Exploración Minera
La tecnología electromagnética (EM) para la exploración minera ha sido ampliamente utilizada durante décadas y por lo general incluye una combinación de los métodos de fuente controlada (de corriente directa y polarización inducida o DC-IP) y los pasivos (método audiomagnetotelúrico o AMT). La moderna modificación del método DC-IP con un arreglo múltiple de los electrodos se denomina tomografía de resistividad eléctrica (ERT). Los métodos de resistividad e IP se implementan de manera similar y, por lo tanto, aquí se consideran juntos. En comparación con el método DC-IP el método AMT da una investigación del subsuelo más profunda.
La tecnología EM permite definir la distribución espacial de las características resistivas (resistividad eléctrica) y capacitivas (polarización inducida o cargabilidad) de las rocas. Dado que ambas propiedades se ven afectadas por la litología, química de fluidos poros, agua, grafito y mineralización, estos métodos tienen un potencial significativo para diversas aplicaciones geológicas.
La tecnología EM permite definir la distribución espacial de las características resistivas (resistividad eléctrica) y capacitivas (polarización inducida o cargabilidad) de las rocas. Dado que ambas propiedades se ven afectadas por la litología, química de fluidos poros, agua, grafito y mineralización, estos métodos tienen un potencial significativo para diversas aplicaciones geológicas.
Resistividad eléctrica (izquierda) y cargabilidad espectral (derecha) de las rocas típicas
The above figures show electrical resistivity and chargeability of typical rocks and minerals, respectively. It is evident that joint analysis of both properties could increase the reliability of geological interpretation of EM data aimed for mineral prospecting due to high sensitivity of these properties to iron-copper sulfide and magnetite content.
Una propiedad importante de la cargabilidad es su firme dependencia de frecuencia (Pelton et al., 1978). Esta propiedad permite distinguir entre diferentes minerales por los datos del DC-IP, cuando se dispone de un estudio petrofísico de muestras de roca. Esta propiedad permite distinguir entre entre diferentes minerales polarizables utilizando los datos de campo de IP espectral, especialmente siempre y cuando sean disponibles las mediciones petrofísicas de rocas relevantes (figura derecha).
Una propiedad importante de la cargabilidad es su firme dependencia de frecuencia (Pelton et al., 1978). Esta propiedad permite distinguir entre diferentes minerales por los datos del DC-IP, cuando se dispone de un estudio petrofísico de muestras de roca. Esta propiedad permite distinguir entre entre diferentes minerales polarizables utilizando los datos de campo de IP espectral, especialmente siempre y cuando sean disponibles las mediciones petrofísicas de rocas relevantes (figura derecha).
Datos de laboratorio de cargabilidad normalizada
de minerales típicos.
1 – pirrhotita, 2 – magnetita, 3 – sulfuro, 4 – pirita,5 – titano magnetita, 6 – shungita, 7 – grafito
Depósitos de pórfico y skarn
Los depósitos minerales relacionados con los sistemas de pórfido abarcan una amplia variedad de tipos y están universalmente tipificados por tres características principales:
Los depósitos minerales relacionados con los sistemas de pórfido abarcan una amplia variedad de tipos y están universalmente tipificados por tres características principales:
- presencia de vetas y vetillas que forman los ramales, dentro de las cuales se difunden sulfuros de Fe, Cu, Mo, Pb y Zn, así como Au nativo, y minerales de W, Bi y Sn;
- la mineralización está relacionada espacial y genéticamente con los cuerpos intrusivos, de los cuales al menos uno tiene una textura porfirítica distinta (de ahí el nombre “porfirio”);
- grandes volúmenes de rocas se ven afectados por la alteración hidrotermal.
Un depósito porfídico y sus skarns asociados.
Los skarns se han formado dentro de un estrato de carbonato donde lo había sido penetrado por intrusiones ígneas. (de Sillitoe, 2010)
Los skarns se han formado dentro de un estrato de carbonato donde lo había sido penetrado por intrusiones ígneas. (de Sillitoe, 2010)
Los depósitos de pórfido y skarn a menudo están bien expresados por los contrastes en respuestas magnéticas, resistividad, cargabilidad y gravedad. Los sistemas porfirios más oxidados, que se caracterizan por una magnetita abundante, suelen indicar una anomalía magnética central. Las anomaías de polarización y resistividad pueden indicar un halo de carga (IP) que normalmente coincide con mas de 2% de pirita y menores proporciones de chalcopyrita. La cargabilidad elevada también puede ocurrir en centros de pórfido que se caracterizan por abundantes minerales de sulfuro de cobre.
