Exploración Geoquímica: Metodología y Técnicas de Muestreo

Metodología de Exploración Geoquímica: Del Terreno al Laboratorio

Estudios Sistemáticos y sus Objetivos

Los estudios sistemáticos en la exploración geoquímica se dividen en tres campañas principales, cada una con objetivos específicos:

• A) Campaña de Reconocimiento: Se enfoca en la ubicación del área de anomalía.
• B) Campaña de Seguimiento: Busca delinear la forma precisa y la extensión areal de estas anomalías.
• C) Campaña de Detalle: Define la fuente de las anomalías y evalúa el potencial económico.

A) Campaña de Reconocimiento

En esta fase inicial, es crucial conocer la geología y morfología del área. Si existe un depósito mineral, se recomienda efectuar una campaña de orientación geoquímica. Se deben muestrear rocas del yacimiento y de la roca caja, así como sedimentos de drenaje (limos) y realizar un muestreo sistemático de suelos en el área del depósito. Este estudio permite determinar la confianza en cada tipo de muestreo, establecer los valores umbrales de una anomalía geoquímica y definir los elementos guía para la exploración. El objetivo principal es optimizar los contrastes.

B) Campaña de Seguimiento

Antes de comenzar la campaña de seguimiento, se deben seguir los siguientes pasos:

• Definir los objetivos: Qué se pretende hallar.
• Realizar una campaña de orientación para definir el tipo de muestra óptima, el método óptimo, los elementos a analizar, los intervalos de muestreo, etc.
• Definir los valores umbrales de anomalías geoquímicas a partir del análisis poblacional de la campaña de reconocimiento.
• Reconfirmar las áreas anómalas, tomando muestras en lugares previamente muestreados y determinados como anómalos.
• Definir los lugares de muestreo, las densidades de muestreo y el tipo de muestreo.

Se deben tomar muestras de sedimentos de drenaje a intervalos de 500 m para la detección de Cu, Pb, Zn, Au y Ag. También se debe elaborar un mapa geológico y realizar un muestreo sistemático de astillas de roca. Los resultados deben ser analizados y contorneados.

C) Campaña de Detalle

Esta campaña puede incluir el muestreo de suelo en una red sistemática o muestras de roca, dependiendo del tipo de terreno, o bien muestras de tipo mixto. Estas muestras deben ser tomadas en forma sistemática, ya que se desea definir el tamaño y la extensión de la posible fuente de anomalía. La evaluación de esta campaña puede definir líneas de trinchera o puntos de sondaje.

Contaminación

Es fundamental tener cuidado con las posibles fuentes de contaminación debido a la actividad humana, como la forestal, agrícola, obras viales, minas y ciudades. Las posibles fuentes de contaminación deben ser anotadas en terreno para la correcta interpretación de los datos.

Muestreo Sistemático

El aspecto más importante para una campaña de exploración es el muestreo sistemático. Se recomienda tener un plan preliminar de muestreo basado en la densidad de drenaje, accesos, etc. En base a lo anterior, se debe escoger una densidad de muestreo (ej. 1 muestra cada 1,5 km² para sedimentos, 1 muestra cada 40 km² para concentrados de minerales pesados).

Errores Comunes Durante Campañas de Exploración Básica

Antes de la Campaña

• Deficiencia en el estudio fisiográfico y geológico básico previo a la campaña de exploración.
• Falta de estandarización de procedimientos de muestreo y de toma de información.
• Deficiencia o ausencia de una campaña de orientación para la selección de la metodología óptima de muestreo y el medio a muestrear.
• Ausencia de preselección de sitios de muestreo para cubrir el área de interés de la forma más eficiente y económica.
• Falta de entrenamiento de los muestreadores en los métodos correctos empleados en la selección y toma de muestras específicas.
• Deficiente preparación de materiales de muestreo, bolsas, planificación de sitios y mapa.

Durante la Campaña

• Deficiencia en la observación y toma de datos fisiográficos y geológicos en el terreno.
• Cobertura inadecuada o falta de muestreo sistemático en la zona de estudio.
• Falta de observación y registro de posibles fuentes de contaminación.
• Recolección insuficiente de muestra.
• Toma de muestras sin asegurar que todas provengan del mismo medio (muestras de un mismo horizonte de suelo).
• Empaquetado inadecuado de las bolsas de muestras para su transporte al laboratorio.

Después de la Campaña

• Deficiencia en la priorización de resultados anómalos para posterior muestreo de detalle u otro tipo de campaña.
• Uso inadecuado del sitio anómalo para intentar explicar la anomalía observada.
• Interpretación errónea de isolíneas de contenido en reconocimiento regional, salvo que se trate de la misma cuenca de drenaje.

Métodos de Muestreo

1) Geoquímica de Sedimentos Activos

El método más rápido y económico para evaluar el potencial minero de un área extensa es mediante una campaña de reconocimiento de geoquímica de sedimentos activos. Este tipo de campaña puede destacar zonas anómalas que serán objeto de estudios más detallados. El muestreo de sedimentos es simple: en cualquier cuenca de drenaje, trazas de material de roca aflorante ocurren en iones (dispersión química) o en detritos (dispersión de partículas).

