Modelos Magmáticos y Métodos de Exploración Geológica de Depósitos Minerales

1. El Modelo MASH de Hildreth & Moorbath (1988)

El Modelo MASH (Hildreth & Moorbath, 1988) explica la formación de andesitas en los arcos magmáticos.

Definición del Acrónimo MASH

• M – Melting (Fusión cortical)
• A – Assimilation (Asimilación)
• S – Storage (Almacenamiento)
• H – Homogenization (Homogeneización)

Zona Magmática MASH y Ascenso del Magma

La zona magmática MASH se ubica en la corteza inferior. Los fundidos migran hacia las regiones de presión más baja. Bajo el efecto de compresión horizontal, el magma tiende a acumularse en lentes horizontales y sills.

Localmente, el esfuerzo tipo cizalla (shear strain) produce bandas de cizalla extensionales. En estas zonas se emplaza el magma ascendente, dando lugar a diques.

Corteza Superior y Emplazamiento

En la corteza superior, la zona de cizalla se presenta mediante una serie de fallas de deformación rígida tipo strike-slip, dando lugar a volúmenes extensionales como cuencas pull apart.

El ascenso del magma ocurre a lo largo de estructuras tipo diques. En un nivel cortical somero de presión hidrostática ascendente neutra y dentro de una zona de extensión, el magma puede ser almacenado, dando lugar a depósitos de tipo pórfido cuprífero y, en la superficie, al volcanismo.

Definición en inglés: The area in the lower crust beneath volcanoes, particularly in island arcs (hence association with porphyry copper) in which melting, assimilation, storage, and homogenization all occur so that the mantle-derived magmas receive a crustal signature.

2. Etapas de Exploración: Inicial (Grassroot) y Avanzada

A continuación, se comparan cuatro aspectos relevantes de la exploración inicial y la exploración avanzada.

Exploración Inicial (Grassroot Exploration)

• Actividades: Selección de área, adquisición de terreno, estudios regionales (geología, geoquímica, geofísica), compromiso preliminar con la comunidad.
• Área de terreno típica: 10,000 a 1,000,000 de kilómetros cuadrados.
• Gastos típicos: Hasta 10 millones de dólares.
• Posibles resultados: Identificación de objetos para su posterior análisis detallado.

Exploración Avanzada

• Actividades: Evaluación detallada de objetos (geología, geomecánica, geofísica), perforación, delimitación de depósitos, metalurgia preliminar, recopilación de datos ambientales y sociales de referencia, participación con la comunidad.
• Área de terreno típica: 1,000 a 10,000 km².
• Gastos típicos: Hasta 10 millones de dólares.

Comparación de Prospección y Exploración

3. Caliper Log: Medición e Información Litológica

El Caliper log es una herramienta de registro de pozos que proporciona una medición continua del tamaño y la forma de un pozo a lo largo de su profundidad. Se utiliza comúnmente en la exploración de hidrocarburos al perforar pozos.

Las mediciones registradas pueden ser un indicador importante de la formación de cuevas o de la hendidura de esquisto en el pozo, lo que puede afectar los resultados de otros registros de pozos.

Mide la variación en el diámetro de la perforación a medida que se retira de la parte inferior del agujero, utilizando dos o más brazos articulados que empujan contra la pared del agujero.

4. Método Geológico de Exploración (V/F)

1. Método indirecto de exploración. (F)
2. El método geológico se aplica en la descripción de testigos. (V)
3. El método consiste exclusivamente en levantamiento geológico del área de estudio. (F)
4. Método que se aplica en las etapas de una campaña de exploración minera. En la continuación del proyecto minero ya no es necesario. (V)

5. Depósito Mineral (V/F)

1. Se forma en una sola fase o etapa, y después no sufre modificaciones. (F)
2. La formación es un proceso dinámico, de varias etapas. (V)
3. Las vetas se forman en el ambiente magmático principal tardío. (F)
4. Un depósito se percibe como una anomalía situada en la parte superior de la corteza. (V)

6. Bosquejo de Rasgos Geológicos y Efecto Magnético Anómalo

Distinga entre anomalía significante y anomalía no significante.

Subsuelo sin depósito mineral, si bien ejerce efecto magnético en superficie (Anomalía No Significante).	Subsuelo con depósito mineral, que ejerce efecto magnético en superficie (Anomalía Significante).

7. Definición de Anomalía Geoquímica

Una anomalía geoquímica es la variación en la abundancia de un elemento en comparación con su abundancia normal (valor de fondo) en un volumen definido. Una anomalía geoquímica puede estar relacionada o no con un depósito mineral.

