Download - 7º Semana PROSPECCION GEOQUIMICA
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
El objetivo de toda prospección minera es disminuir
progresivamente el tamaño del área investigada en
el cual un cuerpo mineral puede encontrarse dentro
de un "blanco" de menos de 5 km2 que puede ser
definido por perforación diamantina
Como generalización, esto demanda, técnicas cada
vez más detalladas y costosas. Un objetivo
operacional es lograr el máximo de probabi lidades
de descubrir un "blanco", al menor costo posible
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
La progresión de la prospección geoquímica puede
ser dividida en varias fases: desde aspectos
regionales en áreas mayores de 5 000 km2, distritos
mineros entre 500 y 5 000 km2, área 5 a 50 km2
hasta "blancos" menores de 5 km2.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
Un programa de prospección geoquímica debe seguir
la siguiente metodología:
1.Conocimiento de la geología regional y local,
personal experimentado en la zona de estudio y en
bibliografía existente.
2.Observaciones geológicas en el campo (con ayuda
de imágenes satelitales, mapas topográficos,
geológicos y fotos aéreas donde son útiles ).
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
3. Estudio piloto en un área (o áreas)
representativa(s) de la zona de interés para
determinar la dispersión geoquímica de los
elementos y el mejor tipo de muestreo a ser
usado.
4. Colección y descripción en campo de las muestras
geoquímicas y descripción geológica y
geomorfológica de cada lugar del muestreo
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
5. Análisis cualitativo y semicuantitativo en el campo
especialmente donde el acceso es difícil.
6. Análisis cuantitativo, en el laboratorio, de acuerdo
al menor costo de análisis y el factor tiempo.
7. Determinación estadística de los valores
background regional y local, y las llamadas
«anomalías».
8. Presentación de los resultados en mapas.
9. Interpretación de los datos.
10.Evaluación del proyecto
Todos los depósitos minerales provienen del mismo
ciclo de procesos geológicos que dan origen a las
rocas, sedimentos y suelos. Stanton (1972) ha
localizado depósitos en su correcto contexto por la
precisión de que cada depósito es producto de una
asociación petrológica particular y no de eventos
aislados y no relacionados con aquellas asociaciones
producidas en los tipos de rocas estériles.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
CICLO GEOLÓGICO
Este ciclo proporciona un concepto útil como base de
discusiones de muchos aspectos de la geoquímica,
particularmente el camino seguido por un elemento
determinado a través de las diferentes etapas. Un
elemento puede ten der a concentrarse en cierto tipo
de depósito en una etapa dada o puede permanecer
disperso a través del ciclo entero.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
CICLO GEOLÓGICO
La movilidad es la capacidad que tiene un elemento
de ser transportado de un ambiente geológico a otro.
Algunos elementos muestran alto grado de movilidad
durante la dispersión en ambientes particulares, por
ejemplo, los gases son los que muestran un alto
grado de movilidad.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
Fundamentalmente, la respuesta de un elemento a
los procesos de dispersión está gobernada por su
movilidad que depende de las propiedades
mecánicas de la fase móvil, en factores tales como la
viscosidad de los magmas y soluciones para la
formación de los cristales, el tamaño, forma y
densidad de los granos elásticos que son
transportados por las corrientes de agua.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
En concepto de movilidad diferencial está implícito en cualquier discusión de oxidación y enriquecimiento supergénico de los depósitos de sulfuros.a.El oro resiste a las soluciones y permanece en el gossan.b.La galena se descompone lentamente y produce, relativamente, cerusita insoluble, por eso el Pb tiende a permanecer en el gossan.c.Los sulfuros de Cu, Zn y Ag se descomponen rápidamente y migran a niveles más bajos para formar depósitos oxidados y supergénicos.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
Sección vertical de un depósito de sulfuros oxidado
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
El resultado es un patrón de dispersión en el cual la
movilidad diferencial de los elementos tiene conspicuo
significado económico. Los análisis del gossan por Cu,
Zn o Ag pueden no ser útiles para revelar su
verdadero carácter, mientras que los análisis por Pb y
Au probablemente revelen su origen.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
Es conocido que muchas especies químicas son más o menos
estables, o más o menos móviles dependiendo de las
condiciones de oxidación-reducción del ambiente. Uno de los
mejores ejemplos está dado por el ion Fe+2, el cual es móvil y
estable en cierto nivel de ambiente de reducción pero
reacciona rápidamente en ambientes oxidantes para formar
Fe+3, que precipita en presencia de agua como Fe(OH)3 en
pH mayor de 3.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
Perel'man (Tabla) estableció algunas generalizaciones sobre
la movilidad de los elementos bajo diferentes condiciones de
pH y Eh, Por ejemplo, cuando se hace la prospección de un
yacimiento de pórfido de cobre que contiene Mo, bajo
condiciones oxidantes, de pH menor de 4, el Cu es el
elemento más importante en la prospección porque tiene una
movilidad moderada (Kx = 1-10), mientras que el Mo es
inmóvil (Kx = 0,1).
