METODOS POTENCIALES ( NO SISMICOS)

GRAVIMETRIAMAGNETOMETRIA

SECUENCIA DE METODOS GEOFISICOS APLICADOS A LA EXPLORACIN

GEOLOGIA DE SUPERFICIE

METODOS POTENCIALES SISMICA 2D SISMICA 3D

TIEMPO

GRAVIMETRIA

La gravimetra es un mtodo muy importante en la bsqueda de depsitos minerales. Este mtodo aprovecha las diferencias de la gravedad en distintos sectores. La gravitacin es la aceleracin (m/s2) de un objeto qu esta cayendo a la superficie. La gravitacin normal (promedio) en la tierra es 9,80665 m/s2. Grandes cuerpos mineralizados pueden aumentar la gravitacin en una regin determinada porque rocas de mayor densidad aumentan la aceleracin. El gravmetro es un equipo que puede medir diferencias muy finas en la gravedad.

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 gravmetro es entonces una balanza muy sensible con un peso definido (m= masa) que sufre las diferencias de la gravedad.

El mtodo gravimtrico hace uso de campos de potencial natural igual al mtodo magntico y algunos mtodos elctricos. El campo de potencial natural observado se compone de los contribuyentes de las formaciones geolgicas, que construyen la corteza terrestre hasta cierta profundidad determinada por el alcance del mtodo gravimtrico (o magntico respectivamente).

Con estos metodos se realizan mediciones relativas, es decir, se miden las variaciones laterales de la atraccin gravitatoria de un lugar al otro, ya que en estas mediciones se pueden lograr una precisin satisfactoria ms fcilmente y rpido en comparacin 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 estacin de observacin.

Unidades

Al Nivel Medio del Mar el valor de "g" expresado en metros por segundos es de aproximadamente:

9,8 m/seg 2

Otra unidad de medida de "g" es el Gal:

1 Gal = 1 cm / seg 2

Dado que en la Exploraci n Gravim trica se miden valores muy peque os de aceleraciones, es necesario entonces usar una unidad m s peque a llamada MILIGAL (mGal):

1 mGal = 0,001 Gal = (1 Gal) / 1000 = (1 cm / seg 2) / 1000

Es decir que el valor de "g" al Nivel Medio del Mar, expresado en miligales es aproximadamente:

980.000,00 mGal

Tipos de Gravmetros

Gravmetro Absoluto

Funciona midiendo g a partir de la Cada Libre de un Cuerpo

Precisin de LECTURA: 0,001 mGal.

Peso de todo el equipo: 26 Kg..

Uso: para Geofsica de Globo y Estudios de Micro-Gravimetra.

Gravmetros Relativos

Precisi n de LECTURA : aproximadamente 0,01 mGal, en modo est tico.

Medidas : 19,7 cm x 17,8 cm x 25,1 cm.

Peso : 3,2 Kg.

Uso : para Geof sica de Globo y Exploraci n Minera y Petrolera (Regional y de Detalle).

La precisin tambin depende del tiempo empleado en la medicin

Precisi n de la Anomal a de Bouguer: 0,25 mGal, volando a una velocidad de 80 km/hora.

Precisi n de la Anomal a de Bouguer: 1,00 mGal, volando a una velocidad de 150 km/hora.

Anomalas de gravedad Una anomala de gravedad se define como la variacin de los valores medidos de la gravedad con respecto a la gravedad normal despus de haber aplicado las correcciones necesarias. La anomala de aire libre resulta de las correcciones de la influencia de las mareas, de la deriva del instrumento de medicin, de la latitud y de la altura. La anomala de Bouguer se obtiene aplicando todas las correcciones mencionadas anteriormente mas la de la losa de Bouguer y la Topografica si correspondiere.

Correcciones de los datos En lo siguiente se introducen las correcciones comnmente aplicadas a los datos gravimtricos tomados en el terreno. Un valor corregido es igual al valor observado de la gravedad menos el valor previsto de la gravedad basndose en el modelo terrestre elegido. En consecuencia una anomala es la diferencia entre lo observado y lo previsto de acuerdo con el modelo terrestre aplicado.

Factores que producen variaciones en la lectura de un Gravmetro

1.- Variacin temporal de la lectura del Gravmetro en un mismo punto.1.1.- Efectos de las Mareas.

1.2.- Deriva (drift) del instrumento.

2.- Variacin de la lectura del Gravmetro entre dos puntos o posiciones.2.1.- Variacin por distinta Latitud.

2.2.- Variacin por distinta Cota (altura sobre el nivel del mar).

2.3.- Efecto del material debajo de cada estacin gravimtrica.

2.4.- Efecto de la Topografa.

Las Variaciones de Lectura 1 y 2, no son debidas a la Geologa que se desea estudiar y/o explorar. Por lo cual, definiremos que las variaciones 1 y 2 son debidas a Factores NO Geolgicos.

Efecto de Mareas y Deriva del resorte

Variacin en la lectura del Gravmetro como resultado de la atraccin de la Luna y el Sol y de las correspondientes deformaciones que se producen en la Corteza Terrestre.

El Efecto de las Mareas, puede llegar a producir variaciones en la lectura de hasta 0,2 mGal. En el grfico la Amplitud Mxima de Mareas es de 0,15 mGal.

Deriva (drift) de un Gravmetro: es la variacin gradual, no intencional, del valor de referencia respecto del cual se realizan las mediciones. Vara el Cero del Instrumento.

