PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA Definición: es la disciplina que emplea los principios de distribución y evolución de los elementos en los ciclos endógenos y exógenos para aplicarlos a la ubicación y exploración de yacimientos minerales de rendimiento económico. Objetivo: descubrir las fuentes de las anomalías geoquímicas y determinar el potencial económico de los depósitos minerales. PROSPECCIÓN GEOQUÍMICA Apropiada en áreas donde la roca no está expuesta; Recopilación de antecedentes al comienzo del trabajo de prospección; El estudio preliminar de la geología del área sugerirá la clase de depósitos y minerales presentes; El metal a ser prospectado debe ser identificado para una revisión de su comportamiento geoquímico endógeno y exógeno. Tipo de muestras Rocas; Suelo; Agua; Sedimento; Materia orgánica; Plantas y animales; Gases. Tratamiento previo uniforme de las muestras Detalle y plan de muestreo Regional o panorámico (1:50.000 1:500.000): + 1 muestra / Km 2 ; Semidetallado o táctico (1:5.000 1:50.000): 1 muestra / Km 2 1 muestra / Ha; Detallado (< 1:5.000): - 1 muestra / Ha. Ejemplo de muestreo detallado de suelo y planta (sida rhombifolia) Paisaje geoquímico Está definido por el mapa de curvas de isocontenidos para cada uno de los elementos estudiados. Las curvas pueden determinar una anomalía geoquímica, área donde la concentración de un elemento seleccionado está consistente y significativamente por encima de los valores normales. 1
Ejemplo de paisaje geoquímico AMBIENTE GEOQUÍMICO Definición: conjunto de factores tales como temperatura, presión y componentes químicos que determina la estabilidad de las fases mineral y fluida en un punto dado de la tierra. Profundo y superficial límite marcado por la circulación de las aguas meteóricas Contaminaciones antropogénicas del ambiente superficial Efluentes provenientes de residuos de rocas o de concentrados de menas de operaciones mineras. Partículas depositadas a partir de humo y gases emitidos por las fundiciones. Efluentes de plantas químicas e industriales. Efluentes de alcantarillas. DISPERSION GEOQUIMICA Es el proceso en el cual los átomos y partículas de un material dado se movilizan a nuevos sitios y ambientes geoquímicos. Estadio Ambiente Profundo Superficial Primario Dispersión de metales y no Precipitación de trazas de metales a la roca de caja alrededor metales sobre suelo oceánico de depósitos hidrotermales cerca de un depósito durante la depositacion de la mena volcanogénico Secundario Dispersión de metales de los Meteorización de depósitos de depósitos de mena sometido a sulfuros metamorfismo Ejemplo de dispersión Fluidos hidrotermales en suelo oceanico depositan sulfuros a medida que se enfrian Source: After U.S. Geological Survey. 2
Dispersión en ambiente profundo Tipos de dispersión superficial La estabilidad de un elemento en una fase móvil es dependiente de su capacidad para formar iones o moléculas complejos tales como: H 2 S y HCO 3-, así como MoO 4 2-, CuCl 2-, ZnCl 4 2-, Hg(HS) 3 - y otras especies metálicas. En forma empírica, la información sobre la movilidad de los elementos en el ambiente endógeno se obtiene observando su enriquecimiento o empobrecimiento en las especies minerales específicas formadas en diferentes estadios de un ciclo de diferenciación profundo (por ejemplo, concentraciones de Sn, Sr, y Li en las micas pegmatíticas y del granito parental) clástica son el resultado del movimiento de partículas sólidas; hidromórfica es causada por el transporte de iones y moléculas en solución; biogénicos resultan de la absorción de iones por las raíces de plantas o de la dispersión de elementos en los productos metabólicos de animales. Movilidad en condiciones superficiales Potencial iónico = carga/radio Movilidad en condiciones superficiales 100 M K a N Movilidad relativa K: Coef. de migración acuosa. M = concent del elemento en el agua (en mg/l), a es el residuo mineral total del agua (%), y N es la concentración del elemento en la roca (%). Oxidante (ph 5-8) Oxidante (ph 4) Reductor Altamente móvil (K 10) Cl,Br,I, S, Rn, He, C, N, Mo, B (Se, Te, Re?) Cl, Br, I, S, Rn, He, C, N, B Cl, Br, I, Rn, He Moderadamente móvil Ca, Na, Mg, Li, F, Zn, Ca, Na, Mg, Sr, Li, F, Ca, Na, Mg, Li,Sr, Ba, (K=1-10) Ag, U, V, As,(Sr, Hg, Sb?) Zn, Cd, Hg, Cu, Ag, Co, Ni, U, V, As, Mn, P Ra, F, Mn Débilmente móvil (K = K, Rb, Ba, Mn, Si, Ge, K, Rb, Ba, Si, Ge, Ra K, Rb, Si, P, Fe 0.1-1) P, Pb, Cu, Ni, Co, (Cd, Inmóviles (K 0.1) Be, Ra, In, W?) Fe, Al, Ga, Sc, Ti, Zr, Hf, Th, Pa, Sn, T.R., Pt, Au, (Cr, Ni, Ta, Bi, Cs?) Fe, Al, Ga, Sc, Ti, Zr, Hf, Th, Pa, Sn, T.R., Pt, Au, As, Mo, Se Fe, Al, Ga, Ti, Zr, Hf, Th, Pa, Sn, T.R., Pt, Au, Cu, Ag, Pb, Zn, Cd, Hg, Ni, Co, As, Sb, Bi, U, V, Se, Te, Mo, In, Cr, (Nb, Ta, Cs?) ASOCIACIONES