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
En cambio bajo condiciones oxidantes donde el pH es
mayor de 5 o ligeramente básico, el Mo es muy móvil
(Kx > 10) y el Cu es ligeramente móvil (Kx = 0,1-1). En
este último caso el Mo tiene dispersión más amplia y
proporciona un blanco más grande.
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
Movilidad relativa de elementos comunes
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
Hawkes y Webb (1962), hacen la observación de que en ambientes
silíceos de meteorización de sulfuros, el Zn es muy móvil en tanto que el
Cu tiene movilidad intermedia, pero en ambientes calcáreos de
meteorización el Zn tiene movilidad intermedia y el Cu es esencialmente
inmóvil, en ambos ambientes el Pb es bastante inmóvil. De esto se
desprende que la dispersión, en ambos ambientes, podría ser
espacialmente diferente; el Zn mostraría una dispersión más amplia que
el Pb en ambientes silíceos, pero podría tener una dispersión similar a la
del Pb en ambientes calcáreos.
La movilidad de cualquier elemento está relacionada directamente con la
estabilidad de las fases huésped en cualquier ambiente modificado
SECUENCIA DE LA PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA
CONCEPTOS IMPORTANTES
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
La agrupación geoquímica de dos o más elementos, es un
factor muy importante en geoquímica aplicada, por ejemplo,
en estudios de prospección o del medio ambiente. En el caso
de búsqueda de menas, a veces el geoquímico analiza las
muestras con respecto al elemento guía (pathfinder) y no con
respecto al elemento principal, porque el elemento guía tiene
dispersión más amplia, puede analizarse más fácilmente y con
más precisión. La utilización de las afinidades de los
elementos depende también del conocimiento de su
mineralogía y el modo de ocurrencia de los metales
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
AGRUPACIONES GEOQUÍMICAS
Debido a que los elementos muestran diferentes
grados de movilidad controlados inicialmente por la
estabilidad de los minerales que los contienen y
posteriormente por el ambiente en el cual ellos
están migrando, es preferible usar un pathfinder o
elemento indicador para prospectar un elemento
determinado.
ELEMENTOS INDICADORES O PATHFINDER
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
El conocimiento de las asociaciones geoquímicas lleva al concepto de elementos indicadores. Un elemento pathfinder puede ser definido como un elemento fácilmente detectable, el cual puede ser usado como una guía para ubicar la presencia de un elemento económicamente más deseable, el cual:
a)Es difícil de detectar debido a problemas analíticos.
b)Su detección costosa.
c)Está ausente en el material que está siendo muestreado debido a la movilidad diferencial del elemento buscado.
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
ELEMENTOS INDICADORES O PATHFINDER
Ejemplos:
a)El oro en cantidad pequeña en depósitos, de tal
forma que cualquier patrón de dispersión asociado
obtendrá muy baja cantidad de oro. Por otro lado, el
Cu, As, o Sb pueden estar asociados con depósitos
de oro y pueden ocurrir en abundancia, por tanto el
Cu, As y Sb son más fácilmente detectados
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
ELEMENTOS INDICADORES O PATHFINDER
b) Los análisis de Au y Pt son mucho más costosos que los análisis de otros elementos asociados a ellos; esto es más crítico cuando se trata de un gran número de muestras.
c) La movilidad diferencial del Pb y Au son los mejores elementos para analizar en gossan desarrollados en depósitos complejos de metales base, puesto que, el Cu y Zn son elementos más apropiados en los patrones de dispersión hidromórfica generados en el mismo depósito
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
ELEMENTOS INDICADORES O PATHFINDER
Ejemplos:
d) El Hg es un elemento pathfinder potencial para
algunos depósitos de sulfuros de cobre debido a
su alta movilidad.
e) El SO4+2 en el agua es un indicador potencial de
depósitos de sulfuros.
