3. Gravimetría
| 3.1 Introducción
La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda
de depósitos minerales. Este método aproveche las diferencias
de la gravedad en distintos sectores. La gravitación es la aceleración
(m/s2)de un objeto qué esta cayendo a la superficie.
La gravitación normal (promedia) en la tierra es 9,80665 m/s2
. Grandes cuerpos mineralizados pueden aumentar la gravitación en
una región determinada porque rocas de mayor densidad aumentan la
aceleración.
El gravímetro es un equipo que puede medir diferencias muy finas en la
gravedad. Principalmente cada balanza es un "gravímetro" porque una balanza mide
el peso de un objeto. Peso significa la potencia que aplica la aceleración a un
objeto:
El objeto quiere bajar. La manzana
en la mano tiene un peso porque quiere caer
hacia al piso, solo la fuerza del brazo y
de la mano no lo permite. El peso
de la manzana que siente la persona realmente es la atracción de la manzana
hacía la tierra.
Arriba de un sector con mayor gravedad la balanza
marca a un valor elevado, porque el objeto sufre una mayor fuerza para caerse al
suelo. El equipo de un gravímetro es entonces una balanza muy sensible con un
peso definido (m= masa) que sufre las diferencias de la gravedad.
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El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural
igual al método magnético y a algunos métodos eléctricos.
El campo de potencial natural observado se compone de los contribuyentes
de las formaciones geológicas, que construyen la corteza terrestre
hasta cierta profundidad determinada por el alcance del método gravimétrico
(o magnético respectivamente). Generalmente no se puede distinguir
las contribuciones a este campo proveniente de una formación o una
estructura geológica de aquellas de las otras formaciones o estructuras
geológicas por el método gravimétrico, solo en casos
especiales se puede lograr una separación de los efectos causados
por una formación o estructura geológica individual. Se realiza
mediciones relativas o es decir se mide las variaciones laterales de la
atracción gravitatoria de un lugar al otro puesto que en estas mediciones
se pueden lograr una precisión satisfactoria más fácilmente
en comparación con las mediciones del campo gravitatorio absoluto.
Los datos reducidos apropiadamente entregan las variaciones en la gravedad,
que solo dependen de variaciones laterales en la densidad del material
ubicado en la vecindad de la estación de observación.
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Apuntes Geología
General
Contenido
Índice de términos
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Capitulo 1
Introducción
El Universo
Sistema Solar - La Tierra
La Tierra
La Tierra: La
corteza
Geofísica
Métodos
geofísicos
Terremotos

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Contenido
I. Introducción
1. Universo - La Tierra
2. Mineralogía
3. Ciclo geológico
4. magmático
5. sedimentario
6. metamórfico
7. Deriva Continental
8. Geología Histórica
9. Geología Regional
10. Estratigrafía -
perfil y mapa
11. Geología Estructural
12. La Atmósfera
13. Geología económica
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3. 2. Historia
El método gravimétrico fue aplicado inicialmente en la
prospección petrolífera en los Estados Unidos y en el golfo
de México con el objetivo de localizar domos de sales, que potencialmente
albergan petróleo. Luego se buscaron estructuras anticlinales con este
método. El fin del siglo 19 el húngaro Roland von EÖTVÖS
desarrolló la balanza de torsión llamada según él,
que mide las distorsiones del campo gravitatorio causadas de cuerpos
de densidades anómalas enterrados en el subsuelo como de domos de
sal o cuerpos de cromita por ejemplo. En 1915 y 1916 se emplearon la balanza
de torsión de EÖTVÖS en el levantamiento de la estructura
de un campo petrolífero ubicado en Egbell en la Checoslovaquia antigua.
En 1917 SCHWEIDAR levantó un domo de sal ya conocido ubicado cerca
de Hanigsen en Alemania por medio de una balanza de torsión y la
estructura deducida y predicha a partir de esos estudios fue confirmada
luego por sondeos.
