conceptos basicos de geologia estructural

Geología Estructural Aplicada a Minería y Exploración Introducción y BienvenidaGeología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013
Geología Estructural Aplicada a
Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería Santiago, 29-30 Abril, 2013
Housekeeping Notes
Objetivos del Curso
Definir los principios básicos del “control estructural”;
Dar las herramientas necesarias para desarrollar la geología estructural en procesos de minería y exploración; y
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Instructores
SRK Santiago / Toronto
Descifrar controles estructurales en la distribución de la mineralización para varios tipos de mineralizacion, incluyendo oro, IOCG, epitermal Ag-Au, porfido de Cu, Ni-Cu-EGP y uranio;
Modelación en 3D a escala del deposito;
Interpretación geológica y estructural de datos geofísicos, estudios de exploración enfocada (multi-commodity) a escala regional, e integración en SIG de datos geológicos, geofísicos y litogeoquímicos.
Dr. James Siddorn Practice Leader
SRK Toronto
Experto en:
Decifrar el control estructural de caída del mineral y la distribución de la mineralización en escalas de depósitos;
Modelado geológico aplicado en 3D; y
Interpretación geológica estructural aplicada de datos aeromagnéticos, enfocados en la distribución de la mineralización.
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Programación del Curso: Primer Día
0845-0900 Introducción y bienvenida.
0900-0945 Conceptos generales sobre geología estructural y su aplicación en depósitos minerales.
0945-1030 Técnicas de mapeo estructural para geólogos enfocados en exploración y minería.
1030-1045 Descanso
1045-1230 Visualización e interpretación de geología y mineralizaciones en 3D.
1230-1400 Almuerzo
1530-1545 Descanso
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Programación del Curso: Segundo Día
0830-0915 Análisis estructural de fallas y sistemas de fallas – Pt2
0915-1030 Análisis estructural de pliegues y sistemas de pliegues – Pt1
1030-1045 Descanso
1045-1230 Análisis estructural de pliegues y sistemas de pliegues – Pt2
1230-1400 Almuerzo
1530-1545 Descanso
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Geología Estructural Aplicada a Exploración y Minería
CM1 – Conceptos generales de geología estructural y su aplicación en depósitos minerales
Mapeo estructural - ¿Para qué hacerlo?
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Un hombre que estaba viajando en un globo se dio cuenta de que estaba perdido, por lo que comenzó a reducir su altitud hasta que logró encontrar a una persona en tierra y, descendiendo un poco más, exclamó:
"Disculpe ¿me podría ayudar? Le prometí a un amigo que me encontraría con él hace una hora, pero no sé donde estoy".
El desconocido respondió,
"Usted se encuentra en un globo rondando a aproximadamente 10 metros sobre la mina Chuquicamata cerca de Calama.”
El Geólogo y el Ingeniero
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"Usted debe ser un geólogo", replicó el hombre en el globo. "Lo soy" indicó el desconocido, "¿Cómo se dio cuenta?“
"Pues", respondió el hombre en el globo, "Todo lo que me dijo es técnicamente correcto; sin embargo, no tengo ni idea de que hacer con dicha información, de hecho, todavía estoy perdido. Verdaderamente, usted no ha sido de mucha ayuda".
El hombre en tierra dijo entonces,
"Usted debe ser un ingeniero".
"Lo soy," confirmó el hombre en el globo, "¿Pero cómo lo supo?"
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“Pues," dijo el geólogo,
“Usted no sabe donde está o para donde va.”
“Usted está donde está gracias a una gran cantidad de aire caliente.”
“Usted prometió algo que no tiene ni idea de como cumplir y espera que yo resuelva su problema, pero usted realmente no está interesado en la información que yo le he dado.”
“El hecho es que usted esta en la misma situación en la que se encontraba antes de conocernos, sin embargo, ahora, de alguna manera, es mi culpa”.
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Contribución de la Geología al Proceso Minero
La mayoria de las operaciones no maximizan el valor de la contribución geológica continua.
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La geología refuerza todos los aspectos del proceso minero
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“La Caja de Herramientas del Geólogo”
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Trends in Gold Mining: Risks are Rising?
Los productores están luchando para aumentar la producción;
Los costos de operación están aumentando, mientras que los rendimientos están disminuyendo, y los
El gasto total ha crecido en línea con el precio del oro.
Fuente: Gold Fields Denver Gold Show Presentation, 2012
Geología vs Riesgo
La contribución geológica disminuye el Riesgo!!!!
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Cómo Hace la Diferencia la Geología Estructural?
Contribución directa en los límites, tamaño y forma de los depósitos;
Incrementa la confianza en la predictibilidad en el comportamiento del depósito:
Geométrica – control de tenores, dilución, “targeting”;
Geoquímica – control de tenores, calidad de la mena/metalurgia; y
Geotécnica – control del terreno, dilución.
