Aspectos-clave de la Geología Estructural para las Exploraciones

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
SEDIMENTOLOGIA
ESTRATIGRAFIA
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 GLACIAL Y
GLACIOLOGIA
GEOLOGIA MARINA
Y LITORAL
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.
Manto Cobriza
Sph-gal-cac vein
Veta Casualidad 2, Huancavelica
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
MenaMineral
con textura
cebratipo
Pb-Zn
cebra,
en San Vicente
(foto carbonatos.
D. Dávila) 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.
Exploration Planning Meeting
ProjGe
o
FinancEye
EnviroMan
(bored)
CountryMan
ExploVP
Geockem
Spec
Struck Spec
ResourTon Spec
Posición de la Geología
Estructural
El Análisis estructural, basado en la
aplicación de conocimientos y en la
experiencia no es:
tampoco:
Junior
Project
Aplicar y aprender
Experto
Aplicar, enseñar
y aprender
Recomendar, aplicar,
enseñar y aprender