3. 3. Principio
Si cualquier cuerpo inicialmente estando en reposo cae sin ser estorbado
después un segundo tendrá una velocidad de 9,80m/s en la
dirección vertical. Después de un segundo más su velocidad
será: 9,80m/s + 9,80m/s = 19,60m/s. El aumento de la velocidad vertical
de 9,80m/s de un cuerpo cayendo sin ser estorbado durante cada segundo
se denomina aceleración de gravedad o sólo gravedad y se
la expresa como 9,80m/s2. El primero término por segundo
indica la velocidad medida como distancia pasada durante un segundo, el
otro por segundo indica la variación de la velocidad de 9,80m/s,
que corresponde a un intervalo de 1s. La aceleración de la gravedad
g se debe a la aceleración gravitatoria, que la tierra ejerce en
cada cuerpo, menos la fuerza centrífuga causada por la rotación
de la tierra y dirigida en dirección perpendicular al eje de rotación
de la tierra y hacia afuera. La fuerza total, que actúa en el cuerpo,
es igual al producto de su masa m y de la aceleración de gravedad
g. Por consiguiente la atracción gravitatoria en cualquier lugar
de la superficie terrestre tiene numéricamente el mismo valor como
la fuerza gravitatoria ejercida a una masa unitaria en el mismo lugar.
La unidad de la aceleración a es 1cm/s2 = 1 Gal (nombrado
según Galileo) y 0,001cm/s2 = 1mgal = 10gu (unidades de gravedad).
3.4 Anomalías de gravedad
Una anomalía de gravedad se define como la variación
de los valores medidos de la gravedad con respecto a la gravedad normal
después de haber aplicado las correcciones necesarias.
La anomalía de aire libre resulta de las correcciones de la
influencia de las mareas, de la derive del instrumento de medición,
de la latitud y de la altura.
La anomalía de Bouguer se obtiene aplicando todas las correcciones
mencionadas.
3.5 Correcciones de los datos (reducciones)
En lo siguiente se introduce las reducciones comúnmente aplicadas
a los datos gravimétricos tomados en terreno. Un valor reducido
es igual al valor observado de la gravedad menos el valor previsto de la
gravedad basándose en el modelo terrestre elegido. En consecuencia
una anomalía es la diferencia entre lo observado y lo previsto de
acuerdo con el modelo terrestre aplicado.
a) Calibración
b) Reducción para la deriva del gravímetro
c) Reducción de la influencia de las mareas
d) Corrección para la latitud
e) Corrección para la altura
f) Corrección topográfica
g) Corrección por la losa de Bouguer
(-->mayor
información: Apuntes Exploraciones Mineras)
3.6 El Gravímetro (de HARTLEY)
El gravímetro de HARTLEY se constituye de un peso suspendido
de un resorte. Por variaciones en la aceleración gravitatoria de
un lugar al otro el resorte principal se mueve y puede ser vuelto a su
posición de referencia por medio de un movimiento compensatorio
de un resorte auxiliar o de regulación manejable por un tornillo
micrométrico. El giro del tornillo micrométrico se lee en
un dial, que da una medida de la desviación del valor de la gravedad
con respecto a su valor de referencia. Por la posición del espejo
en el extremo de la barra, su desplazamiento es mayor que el desplazamiento
del resorte principal y como el recorrido del haz luminoso es grande, se
puede realizar medidas de precisión cercanas al miligal.
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4. Magnetometría
| La magnetometría es como la
gravimetría un método geofísico relativamente simple
en su aplicación. El campo magnético de la tierra afecta
también yacimientos que contienen magnetita (Fe). Estos yacimientos
producen un campo magnético inducido, es decir su propio campo magnético.
Un
magnetómetro mide simplemente los anomalías magnéticas en
la superficie terrestre, cuales podrían ser producto de un yacimiento.
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4.1 Principio
La tierra genera un campo magnético en el rango de aproximadamente
0,30000 a 0,65000G (= Gauss, o Oersted). Este campo se puede comparar con
el campo correspondiente a un dipolo (como un imán de barra) situado
en el centro de la Tierra, cuyo eje está inclinado con respecto
al eje de rotación de la Tierra. El dipolo está dirigido
hacia el Sur, de tal modo en el hemisferio Norte cerca del polo Norte geográfico
se ubica un polo Sur magnético y en el hemisferio Sur cerca del
polo Sur geográfico se ubica un polo Norte magnético. Por
convención se denomina el polo magnético ubicado cerca del
polo Norte geográfico polo Norte magnético y el polo magnético
situado cerca del polo Sur geográfico polo Sur magnético. El
campo geomagnético no es constante sino sufre variaciones con el
tiempo y con respecto a su forma.