MINERALES - PATHFINDERS El pahtfinder (o elemento acompañante) es el elemento asociado a la mena. Pathfinder Material muestreado Tipo de mena As Roca de caja y salbandas, suelo residual, sedimentos de ríos Mena de Oro en veta Hg Roca de caja y salbandas, y suelos Menas de Pb-Zn-Ag Se Gossan (sombrero de hierro) y suelo residual Sulfuros hidrotermales (epitermales) Mo Agua, sedimento de río, suelo Depósitos de Cu porfírico SO 4 = Agua Depósitos de sulfuros PATRONES DE DISTRIBUCIÓN GEOQUÍMICA La abundancia normal de un elemento en materiales terrestres no mineralizados es comúnmente llamada el "fondo" o background. Para todo elemento en particular, la abundancia normal es probable que difiera considerablemente de un tipo de material a otro. En consecuencia, cualquiera sea el tipo de muestra, el rango de los valores de fondo debe ser determinado o al menos reconsiderado siempre que una nueva área es estudiada. Ag Suelo Menas de Au-Ag 3
DISTRIBUCIÓN ESTADÍSTICA DE LOS VALORES Figura 2.7 pag 33 ANOMALIA GEOQUIMICA Una anomalía geoquímica es una desviación de los patrones geoquímicos que son normales para un área dada de ambiente geoquímico. Los elementos en rocas y otros materiales naturales sugieren que los logaritmos de las concentraciones están distribuidos aproximadamente en forma normal. Similarmente, los datos encontrados en la exploración están más cerca del log-normal que del normal. El UMBRAL o "threshold" es la concentración de un elemento por encima del cual una muestra se considera anómala. PRINCIPIOS DE INTERPRETACION Una población de muestras de fondo distribuida lognormal, puede constituir una población. Las muestras que están cerca de la mena y afectadas por dispersión abarcando la mena pueden ser consideradas una segunda población. SELECCIÓN DEL UMBRAL 1) Comparación de datos a partir de la bibliografía; 2) Cálculo del umbral a partir de la media más dos o tres desviaciones standard; 3) Cálculo gráfico (frecuencia acumulativa sobre papel logarítmico, método de Lepeltier); 4) Reconocimiento de grupos (clusters) de muestras anómalas cuando los datos son proyectados sobre un mapa, y; 5) Comparar con los resultados de una exploración de orientación. SELECCIÓN DEL UMBRAL (1) comparación con datos a partir de la bibliografía El método más simple, que es útil si sólo unos pocos análisis están disponibles de un área nueva, es una simple comparación del contenido del elemento indicador con datos en la literatura para material similar. Las muestras que son anómalas sobre la base de este criterio pueden ser estudiadas más a fondo y mayor muestreo. Las conclusiones para este tipo de procedimiento simple deben ser tomadas como tentativas y preliminares. SELECCIÓN DEL UMBRAL (2) a partir de la media de los datos Es asumir un umbral a un número especificado de desviaciones standards encima de la media. σ F T n (T F) n 1 2 F: fondo T: tenor en ppm N: número de muestras σ: desviación standard. 4
SELECCIÓN DEL UMBRAL (3) gráfica de frecuencia acumulativa Log ppm Número de Número Porciento muestras acumulativo acumulativo 1.10 1.20 1 240 100.0 1.20 1.30 16 239 99.6 1.30 1.40 33 223 93.0 1.40 1.50 50 190 79.2 1.50 1.60 50 140 58.3 1.60 1.70 36 90 37.5 1.70 1.80 9 54 22.5 1.80 1.90 6 45 18.8 1.90 2.00 5 39 16.3 2.00 2.10 4 34 14.2 2.10 2.20 10 30 12.5 2.20 2.30 8 20 8.3 2.30 2.40 5 12 5.0 2.40 2.50 4 7 2.9 2.50 2.60 2 3 1.2 2.60 2.70 0 1 0.4 2.70 2.80 1 1 0.4 Proyección de distribución de frecuencias acumulativas sobre papel de probabilidad. Los porcentajes en cada clase sucesiva son acumulados desde la clase más alta hacia abajo. SELECCIÓN DEL UMBRAL (3) gráfica de frecuencia acumulativa Método de Lepeltier (1969) Agrupación de los valores en un número adecuado de intervalos logarítmicos (puede ser entre 9 y 19). El fondo "b" es en la frecuencia correspondiente al 50%. El umbral es en la frecuencia correspondiente al 2,5 %. SELECCIÓN DEL UMBRAL (4) datos proyectados en un mapa Proyectar los datos sobre un mapa y trazar las "curvas de nivel o isocontenido o bien otra manera de separar los valores altos de los valores bajos. Un grupo de valores altos tiene una baja probabilidad de ocurrir casualmente y puede reflejar un área mineralizada. Este método es aplicable a exploraciones de detalle moderado, pero no es aplicable a muchas exploraciones. SELECCIÓN DEL UMBRAL (5) comparación con una exploración orientativa Es aplicable si una exploración de orientación ha sido realizada, como debe ser para toda región nueva. El umbral debe estar situado más bajo que el contenido del elemento indicador de la mayoría o todas las muestras asociadas con la mena. Imagenes satelitales SENSORES REMOTOS Muchas gracias por su atención True color image USGS Spectroscopy Lab. Distribucion de hidroxido, carbonato, sulfatos, algunos asociados a oro 5