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
ELEMENTOS INDICADORES O PATHFINDER
Elementos Indicadores asociados a depósitos minerales
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
ELEMENTOS INDICADORES O PATHFINDER
Es necesario anotar que la existencia de
asociaciones mineralógicas y geoquímicas, permiten el uso de minerales indicadores, tal como se hace con los elementos pathfinder.
Por ejemplo, un método de prospección válido bien establecido para muchos tipos de depósitos de oro ha sido la búsqueda de vetas de cuarzo. El piropo es usado en Rusia para localizar kimberlitas diamantíferas. La magnetita en depósitos de skarn, mientras que la pirita y marcasita son minerales indicadores de depósitos de sulfuroso.
MINERALES PATHFINDER
MOVILIDAD DE ELEMENTOS
ELEMENTOS INDICADORES O PATHFINDER
DlSPERSIÓN Y AMBIENTES GEOQUÍMICOS
Es la capacidad de migración de un elemento desde su origen hacia otro ambiente a través de diferentes procesos fisicoquímicos y mecánicos. También se define como el movimiento fisicoquímico que sufren los elementos al pasar de un ambiente geoquímico a otro; esto se refiere también a los procesos de transporte y/o fraccionamiento de los elementos. La dispersión puede ser :
DISPERSION GEOQUIMICA
Dispersión mecánica :
Como el emplazamiento de los magmas o el transporte glaciar, eólico y fluvial que implica frecuentemente pequeños fraccionamientos, aunque hay claras excepciones como la clasificación de cristales en los magmas y de los minerales pesados en el agua y el viento.
DISPERSION GEOQUIMICA
DISPERSION Y AMBIENTES GEOQUIMICOS
Dispersión química :
Como la meteorización o precipitación de las soluciones y especialmente la dispersión bioquímica, que generalmente produce significante fraccionamiento de elementos.
DISPERSION Y AMBIENTES GEOQUIMICOS
DISPERSION GEOQUIMICA
La prospección geoquímica es esencialmente, una técnica de prospección refinada que usa los Patrones de dispersión asociados a los depósitos minerales:
PATRONES DE DISPERSIÓN
DISPERSION Y AMBIENTES GEOQUIMICOS
DISPERSION GEOQUIMICA
Aplicados en la investigación de especies
minerales, las cuales están relativamente
estables bajo condiciones prevalecientes en la
superficie (ejemplos: oro, platino, casiterita,
cromita, tierras raras) donde las condiciones
climáticas restringen el intemperismo químico
a)PATRONES DE DISPERSIÓN MECÁNICA
PATRONES DE DISPERSIÓN
DISPERSION Y AMBIENTES GEOQUIMICOS
DISPERSION GEOQUIMICA
DISPERSION GEOQUIMICA
Patrones de Dispersión
Se producen con o sin erosión del depósito mineral y con o sin intemperismo, estos patrones son menos conspicuos que los patrones de dispersión mecánica, porque el elemento formador de los patrones de dispersión puede presentar las siguientes condiciones:
b. PATRONES DE DISPERSIÓN QUÍMICA.
DISPERSION GEOQUIMICA
Patrones de Dispersión
- Tener una mineralogía diferente a la del depósito, ejemplo, la dispersión de la cerusita (PbCO3) proveniente de un depósito de galena (PbS).
- Estar en solución, ejemplo, iones de CU+2 en aguas subterráneas que salen de un depósito de chalcopirita (S2FeCu).
- Estar oculto en diferentes minerales, ejemplo, el níquel en serpentinas y arcillas adyacentes en depósitos de pentlandita (Fe 4Ni4)(Fe,Ni,Co )S8
DISPERSION GEOQUIMICA
Patrones de Dispersión
- Estar absorbido, ejemplo, el Cu absorbido en arcillas o materia orgánica en sedimentos alimentados por aguas subterráneas, las cuales han pasado a través de un depósito de chalcopirita (S2FeCu).