La imantación inducida depende de la susceptibilidad magnética
k de una roca o de un mineral y del campo externo existente.
La imantación remanente de una roca se refiere al magnetismo
residual de la roca en ausencia de un campo magnético externo, la
imantación remanente depende de la historia geológica de
la roca.
4.2 Aplicación
El método magnético es el método geofísico
de prospección más antiguo aplicable en la prospección
petrolífera, en las exploraciones mineras y de artefactos arqueológicos.
En la prospección petrolífera el método magnético
entrega informaciones acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes
al basamento. A partir de estos conocimientos se puede localizar y definir
la extensión de las cuencas sedimentarias ubicadas encima del basamento,
que posiblemente contienen reservas de petróleo.
En las exploraciones mineras se aplica el método magnético
en la búsqueda directa de minerales magnéticos y en la búsqueda
de minerales no magnéticos asociados con los minerales, que ejercen
un efecto magnético mensurable en la superficie terrestre.
Además el método magnético se puede emplear en
la búsqueda de agua subterránea.

4.3 Magnetómetros
Existen varios métodos de medición y varios tipos de
magnetómetros, conque se puede medir una componente del campo magnético.
El primero método para determinar la intensidad horizontal absoluta
del campo geomagnético desarrolló el matemático alemán
Carl Friedrich Gauss (desde 1831).
Los magnetómetros, que se basan en principios mecánicos,
son entre otros la brújula de inclinación, la superbrújula
de Hotchkiss, el variómetro del tipo Schmidt, el variómetro
de compensación. El primero magnetómetro útil para
la prospección minera fue desarrollado en los años 1914 y
1915 .El llamativo variómetro del tipo Schmidt mide variaciones
de la intensidad vertical del campo magnético con una exactitud
de 1g, que es la dimensión de las variaciones locales de la intensidad
magnética.
El 'flux-gate-magnetometer' se basa en el principio de la inducción
electromagnética y en la saturación y mide variaciones de
la intensidad vertical del campo magnético.
El magnetómetro nuclear se basa en el fenómeno de la
resonancia magnética nuclear y mide la intensidad total absoluta
del campo magnético a tiempos discretos.
El magnetómetro con célula de absorción se funda
en la separación de líneas espectrales (absorción
óptica) por la influencia de un campo magnético. Este instrumento
mide la intensidad total del campo magnético continuamente, con
sensibilidad alta y una exactitud hasta 0.01gamma.
4.4 Realización de mediciones magnéticas en el campo
y correcciones necesarias para las mediciones magnéticas
Aplicando el método magnético en la prospección
minera se quiere delinear variaciones del campo geomagnético o es
decir anomalías magnéticas relacionadas con un depósito
mineral con un cierto contenido en magnetita o pirotina por ejemplo. Generalmente
las mediciones magnéticas se realizan a lo largo de perfiles en
estaciones de observación en distancias regulares. Combinando perfiles
paralelos se obtiene un mapa de observaciones magnéticas. La mayoría
de los magnetómetros disponibles para la prospección minera
mide variaciones de la intensidad vertical (interpretación más
clara en comparación a la medición de variaciones en las
intensidades total y horizontal). Por lo tanto se trata de mediciones relativas,
cuya precisión es más alta en comparación a las mediciones
absolutas. El campo geomagnético sufre variaciones con respecto
al tiempo y a su forma como la variación diurna por ejemplo. Estas
variaciones, que no están relacionadas con un depósito mineral
con un cierto contenido en magnetita por ejemplo superponen los valores
medidos. Por esto se debe corregir los valores medidos. La variación
diurna se corrige repitiendo la medición de la variación
de la intensidad vertical en una estación de base en intervalos
de tiempo regulares desde el principio hasta el fin de la campaña
de medición. Los valores medidos en la estación de base se
presentan en función del tiempo, que permite calcular el valor de
corrección correspondiente a cada medición en una estación
de observación. Los valores reducidos se presentan en perfiles y/o
mapas.