La Deriva de algunos Gravmetros puede ser muy grande, 0,1 mGal por da. En el caso de la figura es de 0,06 mGal/da (0,12 mGal en 48 horas)

Correccin de los Datos obtenidos en un punto

Para intervalos cortos, la variacin de Lectura se la puede ajustar con distintas rectas.

Llamaremos Estacin Gravimtrica al lugar o punto en el cual se realiza una lectura con el Gravmetro.

Diferencia de Gravedad entre las Estaciones A y BMtodo de "Rulo" o "Looping"

3250.0

3250.5

3251.0

3251.5

3252.0

3252.5

3253.0

3253.5

3254.0

3254.5

3255.0

3255.5

9.50 10.00 10.50 11.00 11.50 12.00 12.50 13.00 13.50 14.00 14.50

Horas y Decimal de Hora.

Lect

ura

en m

gal. Diferencia de "g" entre A y B

Lectura en A , 10 hrs.

Lectura en A , 14 hrs.

Lectura Calculada en A , 12 hrs.

Lectura en B , 12 hrs.

Realizada la lectura con el Gravmetro en una Estacin Gravimtrica, la misma debe ser corregida por Mareas y Drift, para lo cual se aplica normalmente la metodologa de medicin mostrada en el dibujo. La Correccin por Mareas y por Drift se realiza para cada Estacin Gravimtrica medida.Llamaremos Gravedad Observada ("g

obs") al valor de gravedad obtenido

en cada Estacin Gravimtrica luego de aplicarle la correspondiente Correccin por Mareas y por Deriva del Aparato (Drift).

Correccin por Latitud

Consideraremos que la Tierra no tiene movimiento de Rotacin.

Definiremos a gj como la Aceleracin Newtoniana, es decir

gj es la Aceleracin generada en un punto genrico j por la

masa M de la Tierra SIN MOVIMIENTO DE ROTACION.g

j es mxima en los Polos y mnima en el Ecuador.

Consideraremos la Tierra con movimiento de Rotacin y sin Masa.

LA ACELERACION DE LA GRAVEDAD EN UN PUNTO, ES EL VECTOR RESULTANTE DE LA SUMA VECTORIAL DE LA ACELERACION NEWTONIANA g

j Y DE LA ACELERACION

CENTRIFUGA ACj EN DICHO PUNTO.

Para todo punto la ACELERACION CENTRIFUGA ACj es bastante

menor que la correspondiente ACELERACION NEWTONIANA gj.

En adelante usaremos para la ACELERACION DE LA GRAVEDAD la sigla g o g

i, y ella siempre incluir la Aceleracin Newtoniana y

la Aceleracin Centrifuga en cada punto.

g o gi es mxima en los Polos y mnima en el Ecuador.

Suponiendo que la Tierra:1.- Fuese un Elipsoide de Revolucin.2.- Tuviese una velocidad de rotacin constante.3.- No tuviese Estructuras Geolgicas ni Topografa (lisa en su interior y exterior).La gravedad de esta Tierra Ideal o Tierra Matemtica o Normal (muy similar a la Tierra Real) solo dependera de la Latitud ().Para esta Tierra Normal, la ecuacin de su Gravedad Normal (g

n) es en mGal:

gn = 978031,85 (1 + 0.005278895 sen2 () - 0.000023462

sen4 ())Es decir, esta es la aceleracin de la gravedad que se obtendra para un Elipsoide de Revolucin de tamao, forma y velocidad de rotacin similares a los valores reales.Como consecuencia de la diferente Latitud entre dos puntos o Estaciones Gravimtricas de medicin sobre la Tierra Real, g varia aproximadamente segn la anterior ecuacin. Para remover de las mediciones los efectos de la forma y de la velocidad de rotacin de la Tierra, al valor de g medido sobre la Tierra Real se le debe RESTAR el valor de g

n.

La Correccin por Latitud (C) es el valor de g

n.

Correccin por Latitud = C = g

n

Correccin de Aire Libre

Correccin de Bouguer

En un Relevamiento Gravimtrico las Estaciones tienen distinta cota. Para remover el efecto de la diferencia de cota de las lecturas, se aplica la Correccin de Aire Libre (C

a) a

cada una de las Estaciones Gravimtricas. De este modo todas las estaciones quedan como si hubiesen sido medidas a una misma cota (normalmente el Nivel Medio del Mar, NMM).

Correccin de Aire Libre (mGal) = Ca= + 0,3086 h

h: Cota o altura respecto al NMM, expresada en metros.

Correccin Topogrfica

La Correccin de Bouguer se aplica a la Estacin Gravimtrica B, para removerle la atraccin gravitatoria generada sobre B por el material de densidad

b

y espesor h, existente entre

A y B.Esta Correccin se aplica a todas las Estaciones de un Relevamiento.

Correccin de Bouguer (mGal) = Cb = - 0,04193

b h

b = Densidad del material entre la Estacin y el NMM, en gr/cm3.

h: Cota o altura respecto al NMM, expresada en metros.La ecuacin de C

b es la atraccin gravitatoria generada por una

PLACA de densidad b, espesor h y extensin horizontal infinita.

Se la conoce como la ecuacin de la PLACA DE BOUGUER.

RESUMEN

La Correccin Topogrfica (CT) es un ajuste que se debe realizar

a la Correccin de Bouguer, en zonas de fuerte topografa. La CT

es siempre positiva. Para su clculo se utiliza la misma b

utilizada en la Correccin Bouguer.Normalmente en zonas con fuerte topografa, el material que se encuentran a menos de 70 metros de la estacin generan una importante C

T, es decir los valores de C

T en algunas zonas

pueden ser muy grande (entre 0,5 mGal a 1,0 mGal). Por lo cual la C

T es CRITICA para la Gravimetra Terrestre en dichas reas.

