Introducción a la Exploración Geoquímica por Prof. Luis Molina, Apuntes de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente

¡Descarga Introducción a la Exploración Geoquímica por Prof. Luis Molina y más Apuntes en PDF de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente solo en Docsity! INTRODUCCIÓN A LA EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA Nickel in Topsoil Nickel in Subsoil Zone of CaCO, accumulation Upper limit Zone of metal of carbonate accumulation o; Q / pat Oxidation zone Low pH Carbonate loss DAT Reduced column [Achorizon_ B-horizon [ Host rocks. Prof. Luis Molina GEOQUÍMICA Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica La Geoquímica es la ciencia que estudia el origen, distribución y evolución de los elementos químicos dentro y fuera de la Tierra, contenidos en los minerales formadores de rocas y en los productos derivados de ella, así como en los seres vivos, el agua y la atmósfera. La geoquímica y su relación con otras ciencias y áreas GEOQUÍMICA Los elementos químicos y la Tierra  Respecto a su distribución, solamente se tiene evidencia directa sobre la composición de la corteza terrestre e indirecta sobre la del manto y núcleo. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica  El conocimiento actual sobre la naturaleza geoquímica de la corteza proviene del análisis de roca y de datos geofísicos. De acuerdo con estos análisis, el oxígeno es el principal elemento de la corteza con el 43,74% por peso y el 94% por volumen; en segundo lugar está el silicio, con 24% por peso, pero menos de 1% en volumen. GEOQUÍMICA Los elementos químicos y la Tierra Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica  Por otra parte, los metales constituyen un yacimiento mineral de importancia económica cuando su contenido promedio está concentrado.  Por ejemplo, el hierro y el aluminio, que son de los más abundantes, deben concentrarse entre 4 y 5 veces, el cobre 80, el platino 600, la plata 1,250, el oro cerca de 4,000 y el tungsteno y mercurio, que son de los más escasos, deben estar concentrados más de 10,000 veces para ser minables con rendimiento económico. EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA  La Exploración geoquímica es la aplicación de los principios y datos geoquímicos y biogeoquímicos, con el fin de detectar yacimientos económicos de minerales e hidrocarburos (petróleo y gas).  La mayoría de estas exploraciones implican perforaciones en tierra o más sitios de pruebas, así como, toma de muestras superficiales y de fluidos. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica 2. LA GEOQUÍMICA EN LA EXPLORACIÓN DE HIDROCARBUROS  La exploración geoquímica de hidrocarburos investiga la presencia de hidrocarburos químicamente identificables en superficie o cerca de la misma (subsuelo). El objetivo principal de un estudio de exploración geoquímica de hidrocarburos es establecer la presencia y distribución de los mismos en el área y, sobre todo, determinar la carga de hidrocarburo y su calidad. Su rango de observación se extiende desde aquellos afloramientos de petróleo y/o gas a escala macroscópica (fácilmente visibles), hasta los de escala microscópica en lo que es necesaria la identificación de huellas o rastros de hidrocarburos no visible en rocas generadoras o reservorios. ÁMBITO DE APLICACIÓN DE LA EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA 3. LA GEOQUÍMICA EN OTRAS ÁREAS DE EXPLORACIÓN Fuente: Viladevall i solé, M (2008). La Prospección Geoquímica. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica ÁMBITO DE APLICACIÓN DE LA EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA  La geoquímica aplicada ha ampliado el interés sobre la geoquímica del oro, lo muestra los mas de 900 trabajos publicados entre 1900 y 1994 (sin contabilizar los de la antigua URSS), la mayor parte de los cuales se hallan ubicados en la década de los 80-90. Fuente: Viladevall i solé, M (2008). La Prospección Geoquímica. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica ÁMBITO DE APLICACIÓN DE LA EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA TIERRA  Las composiciones dadas en la siguiente tabla son promedios o estimados, sin embargo dan una buena idea de la química de las capas internas de la Tierra. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA TIERRA  Es evidente que la Corteza contiene una gran proporción de elementos livianos: seis elementos, O, Si, Al, Fe, Ca y Mg forman casi la totalidad de la masa de ambas cortezas, mientras cuatro de ellos, O, Si, Mg y Fe, forman casi la totalidad del manto rocoso. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA TIERRA  En el Núcleo se ha concentrado la mayoría de los elementos pesados, Fe, Ni, Co, Cr, de modo que en la composición global del planeta se observa una preponderancia de metales pesados. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA TIERRA  El resto de los elementos formadores de rocas se halla en proporciones de traza, inferiores a veces a 1 ppm, hasta valores de ppb, como el Au y el Pt. Exceptuando Fe, Al, Mg, Ni, Co, Cr, Mn y Ti, los elementos clave para el desarrollo industrial, como Pb, Zn, Cu, Ag, Au, Ta, Nb, Hg, Sb, As, Bi, Mo, V, W, Li, Be, Cs, Zr y U, son sumamente escasos en la corteza y en el planeta, en su conjunto. Por ello cuando se concentran en depósitos de mena se puede considerar casi como un regalo de la naturaleza a la Humanidad. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA TIERRA  El manto superior se compone de silicatos de Mg-Fe-Al-Ca-Na, pero el manto inferior se compone de óxidos complejos de Si y esos mismos metales.  La Tabla a continuación resume esquemáticamente los cambios de fase en el manto terrestre y su mineralogía. Manto Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica ESTRUCTURA Y COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA TIERRA  La composición global del núcleo se estima bastante similar a la de los meteoritos sideritos: aleación de Fe88Ni12 + FeS (troilita) + otros metales (Co, Mn) + no-metales livianos (O, S). Núcleo  Datos recabados por experimentos con ondas de choque señalan que el núcleo externo debe contener de 5-15% de elementos livianos como O, S o Si, siendo O y S los candidatos más probables. Estos se encontrarían en forma combinada como FeS (troilita) o FeO (ferrita).  El núcleo interno se cree que no contiene elementos livianos, pudiendo estar compuesto de una aleación Fe50Ni50. Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LAS MENAS MINERALES CONCENTRACIÓN MINERAL SEGÚN CLARKE Grupo # 2: Metales alcalinotérreos menos el Berilio Minerales: Carbonatos: Calcita: CaCO3 Dolomita: CaMg(CO3)2 Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LAS MENAS MINERALES CONCENTRACIÓN MINERAL SEGÚN CLARKE Minerales Óxidos: Bauxita: Al2O3.H2O Rutilo: TiO2 Ilmenita: Fe2+TiO3 Pechblenda: UO2 Tantalita: (Mn,Fe)(Ta,Nb)2O6 Columbita: (Mg,Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6 Grupo # 3: Metales Calcófilos (19 metales) Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LAS MENAS MINERALES CONCENTRACIÓN MINERAL SEGÚN CLARKE Grupo # 3: Metales Calcófilos (19 metales) Minerales Óxisales: Cromita: Fe2+Cr3+ 2O4 Rutilo: TiO2 Wolframita: WO4(Fe,Mn) Scheelita: CaWO4 Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LAS MENAS MINERALES CONCENTRACIÓN MINERAL SEGÚN CLARKE Grupo # 5: Metales Nobles o Siderófilos (8 metales) Minerales Metales Nativos: Oro: Au Plata: Ag Cobre: Cu Platino: Pt Hierro: Fe Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LAS MENAS MINERALES CONCENTRACIÓN MINERAL SEGÚN CLARKE Grupo # 5: Metales Nobles o Siderófilos (8 metales) Minerales Semimetales: Arsénico: As Bismuto: Bi Minerales No Metales: Azufre: S Diamante: C Grafito: C Prof. Luis MolinaExploración Geoquímica CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LAS MENAS MINERALES CONCENTRACIÓN MINERAL SEGÚN CLARKE Excepciones en mineralizaciones: Hg, Sn y Cu (grupo # 4): pueden presentarse en estado nativo como en el grupo # 5.