5. Geoelectricidad
5.1 Geoeléctrica
Los métodos geoeléctricos se basan en la conductividad
o la resistividad eléctrica de las rocas, las cuales son propiedades
materiales. Por ejemplo los sulfuros son de alta conductividad/baja resistividad
eléctrica, las micas son de conductividad muy baja y las rocas porosas
saturadas con agua son de alta conductividad.
Las mediciones se realizan con configuraciones de electrodos. En los
métodos activos como en la polarización inducida se generan
una corriente eléctrica y se detecta la repuesta de las rocas a
esta corriente penetrante por medio de otros electrodos.
Su alcance con respecto a la profundidad depende de la longitud de
la configuración.
Los métodos eléctricos son útiles para determinar
la potencia de estratos de una secuencia de rocas sedimentarias +/- horizontales.
Se los aplican en la búsqueda de acuíferos o es decir de
estratos, que llevan agua subterránea, en la búsqueda de
depósitos de sulfuros. En las empresas eléctricas por ejemplo
por el método eléctrico se localizan los lugares de baja
y de alta conductividad eléctrica para evitar pérdidas de
electricidad durante la transferencia de energía.
5. 2. Diagrafía geofísica
(Geophysical
logging o diagrafía geofísica)
En una diagrafía se compila todos los datos levantados en un
pozo, es decir a lo largo de un corte vertical por el subsuelo. En una
diagrafía geológica se compila las propiedades geológicas,
mineralógicas y estructurales de los distintos estratos como el
tamaño de grano, la distribución del tamaño de grano,
la textura y la fábrica de las rocas, su contenido en minerales,
su contenido en fósiles, su estilo de deformación.
En una diagrafía geotécnica se compila las propiedades
mecánicas de las rocas de un pozo como por ejemplo su grado de resistencia,
la tensión de cizallamiento y la cantidad de fracturas por unidad
de volumen.
En general una diagrafía geofísica incluye mediciones
nucleares, de potencial propio y sísmicas. Las técnicas aplicadas
en sondeos se desarrollaron independientemente de los métodos geofísicos
empleados en la superficie, pero a partir de los sondeos realizados en
la exploración petrolífera, donde los métodos geofísicos
contribuyen a la correlación estratigráfica y al levantamiento
geológico. La diagrafía geofísica comúnmente
entrega datos múltiples sacados mediante un único proceso de medición.
Estos datos incluyen informaciones litológicas, estratigráficas
y estructurales, indicadores de la mineralogía y de la concentración
de las menas y indicadores para la exploración geofísica
a partir de la superficie. Los métodos geofísicos aplicados
en el ejemplo son los siguientes:
'Natural gamma ray log' o diagrafía de rayos naturales
de gamma: La zona de pelita oscura da una repuesta alta, las zonas de caliza
y de carbón dan repuestas débiles.
'Gamma gamma log' o diagrafía de densidad detecta
la retrodispersión o retrodifusión (backscattered rays) de
rayos gamma emitidos por una sonda en el pozo: La caliza y la pelita son
rocas relativamente densas, el carbón es de densidad relativamente
pequeña.
'Sonic log' o diagrafía sonora (de velocidad acústica)
demuestra el contraste entre los estratos más elásticos como
la caliza y los estratos menos elásticos como la pelita y el carbón
en el ejemplo.
'Neutron log' o diagrafía de neutrones emplea
una fuente, que emite neutrones y un detector correspondiente: Se presenta
las diferencias en el contenido en agua, en este caso carbón tiene
un índice hidrógeno alto, caliza un índice de hidrógeno
bajo.
'Laterolog' es una técnica registrada, introducida
por el servicio de SCHLUMBERGER. Se detecta las diferencias en la resistividad
(o la conductividad) de los estratos: En el ejemplo la caliza y el carbón
tienen una conductividad baja, la pelita es de conductividad alta. |

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