En Aerogravimetra dado que el Gravmetro esta alejado del terreno (normalmente a ms de 250 metros) los valores de la C

T son

normalmente muy pequeos. La Correccin Topogrfica NO es critica en Aerogravimetra.

Gravedad Observada ("gobs

")Es el valor de gravedad obtenido en cada estacin gravimtrica, aplicada la Correccin por Mareas y por Deriva del Aparato. Gravedad Normal ("g

n")

Es la gravedad de la Tierra Matemtica Elipsidica o Tierra Normal. Su expresin matemtica depende solo de la Latitud "". Es el valor de la Correccin por Latitud, es decir g

n = C

.

Gravedad con Correccin por Latitud ("g")

Es la gobs

a la cual se le resta C, es decir eliminamos del valor

observado o medido los efectos de: forma, tamao y rotacin de la Tierra.

g = g

obs - g

n

Gravedad o Anomala de Aire Libre ("g

a")

Es la gobs

sin los efectos de la forma, tamao y rotacin de la Tierra y eliminada la diferencia de elevacin o cota entre las estaciones gravimtricas.

ga = g

obs - g

n + C

a

Gravedad o Anomala de Bouguer ("gb")

Es la gobs

sin los efectos de: la forma, tamao y rotacin de la Tierra, la diferencia de elevacin o cota entre las estaciones gravimtricas y sin la atraccin de la masa que existe entre la estacin y el NMM."g

b" es la que normalmente se usa para Exploracin Petrolera Regional y

de Semidetalle.g

b = g

obs - g

n + C

a + C

b

Gravedad o Anomala de Bouguer con Correccin Topogrfica o Anomala de Bouguer Total ("g

T")

Es la "gb" ms la Correccin Topogrfica C

T aplicada. Se emplea en

zonas de fuerte topografa o en aquellos trabajos de Alta Resolucin (por ejemplo para Exploracin Minera y Reservorios Petroleros).

gT

= gobs

- gn + C

a + C

b + C

T

Para reas de Fuerte Topografa "g

T" equivaldra a haber realizado el

relevamiento Gravimtrico en un plano coincidente con el NMM. En reas de Suave Topografa o Topografa Plana sucedera lo mismo con "g

b".

El valor de gT calculado para cada Estacin Gravimtrica,

equivaldra a haber realizado la medicin gravimtrica sobre una superficie plana coincidente con el NMM y sin el efecto gravitatorio de los materiales existentes por encima del NMM.

REGIONAL Y RESIDUAL

"gb" y/o "g

T" son los datos iniciales normalmente

utilizados en la Interpretacin Gravimtrica.En dichos valores estn combinados simultneamente los efectos gravitatorios (la atraccin gravitatoria) de la Geologa Profunda y la Geologa Somera. En estos valores estn combinados todos los efectos gravitatorios de todos los materiales comprendidos entre el NMM y el centro de la Tierra.Tambin se suele decir que en dichos valores estn combinados los efectos gravitatorios de la Geologa que nos interesa estudiar y de aquella Geologa que NO nos interesa estudiar.

El motivo de este Relevamiento Gravimtrico es la deteccin de un Cuerpo Aurfero. Los valores de son Contrastes de Densidad respecto al los Sedimentos. De la Lecturas Gravimtricas se eliminaron todas las variaciones debidas a Factores NO Geolgicos. En el perfil Gravimtrico (Anomala de Bouguer) estn superpuestos solamente los Efectos Gravitatorios del Cuerpo Aurfero, los Sedimentos y el Basamento Grantico.El Efecto Gravitatorio que NO nos interesa estudiar se lo define como Anomala Gravimtrica Regional o Efecto Regional o El Regional. En este caso El Regional es el Efecto del Basamento. El Regional debe ser removido, DEBE SER ELIMINADO, para realzar el Efecto Gravitatorio del Cuerpo Aurfero.El Efecto Gravitatorio que SI nos interesa mantener, realzar y estudiar se lo define como Anomala Gravimtrica Residual o Efecto Residual o El Residual. Se lo define come el Efecto producido por el fenmeno geolgico que es motivo de nuestro estudio (el Cuerpo Aurfero). Siempre se desea mantener y realzar el Residual!!!

La ANOMALIA DE BOUGUER es el INPUT de la Interpretacin Gravimtrica. Toda Anomala de Bouguer esta compuesta por un Efecto

Regional ms un Efecto Residual.

Anomala Bouguer = Anomala Regional + Anomala Residual

Anomala Regional de Bouguer o Regional

Anomala Residual = Anomala Bouguer Anomala Regional

Este proceso o resta se denomina Separacin Regional Residual

El Regional debe ser eliminado (RESTADO) de la Anomala de Bouguer para poder obtener el

RESIDUAL

2 5 2 8 0 0 02 5 3 0 0 0 02 5 3 2 0 0 02 5 3 4 0 0 02 5 3 6 0 0 02 5 3 8 0 0 02 5 4 0 0 0 02 5 4 2 0 0 02 5 4 4 0 0 05 8 1 6 0 0 0

5 8 1 8 0 0 0

5 8 2 0 0 0 0

5 8 2 2 0 0 0

5 8 2 4 0 0 0

5 8 2 6 0 0 0

5 8 2 8 0 0 0

5 8 3 0 0 0 0

5 8 3 2 0 0 0

5 8 3 4 0 0 0

5 8 3 6 0 0 0

Ejemplo de la Metodologa de Separacin Regional Residual usada por Carson Services

