Mapas y
Técnicas de Muestreo
Introducción
En los capítulos anteriores hemos enumerado las distintas
etapas en una campaña de exploración, analizando además la filosofía que hay
detrás de cada una de ellas. En este capítulo nos centraremos en la labor
geológica propiamente dicha, revisando no obstante, una serie de aspectos relacionados.
A estas alturas deberíamos tener claro que el geólogo es
un profesional que participa necesariamente en diversas etapas del proceso de
exploración, desde el diseño de la campaña, pasando por los trabajos de campo,
y llegando a la etapa de evaluación de un prospecto.
Como ya mencionamos anteriormente en otros capítulos,
teniendo claro cual es el metal o mineral que nos interesa, el paso siguiente
es definir el "donde" y el "cómo". En lo primero
intervienen consideraciones geológicas, económicas, y políticas; en lo segundo
intervienen consideraciones técnicas (incluyendo temas presupuestarios), y de
manera muy importante, el modelo de exploración a utilizar.
Una vez que todas estas etapas han sido completadas, se
pasa a la fase más interesante bajo el punto de vista geológico: los trabajos
de campo. Ir al campo no es tan solo un paseo bien pagado, requiere de un
objetivo claros, un compromiso absoluto, y una definición específica de la
estrategia y tácticas a seguir. No olvidemos otro tema relacionado de
importancia capital: la logística. Definitivamente no es lo mismo explorar en
selva tropical, que en desiertos, o en regiones subárticas. Cada una de éstas
presenta su propia problemática, partiendo por la accesibilidad a las zonas de
trabajo. Otro aspecto a considerar es el factor estacionalidad. Por ejemplo, si
estamos planificando trabajar en una región tropical, deberemos primero
averiguar cual es la estación de la lluvias, de otra manera la campaña de
exploración se puede malograr en su totalidad. O que decir de las diferencias
invierno-verano en las regiones subárticas.
Los mapas
Si la planificación ha sido la adecuada, ahora todo o
casi todo depende del geólogo. La principal herramienta de trabajo de este son
los mapas geológicos. Por eso es importante señalar aquí que vastas regiones
del mundo carecen no solo de mapas geológicos, sino que en ocasiones, incluso
de los topográficos. En el mejor de los casos, el geólogo podrá contar con una
base topográfica 1: 50.000 y unos mapas geológicos (si los hubiera) de escalas
tipo 1: 200.000 o superiores, incluyendo bases tan genéricas como la escala 1:
1.000.000. Cualquiera sea el caso, durante las etapas iniciales de la campaña
de campo el geólogo detectará zonas potencialmente interesantes (prospectos),
los cuales en algún momento habrá que cartografiar a diferentes escalas de
detalle y semidetalle, normalmente sin base topográfica. Un prospecto,
dependiendo de su extensión puede ser cartografiado a escalas del tipo 1:
10.000. Luego habrá que seleccionar dentro de éste, donde utilizaremos escalas
de mayor detalle. Todo dependerá en gran medida de tres factores:
- El presupuesto.
- El tiempo
disponible.
- El
tipo de geología del prospecto.
Olvidándonos por un instante de los dos primeros
factores, si por ejemplo el rasgo geológico más significativo de un prospecto
son unos diques dacíticos de
Estudio de un prospecto (Dead Horse:
caballo muerto) a distintas escalas (1: 5.000 al 1:1.000), a medida que queremos
más detalles sobre el blanco. Note que los mapas carecen de base topográfica.
El factor último en todos estos casos es el geólogo,
quien decidirá el cómo realizar su mapa en función de los factores antes
señalados. Pero claro, cada geólogo tiene su propio punto de vista de cómo
hacer las cosas. Un factor que en cualquier caso jamás deberá pasar por alto es
que "el tiempo es oro".
Observemos en la siguiente figura la actitud de dos geólogos frente a la misma
situación de campo.
Arriba el "geólogo
sistemático", abajo el "geólogo listo".
Compare el trabajo realizado en tres días. Digamos que el
geólogo "listo" sopesa la importancia de cada afloramiento en
términos de sus ideas con respecto a la geología del prospecto, y así
desarrolla una estrategia para la búsqueda de nuevos afloramientos importantes.
El geólogo listo no solo completa antes el trabajo, sino que lo hace mejor.
Recordar que el principal instrumento del geólogo en el campo no es ni el
martillo, ni la brújula, ni el GPS, es "su mente".
