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Aspectos-clave de la Geología

Estructural para las Exploraciones

José Macharé Ordoñez Instituto Geofísico del Perú

Universidad Nacional de Ingeniería

Sociedad Geológica del Perú, 3 de junio 2016

LA GEOLOGIA

es “La” ciencia de la Tierra

Sus ramas fundamentales:

MINERALOGIA

PETROLOGIA

GEOMORFOLOGIA

TECTONICA

ESTRATIGRAFIA

SEDIMENTOLOGIA

En interacción con otras disciplinas, se crean:

con la Biología

PALEONTOLOGIA

con la Física GEOFISICA

con la Química

GEOQUIMICA

con la Matemática

GEOMATEMATICA

Hay ramas especializadas en determinado objeto, zona o tiempo:

GEOLOGIA MARINA

Y LITORAL

GEOLOGIA GLACIAL Y

GLACIOLOGIA

La INGENIERIA GEOLOGICA consiste en la aplicación de las

ciencias de la Tierra en la solución de problemas prácticos de

diversas actividades económicas y productivas. Sus principales

ramas son:

GEOLOGIA MINERA.- Exploración y explotación de yacimientos de

minerales metálicos y no metálicos

GEOLOGIA DE HIDROCARBUROS.- Exploración y explotación de

yacimientos de petróleo y gas

HIDROGEOLOGIA.- Exploración y explotación de recursos hídricos

GEOTECNIA.- Estabilidad de obras civiles y de infraestructura

GEOLOGIA AMBIENTAL.- Conservación adecuada del ambiente

ante actividades económicas y estimación del riesgo de desastres.

LOS 5 ELEMENTOS PARA FORMAR UN YACIMIENTO

• Agua

El vehículo de transporte

• Temperatura

Energía al sistema

• Roca favorable

Roca caja, roca huesped

• Estructura

Controla una serie de procesos en la mineralización

• Fuente de metales

de la corteza, del manto, …. De algún sitio vienen!

INFLUENCIA DE LAS ESTRUCTURAS EN LOS PROCESOS DE MINERALIZACIÓN

• Incrementan la porosidad y permeabilidad de los macizos rocosos

• Forman o vías o zonas de tránsito (pathways) para los fluidos

mineralizantes.

Aquellas muy grandes (fallas profundas) permiten el ascenso de fluidos desde la fuente de

metales hacia el depósito. Aquellas más pequeñas permiten la circulación de los fluidos en la

zona del yacimiento. Las estructuras tienen que estar activas durante la circulación

• Crean el espacio para el depósito de menas y controlan las forma del

yacimiento

• Cuando son post-depósito, modifican la geometría original dando como

resultado yacimientos deformados, ej. vetas “perdidas” por fallas.

Roca “sana”

Roca poli-fracturada

INFLUENCIA DE LAS ESTRUCTURAS EN LOS PROCESOS DE MINERALIZACIÓN

• Incrementan la porosidad y permeabilidad de los macizos rocosos

• Forman o vías o zonas de tránsito (pathways) para los fluidos

mineralizantes.

Aquellas muy grandes (fallas profundas) permiten el ascenso de fluidos desde la fuente de

metales hacia el depósito. Aquellas más pequeñas permiten la circulación de los fluidos en la

zona del yacimiento. Las estructuras tienen que estar activas durante la circulación

• Crean el espacio para el depósito de menas y controlan las forma del

yacimiento

• Cuando son post-depósito, modifican la geometría original dando como

resultado yacimientos deformados, ej. vetas “perdidas” por fallas.

INFLUENCIA DE LAS ESTRUCTURAS EN LOS PROCESOS DE MINERALIZACIÓN

• Incrementan la porosidad y permeabilidad de los macizos rocosos

• Forman o vías o zonas de tránsito (pathways) para los fluidos

mineralizantes.

Aquellas muy grandes (fallas profundas) permiten el ascenso de fluidos desde la fuente de

metales hacia el depósito. Aquellas más pequeñas permiten la circulación de los fluidos en la

zona del yacimiento. Las estructuras tienen que estar activas durante la circulación

• Crean el espacio para el depósito de menas y controlan las forma del

yacimiento

• Cuando son post-depósito, modifican la geometría original dando como

resultado yacimientos deformados, ej. vetas “perdidas” por fallas.

Veta Casualidad 2, Huancavelica Sph-gal-cac vein

Manto Cobriza

INFLUENCIA DE LAS ESTRUCTURAS EN LOS PROCESOS DE MINERALIZACIÓN

• Incrementan la porosidad y permeabilidad de los macizos rocosos

• Forman o vías o zonas de tránsito (pathways) para los fluidos

mineralizantes.