Plano Anomala de Bouguer (en miligales) con Correccin Topogrfica

2 5 2 8 0 0 02 5 3 0 0 0 02 5 3 2 0 0 02 5 3 4 0 0 02 5 3 6 0 0 02 5 3 8 0 0 02 5 4 0 0 0 02 5 4 2 0 0 02 5 4 4 0 0 05 8 1 6 0 0 0

5 8 1 8 0 0 0

5 8 2 0 0 0 0

5 8 2 2 0 0 0

5 8 2 4 0 0 0

5 8 2 6 0 0 0

5 8 2 8 0 0 0

5 8 3 0 0 0 0

5 8 3 2 0 0 0

5 8 3 4 0 0 0

5 8 3 6 0 0 0

W 1

W 2

W 3

W 4

W 5

W 6

W 7

W 8- 9 3 2

- 1 2 2 0

- 1 0 5 9

- 1 0 3 0

- 1 2 1 6

- 1 0 3 7

- 1 2 9 1

- 9 6 1

Estudio Gravimtrico TERRESTRE realizado en un Bloque de Exploracin Petrolera. Las estaciones gravimtricas se indicaron con un Rombo. Las coordenadas estn en metros. Es una zona con importante espesor de Basalto en la superficie topogrfica. El objetivo es obtener el Plano Estructural del Tope de la Formacin Productora.

Mapa Estructural (en metros desde el NMM) del Tope de la Formacin Productora

2 5 2 8 0 0 02 5 3 0 0 0 02 5 3 2 0 0 02 5 3 4 0 0 02 5 3 6 0 0 02 5 3 8 0 0 02 5 4 0 0 0 02 5 4 2 0 0 02 5 4 4 0 0 05 8 1 6 0 0 0

5 8 1 8 0 0 0

5 8 2 0 0 0 0

5 8 2 2 0 0 0

5 8 2 4 0 0 0

5 8 2 6 0 0 0

5 8 2 8 0 0 0

5 8 3 0 0 0 0

5 8 3 2 0 0 0

5 8 3 4 0 0 0

5 8 3 6 0 0 0

W 1

W 2

W 3

W 4

W 5

W 6

W 7

W 8

Mapa Estructural realizado a partir de datos de los Pozos y correspondiente a la misma rea del Relevamiento Gravimtrico Terrestre. Los Pozos estn indicados con una cruz. Se indic tambin el nombre de cada pozo y la correspondiente Profundidad al Tope de la Formacin Geolgica de Inters.

Plano de Anomala REGIONAL de Bouguer (en miligales)

Este mapa se realiz utilizando: (1) la informacin de profundidad de los Pozos correspondiente al Tope de la Formacin Geolgica de Inters, (2) el Plano de Anomala de Bouguer y (3) un contraste de densidad de 0,20 gr/cm3 entre los materiales ubicados por encima y por debajo del Tope Formacional de Inters.

2 5 2 8 0 0 02 5 3 0 0 0 02 5 3 2 0 0 02 5 3 4 0 0 02 5 3 6 0 0 02 5 3 8 0 0 02 5 4 0 0 0 02 5 4 2 0 0 02 5 4 4 0 0 05 8 1 6 0 0 0

5 8 1 8 0 0 0

5 8 2 0 0 0 0

5 8 2 2 0 0 0

5 8 2 4 0 0 0

5 8 2 6 0 0 0

5 8 2 8 0 0 0

5 8 3 0 0 0 0

5 8 3 2 0 0 0

5 8 3 4 0 0 0

5 8 3 6 0 0 0

W 1

W 2

W 3

W 4

W 5

W 6

W 7

W 8

Plano de Anomala RESIDUAL de Bouguer (en miligales)

2 5 2 8 0 0 02 5 3 0 0 0 02 5 3 2 0 0 02 5 3 4 0 0 02 5 3 6 0 0 02 5 3 8 0 0 02 5 4 0 0 0 02 5 4 2 0 0 02 5 4 4 0 0 05 8 1 6 0 0 0

5 8 1 8 0 0 0

5 8 2 0 0 0 0

5 8 2 2 0 0 0

5 8 2 4 0 0 0

5 8 2 6 0 0 0

5 8 2 8 0 0 0

5 8 3 0 0 0 0

5 8 3 2 0 0 0

5 8 3 4 0 0 0

5 8 3 6 0 0 0

W 1

W 2

W 3

W 4

W 5

W 6

W 7

W 8- 9 3 2

- 1 2 2 0

- 1 0 5 9

- 1 0 3 0

- 1 2 1 6

- 1 0 3 7

- 1 2 9 1

- 9 6 1

Plano de Anomala RESIDUAL de Bouguer pasado a Profundidad (en metros)

Para obtener este Plano en metros, se utiliz un software de Inversin Gravimtrica 3D. Junto a cada Pozo se ha escrito el Dato de la Profundidad al Tope de la Formacin Geolgica de Inters, medida en cada uno de ellos por la Compaa Petrolera.

Anomala Gravimetrica Terrestre obtenida por satlite

EJEMPLOS de PROSPECCIONES

Cuenca Barreirinhas (Brasil).rea total = 9333 km2.Km lineales = 12402 km.Lineas de produccin:

Direccin = 162/342.Espaciamiento :

Regional: 4 km.Detalle: 2 km.

Lineas de control:Direccin = 72/252.Espaciamiento :

Regional: 20 km.Detalle: 10 km.