Los geólogos consultores con experiencia (senior)
en exploración son profesionales bien pagados, que pueden ganar hasta unos US$
800 (€ 890) por día. Un geólogo joven recién incorporado (junior) puede
andar en el orden de los US$ 100 (€ 110). El promedio anda en el orden de los
US$ 400-500 (€440-550). Por ese dinero, se exige obviamente calidad en los
resultados. Por otra parte, los geólogos senior de compañía (plantilla)
ganan unos US$ 4000-5000 (€ 4400-5500) al mes, mientras que los geólogos junior
andan en el orden de los US$ 1000-2000 (€ 1100-2200) al mes.
La toma
de muestras
En esta sección no nos centraremos en lo que es la toma
de muestras rutinaria para la cartografía, o una campaña geoquímica, sino que
estudiaremos las metodologías concretas que se utilizan sobre las zonas más
interesantes de un prospecto.
Una vez localizado un blanco dentro de un prospecto lo
que procede es pasar a la etapa de estudio de detalle del mismo. Durante esta
fase, la toma de muestras cobra especial relevancia. Esta la llevaremos a cabo
mediante tres metodologías:
- Pozos.
- Trincheras
(calicatas).
- Sondeos.
Los pozos y trincheras se realizan ahí donde el terreno lo permite (fácil de
excavar), y se realizan normalmente mediante métodos mecánicos. Estas
constituyen técnicas preliminares, en un prospecto, o pueden ser utilizadas de
complementaria durante la fase de sondeos. Los
pozos son muy comunes en la exploración
de placeres auríferos; con maquinaria especializada se pueden alcanzar
profundidades de hasta unos
Excavador hidráulico Poclain
160; permite alcanzar una profundidad en el pozo es de unos 12-
Las trincheras se utilizan para
obtener muestras y cartografiar en detalle. La excavación puede realizarse con
una retroexcavadora o un bulldozer, pudiéndose alcanzar profundidades de hasta
Geólogo trabajando en una
trinchera. Note los bancos de seguridad (safety batters) para minimizar
el riesgo de derrumbes.
La toma de muestra suele realizarse por roza continua (channel
sampling), abriéndose un canal (roza) con la ayuda de una sierra eléctrica,
martillo neumático, o martillo geológico. La idea es que el canal tenga unos
Aunque este ejemplo es para un frente de
galería en una mina subterránea, sirve igual para los propósitos del tema
trincheras. Note que la roza continua de muestreo se ha realizado perpendicular
a la estructura, y que tendremos tantas muestras continuas (
Existen diversas maneras de disponer los sondeos sobre un blanco de
exploración. Si la investigación tiene carácter muy
preliminar (determinar si hay o no mineralización) entonces se pueden hacer
unos pocos sondeos dispuestos geométricamente con criterio geológico. En el
caso de que estemos en una etapa más avanzada del proceso de evaluación del
prospecto, dispondremos los sondeos según una malla que nos permita obtener una
información homogénea de la zona bajo estudio. Las mallas más típicas son las
de tipo cuadrada y triangular. En cualquier caso, la decisión sobre el tipo de
malla e inclinación de los sondeos obedecerá a criterios
estrictamente geológicos. Repitámoslo una vez más, si no tenemos clara la geología no tenemos claro nada.
Como
regla general en el caso de cuerpos regulares (e.g., filones), la disposición y
secuencia de sondeos es la siguiente:
A la izquierda podemos observar la
disposición de sondeos del tipo DDH (ver más adelante: sondeos con
recuperación de testigo), para estudiar un cuerpo regular delimitado por una
anomalía en superficie. A la derecha podemos observar la misma situación en un
corte. Dado que se ha determinado que el cuerpo mineralizado se dispone E-W,
buzando 50º S, los sondeos se dispondrán con una inclinación de 40º N. Primero
se llevarán a cabo los sondeos 1 y 2. Si la cosa va bien (leyes y mineralogía
interesantes), pasaremos a la posición 3, y si la cosa continua bien (el
geólogo está ahí mismo para testificar los sondeos "a pié de
sondeadora"), se continuará con la secuencia que se presenta en la figura.
En el caso de cuerpos irregulares la situación es mucho
más compleja, y el geólogo deberá determinar la mejor manera de intersectar en
profundidad un cuerpo cuya morfología sólo puede intuir en base a la
información geológica. Veamos el siguiente ejemplo:
Disposición de sondeos del tipo DDH para
estudiar un cuerpo de geometría irregular. Recuerde que el geólogo solo contará
con las intersecciones de los sondeos con el cuerpo mineralizado (segmentos en
negro) para delimitar la geometría del cuerpo. Por un momento solo visualice
las intersecciones y vea difícil que puede ser el proceso.
