SOIL GAS GEOCHEMISTRY

GA“ DE “UELO GEOQUÍMICO SOIL GAS GEOCHEMISTRY COMO BA“E EN LA EXPLORACIÓN DE METALES PRECIOSOS EN YACIMIENTOS DE SUELOS PROFUNDOS. PAPER ORIGINAL: SOIL GAS GEOCHEMISTRY FOR BASE AND PRECIOUS METALS EXPLORATION BENEATH DEEP OVERBURDEN Patrick Highsmith Chief Geochemist (Americas) ALS Chemex Laboratories – USA Descarga en : TXT -o- PDF INTRODUCCION • La exploración Geológica en el mundo está buscando nuevas formas para la ubicación de yacimientos minerales. • Yacimientos que se encuentran en las profundidades de extensas áreas con enorme potencial de metales. • Los geólogo-exploradores de hoy en día, va hacia prospectos que atraviesan depósitos glaciales, coluviales y aluviales en los Andes, en el Altiplano de Chile o Bolivia y capas aluviales en el Basamento y Range Of Nevada en los EE.UU. HISTORIA Existen numerosas referencias sobre tipos de «Soil Gas Geochemistry» aplicado a la exploración de minerales. • Por los años 1950, investigadores Soviéticos fueron describiendo éxitos con varios gases, incluido helio, argón, dióxido de carbón, mercurio, nitrógeno y otros gases, en la detección de depósitos minerales. • Considerable avance el trabajo de los científicos Británico y Americano por los años 1970 y 1980 demostraron la viabilidad del Concepto del «Soil Gas». • Sin embargo, no hubieron ensayos exitosos de la técnica en la aplicación a gran escala del «Soil Gas» como herramienta en la exploración. • Los altos costos y los métodos poco prácticos y poco reales, fueron las causas de su aplicación limitada. • Procedimientos de campo mejorados con costos de exploración efectivos han sido desarrollados en esos estudios que transformaron «Soil Gas» en algo relativamente simple. • Es el Siglo XXI se inicia la exploración debajo de gruesos depósitos aluviales, depósitos glaciales o flujos volcánicos, «Soil Gas Geochemistry» puede ser usado como parte de un sistema integrado de enfoque geoquímico para penetrar esta cobertura. CONCEPTOS BÁSICOS. Según la definición original de GOLDSCHMIDT (en ROSE et al. 1979) la geoquímica se ocupa de dos ramos: • La determinación de la abundancia relativa y absoluta de los elementos de la tierra, y; • El estudio de la distribución y de la migración de elementos individuales en varias partes de la tierra con el objetivo de descubrir los principios, que controlan la distribución y la migración de los elementos. ELEMENTO INDICADOR, ELEMENTO EXPLORADOR. Elemento indicador, indicador directo o elemento blanco ta get element se refiere a uno de los elementos principales del depósito mineral, que se espera encontrar. Elemento explorador o elemento pionero pathfinder element se refiere a un elemento asociado con el depósito mineral, pero que puede ser detectado más fácilmente en comparación al elemento blanco, que puede ser dispersado en un área más extendida y que no está acompañado por tanto ruido de fondo en comparación al elemento blanco. METODO GEOQUÍMICO DE EXPLORACIÓN DEFINICIÓN. • • • • • El método geoquímico de exploración o prospección es un método indirecto. La exploración geoquímica a minerales incluye cualquier método basándose en la medición sistemática de una o varias propiedades químicas de material naturalmente formado. El contenido de trazas de un elemento o de un grupo de elementos es la propiedad común, que se mide. El material naturalmente formado incluye rocas, suelos, capas de hidróxidos de Fe formadas por meteorización llamadas 'gossan', sedimentos glaciares, vegetación, sedimentos de ríos y lagos, agua y vapor. La exploración geoquímica está enfocada en el descubrimiento de distribuciones anómalas de elementos. GEOQUIMICA DE GAS DE SUELO COMO BASE EN LA EXPLORACIÓN DE METALES PRECIOSOS EN YACIMIENTOS DE SUELOS PROFUNDOS. «Soil Gas Geochemistry» ha demostrado ser una herramienta eficaz para prospectar bajo capas profundas. La escasez de oxígeno y el enriquecimiento del dióxido de carbón en el suelo atmosférico pueden ser usado como indicadores de mineralizaciones y estructuras enterradas. • Este paper resume los resultados de la Orientación Geoquímica y estudios de los proyectos en Norte y Sur América. • Los estudios de orientación fueron diseñando las características de la adaptabilidad del «Soil Gas» sobre la Mineralización enterrada y comparó el «Soil Gas Geochiemistry» con otras Técnicas de Exploración Geoquímica. • El método «Soil Gas Geochemistry» tiene acumulado una larga-escala de programas de exploración de oro, cobre y zinc. • El paper incluye