Area Chirete. Salta-ArgentinaMagnetometra y Gradiometra de Gravedad de precisin.Superficie: 3551 KmKilometros lineales (MAG y AGG): 63000Altura de vuelo: 90 metrosEspaciamiento entre lneas (MAG y AGG): 290 metros

Modelo digital de elevaciones

Plano y nomenclatura de las lneas de vuelo

Modelo de la grilla de vuelo

Gravimetra en la Cuenca Neuquina

Gravity DataNeuquen Basin

Argentina

Hidrocarburos del Neuqun S.A. (HIDENESA), empresa de la Provincia del Neuqun de la Repblica Argentina, y Carson Aerogravity han firmado un convenio por el cual Carson es la encargada de comercializar, en forma exclusiva, toda la informacin gravimtrica que HIDENESA disponga de la Cuenca Neuquina.

Este convenio comprende los datos gravimtricos terrestres y/o areos que cubren la Cuenca Neuquina y por ende parte de las siguientes provincias: Neuqun, Mendoza, La Pampa y Rio Negro. En este sitio podrn observar grficamente en forma rpida y precisa la ubicacin de cada estacin gravimtrica.

La informacin ofrecida para cada punto o estacin gravimtrica es la siguiente:

Coordenadas Gauss Kreger

Hidrocarburos del Neuqun S.A. (HIDENESA), a company doing business in the Province of Neuquen, Republic of Argentina, and Carson Aerogravity have executed an Agreement whereby Carson is solely responsible for marketing all Neuquen Basin gravity information held by HIDENESA.

This Agreement covers land gravity data and/or aerogravity data from the Neuquen Basin and, accordingly, parts of the provinces of Neuquen, Mendoza, La Pampa, and Rio Negro. This site provides you with a graphical means to see the location of each gravity station quickly and accurately.

The information provided for each gravity station or point is as follows:

Gauss-Krger cartographic

planialtimtricas (X e Y) y cota o elevacin. Anomalas de Bouguer. Anomala de Bouguer con Correccin Topogrfica. Anomala de Bouguer con Correccin Topogrfica e Interpretacin Preliminar.

Para instrucciones y/o aclaraciones sobre el uso y datos de este website haga click aqu.

coordinates (X and Y) and height or elevation. Bouguer Anomalies. Bouguer Anomaly with Terrain Correction. Bouguer Anomaly with Terrain Correction and Preliminary Interpretation.

For directions and/or clarifications on the use of and the data available on this Website, click here.

ENTRAR ENTERProvince of Neuquen URL: http://www.neuquen.gov.ar/Carson Aerogravity URL: http://www.aerogravity.com/

MAGNETOMETRIA

La magnetometra es como la gravimetra un mtodo geofsico relativamente simple en su aplicacin. El campo magntico de la tierra afecta tambin yacimientos que contienen magnetita (Fe). Estos yacimientos producen un campo magntico inducido, es decir su propio campo magntico. Un magnetmetro mide simplemente los anomalas magnticas en la superficie terrestre, cuales podran ser producto de un yacimiento.

Principio La tierra genera un campo magntico 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 imn de barra) situado en el centro de la Tierra, cuyo eje est inclinado con respecto al eje de rotacin de la Tierra. El dipolo est dirigido hacia el Sur, de tal modo en el hemisferio Norte cerca del polo Norte geogrfico se ubica un polo Sur magntico y en el hemisferio Sur cerca del polo Sur geogrfico se ubica un polo Norte magntico. Por convencin se denomina el polo magntico ubicado cerca del polo Norte geogrfico polo Norte magntico y el polo magntico situado cerca del polo Sur geogrfico polo Sur magntico. El campo geomagntico no es constante sino sufre variaciones con el tiempo y con respecto a su forma. La imantacin inducida depende de la susceptibilidad magntica k de una roca o de un mineral y del campo externo existente. La imantacin remanente de una roca se refiere al magnetismo residual de la roca en ausencia de un campo magntico externo, la imantacin remanente depende de la historia geolgica de la roca.

Unidades

Oersted 1Oersted = 1Gauss = 105gamma = 105 nT (T = Tesla)1gamma (g) = 10-9T = 1nT.1 pico Tesla = 10-12T1 femto Tesla = 10-15T

1 Oersted. Campo creado por una unidad de polo positiva que repele a otra unidad positiva situada a 1 cm., con la fuerza de una dina.

Campo terrestre, varia entre 24.000 y 68.000 gamma.

Instrumentos de medicin

Magnetmetro de saturacin. Fluxgate.Basado en el efecto de una pequea variacin del campo sobre dos ncleos magnticos saturados, con arrollamientos elctricos opuestos. Es un magnetmetro vectorial (las mediciones dependen de la orientacin)Magnetmetro de precesin protnica.Basado en el fenmeno de la resonancia magntica nuclear, con la alineacin de protones en un campo magntico y la frecuencia de precesin para realinearse en el campo terrestre. Se utilizan compuestos con tomos de H: agua, metanol, keroseno, etc. Magnetmetro de clula de absorcin (gas alcalino). Basado en la absorcin de energa por los electrones de un gas como He (terico) o vapor de lcalis como Rb, Cs o K, rarificados, excitados por un rayo de luz polarizada emitido por una fuente de la misma sustancia gaseiforme, en presencia de un campo magntico. Normalmente, Cs o K.Magnetmetro Overhauser.Una explicacin detallada del funcionamiento requiere, como en presesin protnica y en clula de absorcin, conocimientos de la mecnica cuntica. Los magnetmetros de este tipo usan una solucin rica en protones y iones paramagnticos.