Los sondeos pueden ser diversos
tipos, dependiendo del tipo de terreno y la calidad de información que queramos
obtener. Entre los distintos tipos de sondeos tenemos los siguientes:
- Hélice (auger
drilling).
- Percusión-rotación
(down-the-hole: DTH).
- Recuperación de
testigo = diamente = diamantina (diamond drill hole: DDH).
- Aire reverso
(circulación reversa; reverse circulation: RC).
Los sondeos de hélice son los más
simples, y pueden ser realizados manualmente o con máquinas montadas en
vehículos. Se realizan en terrenos de fácil penetración, y pueden alcanzar
profundidades de hasta unos
Realización de un sondeo
tipo hélice (auger drilling).
Los sondeos de percusión-rotación son realizados
con un martillo accionado neumáticamente, al que se le imprime un movimiento
vertical y rotacional. La herramienta (martillo) suele ser carburo de
tungsteno, permiten diámetros de hasta
Percusión-rotación (down-the-hole: DDH).
Observe como se inyecta aire a presión (flechas descendentes) por las varillas
(rods). Al llegar al fondo, el aire transporta en suspensión hacia
arriba (flechas ascendentes) al material desmenuzado (cuttings) que se
encuentra en el fondo de la perforación.
Los sondeos con recuperación de testigo son caros pero
proporcionan gran información geológica. Los precios son de alrededor de US$
100 (€ 110) por metro perforado. La herramienta de corte es un tubo hueco con
una corona de diamante en la cabeza, siendo los diámetros más comunes: 2.17 -
Esquema del tubo
portatestigo.
Al centro, sondeadora DDH .
Los sondeos por aire reverso son muy
populares, y están en uso desde los años 70. El sistema permite la recuperación
de cuttings por inyección de aire o agua a través de un sistema de pared
doble, que evita los problemas de contaminación que se producen en el sistema
percusión-rotación. Son de gran velocidad y en algunos casos pueden ser
implementados como sistemas duales RC/DDH.
Aire reverso. Note como el aire/agua entra
por un sistema interno de doble pared (flechas descendentes) y regresa con los cuttings
a superficie por el interior (flechas ascendentes), lo que evita la
contaminación que suele producirse en el sistema percusión-rotación.
Qué se hace con un testigo ? Los primeros
estudios se llevan a cabo "a pié de sondeadora", luego los testigos
son enviados a una nave donde se almacenan y pueden ser estudiados en detalle.
Una mitad (sección longitudinal) suele destinarse para análisis químicos
(determinación de leyes). Con la otra mitad del testigo el geólogo estudiará la
litología, mineralogía, en parte algunos rasgos estructurales, y el RQD.
Casos
reales de campañas de exploración llevadas a cabo con éxito
Revisaremos brevemente en esta sección cuatro descubrimientos
emblemáticos en Chile, todos ellos realizados en tiempos modernos, y llevados a
cabo por equipos de geólogos:
Los dos primeros fueron descubiertos en fajas
metalogénicas "conocidas" de edades Eoceno-Oligoceno y Cretácico,
respectivamente. En concreto, Candelaria fue encontrado en las proximidades de
un conocido distrito de cobre (Punta del Cobre).
El Indio y
- El Indio (6 Mt, 12 g/t Au, 110 g/t Ag, 4.6% Cu): se
encuentra en
Faja de alteraciones en el
norte de Chile donde se inserta El Indio.
- Candelaria (366 Mt, 1.1% Cu, 0.26 g/t Au): Candelaria se
sitúa al lado de uno de los distritos de cobre más emblemáticos de Chile:
Punta del Cobre (importante desde el siglo XIX). En concreto se localiza
en una zona de metamorfismo de contacto entre granitoides del Cretácico
medio y rocas volcánicas y carbonatadas del Cretácico inferior. Otro hecho
a resaltar es su curiosa paragénesis, con sulfuros de cobre, oro, y
magnetita, en abundancia esta última como para casi ser considerada como
un yacimiento de hierro. Otro rasgo a destacar es el intenso metasomatismo
sódico y potásico que presentan las andesitas. La empresa:
Candelaria y el distrito
minero de Punta del Cobre. Note la relación con rocas de metamorfismo de
contacto y la zona de cizalla.
