3.5. CORRECCIONES DE LAS OBSERVACIONES, CORRECCIÓN DE DERIVA, REDUCCIÓN AL IGRF. ANOMALIAS.

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, cuáles podrían ser producto de un yacimiento.

• Se basa en la medida de las variaciones del Campo magnético terrestre.

• Está relacionado con el movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje N-S.

• Está producido por el núcleo que se comporta como una geodinamo.

• Los polos magnéticos de la Tierra no coinciden con los geográficos.

• La distancia a la cual se encuentran dichos polos se denomina declinación magnética.

• Para su estudio se usa el magnetómetro

VARIACIONES

1: Depende de variaciones espaciales en el campo electromagnético introducido en corteza terrestre por descarga troposférica (troposfera 0-10km).

2: El gradiente geotérmico depende del lugar. En una zona de subducción en la zona del hundimiento de la placa el gradiente es mucho menor en comparación al gradiente geotérmico establecido en el arco magmático, donde el gradiente geotérmico puede alcanzar a T = 100°C/km. El gradiente geotérmico causado por un metamorfismo de soterramiento en una cuenca sedimentaria es alrededor de 10°C/km. Un valor medio es 30°/km. La temperatura de Curie para magnetita es T = 573°C.

ANOMALÍAS

Las anomalías magnéticas detectadas a través de estudios magnéticos en el terreno se explican con variaciones en las propiedades físicas de las rocas como la susceptibilidad magnética y/o la imantación remanente

En el caso que no se puede definir claramente la forma de una anomalía magnética y en presencia de conductividad ya detectada y diseñada se orienta el eje de la anomalía magnética en la misma dirección como el eje de la anomalía conductiva o como otras estructuras geofísicas o geológicas ya conocidas. Las estructuras causantes de anomalías magnéticas a menudo están paralelas entre sí como un sistema de diques paralelos con alto contenido en magnetita por ejemplo. Frecuentemente se puede localizar una anomalía conductiva al mismo lugar, en la misma orientación y de forma parecida como la anomalía magnética. En el caso de varias estructuras paralelas causantes de anomalías magnéticas se trata distinguir estas y diseñarlas separadamente. En el caso que los conductores eléctricos se ubican en los flancos de una anomalía magnética, se distingue entre la anomalía magnética central y las anomalías magnéticas asociadas con anomalías conductivas formando los flancos de la anomalía magnética central. Por ejemplo un cuerpo de peridotita (roca plutónica de olivino y piroxeno) está rodeado por sulfuros de alto contenido en pirotina (Fe1-xS). El

cuerpo de peridotita genera la anomalía magnética central y los sulfuros producen las anomalías magnética y conductiva ubicadas en el hombro de la anomalía magnética central. En áreas de gradientes de intensidad magnética bajos se trata de delinear tendencias lógicas delineando la anomalía a partir de los valores más altos presentes. Este método se emplea especialmente en el caso que un cuerpo conductivo está orientado en la misma dirección como el alto magnético y se utiliza isolíneas intermedias.

CORRECCIONES

Antes de trazar un mapa de la componente vertical o del campo total que sirva para su interpretación, es necesario efectuar una serie de correcciones de las observaciones.

1. ° Corrección de temperatura Generalmente es despreciable en los magnetómetros actuales.

2. ° Corrección de las variaciones diurnas (y cualesquiera otras variaciones temporales periódicas o no) y de la deriva instrumental.

Las variaciones diurnas y de deriva instrumental con frecuencia se agrupan en el término "deriva" y se eliminan globalmente volviendo periódicamente a realizar observaciones en algunos puntos y repartiendo proporcionalmente al tiempo las desviaciones de cierre. Las variaciones diurnas pueden alcanzar varias decenas de gammas; la deriva instrumental es mucho menor.

POR LATITUD: función de una constante obtenida en el área de trabajo

POR VARIACIONES DIURNAS: producidas por el desplazamiento de la ionosfera

INFLUENCIA DEL AVIÓN: campo magnético normal de la zona y ángulo de colocación del avión

TORMENTAS MAGNÉTICAS: producida por manchas solares

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.