En varios casos con unos depósitos porfídicos coincide la anomalía de baja resistividad eléctrica, probablemente un aumento de conductividad se asocia con la abundancia de sulfuro-mineral y la alteración de la arcilla-mica. La resistividad a menudo se eleva en el halo propílitico y el núcleo potásico. Por el contrario, los mínimos de resistividad son más comunes en las zonas circundantes y excesivamente ricas en mica y arcilla, zonas fílicas y argillicas. Las zonas ricas en sílice de alteración argílica avanzada pueden ser altamente resistivas.
Por lo tanto, los estudios eléctricos de depósitos de pórfidos y skarns deben interpretarse cuidadosamente. Para los estudios de depósitos porfídicos y skarn la tecnología más eficiente es la integración de mediciones de magnetometria, DC-IP y ERT asociadas con el método AMT. Los datos geofísicos deben interpretarse junto con los datos geológicos, petrofísicos y de registro disponibles disponibles.
En varios casos con unos depósitos porfídicos coincide la anomalía de baja resistividad eléctrica, probablemente un aumento de conductividad se asocia con la abundancia de sulfuro-mineral y la alteración de la arcilla-mica. La resistividad a menudo se eleva en el halo propílitico y el núcleo potásico. Por el contrario, los mínimos de resistividad son más comunes en las zonas circundantes y excesivamente ricas en mica y arcilla, zonas fílicas y argillicas. Las zonas ricas en sílice de alteración argílica avanzada pueden ser altamente resistivas.
Por lo tanto, los estudios eléctricos de depósitos de pórfidos y skarns deben interpretarse cuidadosamente. Para los estudios de depósitos porfídicos y skarn la tecnología más eficiente es la integración de mediciones de magnetometria, DC-IP y ERT asociadas con el método AMT. Los datos geofísicos deben interpretarse junto con los datos geológicos, petrofísicos y de registro disponibles disponibles.
Depósito porfídico Cu-Au-Mo “Peschanka”, Rusia
Nuestra empresa está trabajando en el yacimiento de Peschanka (uno de los 20 más grandes del mundo) desde 2005.
En la primera etapa, un sondeo DC-IP de gradiente areal combinado con estudios magnéticos detallados dió la posibilidad de delinear una serie de zonas con buenas perspectivas (el contenido mejorado de sulfuro): se caracterizan por una mayor cargabilidad (>5%) y baja resistividad eléctrica (<1000 Ohm(m). Las anomalías magnéticas corresponden a la roca alterada hidrotermalmente que contiene magnetita.
En la segunda etapa se realizaron mediciones ERT-IP en las zonas descritas.Se identificó una capa anómala casi superficial a una profundidad de primeros 100 m (A4) y dos anomalías profundas de cargabilidad en la parte se del perfil a una profundidad superior a 200 m (A2 y A3). La capa superficial A4 y la anomalía profunda A2 coinciden con las anomalías de baja resistividad y fueron interpretadas como cuerpos de mineral de sulfuro. Esta interpretación fue confirmada más tarde por la perforación – la zona identificada se caracteriza por un alto contenido de sulfuros. La anomalía resistiva A1 no corresponde a la anomalía de cargabilidad. Este cuerpo fue interpretado como una zona sin mineralización de sulfuros (arrecife de cuarzo).
En la tercera etapa se obtuvieron datos AMT a lo largo de varios perfiles para la estimación de la posición de la parte inferior de los cuerpos mineralizados.
Nuestra empresa está trabajando en el yacimiento de Peschanka (uno de los 20 más grandes del mundo) desde 2005.
En la primera etapa, un sondeo DC-IP de gradiente areal combinado con estudios magnéticos detallados dió la posibilidad de delinear una serie de zonas con buenas perspectivas (el contenido mejorado de sulfuro): se caracterizan por una mayor cargabilidad (>5%) y baja resistividad eléctrica (<1000 Ohm(m). Las anomalías magnéticas corresponden a la roca alterada hidrotermalmente que contiene magnetita.