MAGNETOMETROS

De Flujo o Compuerta de Flujo

Mide la intensidad del campo en la direccin que se coloca el sensor (normalmente se ponen 3 para tener las componentes del vector campo en las direcciones x-y-z.Consiste en dos bobinas iguales posicionadas en la misma direccin pero con sentidos de arrollamiento opuestos. Las bobinas se excitan con corriente alterna.En ausencia de campo magntico las seales de las bobinas se anulan mutuamente.Ante la presencia de un campo magntico la corriente es distinta en las bobinas segn la intensidad y orientacin del campo.La diferencia es proporcional a la intensidad del campo en esa direccin.

Magnetmetro de Precesin Protnica

Mide la intensidad del campo magntico totalConsiste en un dispositivo conteniendo un lquido rico en protones (por ejemplo agua) envuelto en una bobina.El campo magntico creado por la bobina produce la alineacin de los momentos de los protones en el lquido.Cuando el campo es interrumpido los protones precesan de acuerdo con el campo de la tierra.La frecuencia de precesin es proporcional al campo magntico de la tierra.

Magnetmetro de Bombeo ptico o de Absorcin

Mide la intensidad del campo magntico total.Consiste en un dispositivo conteniendo vapor de cesio, rubidio, helio o potasio en una celda de vidrio, que es bombeado con luz de frecuencia conocida para que los electrones de las orbitas externas se exciten y cambien de nivel al cargarse (polarizacin). Como las orbitas en las que se encuentran son muy inestables decaen a otros niveles mas bajos liberando la energa que les sobra. Cuando los niveles mas bajos estn completos la polarizacin cesa y la celda de vidrio se vuelve transparente.La presencia de un campo magntico externo afecta estos cambios de orbita.En este estado, se aplica radio frecuencia para devolver electrones a la orbita superior, la energa que se aplica es la diferencia de energa entre un nivel y otro, al hacer esto la celda se vuelve opaca de nuevo. La frecuencia requerida vara con la intensidad del campo magntico presente (Frecuencia Larmor). De esta manera al despolarizar el proceso comienza de nuevo y la intensidad de luz de la celda es modulada por el circuito resonante.La frecuencia de resonancia del circuito es proporcional a la intensidad del campo magntico de la tierra.

Comparacin de instrumentos

Magnetmetro Tipo Overhauser

Es una evolucin del magnetmetro de precesin, utiliza una mezcla de un lquido rico en electrones e hidrogeno. La mezcla es excitada por un campo magntico provocado por ondas de radio de alta frecuencia. La razn es que estas ondas son trasparentes al campo magntico de la Tierra y estn fuera del ancho de banda de las ondas de precesin. De esta manera no inducen ningn tipo de ruido.Los electrones libres de la mezcla transfieren la energa que les sobra cuando bajan de orbita a los protones de los tomos de hidrogeno. Esto polariza la

solucin de la misma manera que en el magnetmetro de absorcin pero usando mucha menos energa y por lo tanto dndole mayor sensibilidadLa proporcionalidad entre la frecuencia de presesin y la densidad del flujo magntico es lineal, por lo que fcilmente se puede obtener el valor del campo magntico.Sensibilidad: 0,015 nT a una muestra por segundo.

Existen magnetmetros especiales con sensibilidades muy superiores a estos pero no son porttiles y solo se usan para experimentacin en laboratorios.

Aplicaciones

Cartografa geolgica de unidades que muestran contrastes de susceptibilidad.

Cartografa estructural. Fallas, pliegues, fracturas, diques. Deteccin de la profundidad del substrato y del basamento (p. e.

prospeccin petrolfera). Deteccin de minerales de hierro y magnticos como cromita,

sulfuros, magnetita etc., y de los no magnticos asociados Investigacin de yacimientos masivos de sulfuros. Deteccin y definicin en profundidad de diques. Deteccin de objetos metlicos enterrados (tuberas, tanques,

deshechos, restos arqueolgicos....) Aguas subterrneas.

Algunas de estas aplicaciones no se refieren al mtodo magneto telrico (anomalas del campo magntico terrestre), sino a los mtodos electromagnticos (anomalias de campos magnticos artificiales).

El mtodo magntico es el mtodo geofsico de prospeccin ms antiguo aplicable en la prospeccin petrolfera, en las exploraciones mineras y de artefactos arqueolgicos. En la prospeccin petrolfera el mtodo magntico entrega informaciones acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes al basamento. A partir de estos conocimientos se puede localizar y definir la extensin de las cuencas sedimentarias ubicadas encima del basamento, que posiblemente contienen reservas de petrleo.

Las rocas sedimentarias generalmente ejercen un efecto magntico despreciable en comparacin con el efecto magntico generado por las rocas gneas; la mayora de las variaciones de la intensidad magntica medidas a la superficie terrestre resulta de cambios litolgicos o topogrficos asociados con rocas gneas o con rocas del basamento.

Alcance del mtodo magntico

Las anomalas magnticas detectadas a travs de estudios magnticos en terreno se explican con variaciones en las propiedades fsicas de las rocas como la susceptibilidad magntica y/o la imantacin remanente de las rocas. Estas propiedades fsicas solo existen a temperaturas debajo de la temperatura de Curie (578 Celsius).

En consecuencia podemos hallar generadores de las anomalas magnticas hasta unas profundidades mximas de 30 a 40 km.