REDUCCIÓN AL IGRF

Campo Magnético Teórico

La fórmula teórica del Campo Geomagnético Internacional de Referencia (referido como IGRF por sus siglas en inglés) describe el campo principal y su variación secular en una serie de términos esféricos y polinomios definida por.

Describe el potencial geomagnético inducido por fuentes de origen interno, y consiste de un conjunto de coeficientes armónicos esféricos conocidos generalmente como coeficiente de Gauss. De esta ecuación se tiene que a es la constante del radio medio de la Tierra (aproximadamente 6371.2 km), r la distancia del centro de la Tierra al sitio de medición, Φ es la longitud, θ es la colatitud, y son los coeficientes armónicos para las fuentes internas o coeficientes de Gauss y m n g m n h (θ) m Pn es asociado a un polinomio de Legendere de grado n y orden m [Blakely, 1996] (ANEXO I). Los valores teóricos de los modelos IGRF son obtenidos de aproximaciones a valores registrados en la superficie y por satélites del campo geomagnético durante un periodo de 5 años. Estás fórmulas son elaboradas y publicadas por la Asociación Internacional de Geomagnetismo y Aeronomía (IAGA por sus siglas en inglés). El IGRF representa un modelo representativo para épocas definidas de cada 5 años desde 1940 hasta hoy; ya que no es fácil contar con una base de datos diaria para un posición determinada sobre la superficie terrestre.

El IGRF incluye un término que es función del tiempo, para predecir el comportamiento variable del campo asumiendo que los coeficientes cambian linealmente con respecto al tiempo. Los errores producidos por esta predicción son corregidos al establecer un nuevo IGRF, además se tiene la ventaja de mejorar un modelo de IGRF de alguna época anterior, cuando se hacen estudios en retrospectiva. De esta forma se obtiene el IGRF definitivo que recibe el nombre de Campo Geomagnético Definitivo de Referencia (DGRF) [Blakely, 1996].

CORRECCIÓN DE DERIVA INSTRUMENTAL

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.

APLICACIONES

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 petroleo.

Aún no siempre con éxito se lo aplica en el levantamiento de la topografía del basamento, que puede influir la estructura de los sedimentos superpuestos.

Se lo emplea en la delineación de depósitos magnéticos intrasedimentarios como rocas subvolcánicas e intrusiones emplazadas en somera profundidad, que cortan la secuencia sedimentaria normal. Como las rocas sedimentarias generalmente ejercen un efecto magnético desapreciado en comparación con el efecto magnético generado por las rocas ígneas la mayoría de las variaciones de la intensidad magnética medidas a la superficie terrestre resulta de cambios litológicos o topográficos asociados con rocas ígneas o con rocas del basamento. El desarrollo reciente de magnetómetros de alta precisión posibilita ahora la definición de pequeñas repuestas magnéticas de alta frecuencia y la detección de variaciones muy pequeñas de la intensidad magnética, que podrían ser relacionadas con variaciones diminutas en el carácter magnético de rocas sedimentarias yacentes en profundidad somera con respecto a la superficie terrestre. Las variaciones magnéticas muy pequeñas en el contenido en minerales magnéticos se refieren a valores alrededor de 0,1 gamma.

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. Por medio de estudios aeromagnéticos se puede localizar zonas de fallas, de cizallamiento y de fracturas, que pueden albergar una variedad grande de minerales y dirigir a una mineralización epigenética, relacionada con estress de las rocas adyacentes. El conocimiento de sistemas de fracturas y de

acuíferos en rocas solidificadas cubiertas por una capa de depósitos aluviales puede facilitar la búsqueda y explotación de agua subterránea.

A través del método magnético se pueden levantar las discordancias y las superficies terrestres antiguas ahora cubiertas por rocas más jóvenes con el fin de explorar minerales detríticos y/o minerales de uranio relacionados con discordancias.

Hasta el medio de la quinta década de este siglo prácticamente solo se llevaron a cabo los métodos magnéticos de exploración en la superficie terrestre. Hoy día en la prospección petrolífera se emplean casi exclusivamente magnetómetros instalados en aviones y en barcos. En los estudios de reconocimiento de depósitos minerales se emplean magnetómetros aeroportados.