- Estar incorporados en materia orgánica, ejemplo, el Cu en plantas y animales.
a) Depósitos que tienen claramente definidos sus límites, sin considerar si son masivos o diseminados. En este caso, el descubrimiento del patrón de dispersión geoquímica primaria (original) podría constituir el descubrimiento del depósito mineral
b) Depósitos que están rodeados por un patrón químico inusual, el cual podría enfocar la atención sobre el depósito mineral, pero no podría confirmar la presencia de mineral
Tomado en consideración a los Depósitos que tienen claramente definidos sus límites, se pueden encontrar :
El cuerpo mineral está prácticamente
expuesto a la observación directa pero puede estar cubierto por la vegetación o suelos transportados; también puede estar oculto por la lixiviación y cambios mineralógicos producidos por la meteorización
La detección depende del uso de un estudio geoquímico de rocas para el reconocimiento de un patrón de dispersión primaria (inicial) que sobreyace al depósito, o detectando un patrón secundario superimpuesto, generado por meteorización a partir de un patrón de dispersión inicial. Por eso, cuando las altas concentraciones de elementos provenientes del depósito no están disponibles para la dispersión, se hace difícil la detección
La detección puede lograrse sólo por métodos geofísicos o por el uso de elementos pathfinder, altamente móviles, capaces de penetrar la roca fresca y la roca intemperizada, ejemplo el Hg, Rn, etc.
La detección es posible sólo si algún patrón de dispersión secundario puede ser generado independientemente de la oxidación, ejemplo la exhalación del Hg.
La prospección geoquímica tiene como objetivo detectar depósitos minerales cerca de la superficie actual de la Tierra; se hace una distinción técnica entre patrones de dispersión formado en diferentes ambientes geoquímicos (Fig.5). Los parámetros del ambiente geoquímico que determinan las fases minerales que son estables en un punto determinado son la presión, la temperatura y la disponibilidad de componentes químicos más abundantes. Sobre la base de estas variables, es posible clasificar los ambientes geoquímicos naturales de la Tierra en dos grandes grupos:
AMBIENTES GEOQUIMICOS
AMBIENTE GEOQUÍMICO PRIMARIO
Está caracterizado por condiciones de confinamiento (profundidad), altas presiones y temperaturas, circulación restringida de fluidos y bajo contenido de oxígeno libre. Los productos, de los patrones de dispersión primaria, son factores geoquímicos preservados en las rocas ígneas, metamórficas o de origen hidrotermal que ahora están expuestas en la superficie. Este ambiente de acuerdo a su origen se subdivide:
AMBIENTES GEOQUIMICOSAMBIENTES GEOQUIMICOS
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Primario
1. Patrones singenéticos
2. Patrones epigenéticos
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Primario
Patrones singenéticos
Son los que se forman al mismo tiempo que las rocas que las albergan y son resultados, generalmente, de los procesos petrogénicos, diferenciación magmática y metamorfismo. Ejemplos, son aquellos desarrollados en las rocas ígneas durante su cristalización y los halos asociados con las pegmatitas o con segregaciones ultramáficas
La asociación de ciertas clases de depósitos minerales con algunos tipos de rocas plutónicas ha sido reconocida, desde hace muchas décadas por los exploradores. Se tienen ejemplos familiares como la asociación de la casiterita con granito K; cromita y niquelita con rocas ultrabásicas. Como regla, su distribución puede determinarse durante el mapeo geológico; y en el caso de elementos menores que pudieran estar estrechamente asociados a depósitos, puede detectarse por muestreo y análisis químico
En el caso de las rocas sedimentarias, pueden ocurrir depósitos singenéticos formados al mismo tiempo que las rocas, como los depósitos sedimentarios de Fe, fosforitas y depósitos de yeso.
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico PrimarioPatrones Epigenéticos
Son aquellos que se forman por el aporte posterior de un material nuevo a la roca huésped y como resultado de la introducción de soluciones mineralizantes a lo largo de las fracturas, fallas y poros. Ejemplo, los patrones de dispersión hidrotermal originados por los halos de alteración epigenéticos formados alrededor de las rocas huésped de los «pórfidos» y de las vetas.
