06 Jul
Mapas Geológicos de Detalle y su Importancia en la Exploración
Uno de los factores más importantes, relacionado con la cartografía geológica de detalle, consiste en mejorar cada vez más nuestro conocimiento tridimensional del sector dado de la corteza terrestre.
Evidentemente, si se trata de un yacimiento endógeno, sobre todo si está enmascarado, la operación es mucho más difícil. Pero un empleo masivo de todos los métodos de investigación (geoquímicos, geofísicos, etc.), incluida la comprobación por sondeo, garantiza la ubicación de todos los yacimientos endógenos (es raro el caso en que la ubicación del yacimiento se determine de manera imprecisa).
Las escalas de 1:10.000 y de 1:5.000 son las que se utilizan con mayor frecuencia en la prospección; las de 1:2.000 y 1:1.000, y las de 1:500, 1:200 y 1:100, en la prospección para explotación (geología minera).
El Ciclo Hidrológico: Fundamentos y Procesos
El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido y gas (vapor de agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante movimiento: el agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación del agua en la Tierra se denomina **ciclo hidrológico** o **ciclo del agua**.
Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra ya tenía en su interior vapor de agua. En un principio, era una enorme esfera en constante fusión con cientos de volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases y vapor de agua, emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones. Posteriormente, la Tierra se enfrió, el vapor de agua se condensó y precipitó nuevamente al suelo en forma de lluvia.
Fases del Ciclo Hidrológico
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua líquida: es la **condensación**. Las gotas se agrupan y forman nubes. Luego, caen por su propio peso: es la **precipitación**. Si la temperatura atmosférica es muy baja, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia.
Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como **escorrentía**. Otra parte del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es la **percolación**. Tarde o temprano, toda esta agua regresará a la atmósfera, principalmente debido a la evaporación.
Al evaporarse, el agua deja atrás los elementos que la contaminan o la hacen no apta para el consumo (sales minerales, químicos, desechos). Por ello, el ciclo del agua nos proporciona un elemento puro. Sin embargo, existe otro proceso que también purifica el agua y forma parte del ciclo: la **transpiración** de las plantas.
Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo los elementos que la planta necesita para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este fenómeno es la **transpiración**.
Métodos de Investigación Geológica del Interior Terrestre
Explorando las Profundidades: Técnicas de Investigación
Perforaciones
Por medio de sondajes se pueden investigar solamente los primeros 12 km. La perforación más profunda del mundo se realizó en la ex-Unión Soviética, alcanzando una profundidad de 12 km. Esto significa que, de los 6370 km del radio del globo terrestre, se perforaron solamente 12 km. La ventaja de los sondajes es la posibilidad de obtener muestras de distintas profundidades.
Métodos Geofísicos
a) Sismología: Por medio de ondas sísmicas se pueden detectar discontinuidades, cambios petrográficos, y diferenciar entre rocas sólidas y rocas fundidas. Este método es el más importante en la investigación de la geología del interior de la Tierra.
b) Gravimetría: La Gravimetría detecta anomalías de la gravedad, las cuales permiten el cálculo de la densidad y/o del espesor de la corteza terrestre.
Volcanología
Algunos (pocos) volcanes tienen su cámara magmática a grandes profundidades (manto superior). El análisis de estas rocas volcánicas proporciona información sobre estas profundidades. Especialmente los **xenolitos** (fragmentos de la roca encajante que cayeron a la cámara magmática sin fundirse completamente).
Petrografía y Geoquímica
Investigaciones detalladas en rocas que se formaron a grandes profundidades y que actualmente se encuentran en la superficie. Las fuerzas tectónicas y la erosión las levantaron hacia la superficie terrestre. El problema de estas rocas es que probablemente sufrieron cambios durante los procesos posteriores y no siempre es fácil diferenciar entre propiedades originales y «contaminaciones» o «alteraciones» secundarias.
Características Morfológicas y Técnicas de Observación Remota
- Fotografía Satelital
- Fotografía Aérea
Sondajes en Rocas: Técnicas y Aplicaciones
Los sondajes (drill holes) son perforaciones de pequeño diámetro y gran longitud que se efectúan para alcanzar zonas inaccesibles desde la superficie o desde laboreos mineros. Los sondajes permiten obtener muestras de dichas zonas a profundidades de hasta 1.200 m para su estudio y análisis por parte de los geólogos.