Donde
dije digo, digo Diego: la importancia de ser adaptable
O cómo wrong también
puede convertirse en right (Olympic Dam, Australia)
En los años 50 se desarrolló una auténtica revolución en
el pensamiento geológico en Australia con respecto a el origen de los
yacimientos metalíferos del Precámbrico. Hasta entonces estos yacimientos
habían sido considerados como hidrotermales s.s., esto es, generados por
soluciones calientes ascendentes provenientes de un magma granítico (recuerde,
estamos en los años 50). Pero de pronto, empezaron a aparecer rasgos geológicos
que apuntaban a que estas mineralizaciones podían ser de origen sedimentario,
por ejemplo, el caso de Broken Hill.
Analicemos por un instante las consecuencias de este
cambio radical del pensamiento. Estos yacimientos podían ser explicados en
términos sedimentarios, sin que hiciera falta la intervención de cuerpos ígneos
profundos.
Este pensamiento se vio reforzado por los estudios que
habían realizado los geólogos ingleses (principalmente) en el Copper Belt de Zambia
(en esa época: Rodesia del Norte). De acuerdo a las ideas prevalecientes,
esos yacimientos de cobre (e.g., Mufulira, Rokana, N’kola, y muchos otros del
Copper Belt) se habían generado por procesos sedimentarios, en los que habían
intervenido probablemente también, procesos bacterianos electroquímicos, y
exhalativos. Sumemos a esto que se suponía (y supone), que el cobre se había
derivado del basamento de la secuencia Proterozoica que alberga las
mineralizaciones estratiformes del Copper Belt.
De esta manera, con sentido común, los geólogos
australianos hicieron un rápido ejercicio mental percatándose de que en
principio también ellos disponían de una basamento antiguo y una cubierta
Proterozoica-Cámbrica, de tal manera, que ¿ por qué no
podía haber en Australia yacimientos de cobre equivalentes a los del Zambian Copper
Belt ? En Australia del Sur estaban las rocas muy antiguas del cratón Gawler, y encima de éstas, en
discordancia, las facies sedimentarias del Stuart
Shelf. Reforzando aún más este pensamiento estaba la presencia de un
pequeño yacimiento estratiforme de cobre emplazado en las facies del Stuart
Shelf: Mount Gunson.
Utilizando datos indirectos, tales como intersecciones de
lineamientos gravimétricos y magnéticos de carácter regional-continetal, los
geólogos de la compañía minera Western Mining decidieron que el punto donde
está Olympic Dam era el más promisorio. Este modelo de exploración (teórico en
muchos aspectos) se veía reforzado por el hecho de que Mount Gunson estaba
precisamente asociado a uno de esos lineamientos.
Mapa de la anomalía de
Bouger de Australia de Sur, mostrando la posición de Olympic Dam y Mount Gunson
en relación a lineamientos gravimétricos.
Los sondeos comenzaron en 1975, cortando el primero
Los
geólogos de
- La zona
mineralizada estaba en el basamento, no por encima de éste.
- La roca encajante
de la mineralización eran brechas graníticas hematíticas, no sedimentos.
Unidades geológicas
principales y posición de Olympic Dam.
Digamos que los hechos modificaron radicalmente la
perspectiva dictada por el modelo de exploración. A continuación, a medida que
se estudiaba en mayor detalle la geología del yacimiento, se continuó
modificando el modelo. Los hechos pueden ser resumidos de la siguiente manera:
- Modelo
de exploración (pre-sondeos): yacimiento estratiforme de cobre en
la cubierta sedimentaria de un basamento antiguo.
- Debris
flow de brechas y avalanchas de roca a lo
largo de los escarpes de fallas activas. Las brechas
habrían sido mineralizadas por las soluciones provenientes de actividad
geotermal en relación con un vulcanismo.
- El
modelo avanzado: yacimiento principalmente hidrotermal formado hace
unos 1600 millones de años, asociado a diatremas que se formaron en
relación con un vulcanismo ácido.
Evolución del modelo para
Olympic Dam. Arriba, el modelo de exploración; al medio, el modelo que se
desarrolló a luz de los primeros sondeos; y abajo, el modelo avanzado.
A
partir de este texto extraiga sus propias conclusiones, sin olvidar que la
exploración necesita de mentes con ideas, lo suficientemente flexibles sin
embargo, como para que un modelo (que puede ser correcto o no) jamás atenace
nuestras decisiones. La cratonización es un fenómeno que debe afectar a las
rocas, no al pensamiento.
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