En la segunda etapa se realizaron mediciones ERT-IP en las zonas descritas.Se identificó una capa anómala casi superficial a una profundidad de primeros 100 m (A4) y dos anomalías profundas de cargabilidad en la parte se del perfil a una profundidad superior a 200 m (A2 y A3). La capa superficial A4 y la anomalía profunda A2 coinciden con las anomalías de baja resistividad y fueron interpretadas como cuerpos de mineral de sulfuro. Esta interpretación fue confirmada más tarde por la perforación – la zona identificada se caracteriza por un alto contenido de sulfuros. La anomalía resistiva A1 no corresponde a la anomalía de cargabilidad. Este cuerpo fue interpretado como una zona sin mineralización de sulfuros (arrecife de cuarzo).
En la tercera etapa se obtuvieron datos AMT a lo largo de varios perfiles para la estimación de la posición de la parte inferior de los cuerpos mineralizados.
Resistividad y cargabilidad según la inversión 2D de datos ERT-IP
Depósito porfídico Cu-Mo “Benkala”, Kazajistán
La exploración multimétodo en el depósito de Benkala ha sido realizada por Nord-West en 2013. En la primera etapa, las zonas asociadas con la mineralización de sulfuros se delinearon utilizando las líneas magnéticos, de resistividad e IP. Luego, los datos de tomografía de resistividad 2D (ERT) y AMT se recopilaron e invirtieron de forma separada y conjunta utilizando el software Zond para obtener las imágenes de la estructura profunda de los cuerpos mineralizados.
La inversión de datos ERT (a) cubre sólo los 400 m superiores, que corresponde a una zona de mineralización secundaria en la corteza erosionada. La inversión de datos AMT resuelve una estructura de hasta 800-1000 m de profundidad, pero sólo es capaz de estudiar la distribución de resistividad generalizada, que es típico de los estudios magnetoteluricos. Se identifican tres zonas principales: dos zonas de alta resistividad H1 (oeste) y H2 (este) y una zona central de baja resistividad L (b).
Como el enfoque más eficiente, una inversión conjunta puede combinar los datos ERT de alta resolución espacial en la parte superior y datos AMT con una gran profundidad de investigación. La inversión permite imaginar con precisión tanto las zonas de alta resistividad H1 y H2 como la zona de baja resistividad L (c).
La parte profunda de la zona L fue interpretada como una mineralización primaria de sulfuros intercalados por vetas, mientras que la zona H1 corresponde a una intrusión granito-diorita y la zona H2 corresponde a un complejo dique de cuarzo-diorita.
La exploración multimétodo en el depósito de Benkala ha sido realizada por Nord-West en 2013. En la primera etapa, las zonas asociadas con la mineralización de sulfuros se delinearon utilizando las líneas magnéticos, de resistividad e IP. Luego, los datos de tomografía de resistividad 2D (ERT) y AMT se recopilaron e invirtieron de forma separada y conjunta utilizando el software Zond para obtener las imágenes de la estructura profunda de los cuerpos mineralizados.
La inversión de datos ERT (a) cubre sólo los 400 m superiores, que corresponde a una zona de mineralización secundaria en la corteza erosionada. La inversión de datos AMT resuelve una estructura de hasta 800-1000 m de profundidad, pero sólo es capaz de estudiar la distribución de resistividad generalizada, que es típico de los estudios magnetoteluricos. Se identifican tres zonas principales: dos zonas de alta resistividad H1 (oeste) y H2 (este) y una zona central de baja resistividad L (b).
Como el enfoque más eficiente, una inversión conjunta puede combinar los datos ERT de alta resolución espacial en la parte superior y datos AMT con una gran profundidad de investigación. La inversión permite imaginar con precisión tanto las zonas de alta resistividad H1 y H2 como la zona de baja resistividad L (c).
La parte profunda de la zona L fue interpretada como una mineralización primaria de sulfuros intercalados por vetas, mientras que la zona H1 corresponde a una intrusión granito-diorita y la zona H2 corresponde a un complejo dique de cuarzo-diorita.
2D inversión de:
a – datos de ERT, b – datos de AMT, c - inversión conjunta de ERT+AMT