resultados sobre varias de estas pruebas, incluidas el Cradon Zn-Cu de Depósitos de Sulfuros Masivos (VMS) en Wisconsin EE.UU. y el Depósito de Skarn de Cobre «Ruby Star» en Arizona EE.UU. • Varias aplicaciones en la exploración del Oro son también discutidas. Mostramos en la figura 1, Minerales de Óxido de Sulfuro genera ácidos que reacción con las Rocas de Caja de los depósitos minerales, resultando una composición de Oxígeno y generación de Dióxido de Carbono Modelo Propuesto para la génesis del gas de suelo En este caso simplificado, la oxidación de la pirita en presencia de agua genera óxido de hierro y ácido sulfúrico. El ácido sulfúrico puede reaccionar con cualquier carbonato de calcio disponible, y generar sulfato de calcio, dióxido de carbono y agua. Según las estimaciones de Lovell (1979), este proceso consume aproximadamente una tonelada de oxígeno por cada tonelada de pirita completamente oxidado. En la presencia de minerales de carbonato, también se pueden generar grandes cantidades de dióxido de carbono. La atmósfera del suelo contiene una concentración media de 21,0% de oxígeno y dióxido de carbono 0,036%. Los cambios en la concentración de oxígeno y dióxido de carbono en la atmósfera del suelo pueden ser fácilmente detectados con instrumentación portátil moderno. Como indica la figura y discutido en la literatura, otras especies gaseosas también se pueden generar mediante la oxidación de los depósitos de sulfuro (Taylor et al., 1982). Mientras que éstos plantean un desafío analítico mucho más difícil de oxígeno y dióxido de carbono, este documento incluye una breve discusión de otras metodologías de gas de suelo destinadas a otras especies gaseosas. DEPÓSITO DE CRANDON. • El gran depósito de sulfuro masivo (VMS), como el depósito de Crandon, es un excelente lugar para probar la Geo uímica de Gas de “uelo . • De hecho, por lo menos otros dos estudios de Gas de “uelo se han llevado a cabo en el Crandon, [McCarthy et al. (1986) y Alpers et al. (1990)]. • El depósito de Crandon ha publicado las reservas de mineral de aproximadamente 65 millones de toneladas con una ley de 5,8% de zinc y 1,4% de cobre. • El depósito entero está enterrado por 20 a 60 metros de los depósitos glaciales. MÉTODO DE TRABAJO  El trabajo de campo se llevó a cabo en el Crandon, en septiembre y octubre de 1995. La red de muestreo consistió en seis líneas, situado en tres pares diferentes muy próximas entre sí. Separación de la muestra a lo largo de las líneas varía de 15 metros sobre la mineralización a 60 metros de fondo. Se tomaron muestras de gases del suelo a una profundidad media de 88 cm utilizando sondas de acero al cromo-molibdeno y bombas de vacío de mano. Las muestras de suelo se obtuvieron de los mismos sitios en los suelos Horizonte-B moderadamente bien desarrollados; la profundidad de muestreo promedio fue de 40 cm.  El dióxido de carbono y oxígeno en el gas del suelo indicaron la mineralización de Crandon en cada travesía. En una travesía, la concentración de dióxido de carbono en el gas del suelo alcanzó aproximadamente 3%, y los niveles de oxígeno se agota en aproximadamente un 2,5% directamente sobre el mineral. Anomalías del suelo estrechas en el cobre y el zinc también se detectaron en esa línea, pero las anomalías eran apenas distinguibles de fondo. Los patrones de gas del suelo eran correlativos entre las líneas muy juntas, pero las anomalías eran a menudo de diferentes magnitudes. Las anomalías gas del suelo en Crandon son de contraste más amplio y mayor que las anomalías del suelo, pero el tamaño y la magnitud de las anomalías no es predecible. CONCLUSIONES  Anomalías de gas de suelo suelen ser indicadores de fallas o los márgenes de los cuerpos mineralizados.  Las anomalías gas del suelo en Crandon son de contraste más amplio y mayor que las anomalías del suelo, pero el tamaño y la magnitud de las anomalías no es predecible.  