Realizacin de mediciones magnticas en el campo y correcciones necesarias para las mediciones magnticas Aplicando el mtodo magntico en la prospeccin minera se quiere delinear variaciones del campo geomagntico o es decir anomalas magnticas relacionadas con un depsito mineral con un cierto contenido en magnetita o pirotina por ejemplo. Generalmente las mediciones magnticas se realizan a lo largo de perfiles en estaciones de observacin en distancias regulares. Combinando perfiles paralelos se obtiene un mapa de observaciones magnticas. La mayora de los magnetmetros disponibles para la prospeccin minera mide variaciones de la intensidad vertical (interpretacin ms clara en comparacin a la medicin de variaciones en las intensidades total y horizontal). Por lo tanto se trata de mediciones relativas, cuya precisin es ms alta en comparacin a las mediciones absolutas. El campo geomagntico sufre variaciones con respecto al tiempo y a su forma como la variacin diurna por ejemplo. Estas variaciones, que no estn relacionadas con un depsito mineral con un cierto contenido en magnetita por ejemplo superponen los valores medidos. Por esto se debe corregir los valores medidos. La variacin diurna se corrige repitiendo la medicin de la variacin de la intensidad vertical en una estacin de base en intervalos de tiempo regulares desde el principio hasta el

fin de la campaa de medicin. Los valores medidos en la estacin de base se presentan en funcin del tiempo, que permite calcular el valor de correccin correspondiente a cada medicin en una estacin de observacin. Los valores reducidos se presentan en perfiles y/o mapas.

Anomalas Regionales:

Se consideran como anomalas regionales las desviaciones localizadas en el campo magntico terrestre respecto de la distribucin que habra en el supuesto de que el campo magntico terrestre fuese originado por un solo imn orientado segn el eje magntico. Estas anomalas tienen mximos de orden de 10.000 gammas, es decir, la tercera parte de la intensidad del ecuador. Puede afectar a zonas de dos a tres millones de kilmetros cuadrados.

Variaciones Temporales del Campo Magntico Terrestre:

La intensidad magntica terrestre cambia su direccin de una forma lenta e irregular. Se puede comprobar dichas variaciones al medir la intensidad en laboratorios magnticos, donde se observan cambios de pequeos periodos en la magnitud del campo.

Estos cambios son debidos a varias causas, y pueden componerse en seculares, diurnos solares, diurnos lunares y tormentas magnticas.

Variacin Secular:

Son los cambios que van progresando lentamente durante dcadas o siglos. Se observan por pequeas desviaciones en la declinacin, inclinacin y en los distintos componentes de la intensidad; la intensidad del cambio varia con el tiempo. Estas variaciones seculares se pueden observar en mapas isopicos.

Un cambio secular ms claro es el de la revolucin terrestre aparente de los polos magnticos en torno al eje de rotacin. Este cambio se pone de manifiesto por cambios peridicos y simultneos de la declinacin en puntos en los que se vienen realizando registros magnticos precisos desde hace siglos.

Todas estas variaciones seculares parecen estar relacionadas con el campo interno terrestre. Adems, hay un ciclo de variacin cada once aos, tanto en la intensidad vertical como en la horizontal, que parece estar en relacin con los periodos de mayor frecuencia de manchas solares; tienen una variacin segn la latitud que parece debido a fuentes de origen externo.

Variacin Diurna

De ms importancia en prospeccin geofsica son las oscilaciones, menores pero mas rpidas, que tienen una periodicidad de aproximadamente 24 horas y una amplitud de 25 gammas por termino medio.

Estas variaciones diurnas son registradas con frecuencias en las grficas de los observatorios magnticos alrededor del planeta.

Los registros, en general, muestran dos tipos de variaciones: en los "das tranquilos" la variacin es suave, regular y de poca amplitud; puede ser descompuesta en componentes que pueden ser predichas y que tienen periodicidades solares y lunares. En los "das inquietos", la variacin es menos regular y esta asociada a tormentas magnticas.

Se pueden distinguir la variacin solar diurna (la ms importante) y la variacin lunar diurna.

Variacin Solar Diurna

El anlisis de registros de variacin en los das magnticamente tranquilos pone de manifiesto una periodicidad definida de 24 horas, que depende con bastante aproximacin solamente del tiempo local y de la latitud geogrfica. Por esta correlacin de la variacin con el periodo de rotacin terrestre, aquella es atribuida al sol y por eso se denomina variacin diurna solar. Por termino medio, esta variacin de intensidad es del orden de 30 gammas, aunque su amplitud crece durante el verano en cada hemisferio.

Es muy probable que la variacin solar diurna sea debido al efecto del sol sobre las corrientes elctricas de la atmsfera terrestre externa; las variaciones en estas corrientes ocasionan a su vez variaciones en el campo magntico que ellas inducen en la superficie terrestre.

Variacin Lunar Diurna

Hay otra componente en la variacin peridica de los elementos magnticos terrestres que tiene una periodicidad de unas 25 horas y una amplitud quince veces menor que la de la variacin solar diurna. Puesto que esta es la duracin del da lunar, estas variaciones se supone que estn en relacin con la rotacin terrestre con respecto a la luna; por eso se denominan variaciones lunares diurnas. Esta variacin se diferencia de la solar porque mientras estas es aproximadamente constante a lo largo del tiempo, la variacin lunar varia cclicamente a lo largo del mes.

Correccin Diurna.

Normalmente de unas decenas de g, pero pueden llegar a cientos o miles de g en caso de tormentas magnticas. Si son severas, no se debe medir.

Correccin mediante registros continuos (utilizando la memoria del magnetmetro de base).

