Universidad de Chile Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Departamento de Geofísica Tarea II de Métodos de Exploración Geofísica - GF4006 MÉTODO MAGNÉTICO Estudiante: Sebastián Obando O. Profesor de Cátedra: Emilio Vera S. Profesor Auxiliar: Danko Ambrus. Profesor Auxiliar: Karin García. Fecha de Entrega: Enero 13 de 2012.
Introducción Los datos de los archivos adjuntos corresponden a una magnetometría terrestre tomada en un proyecto de exploración minera. El área de estudio tiene un tamaño de 2 x 2 kms. y se sitúa en las coordenadas 6.853.000 N 6.855.000 N y 399.000 E 401.000 E (UTM Z19S PSAD56). En el área de estudio se referenciaron 592 puntos marcados con estacas numeradas cuyas coordenadas se determinaron con GPS diferencial. Las estacas están distribuidas en 11 perfiles de orientación E W con 41 puntos cada uno conformando una grilla regular de 200 x 50 mts. Se agregaron algunos puntos de relleno entre los perfiles. Las mediciones se efectuaron los días 7 al 12 de abril de 2011. Se recorrieron todas las estacas a excepción de algunas pocas por dificultad de acceso de la topografía. En algunas zonas donde existían sondajes de exploración se midieron puntos adicionales a espaciamiento de 50 mts. con el propósito de aumentar la densidad de datos. Además se midió una sección NS en 400.000 E con puntos espaciados cada 50 mts. Para las mediciones de magnetometría se utilizaron 3 magnetómetros Geometrics G-856, uno configurado como estación base y dos como estaciones móviles. Además en cada punto se midió la susceptibilidad en la superficie utilizando una susceptibilímetro Kappameter KP-9. El archivo coordenadas.txt corresponde a las coordenadas de las estacas numeradas en las que se midió con GPS diferencial coordenada Norte, Coordenada Este y Elevación. Las estacas se distribuyen de acuerdo a la siguiente figura.
En la coordenada 6.854.023 N, 399.872 E (Latitud = -28,43979607, Longitud = -70,03137503) y altitud de 4.000 msnm. se instaló un magnetómetro como estación base con el propósito de registrar las variaciones diurnas del campo magnético terrestre. La estación base registró mediciones de campo magnético a intervalos de 30 segundos durante todo el tiempo en que se efectuaron mediciones en los puntos estacados. Las estacas fueron recorridas entre los días 7 a 12 de abril de 2011 (días juliano 97 a 101) midiendo con los magnetómetros campo total y con el susceptibilimetro la susceptibilidad de las rocas en superficie. Los archivos base.stn, mag1.stn y mag2.stn corresponden a los registros almacenados en la memoria de los magnetómetros. El archivo base.stn contiene el registro completo de los 6 días de la estación base. Este archivo se compone de las siguientes columnas: Columna 1: Indica el modo de operación (* = modo automático con mediciones a intervalo de tiempo) Columna 2: No se usa (valor = 0) Columna 3: Día Juliano en que se efectuó la medición Columna 4: Hora de la medición (HHMMSS) Columna 5: Número correlativo de la medición en el magnetómetro (estación) Columna 6: Valor de la medición en nt * 10. Los archivos mag1.stn y mag2.stn corresponden a los registros de las estaciones móviles que efectuaron mediciones en cada estaca. Estos archivos se componen de las siguientes columnas: Columna 1: No se usa (puede tener cualquier valor) Columna 2: Día Juliano en que se efectuó la medición Columna 3: Hora de la medición (HHMMSS) Columna 4: Número correlativo de la medición en el magnetómetro (estación) Columna 5: Valor de la medición en nt * 10. Este valor puede estar precedido de? lo que indica que la medición es considerada ruidosa. El archivo estaciones.txt es el que vincula las mediciones de los magnetómetros con las coordenadas de las estacas. Este archivo contiene las siguientes columnas: Columna 1: Mag, indica el instrumento que efectuó la medición (magnetómetro 1 o 2) Columna 2: Estación, número correlativo de la medición del magnetómetro. Columna 3: Estaca, número de la estaca medida. Columna 4: Susceptibilidad. Valor de la susceptibilidad medida. Columna 5: Nota. Breve descripción geológica del punto donde se efectuó la medición La susceptibilidad está expresada en unidades SI * 10^3 Notar que para una misma estaca puede existir más de una medición.
Valores del IGRF Para el cálculo, se hace uso de la función igrf de Matlab que presenta el siguiente formato: Usage: out=magfd(date,itype,alt,colat,elong); DATE = date of survey (decimal years) ITYPE=1 for geodetic coordinates (usual case) ITYPE=2 for geocentric coordinates ALT = (for ITYPE=1) altitude of survey relative to sealevel (km +ve up) ALT = (for ITYPE=2) radial distance from center of earth in km COLAT=90-latitude (decimal degrees) ELONG=longitude of survey (decimal degrees) Output array out contains components X,Y,Z,T in nanoteslas X north component Y east component Z vertical component +ve down T total field magnitude Los parámetros usados fueron calculados del siguiente modo: Date: Fecha: 9 de abril de 2011 (arbitrario, pues varía muy poco entre los días de medición) decyear(2011,4,9) = 2.0133e+03 (función decyear de Matlab) Itype= 1 Alt= 4.000 msmn= 4 km above up Colat = 90 (-28.43979607); Elong= -70.03137503 Por lo tanto, Igrf= magfd(2.0133e+03, 1, 4, 90 (-28.43979607), -70.03137503) Los resultados obtenidos se resumen en la siguiente tabla: Magnitud en nt Componente Norte 20822 Componente Este -125 Componente Vertical -10876 Campo Total 23492 A partir de la información anterior, se calculan la inclinación y declinación del campo magnético: Declinación -0,344 Inclinación -27,579
B en nt B en nt A continuación, se grafica la variación diurna del campo magnético terrestre registrado por la estación base, además de la curva filtrada (función smooth con n=30) y el valor del IGRF: x 10 4 Campo magnético terrestre según base y IGRF 2.55 Variación diurna del campo magnético terrestre Variación diurna del campo magnético terrestre filtrada Valor campo magnético del IGRF 2.5 2.45 2.4 2.35 2.3 2.25 2.2 2.15 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 Haciendo un zoom al gráfico anterior: 2.352 x 104 Campo magnético terrestre según base y IGRF Variación diurna del campo magnético terrestre Variación diurna del campo magnético terrestre filtrada Valor campo magnético del IGRF 2.35 2.348 2.346 2.344 2.342 X: 707 Y: 2.341e+004 2.34 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Se observa que la variación máxima entre el valor del IGRF y la estación base es de unos 7 nt, valor bajo comparado con las Anomalías de Gravedad típicas encontradas y resumidas en la tabla final adjunta (superiores en casi 2 órdenes de magnitud). Por esta razón, el uso del valor del IGRF como referencia a falta de una estación base no genera errores muy significativos. Estas diferencias entre los valores mencionados pueden atribuirse a ruido y/o errores en la medición (o asociadas al instrumento, su disposición y su calibración). Grillas A partir de de la tabla con los datos integrados que contiene la Anomalía de Campo Total, se construye una grilla para la anomalía de campo total, la susceptibilidad de superficie y la elevación.