Anomalías apicales pronunciadas, superiores al 3% de CO2 delta y O2 delta, indican la mineralización de sulfuro masivo enterrado en Crandon. DEPÓSITO DE RUBY STAR. • El depósito de Ruby Star estructuralmente es una alteración de contacto, depósito tipo skarn de pórfido de cobre. • Es indicador de recurso drill-indicated aproximadamente 100 millones de toneladas contienen aproximadamente 1,0% de cobre. de que • La mineralización se divide en muchos grandes bloques suspendidos de un conglomerado de edad Terciaria. • La profundidad total del conglomerado Terciario y Cuaternario aluviónico varía de 100 hasta 450 metros a través del área de estudio. RUBY STAR – Procedimiento . Se recogieron las muestras de Rubby Star (Batolito Ruby Star) en diciembre de 1995. El muestreo consistió en tres líneas, dos líneas que tienen una orientación norte-sur y una tendencia de este-oeste. Las muestras de «Soil Gas» se recogieron en espaciamientos de 30-60 metrosen áreas de fondo, de una profundidad media de 88 cm. La profundidad media de las muestras de suelo B-horizonte fue de aproximadamente 30 cm RUBY STAR – Procedimiento ( ... sigue.) Las anomalías de dióxido de carbono y oxígeno en Ruby Star eran de magnitudes moderadas; valor de dióxido de carbono en el gas del suelo se acercó a 0,9%, con los valores de oxígeno empobrecido en un 0,7% (ver Figura 3). Sin embargo, los valores de fondo eran mucho más moderado que en Crandon; el valor medio de fondo para el dióxido de carbono y oxígeno delta delta fue de 0,2%. Las anomalías de gas de suelo fueron consistentemente más altos en contraste que las anomalías del suelo, pero no definen necesariamente la proyección superficial de la mineralización. Las anomalías de gas de suelo suelen ser indicadores de fallas o los márgenes de los cuerpos mineralizados. ESTACIONES BASE, Para un adecuado Monitoreo. Varios autores han discutido los efectos de la variabilidad meteorológica en los datos de gas de suelo (Ball et al. (1983), Jacks (1984), y otros. Además, el método exhibe relativamente alta variabilidad sitio. Por lo tanto, las estaciones base y los duplicados de campo son partes inherentes de diseños de muestreo del “oil Gas . La estación base permite una monitorización cuidadosa de las concentraciones de gases de fondo del suelo y las fluctuaciones meteorológicas. Los datos recogidos en cada sitio de la muestra incluyen temperatura y la presión barométrica. Los datos meteorológicos en combinación con las mediciones de estación base son críticos en el establecimiento de la calidad de los datos. Los duplicados de campo a veces indican una alta variabilidad sitio, dando como resultado aparentemente mala precisión en los datos. Poligonales repetidos, sin embargo, tienden a reflejar los patrones muy similares, lo que sugiere que el proceso es consistente y medible. RESULTADOS. • Los resultados de ambas encuestas fueron alentadores. • Crandon: Anomalías apicales pronunciadas, superiores al 3% de CO2 delta y delta O2, indican la mineralización de sulfuro masivo enterrado en Crandon. • Ruby Star: Agudas, anomalías estrechas también parecen indicar las fallas en Ruby Star, a veces acompañados por los cambios de línea de base sobre bloques mineralizados de skarn alojado mineralización. • Las anomalías gas del suelo en Ruby Star se acercaron al 1% sobre la mineralización de cobre, contra los valores medios de fondo de sólo el 0,2%. • En ambos casos, las anomalías de gas del suelo comparan favorablemente con los datos geoquímicos del suelo de agua regia y lixiviación selectiva. • Mientras que algunas de las anomalías eran correlativas entre el suelo y la geoquímica de «Gas de Suelo», el contraste de la respuesta del Gas del Suelo a menudo era mejor y las anomalías tienden a ser más amplio. APLICACIÓN DEL MÉTODO. • Basados en el éxito del método, se aplicó esta técnica "Soil Gas" en la exploración de oro en la Gran Cuenca de Nevada. • Un depósito de oro enterrado en Gold Bar Mine , sirvió como una orientación antes del programa de exploración a gran escala en los frontones de Nevada. • Hemos probado diferentes métodos geoquímicos en las pequeñas venillas enterradas, oxidaciones, estructuras mineralizadas de oro. El control estructural de la mineralización en la barra de oro fue la respuesta del "Soil Gas". • Las fallas generales produjeron anomalías sutiles a lo largo de su traza; pero, donde había mineralización de oro en las intersecciones de las principales fallas, la respuesta se mejoró considerablemente. Sobre un fondo de 0,2 a 0,3%, las anomalías en ocasiones superaron los 1,0%. Datos biogeoquímicos de artemisa en Gold Bar también produjeron anomalías en As, Sb, y otros elementos exploradores de la mineralización. OBJETIVO El objetivo de los estudios de orientación fue desarrollar e implementar una herramienta geoquímica(s) para la prospección. Por lo tanto, después de la evaluación de la fase de orientación, hemos implementado el muestreo del gas del suelo a gran escala en los programas de exploración en Arizona, Nuevo Brunswick, Wisconsin y Nevada. Un proyecto en el frontón cerca de