Las técnicas más utilizadas actualmente son la perforación con recuperación de testigos o **diamantina** y la perforación con recuperación de detritos o **aire reverso**. En la primera se utiliza una tubería engastada con diamantes en la punta, obteniéndose un cilindro de roca con un diámetro entre 2 y 5 pulgadas, mientras que la segunda se realiza con herramientas que van moliendo la roca, permitiendo obtener solo fragmentos de roca de hasta 1 cm.
Métodos Geofísicos en la Exploración Geológica
Objetivo: Con los métodos geofísicos se pueden investigar zonas inaccesibles para el ser humano, como el interior de la Tierra. En la búsqueda de yacimientos metalíferos (prospección, exploración), estos métodos geofísicos pueden proporcionar información sin necesidad de realizar perforaciones de alto costo.
Sin embargo, todos los métodos geofísicos proporcionan solamente información indirecta; es decir, nunca se obtiene una muestra de roca directa. Los resultados de las investigaciones geofísicas son hojas de datos (números) que requieren una interpretación.
Los métodos más usados:
- a) Sismología
- b) Gravimetría
- c) Magnetometría
- d) Geoelectricidad
La Sismología: Principios y Aplicaciones
Métodos Sísmicos de Exploración
Los métodos de exploración sísmicos se basan en la generación de ondas sísmicas, por ejemplo, mediante una explosión o un rompedor de caída. Las ondas sísmicas son ondas mecánicas y elásticas, ya que causan deformaciones no permanentes en el medio en que se propagan.
La deformación se constituye de una alternancia de compresión y dilatación, de tal manera que las partículas del medio se acercan y se alejan respondiendo a las fuerzas asociadas con las ondas, como ocurre en un elástico extendido. Su propagación se describe mediante la ecuación de ondas.
Tipos de Ondas Sísmicas
- Ondas de compresión: Ondas primarias
- Ondas transversales: Ondas secundarias
- Ondas Rayleigh: Ondas superficiales
Existen ondas de compresión, ondas transversales y ondas superficiales como Love o Rayleigh. Las ondas de compresión son las más rápidas, por eso se llaman **ondas primarias (ondas P)**.
Las ondas transversales son un poco más lentas, llegando un poco más tarde a la estación (**ondas secundarias u ondas S**). Las diferencias en las velocidades se usan en la medición de temblores y terremotos. La diferencia entre la llegada de la onda «P» y de la onda «S» (Δt) corresponde a la distancia del foco. (Δt es grande si el foco es muy lejano, porque la onda P se propaga más rápido).
Ondas P (Longitudinales o de Compresión)
Las partículas de una onda P, longitudinal o de compresión, oscilan en la dirección de propagación de la onda. Las ondas P son parecidas a las ondas sonoras ordinarias. Las ondas P son más rápidas que las ondas S; es decir, después de un temblor, en un observatorio, primeramente llegan las ondas P y secundariamente las ondas S.
Ondas S (Transversales o de Cizalla)
Las partículas de una onda S, transversal o de cizalla, oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación. Se distinguen las ondas SH, cuyas partículas oscilan en el plano horizontal y perpendicular a la dirección de propagación, y las ondas SV, cuyas partículas oscilan en el plano vertical y perpendicular a la dirección de propagación. En las ondas S polarizadas, sus partículas oscilan en un único plano perpendicular a su dirección de propagación.
Comportamiento de las Ondas Sísmicas en las Rocas
Los parámetros característicos de las rocas que se determinan con los métodos sísmicos son la velocidad de las ondas P y S, el coeficiente de reflexión y la densidad. Las propiedades de las rocas que influyen en estos parámetros son:
- a) **Petrografía**: Contenido en minerales.
- b) **Estado de compacidad**.
- c) **Porosidad**: Porcentaje o proporción de espacio vacío (poros) en una roca.
- d) **Relleno del espacio vacío** (poros).
- e) **Textura y estructura** de la roca.
- f) **Temperatura**.
- g) **Presión**.
Una variación en cualquiera de estas propiedades de la roca puede estar relacionada, por ejemplo, con un límite entre dos estratos litológicos, con una falla o una zona de fallas, o con un cambio en el relleno del espacio poroso de la roca.
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