Exploración Geoquímica y Geofísica: Conceptos Clave y Aplicaciones

1. Valor Umbral en Geoquímica

El valor umbral, en el contexto de una anomalía geoquímica, representa la concentración de un elemento por encima de la cual una muestra se considera anómala. Se determina mediante el análisis de una serie de muestras en un área de estudio. La intensidad de la anomalía se expresa como el cociente entre el valor de la anomalía y el valor medio del fondo o el valor umbral del fondo. El valor umbral coincide con el límite superior de los valores del fondo. En casos más complejos, pueden existir dos o tres valores umbrales, por ejemplo, regional y local. El reconocimiento de los valores umbrales regional y local es crucial en la prospección geoquímica, ya que permite dirigir la búsqueda detallada de las anomalías locales.

2. Muestras de Sedimentos de Drenaje

Las muestras de sedimentos de drenaje, que incluyen material clástico e hidromórfico, son útiles para la exploración geoquímica. Estas muestras se toman preferentemente en la fase activa de las corrientes de agua. Los elementos o moléculas exploradores presentes en estas muestras pueden indicar la presencia de depósitos minerales. El método analítico adecuado dependerá del elemento a analizar. Las anomalías en sedimentos de drenaje pueden extenderse varios kilómetros, lo que las hace útiles para un reconocimiento general. En áreas con muchos lagos, como el escudo precámbrico de Canadá, el estudio geoquímico de los sedimentos de lagos es un método económico y efectivo.

3. El Elemento Uranio

El uranio (U) es móvil en ambientes geoquímicos con valencia 6 (oxidado) y soluble, mientras que es inmóvil con valencia 4 (reductor). Un mineral de uranio es la Pechblenda (UO2) y un tipo de depósito son los depósitos tipo Roll-Front (epigenético) y pegmatitas enriquecidas en U.

4. Hematita y Magnetita

La hematita (Fe2O3) es un mineral de hierro con baja susceptibilidad magnética a temperatura ambiente. La magnetita (Fe3O4) es un mineral ferromagnético con alta susceptibilidad magnética. La hematita se utiliza para el reconocimiento de elementos exploradores en depósitos minerales epigenéticos e hidrotermales vetiformes. La magnetita se utiliza para el reconocimiento de elementos exploradores en depósitos de ilmenita y kamazita.

5. Curva de Distribución de Gauss

En una curva de distribución de Gauss, la anchura 2x ½ representa la potencia horizontal de una placa, mientras que la semianchura x1/2 indica la profundidad del límite superior de la placa.

6. Comportamiento de Materiales Susceptibles a la Magnetización

El comportamiento de un material susceptible a la magnetización en un campo magnético variable se describe mediante una curva de histéresis. Los puntos clave son:

  • (1) Saturación: Cuando casi todos los dominios magnéticos están alineados, un incremento adicional en el campo (H) genera un aumento muy pequeño en la magnetización (B).
  • (2) Retención Magnética: Al disminuir H a cero, el material retiene una magnetización residual (R).
  • (3) Coercitividad: La fuerza necesaria para remover la magnetización residual.

Este experimento demuestra que un cuerpo magnetizable puede quedar magnetizado incluso después de que el campo externo haya desaparecido.

7. Cálculo de la Corrección de Bouguer y Anomalía de Bouguer

El cálculo de la corrección de la losa de Bouguer y la anomalía de Bouguer requiere la siguiente fórmula:

ΔgBouguer = 0,04191 × ρ × a [mgal]

Donde:

  • ρ = densidad
  • a = potencia

g5 = g4 – ΔgBouguer

8. Cutoff Grade

El cutoff grade es la concentración mínima de mineralización que aún es económicamente explotable. Ejemplos:

  • Cu = 0,3
  • Sn = 0,5
  • Au = 0,0003
  • Mo = 0,1
  • U = 0,1
  • Fe = 30

9. Elementos Exploradores

Un elemento explorador es un elemento asociado a un depósito mineral que se detecta más fácilmente que el elemento objetivo. Características:

  • Mayor movilidad.
  • Menos ruido de fondo.
  • Método analítico más sencillo y económico.

Elementos exploradores en pórfidos cupríferos: Zn, Au, Re, Ag, As, F.