la Carlin Trend incluyó más de 4.000 de gas de suelo y 1.000 muestras de salvia. Integrado con datos geofísicos de exploración, se bosqueja un cuadro coherente de la geología enterrada e identifica varios objetos de alta prioridad. Algunas anomalías de «Soil Gas» superiores a 3,0% contra un fondo de 0,3%. Además de la orientación sulfuros o alteración a lo largo de fallas, el gas del suelo asistido en las estructuras de mapeo y grandes rupturas en la litología. Aproximadamente a 6 dólares por muestra, el gas de suelo también era considerablemente más barato que las otras técnicas geoquímicas aplicadas en la propiedad. Este proyecto constituye una de las pruebas más rigurosas de la geoquímica de gases del suelo, y como tal, ofrece información útil sobre las técnicas a pesar de que los objetivos todavía no se han probado. ANEXOS MUESTREO DEL AIRE INTERSTICIAL DEL SUELO El objetivo de la toma de muestras de gas intersticial es la obtención de muestras representativas, es decir, muestras cuya composición y concentración en gases sean similares a las presentes a la profundidad a la que se han tomado las mismas. Para asegurar su representatividad se deben purgar los equipos de muestreo, recomendándose una vez más que se extremen las medidas de limpieza del equipo. El muestreo del aire intersticial puede ser llevado a cabo mediante sistemas pasivos o mediante sondas de muestreo. También es posible muestrear la fase gaseosa en pozos de control ya construidos especialmente para muestreos de gas o para gas y agua subterránea. En estos pozos de control será posible únicamente el muestreo de compuestos volátiles. Los pozos de control construidos especialmente para esta actividad son de diseño similar a los realizados para aguas subterráneas, en cuanto a filtros de grava, sellado, etc. aunque suelen ser de diámetro menor (2,5-5 cm); en ellos se realiza normalmente el muestreo mediante bombas de vacío. En cualquier caso, la construcción de pozos de control especiales para el muestreo de gas presenta unos elevados costes en relación a su efectividad, ya que necesitan similares equipos de perforación y accesorios que los pozos de control de aguas subterráneas, y son normalmente poco prácticos cuando se desea conocer la difusión de la contaminación en un área, pues obliga a la construcción de gran número de ellos para poder realizar un mapeo o screening . De este modo, y en los casos posibles, se emplean sondas especiales o sistemas pasivos para el muestreo de gas como actuación más efectiva y común. PRECAUCIONES INTERSTICIAL GENERALES EN EL MUESTREO DE AIRE Existen diversos problemas, tanto procedentes de las condiciones ambientales, como de procedimientos no correctos, que pueden afectar a los muestreos de aire intersticial: • Los instrumentos detectores de gases in-situ pueden verse afectados por condiciones ambientales tales como la humedad del suelo (empañando la lámpara y reduciendo la sensibilidad del aparato), temperaturas extremas, etc., o por otros factores tales como la presencia de campos eléctricos, interferencias de ondas de FM. • La calibración de los instrumentos debe ser llevada a cabo mediante los procedimientos estándar de calibración para cada instrumento y éstos deben ser seguidos con rigurosidad, pues una falsa calibración proporcionará datos erróneos a las consiguientes mediciones. • Los contaminantes pueden verse absorbidos por compuestos inorgánicos del suelo o disueltos en los componentes orgánicos de éste, lo que afectará las concentraciones detectadas. • La cantidad de espacios o huecos en la matriz del suelo afectará también a la recarga de gas en los pozos de control. La existencia de zonas saturadas colgadas o de una capa impermeable también puede afectar al muestreo. Por todos estos elementos, es necesario también conocer las condiciones geológicas del terreno, al objeto de que el muestreo sea representativo. PROBLEMAS FRECUENTES. • Un problema muy usual consiste en el taponado de la sonda de muestreo, lo que es detectable mediante el cambio en el sonido de trabajo de la bomba de extracción de la muestra o mediante medidores de vacío internos; este problema se elimina normalmente utilizando un cable o alambre para limpiar la sonda. • La sonda puede poseer contaminación, que debe ser extraída mediante el bombeo de aire a su través o la limpieza en caso de persistir la contaminación mediante metanol y agua. GRACIAS ! TRADUCIDO POR: Geoxnet Medina Tapia, Victor Hugo; Porlles Chavarria, Roel; Rosas, Cinthya