Definición de accesos hidrogeológicos, dominios geotécnicos, etc.
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Aplicaciones de la Geología Estructural
desde Prospección hasta Producción
Exploración Base (Grassroots)
Interpretación de mapas a escala local y regional, datos geofísicos e imágenes satelitales típicas
Interpretación de geometrías estructurales dentro del marco establecido por los modelos geométricos y cinemáticos
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Exploración Avanzada
Relaciones temporales
Controles en la distribución de mena, particularmente de alto tenor
Deformación post-mineralización (plegamiento, fallamiento, etc.)
Continuidad geométrica del depósito
Modelación geométrica del depósito.
Estudios de Factibilidad (incluyendo preliminares)
Caracterización estructural para evaluaciones geotécnicas
Estudios estructurales para caracterización hidrogeológica
Modelación geométrica para actualización de recursos.
Producción
Determinación de las influencias estructurales en el control de tenores.
Problemas con el ingreso de agua controlado por fracturas.
Otras complejidades estructurales inesperadas.
Las Bases Conceptuales del Control Estructural en los Depósitos Minerales
Todos los depósitos hidrotermales requieren el transporte de grandes cantidades de metales, que son relativamente insolubles, en solución desde algún lugar hasta el sitio de depositación;
El transporte de los metales se da principalmente por la percolación del fluido a través de la roca, y la baja solubilidad de los metales significa que se requiere gran cantidad de fluidos.
Modelo depositacional hidrotermal y de sulfuros
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Abundancia de Metales en Varios Tipos de Roca
Solubilidad de metales
Cu, Zn = no esta restringido por la solubilidad en soluciones salinas, por tanto, abundancia aproximada en rocas.
Au = no esta restringido por la solubilidad en soluciones hidrotermales, especialmente las que contienen S, por tanto, abundancia aproximada en rocas.
Element
Ultramafic
Mafic
Felsic
Greywacke
Ejercicio 1:
Ejercicio sobre fluidos y Actividad Hidrotermal
Asumir:
1 oz = 31g; y
1 litro de fluido hidrotermal = 1 kg.
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Ejercicio sobre fluidos y Actividad Hidrotermal
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Fluido Requerido
Recuerde que estos cálculos asumen una eficiencia del 100% en depositar el metal en el lugar de depositación!
5E+12 litros = 5 km3
Tamaño
Depósito
gramos
Solubilidad
(ppm)
fluido
(ton)
Estadio Nacional Julio Martines Pradanos, Santiago:
Volumen approximado: 2,500,000 m3
2.5 x 109 litres
Fluidos mínimos: 5.0 x 1012 litros
200 Estadios Nacional
1m3 = 1000 litros
Otra forma de ver este problema es que 1oz de oro saturará una piscina olímpica llena de un fluido hidrotermal típico!
Fluido Requerido
Llevar el metal hasta el depósito es el primer y más importante problema hidrodinámico;
Un simple análisis de este problema provee la fundación de los principios de control estructural; y
También conlleva a un conjunto simple de herramientas geológico estructurales prácticas para el apoyo en el descubrimiento, delineación y explotación eficiente de depósitos minerales.
Bases para el Control Estructural
Fumarola negra Brothers
El problema hidrodinámico básico
¿Cómo la tierra logra canalizar varios millones de piscinas olímpicas de fluido a través de un volumen de roca relativamente pequeño que se convertirá en un depósito mineral?
Deposito Fe El Romeral: >600,000,000 mt @ 28.4 % Fe
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Análisis hidrodinámico simple
La migración del fluido a través de un macizo rocoso poroso y permeable es descrito macroscópicamente por la ley de Darcy.
Caudal = Carga x Permeabilidad
Viscosidad
La carga tiene un rango limitado en la tierra - eg, Plith - Phyd
Fluidos acuosos hidrotermales tienen viscosidades constantes aproximadas en la corteza superior a media.
Old Faithful, Yellowstone
El Motor del Flujo de Fluidos
Gradientes de presión factor de ~3 (litostática vs hidrostática)
Topografía
Fluidos expulsados de magmas en proceso de cristalización
Sustentación hidráulica
40-400 µPa*s, T = 100-800ºC y 50-300 MPa
Erupción freática Mt St Helens
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Permeabilidad
Granito cristalino = 10-10 darcies (10-22 m2)
Falla a profundidad de la corteza media= 1 darcy (10-12 m2)
10 órdenes de magnitud!
Por tanto sólo la permeabilidad puede variar lo suficiente para permitir el gran flujo requerido para generar depósitos minerales.