Aquellas muy grandes (fallas profundas) permiten el ascenso de fluidos desde la fuente de

metales hacia el depósito. Aquellas más pequeñas permiten la circulación de los fluidos en la

zona del yacimiento. Las estructuras tienen que estar activas durante la circulación

• Crean el espacio para el depósito de menas y controlan las forma del

yacimiento

• Cuando son post-depósito, modifican la geometría original dando como

resultado yacimientos deformados, ej. vetas “perdidas” por fallas.

Secuencia de fallamiento

Quellaveco

EL CONTROL ESTRUCTURAL A DIFERENTES ESCALAS

• Contexto tectónico

• Control regional

• Estructura distrital

• Estructura del yacimiento

• Estructura de cuerpos mineralizados

• Texturas mineralógicas

Ubicación de yacimientos en diversos contextos tectónicos

Control regional de

yacimientos a lo largo de la

Main Uralian Fault Zone

Corredor estructural

Chicama-Yanacocha

(Quiroz, 1997)

Bathurst VMS deposit Canada. Nrcan

Mena con textura tipo cebra, San Vicente

(foto D. Dávila)

Mineral cebra Pb-Zn en

carbonatos. San Vicente

Calcosina hipógena con cuprita supérgena – Cañariaco, Frezze 2011

Sph-cp-gn

Cp-Apy

Ullmanite in Cp + gn

La Geología Estructural en las

Estrategias de Exploración Aplicación en las fases de un proyecto

1.- Generación de proyectos

2.- Exploración de reconocimiento

3.- Exploración avanzada

1. Generación de proyectos (project generation, generative exploration)

Mapa topográfico Mapa geológico (unidades estratigráficas) Mapa de interpretaciones espectrales (alteraciones) Mapa de interpretaciones estructurales Mapa de yacimientos y ocurrencias minerales

Mapas geoquímicos regionales (anomalías de distintos elementos) Mapas geofísicos regionales: gravimétrico y magnético Mapa geocronológico (edades radiométricas) Mapa metalogénico nacional o regional

RESULTADO: Mapa de Áreas-target y tabla de priorización

Qué estructuras son importantes a interpretar y por qué ? Si bien yacimientos específicos pueden tener sus controles estructurales específicos, ej. los VMS (sulfuros masivos vulcanogénicos) requieren ambientes estructurales tipo rift, que es necesario aplicar, se puede trazar rasgos generales sobre las estructuras y su importancia:

Sólo las fallas mayores pueden alcanzar las profundidades de decenas o centenares de kilómetros que se requiere para que los fluidos circulen por las zonas-fuente de metales.

Las poli-fracturadas (por múltiples eventos) tienen aumentada su permeabilidad y por lo tanto su capacidad para que los fluidos puedan circular y depositar mineral en ellas.

Cross section of Ft. Knox granite-hosted gold deposit, Fairbanks District, Alaska, showing late-stage shear zones containing high grade gold mineralization ( 1.0 ounce per ton) (after Bakke, 1991).

Las intersecciones de dos familias de fallas mayores son, en general, favorables para focalizar la circulación de fluidos y el depósito de menas.

Las fallas de transferencia, muy importantes por su profundidad, frecuentemente no afloran y se hallan infrayaciendo inflexiones, deflexiones, relevos estructurales y zonas de cambios fundamentales de la estructura, a lo largo de la dirección estructural mayor.

Rasgos estructurales circulares muchas veces indican la presencia de intrusiones plutónicas o intrusiones sub-volcánicas “someras”, a las que se relacionan varios tipos de yacimientos.

2. Exploración de reconocimiento Objetivo elevar algunas de las áreas target a proyectos individuales, que pasarán a la fase siguiente, y descartar las demás.

Cartografía de rocas, alteraciones y estructuras; Geoquímica de drenajes, suelos y rocas; Prospección magnética y eléctrica; Construcción de un modelo conceptual.

Geoquímica sistemática en el proyecto

Modelo conceptual

- Perforación inicial de áreas target - Evaluación de los resultados y

toma de decisión:

Abandonar el área Pasar a siguiente etapa

- Adelanto de una cifra para el recurso de mineral inferido.

Los datos estructurales, durante esta fase, provienen de tres fuentes principales: la cartografía, la geofísica y la perforación. La cartografía geológica debe progresar a escalas sucesivamente mayores, en función del éxito durante el reconocimiento. En general se empieza con una escala 1:25,000 y se avanza hasta 1:5,000 para la determinación de targets de perforación.

Metodología:

- Cartografiar cada estructura representable.