Transporte de Metales y Dispersión

Los metales transportados por dispersión química (iones) son usualmente adsorbidos a la superficie de partículas y/o precipitados de la solución, y captados por óxidos hidratados de Mn y Fe, apareciendo en sedimentos de grano fino en ambientes de baja energía. Los metales transportados en partículas se dan en la fracción de minerales pesados asociados con detritos primarios y secundarios, y son retenidos y concentrados en ambientes de alta energía. Por lo tanto, el tipo de muestra a tomar dependerá del tipo de metal buscado.

2) Muestreo de Sedimentos de Drenaje

Las muestras de limos se toman generalmente en ambientes de baja energía, como la parte interior de meandros o piscinas. Para asegurar que la muestra sea de sedimento activo, estas deben ser tomadas a distancia de bancos de sedimentos cortados, y no se deben tomar muestras río abajo de un banco colapsado. En cursos de agua secos (temporales), se debe tener el mismo cuidado. Se debe evitar la toma de muestras en zonas de inundación y en confluencias; las muestras deben tomarse río arriba. Además, se debe medir el pH de las aguas.

3) Muestras de Sedimentos Finos

Se deben tomar muestras de limos o arcillas, ya que son capaces de absorber más iones. Un alto contenido de arcillas debe ser anotado, dado que puede dar como resultado un valor anómalo alto. Se debe evitar el material orgánico y las concentraciones de hidróxidos de hierro y manganeso, ya que tienden a captar y concentrar metales, generando anomalías falsas. Las muestras deben pesar menos de 300 g. Si los finos son escasos, se debe tomar un mayor volumen. Se recomienda tomar un duplicado cada 10 o 20 muestras para control de análisis.

4) Muestreo de Astillas de Roca Durante Campaña de Sedimentos

Se recomienda la toma de muestras de las distintas unidades de roca para dar una estimación de los valores de fondo (distrital o regional). Se debe realizar un análisis de roca total. Esta información es vital para la correcta interpretación de los datos de sedimentos y servirá como elemento comparativo.

5) Muestreo de Concentrado de Minerales Pesados (CMP)

Este muestreo es la mejor forma para detectar metales insolubles como Au, Sn y W, que están dispersos en forma de partículas. Se colecta por challas, en áreas de 10 a 30 km². Las muestras de CMP deben ser tomadas en zonas de alta energía, como la parte de río arriba de una barra de arena, la zona exterior de un meandro, la parte río arriba de bancos o trampas, lo más cercano a la base. Las muestras obtenidas deben ser superiores a 20 g. También se requiere una fracción para el estudio óptico de las partículas. Este tipo de muestreo es el más utilizado para la detección de diamantes. En el caso de otros minerales, es posible emplear características morfológicas y cristaloquímicas como guía de la fuente y tipo de mineralización. Otros ejemplos incluyen magnetita, pirita, silicatos de alteración vs. silicatos ígneos y granates.

6) Muestreo de Suelo

Se deben tomar muestras de distintos horizontes y no a profundidades constantes. Se recomienda muestrear cada horizonte por separado y determinar cuál responde mejor. La parte superior del horizonte B suele ser la mejor. El tamaño de la red de muestreo puede variar desde 12,5 x 50 m para vetas o fallas, hasta 100 x 200 m para pórfidos cupríferos. En terrenos muy irregulares, donde no se pueden definir líneas de muestreo, se pueden seguir cuchillas de cerros o curvas de nivel.

7) Muestreo de Roca

El muestreo de astillas de roca puede ser obtenido para distintos objetivos: determinación de un valor de fondo regional, distrital o local; determinación de umbrales de exploración; búsqueda de zonas anómalas; evaluación preliminar de un blanco previamente definido; y evaluación superficial de un blanco de exploración.

8) Muestreo de Aguas

Los elementos inorgánicos serán transportados por las aguas en alguna forma (cationes, aniones, solutos inorgánicos no disociados, materia orgánica soluble, suspensión). Variaciones fuertes de pH a lo largo de un curso de agua pueden indicar una fuente de sulfatos, a partir de concentraciones de sulfuros, donde la hidrólisis y lixiviación de sulfuros es responsable de esta variación de pH.

Elementos Traza

El hecho de que uno o más elementos (o minerales) puedan estar estrechamente asociados y puedan constituir un halo, ayuda en el descubrimiento de depósitos minerales, lo que lleva al concepto de elementos guía o pathfinders. Hay dos razones básicas para elegir el uso de pathfinders en una exploración geoquímica: primero, son más móviles que el elemento buscado, de tal manera que forman un halo más extenso y amplio (Hg o As para el Au); segundo, los métodos para los pathfinders son más simples, menos caros y más sensibles que los métodos utilizados para el elemento del cuerpo mineral (ej. Cu, Ni, Cr para el platino).