La estacin base debe estar adecuadamente situada, fuera del alcance de cualquier fuente magntica temporal.

Deriva del aparato.

Aunque en los aparatos modernos la deriva es mnima, lo ideal es comprobar la deriva al inicio y final del trabajo, por comparacin entre varios magnetmetros.

Campaa.

Cuando la campaa dura varios das, hay que aplicar las correcciones durante este tiempo.

Topogrfica. Cuando hay diferencias de cota significativas. Fuentes electromagnticas antrpicas.

Los magnetmetros deben poder trabajar en frecuencias 50 60 Hz y en frecuencias de radio. Pero pueden estar influidos por otras actuaciones antrpicas, como: proteccin catdica de tuberas, ferrocarriles, estructuras metlicas, etc.

Por latitud y longitud. Solo si se reconocen reas muy extensas Duplicacin de magnetmetros. En medidas delicadas se puede

trabajar con dos equipos distintos trabajando en la misma red Accesorios personales. Hacer una medicin sin nadie cerca. El

resultado no debe variar de cuando lo transporta una persona. Distancia al suelo. Es conveniente mantener una distancia

sensiblemente constante. Atencin a la posible contaminacin por suelo magntico.

El tratamiento de los datos se realiza mediante programas informticos, cada vez ms desarrollados.

Dentro de los programas hay diversos tratamientos de los datos. Sin entrar a fondo, podemos citar:

Representacin del Campo Total .

Mtodo del gradiente. Dos magnetmetros separados verticalmente, que realizan una medicin simultnea. La diferencia es la derivada del campo magntico en relacin con la altura. Tambin se puede aplicar para el gradiente horizontal.

MAG N ET I S MO Aplicaciones

Mapeo geolgico de unidades que muestran contrastes de susceptibilidad Mapeo estructural (fallas, cizalla, fracturas, pliegues, etc.) Deteccin de profundidad del substrato y del basamento Deteccin de minerales de hierro y magnticos como Cromita, Sulfuros , Magnetita etc. Exploracin de depsitos minerales asociados a la topografa del basamento Localizacin y caracterizacin de Kimberlitas, Asbestos y Placeres Deteccin de objetos metlicos enterrados (tubera, tanques, deshechos,....) Deteccin de objetos metlicos en ambientes marinos Delineamiento del permetro de campos de relleno

Instrumentos Disponibles GSM GEM -19 (overhauser con sensor omnidireccional. Configuracin optima para estudios a bajas latitudes) Con Opcin Gradimetro y Walking Mag Programas de Interpretacin Geosoft, Magixxl, MagixW

Magnetismo en la Exploracin Minera

(Campo Magntico Total, Reduccin al Polo y Derivada Vertical de Primer Orden)

GEOFSICA

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Perfil magntico. Con estimacin de geometras y profundidades de las estratificaciones y cuerpos magnticos

Ventajas de la Aeromagnetometra.

Rapidez. Acceso a lugares difciles. No hay problemas de accesibilidad. Supresin de anomalas prximas. Medidas areas no influenciadas

por pequeos elementos. til para explorar grandes reas. Mide la componente total del campo. Correccin diurna ms sencilla: medicin con un magnetmetro en

la base de operaciones.

Datos de Vuelo

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5 3 2 5 0 1 .27 4 6 6 9 7 4 .92 0 5 5 .82 1 /0 2 /2 0 0 84 1 :4 4 .8 3 2 6 .13 4 9 .3 1 9 7 .6 42 2 8 6 1 .6 5 0 3-1 8 2 8 9 2 0-3 4 2 6 4 04 4 5 4 3 6 02 2 8 6 8 .0 5 8 62 2 8 6 8 .0 5 8 62 2 8 2 2 .9 7 4 4-2 2 .9 0 4 8 8 0 7-6 2 .6 8 3 0 8 0 45 3 2 5 0 8 .67 4 6 6 9 7 4 .92 0 5 5 .92 1 /0 2 /2 0 0 84 1 :4 4 .93 2 6 .0 63 4 9 .2 9 9 7 .4 92 2 8 6 1 .6 2 4 8-1 8 9 3 3 6 0-3 5 1 6 0 04 4 3 1 3 2 02 2 8 6 8 .0 5 0 72 2 8 6 8 .0 5 0 72 2 8 2 2 .9 7 2 3-2 2 .9 0 4 8 8 0 5-6 2 .6 8 3 0 0 8 85 3 2 5 1 5 .97 4 6 6 9 7 4 .9 2 0 5 6 2 1 /0 2 /2 0 0 84 1 :4 5 .03 2 6 .0 23 4 9 .2 5 9 7 .3 22 2 8 6 1 .6 1 9 7-1 9 5 3 6 0 0-3 6 7 9 2 04 4 0 8 2 0 02 2 8 6 8 .0 4 3 22 2 8 6 8 .0 4 3 22 2 8 2 2 .9 7 0 2-2 2 .9 0 4 8 8 0 3-6 2 .6 8 2 9 3 7 2

Fotos

Controles

Complementariedad de mtodos

Magnetometria

Gravimetria

Ventajas de los metodos potenciales

Rapidos Baratos Se pueden cubrir grandes areas si se hace adquisicin aerea Ambientalmente limpios Brindan buena informacin para planificar los pasos siguientes de una

prospeccin Muy conveniente para exploracin en el mar y areas terrestres extensas y

con problemticas ambientales y sociales (Amazonas por ejemplo). La sensibilidad y por consecuencia su resolucin, estn mejorando con la

tecnologa de gradimetros y programas de procesamiento de datos.