10. Efecto Magnético sobre un Cuerpo Tabular Vertical

El efecto magnético vertical máximo sobre un cuerpo tabular vertical se calcula con la siguiente fórmula:

V = 2 ×10^5×(I ×t) ×((1/(1 + (z1×(x^2/z1^2)))) –(1/(1 + (z2×(x^2/z2^2)))))

Donde:

  • I = Imantación de la roca
  • t = Espesor horizontal
  • z1 = Profundidad del límite superior
  • z2 = Profundidad del límite inferior
  • x = Distancia lateral

11. Efecto Magnético sobre un Domo de Sal

El efecto magnético vertical mínimo sobre un domo de sal se calcula con la siguiente fórmula:

Δz=8.38*105 *(r3*I/p3)*[(1-x2/2p2)/(1+x2/p2)]5/2

Donde:

  • I = imantación de la roca
  • x = distancia lateral
  • p = profundidad

12. Gradiente del Campo Geomagnético

El gradiente de la intensidad vertical del campo geomagnético (con respecto a 1º de latitud magnética) se calcula entre dos latitudes geomagnéticas. Por ejemplo, entre B*=40ºN y B*=52º N:

Z = 0.62*sen B*

13. Variación Secular del Campo Magnético

La variación secular es la variación temporal y espacial del campo magnético. Se expresa en el desplazamiento del polo Norte magnético. Tiene un promedio de 11,4º y un avance promedio de 0,18º de longitud por año. Se manifiesta en todos los elementos magnéticos (H, Z, F, D, I).

14. Magnetómetro Protónico

El magnetómetro protónico mide la intensidad total absoluta del campo magnético. Su principio se basa en la resonancia magnética nuclear. El tiempo mínimo de medición es de un cuarto de segundo. Su sensibilidad depende de la intensidad del campo magnético. Limitaciones: gradientes muy grandes e interferencias por corrientes alternas.

15. Magnetómetro Protónico Overhauser

El magnetómetro protónico Overhauser se basa en la física cuántica aplicada al átomo de hidrógeno. El tiempo de medición es de 8 a 10 segundos. Logra niveles de ruido de unos 0.01nT/Hz.

16. Tipos de Muestras en Prospección Química

Los tipos de muestras comunes en prospección química incluyen:

  • Sedimentos de ríos y lagos
  • Aguas de ríos, lagos y fuentes
  • Suelos residuales
  • Suelos
  • Plantas
  • Rocas

17. Elemento Indicador

Un elemento indicador es uno de los elementos principales del depósito mineral que se espera encontrar. Ejemplos de elementos indicadores para depósitos tipo skarn son Mo, Zn y Cu.

18. Muestras de Suelos

El muestreo de suelos se utiliza para localizar anomalías en material transportado. Los elementos que se analizan, el método analítico y la distribución dependen del tipo de depósito. El muestreo profundo puede revelar la relación geoquímica entre el suelo y el cuerpo mineralizado.

19. Anomalías Geoquímicas Epigenéticas

Las anomalías de corrosión se encuentran en rocas de caja y suelo residual. Factores que controlan la aureola de difusión: permeabilidad, gradiente de concentración, y tiempo. El efecto de difusión causa la dispersión de elementos. La extensión de la anomalía depende de estos factores.

20. Elementos Exploradores en Pórfidos Cupríferos

Elementos exploradores en pórfidos cupríferos: Zn, Au, Re, Ag, As, F.

21. Variación Diurna del Campo Magnético

La variación diurna del campo magnético es una variación de corto plazo que ocurre en un día. Su periodicidad depende de la latitud y la hora local. La magnitud promedio es de 20 a 30 γ. Se corrige mediante mediciones de repetición en una estación base (EB) y restando la diferencia entre la curva y el valor de referencia.

22. Control de la Variación Diurna

Para controlar la variación diurna durante un levantamiento magnético, se realizan mediciones de repetición en una estación base (EB). Se grafica la variación y se resta la diferencia entre la curva y el valor de referencia al valor medido en cada estación de observación (EO).

23. Ejemplos de Muestras y Elementos/Moléculas

Tipo de MuestraElemento – Molécula – Complejo Químico
Agua(SO4)2-, (MoO4)2-
SueloAs
GossanSe
Roca de CajaZn, Ag, As, Re

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