminación puede alcanzar profundidades de centímetros a milímetros. La vegetación puede absorber elementos, produciendo falsas anomalías biogeoquímicas.
• Industrial: Plantas de fundición, refinerías, plantas químicas y productoras de energía. Los contaminantes se transportan por humo y agua.
• Agrícola: Insecticidas, fertilizantes y otros materiales.
• Construcción: Presas, puentes, etc.
• Doméstica: Productos domésticos (fosfato, boro) y basura.

Estudios de Orientación

Se aplican a cada área a explorar para determinar el campo óptimo y los parámetros para distinguir anomalías del background. Los parámetros incluyen:

• Tipo de dispersión geoquímica.
• Método de muestreo e intervalo óptimo.
• Horizonte y profundidad del muestreo.
• Elementos a analizar y técnica analítica.
• Efectos de topografía, hidrología, drenaje, clima, lluvia, vegetación, materia orgánica y óxidos.
• Límite superior de valores de background en rocas, suelos y agua.
• Factibilidad de los métodos geoquímicos.
• Presencia de contaminación.

Un programa completo incluye: estudios de orientación, reconocimiento de sedimentos de arroyo, muestreo de bancos mineralizados, muestreo de suelo para definir anomalías y muestreo de rocas para localizar yacimientos o halos primarios.

Interpretación de Datos Geoquímicos

Al identificar una anomalía, se deben considerar tres posibilidades:

1. Relación genética con un depósito mineral.
2. Relación genética con yacimientos de bajo tonelaje y ley.
3. Concentración de elementos debido a falsas anomalías, errores analíticos o de muestreo.

Se utilizan mapas, diagramas y gráficos de perfiles para la interpretación.

Ambientes Geoquímicos

Primarios

Abarcan áreas por debajo de la circulación de aguas meteóricas, incluyendo procesos profundos como el magmatismo y el metamorfismo. Se caracterizan por altas temperaturas y presiones, enlaces de oxígeno limitados y movimiento de fluidos.

Secundarios

Comprenden procesos superficiales como erosión, formación de suelos, transporte y sedimentación. Se caracterizan por bajas temperaturas y presiones, abundante oxígeno libre, otros gases y flujo de fluidos relativamente libre. El movimiento de materiales en ambos ambientes se conoce como ciclo geoquímico.

Barrera Geoquímica

Un cambio abrupto en las condiciones físico-químicas (temperatura, presión, pH, Eh (redox), presencia de sulfatos, carbonatos, evaporación) que causa la precipitación de ciertos elementos, dando lugar a nuevos depósitos minerales. Las barreras mecánicas resultan de cambios en la velocidad del flujo de agua.

Distribución de Elementos en Rocas Ígneas

Formadas por la solidificación del magma, pueden ser primarias (fusión parcial o total de rocas) o secundarias (diferenciación y cristalización fraccionada). La cristalización fraccionada (Bowen) comienza con un magma basáltico. A medida que se enfría, los minerales cristalizan y se depositan, cambiando la composición del magma (Gabro, Diorita, Granodiorita, Granito, Pegmatita). Este proceso causa cambios en la abundancia de elementos mayores (>1%), menores (0.1-1%) y traza (<0.1%). Hay un decrecimiento gradual de Fe, Mg, Ca y Ti, y un enriquecimiento de Al, K y Na.

Elementos Traza

El elemento traza más abundante en la corteza es el Ti (5700 ppm). Otros, como Mg, Br, Au y Sn, son más raros que Ce, Dy, Sc, Hf y Cd.

Dispersión y Halos Primarios

Depósitos minerales de origen ígneo e hidrotermal presentan una zona central rica en elementos de valor económico. Alrededor de esta zona, el contenido de estos elementos disminuye progresivamente en la roca encajonante, formando un halo primario. La concentración de elementos en la zona central puede variar en un amplio rango.

Etiquetas: exploración minera, geología, geoquímica, prospección geoquímica, yacimientos minerales