• Anomalía Significante: Anomalía relacionada con un depósito mineral, útil como guía para llegar al depósito mineral. Posee valores que exceden los valores del fondo.
• Anomalía No Significante: Concentraciones altas de elementos indicadores causadas por una mineralización no económica o por procesos geológicos o geoquímicos no relacionados con una mineralización.
• Anomalía Negativa: Con valores menores que aquellos del fondo; apenas o no útil en la búsqueda de depósitos minerales.

8. Materiales Geológicos Comúnmente Tomados en Levantamientos Geoquímicos

El levantamiento geológico y estructural en el terreno (superficie, afloramientos, subsuelo a través de sondeos y minas) se apoya en los análisis petrográficos, mineralógicos y geoquímicos, y en estudios estadísticos de los datos estructurales obtenidos en terreno.

Por medio del método geológico se logra un reconocimiento de un depósito mineral en lo que concierne a su estructura, su petrografía y mineralogía, y los procesos de formación del mismo.

Tipos de Materiales (Muestras)

Los materiales geológicos que se toman comúnmente durante un levantamiento geoquímico incluyen:

1. Rocas de Afloramiento (muestras de roca madre).
2. Suelos y Sedimentos (muestras superficiales).
3. Testigos de Perforación (subsuelo/sondeos).
4. Agua y Sedimentos de Arroyos (muestreo regional).

9. Clasificación de Depósitos Minerales por Ambiente Geológico

10. El Método Radiométrico en Exploración Minera

Diseño conceptual que aborda los fundamentos, sistemas isotópicos, datos registrados y aplicación del método radiométrico.

Fundamentos del Método Radiométrico

El método radiométrico se basa en la detección de la presencia de sustancias radioactivas en las rocas. Se utiliza principalmente en la búsqueda de yacimientos minerales de elementos radioactivos como uranio (U), torio (Th) y potasio (K), y para detectar minerales de interés económico asociados a dichos elementos.

• La búsqueda de uranio ha sido el objetivo principal (combustible para energía atómica).
• El hecho de que las distintas rocas contengan diferentes cantidades de elementos radioactivos permite usar el método en cartografía geológica.

Sistemas Isotópicos Comúnmente Usados

El método se centra en la medición de los isótopos radioactivos naturales:

• Potasio-40 (⁴⁰K)
• Uranio-235 (²³⁵U)
• Uranio-238 (²³⁸U)
• Torio-232 (²³²Th)

Funcionamiento y Datos Registrados

Las mediciones radiométricas se pueden efectuar mediante prospección aérea o terrestre, utilizando un espectrómetro de rayos Gamma.

Datos Registrados

El espectrómetro permite realizar mediciones confiables de:

• Cuentas Totales (Total Counts).
• Torio (Th).
• Potasio (K).
• Uranio (U).

Los resultados se procesan para generar mapas con las concentraciones de Cuentas Totales, porcentaje de Potasio, ppm de Uranio y Torio.

Aplicación en la Búsqueda de Rasgos Geológicos

La radiometría proporciona información sobre los contenidos superficiales de estos isótopos, suministrando una imagen del terreno de alta calidad y correlación con la cartografía geológica, ayudando a identificar rasgos con potencial económico.

11. Métodos Geofísicos y Geoquímicos

11.1. Anomalía Geofísica

Los métodos geofísicos son métodos indirectos. El término anomalía geofísica se refiere a una propiedad física de la Tierra que, en un volumen definido, difiere apreciablemente con respecto a su valor común o normal correspondiente a esta área. Se buscan diferencias mensurables entre las propiedades físicas del depósito mineral y las rocas encajantes.

Clasificación de los Métodos Geofísicos

• Pasivos: Magnético, Gravimetría, Radiométrico, Potencial espontáneo y métodos telúricos.
• Activos: Sísmica por refracción y reflexión, Resistividad y Polarización inducida (IP).

11.2. Método Geoquímico

La prospección geoquímica de minerales incluye todos los métodos de exploración basados en una medición sistemática de las propiedades químicas de un material que ocurre naturalmente en la corteza.

• Es un método indirecto de exploración.
• Consiste en la determinación de la distribución y de la abundancia de ciertos elementos, como los elementos indicadores y los elementos exploradores, relacionados con un depósito mineral.

Anomalía Geoquímica (Reiteración)

Variación en la abundancia de un elemento en comparación con su abundancia normal en un volumen definido. Una anomalía geoquímica puede estar relacionada o no con un depósito mineral.