El Motor del Flujo de Fluidos
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Principios del Control Estructural
Sólo rocas con gran permeabilidad permitirán el flujo necesario para formar depósitos minerales;
Rocas fracturadas (e.g. zonas de falla) son los conductos más propicios para transportar grandes volúmenes de fluidos;
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Principios del control estructural
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Por lo tanto, para poder transportar los volúmenes de metal requeridos, la permeabilidad de la zona de falla debe regenerarse continuamente – (permeabilidad de una falla activa en la corteza media ~4 darcies, o 10-8 m2)
Esto permite concluir que los depósitos hidrotermales se encuentran en fallas (repetidamente / continuamente) activas al mismo tiempo que el sistema hidrotermal estaba activo y enriquecido en metales
Es así como el concepto de “preparación estructural”, en el cual la falla espera a que el fluido mineralizante llegue, es erróneo
San Andreas Fault
Estructura activa durante la mineralización
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La importancia de obtener una edad correcta
La aplicación de los principios de control estructural requiere que la edad de la mineralización corresponda con la historia de la actividad del sistema de falla.
El clivaje regional interrumpe la mineralización de alto tenor
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Los Principios del Control Estructural
Casi todos (todos?) los depósitos hidrotermales se forman en o adyacente a fallas activas/zonas de cizalla;
En particular, en depósitos de oro, el tenor generalmente corresponde con la concentración de venas/fracturas, lo cual es una medida de la dilatación en la estructura; y
Un componente clave en exploración es la identificación y localización de sitios en donde la dilatación de estructuras está activa al mismo tiempo de la formación del mineral.
Dilational jog con relleno sulfuro massivo, Sudbury, Ontario
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Es poco probable que la permeabilidad sea la misma en toda el área de una zona de falla activa.
Generalmente la permeabilidad es más grande en las áreas donde el daño dentro y por fuera de la zona de falla es más grande.
Hasta cierto punto, esto depende del tipo de roca caja pero esta localizado principalmente en las irregularidades a lo largo de la falla (e.g. pliegues, ramificaciones, escalones).
Zonas de daño alrededor de irregularidades a lo largo de zonas de falla de mayor permeabilidad
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Entonces el flujo de fluidos se maximiza y los depósitos se localizan generalmente en irregularidades en las zonas de falla (e.g., pliegues, protuberancias, ramificaciones).
Comúnmente las irregularidades se extienden más allá o se encuentran por fuera del corredor de falla principal, lo que explica el por qué los depósitos generalmente ocurren en estructuras de segundo o tercer orden.
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Las áreas afectadas localizadas y de incremento en la permeabilidad en zonas de falla activas tienen otra influencia clave en el flujo de fluidos y la localización de los depósitos.
La zona afectada incrementa su porosidad (fractura) durante cada movimiento de la falla. Este incremento causa un reducción transitoria en la presión del fluido local, lo cual succiona fluido hacia la zona afectada.
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Otras dos consecuencias importantes de la pérdida de presión localizada son que:
Favorece la mezcla de fluidos provenientes de la roca encajante y de la zona de falla;
Puede alterar dramáticamente la solubilidad de los metales en el fluido.
Ambos procesos pueden generar directamente la precipitación de metales en la zona de máximo flujo.
Dilation sucks!!
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En conclusión, las irregularidades en zonas de falla activas:
Proveen rutas para el fluido de muy alta permeabilidad, que tienen la capacidad de transportar largos volúmenes de metales hasta su depositación;
Actúan como bombas que succionan fluidos hacia zonas de alta permeabilidad; y
Favorecen la mezcla de fluidos en equilibrio de origen local con fluidos que viajan a lo largo de la zona de falla (más calientes y saturados en metales).
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Principios de control estructural aplicados
Tres pasos básicos para aplicar estos principios a escalas regional y local:
Determinar la edad de la mineralización relativa a los eventos estructurales, e identificar los eventos que la produjeron;
Mapeo/logueo/interpretación en 3 dimensiones, para determinar el marco estructural y el patrón de las estructuras activas durante la mineralización;
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Determinar la edad de la mineralización en la historia del evento y compararla con la historia del movimiento de las fallas/zonas de cizalla en la región
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Mapeo cuidadoso en 3 dimensiones de las fallas que se consideren activas al momento de la mineralización, teniendo en cuenta la más sutil variación en rumbo, buzamiento y continuidad.
Brunswick No 12 Mine
Peter et al., 2007
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Determinar la dirección y el sentido del movimiento de las fallas en orden para predecir la ubicación, forma y plunge de las zonas de máximo daño/dilatación
Zona de dilatación asociada con el pliegue de una falla sinestral
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Al localizar una estructura mineralizante:
Determinar la dirección de desplazamiento y el sentido, para relacionar cambios en el buzamiento/ rumbo de la falla/cizalla con la formación de zonas de dilatación; y
Relacionar en detalle el movimiento de la falla y forma de las orientaciones y ubicaciones de las venas/brechas; siempre teniendo en cuenta cómo las venas/stockworks/brechas se relacionan con las fallas.
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¿Cómo se aplica esto en su área?
El Teniente

conceptos basicos de geologia estructural

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