- Establecer al inicio la simbología y colores:

• Fallas, diaclasas, anticlinales, pliegues, zonas de cizalla;

• Tipos: normal, inversa, transcurrente, cabalgamiento,

pliegues rectos, inclinados, recumbentes, de eje

inclinado;

• Certeza: segura u observada, probable, inferida,

prolongación debajo de la cubierta cuaternaria, etc.

Resultado: Mapa, secciones verticales, transversales.

Una cartografía precisa y clara de las estructuras, no sólo ayuda

a decidir el punto de sondaje (junto con anomalías geoquímicas

y geofísicas) sino es quien determina su dirección e inclinación.

Las imágenes geofísicas - Dan importante información estructural. - Para su mejor utilización, lleve a cabo (o pida el geofísico) procesamientos que hacen resaltar los contrastes. Interprete imágenes de 1ra o 2da derivadas verticales (gradientes) de magnetismo o gravimetría. Solicite a los geofísicos información sobre tratamientos de realce (enhancement) de sus datos, pero es el geólogo quien debe interpretar las estructuras. Interprete tanto plantas a diferentes profundidades como secciones transversales. Mientras interpreta la geofísica, tenga presentes los datos de la geología y la geoquímica de superficie. La interacción de todas las informaciones genera los mejores resultados.

Ya se decidió el lugar y características de los sondajes, y ya perforó. Ahora tiene una nueva fuente, rica en datos estructurales, claro, si la perforación fue diamantina con recuperación del testigo.

Lo ideal es que el propio geólogo de proyecto que loguea el testigo efectúe las observaciones estructurales y las registre. Cuando él no lo ha hecho, debe intervenir el geólogo estructural para hacer un logueo dirigido a esta finalidad.

- Reconozca y registre las intersecciones de fallas y las características del panizo (gouge), ello le ayudar a correlacionarlas entre diferentes sondajes. Identifique y anote estructuras planares como esquistosidad o bandeamiento de flujo, características y potencia de vetillas y densidad de stockwork. - Mida el ángulo entre las estructuras planares y el eje del sondaje. Si la perforación fue vertical, tendrá directamente el ángulo de buzamiento. En sondajes inclinados, los buzamientos son indefinidos hasta que se cuenta con varios sondajes en distintas direcciones, entonces se puede integrar los datos para calcular buzamientos reales.

- Para el procesamiento puede utilizar extensiones de GIS como Terra Explorer y software de exploración como Exploration Office (Datamine) o GDM. Ellos permiten la visualización, tratamiento gráfico y modelado tanto en planta como en secciones. - En general, en esta etapa no se dispone de suficiente cantidad de datos como para trabajar en 3 dimensiones modelando sólidos.

3. Fases de exploración avanzada y desarrollo Actividades terminan con un estudio de factibilidad, que permite gestionar el financiamiento del desarrollo de la futura mina. Actividades permiten convertir zona de interés en proyecto: - Ubicación zonas mineralizadas - Delineamiento forma y tamaño - Definición de distribución de leyes - Modelamiento geológico del yacimiento, y - Finalmente anuncio del descubrimiento, su volumen y sus

recursos o reservas.

Información proviene de los sondajes La perforación más útil: diamantina con recuperación de testigo. Programas de primera fase: distribución heterogénea de sondajes. Los sesgos u orientaciones son necesarios para lograr secuencialmente los dos primeros objetivos: a) reconocer grandes sistemas mineralizados b) delimitar geométricamente los cuerpos mineralizados.

Infill drilling Sondajes en mallas homogéneas de 200 x 200 m, 100 x 100 m, o 50 x 50 m, según el tipo de yacimiento estudiado. Disposición necesaria para aplicar técnicas geoestadísticas en el cálculo de reservas y para reconocer la calidad de mineral en todo el volumen del yacimiento y diseñar los tajos de explotación.

Para manejo gran cantidad de datos:

Herramientas que procesan gran volumen en tiempo corto,

Resolución gráfica alta. Amistosos

Permitan cálculos: volumenes y reservas.

Software “mineros” integrales: Vulcan, Datamine o Mine Sight,

Útiles para modelamiento 3D en tiempo real.

Los resultados son sólidos que integran todos los datos estructurales. Las interpretaciones deben reposar sobre los modelos actuales y reportados en las publicaciones reconocidas.

ExploVP

FinancEye ProjGe

o

Struck Spec

CountryMan

Exploration Planning Meeting

EnviroMan

(bored)

ResourTon Spec

Geockem

Spec

Posición de la Geología

Estructural

El Análisis estructural, basado en la

aplicación de conocimientos y en la

experiencia no es:

tampoco:

Junior

Project

Experto

Aplicar y aprender

Aplicar, enseñar

y aprender

Recomendar, aplicar,

enseñar y aprender