Un depósito mineral epigenético es sólo la manifestación de un proceso muy complejo que puede ser resumido como "actividad hidrotermal". Otro efecto incluye la alteración de las rocas caja y la introducción de minerales con valor económico. Asimismo, la etapa metasomática está caracterizada por el enriquecimiento de metales en las rocas adyacentes al depósito, y los minerales indicadores en las aureolas pueden ser identificados por estudios mineralógicos
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Es el ambiente de intemperismo, erosión, lixiviación supergénica, transporte, y sedimentación, caracterizado por bajas temperaturas y presiones, circulación libre de fluidos y abundante O2, H20 y CO2. Ejemplo, ambientes desarrollados por las alteraciones supergénicas, los gossan o sombreros de hierro, y los suelos
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Las características de los patrones de dispersión secundaria son consecuencias naturales de los procesos dinámicos de dispersión estos procesos y el amplio rango de ambientes en el cual operan son complejos. Los patrones resultantes de la redistribución de los materiales muestran una diversidad de orígenes además del modo de ocurrencia de sus constituyentes y formas físicas
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Genéticamente, los patrones de dispersión secundaria pueden ser clasificados de acuerdo a :
a) Al tiempo de formación con respecto a la matriz huésped, y
b) al modo de formación.
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Singenéticos Cuando los patrones introducidos o depositados se efectúan al mismo tiempo que la matriz huésped
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Epigenéticos
Cuando los patrones introducidos o depositados después de la formación de su matriz
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Por el modo de formación los patrones se pueden clasificar en:
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Clásticos
Cuando la dispersión es principalmente por movimientos de partículas sólidas
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Hidromórfico
Cuando los agentes dinámicos son soluciones acuosas
AMBIENTES GEOQUIMICOS
Ambiente Geoquímico Secundario
Biogénicos
cuando los patrones son el resultado de la actividad biológica
ESPACIAMIENTO DE MUESTREO
El espaciamiento de una red se define como aquel que ofrece una
probabilidad específica de éxito para localizar un «blanco» de una
geometría particular, sin embargo, las restricciones económicas y
geológicas de un programa pueden cambiar la probabilidad
deseada. Es relevante la importancia que tiene el espaciamiento y
la orientación en los estudios geoquímicos que utilizan una red y
evalúan la probabilidad de éxito de encontrar un «blanco»
(mineralización) con un número mínimo de puntos de muestreo
Cuando se está diseñando una red de prospección
mineral, es importante considerar las influencias
estructurales locales o regionales sobre la mineralización
y sobre los procesos de dispersión. Es posible, determinar
con bastante aproximación, una red de muestreo para
investigar suelos, rocas y a veces plantas, pero su
aplicación no es fácil en los reconocimientos con sedi
mentos fluviales, debido a la dificultad de operar una red
en las cuencas de drenaje.
ESPACIAMIENTO DE MUESTREO
Para una mejor ilustración, como la orientación de
una red, con respecto al tamaño de un blanco
rectangular puede disminuir la probabilidad de
ubicar un blanco de 100% a 50% por la
orientación incorrecta de la red. La probabilidad
en (a) de encontrar un blanco es de 100% pero en
(b) es de 50%.
ESPACIAMIENTO DE MUESTREO
El espaciamiento y no la orientación de una red influye en mejorar la probabilidad de éxito de encontrar un blanco circular (isotrópico). El espaciamiento en (a) no es adecuado para encontrar un blanco pero el espaciamiemo en (b) es óptimo.
ESPACIAMIENTO DE MUESTREO
El espaciamiento y la orientación de una
anomalía elíptica corresponde bas tante bien a
varios tipos de las anomalías geoquímicas, el
espaciamiento en (a) no permite encontrar el
blanco, pero el espaciamiento y la orientación en
(b) son óptimos para encontrarlos.
ESPACIAMIENTO DE MUESTREO
Es también necesario recalcar que la probabilidad
de éxito de un proyecto aumenta cuando un
número determinado de muestras se distribuye
en un área grande en vez de una pequeña si todos
los otros factores que influyen en ambas son
iguales.
ESPACIAMIENTO DE MUESTREO
Para el caso de muestreo de sedimentos de quebradas, se puede
recurrir al método tradicional de muestreo en las cuencas de
drenaje, es decir, el muestreo de sedimentos activos en los
riachuelos principales a lo largo de su cauce, pero en especial
inmediatamente debajo de la confluencia con riachuelos
secundarios y río arriba de dichos confluentes. El espaciamiento
que se utilice dependerá de varios factores y deberá establecerse
mediante un estudio piloto que tenga en cuenta el objetivo
principal del proyecto; de otro lado cada muestra deberá
representar 10 km2 de la superficie prospectada.
ESPACIAMIENTO DE MUESTREO