Fundamentos de Geología Minera y Exploración

Minería: Conceptos Fundamentales

La Minería es el proceso de extraer minerales valiosos u otros materiales geológicos desde la Tierra, los cuales poseen y entregan un interés económico para quien los obtiene.

Pórfido: Definición y Formación Geológica

Un Pórfido es una roca compacta y dura que posee minerales incrustados en su matriz. Se encuentran generalmente en la zona oeste de América del Norte y del Sur. Se forman en zonas de placas tectónicas convergentes.

• Las placas subducen, se deshidratan y liberan fluidos que funden el manto para formar magmas que ascienden y generan volcanes.

Mineralogía: La Ciencia de los Minerales

La Mineralogía es la ciencia que se ocupa de identificar minerales y estudiar sus propiedades y origen con el propósito de realizar su clasificación. El estudio de los minerales se efectúa a partir de la observación y del análisis de las rocas que constituyen muestras geológicas.

Ramas de la Mineralogía:

• Mineralogía Descriptiva: Estudia las propiedades y clasificación de los minerales individuales, su localización, sus formas de aparición y sus usos.
• Mineralogía Física: Se enfoca en las propiedades físicas de los minerales, incluyendo las ópticas, mecánicas y electromagnéticas.
• Cristalografía: Analiza la forma que adoptan la mayoría de los minerales cuando las condiciones de formación son favorables.

Clasificación de las Rocas

• Sedimentos: Materiales sueltos resultantes de la meteorización y erosión de rocas preexistentes.
• Rocas Ígneas: Se forman cuando el magma se enfría y solidifica.
• Rocas Sedimentarias: Se originan cuando los sedimentos se comprimen y cementan (proceso conocido como litificación).
• Rocas Metamórficas: Resultan de la transformación de rocas preexistentes (ígneas, sedimentarias o metamórficas) debido a cambios en la temperatura y/o presión.

Tipos de Proyectos de Exploración Minera

• Brownfield: La exploración se desarrolla cerca de yacimientos conocidos, donde la geología y el potencial de la zona ya son parcialmente comprendidos.
• Greenfield: Implica iniciar la exploración desde cero en una nueva región, con poca o ninguna información geológica previa.

Modelos Geológicos

• Empírico: Descriptivo, basado en la observación.
• Teórico: Genético, basado en procesos de formación.

Clasificación de Cuerpos Mineralizados

• Discordantes:
  • Regulares (Tabulares y Tubulares)
  • Irregulares
• Concordantes

Métodos Geofísicos de Exploración

La geofísica aplica principios físicos para investigar las propiedades del subsuelo. A continuación, se describen algunos métodos clave:

• Gravimetría: Método que permite determinar diferencias entre el campo de gravedad regional y local, lo que indica variaciones en las densidades de las rocas.
• Magnetometría: Técnica utilizada para la detección de minerales con propiedades magnéticas.
• Resistividad: Mide la resistencia que ofrece el terreno al paso de una corriente eléctrica, revelando la conductividad de los materiales.
• Polarización Inducida (IP): Evalúa la capacidad del terreno para mantener una carga eléctrica, útil para identificar minerales diseminados.

En resumen, la Geofísica utiliza diversas técnicas para la exploración, incluyendo la Magnetometría, la Polarización Inducida y la Radiometría.

Tipos de Sondeos para Exploración

• Sondeo de Percusión-Rotación: Utiliza un martillo accionado verticalmente. Permite determinar leyes, es de bajo costo, pero la información geológica obtenida es limitada.
• Sondeo con Recuperación de Testigo (Diamantina): Es un método más costoso, pero proporciona una gran cantidad de información geológica detallada mediante la extracción de un tubo hueco de roca (testigo).
• Sondeo de Aire Reverso: Son populares debido a su gran velocidad de perforación.

Métodos de Estimación de Recursos Minerales

Métodos Clásicos

Estos métodos son de fácil aplicación, comunicación y entendimiento, adaptándose a todo tipo de mineral. Sin embargo, presentan desventajas como la sobreestimación de reservas, posibles errores significativos y ponderación arbitraria.

• Método de la Media Aritmética
• Método de los Polígonos
• Método de las Celdas

Métodos Geoestadísticos

Ofrecen resultados matemáticos más óptimos, aunque son más complejos de aplicar, especialmente cuando los datos son escasos en las primeras etapas de estudio. Permiten el suavizado o uniformado de datos.

• Método de los Contornos: Utilizado cuando existen tendencias claras en la distribución de los datos.
• Método de la Ventana Móvil: Aplicado cuando se dispone de una malla de sondeo irregularmente distribuida y la ley presenta una distribución errática.
• Método del Inverso a la Distancia (IDW): Asigna mayor peso a las muestras cercanas. Se adapta mejor a estimaciones locales, pero no funciona bien con agrupaciones de datos y puede dar demasiado peso a las muestras muy cercanas, además de no estar definido en d=0.

Limitaciones Generales de los Métodos de Estimación:

• No siempre se conoce el porcentaje de error.
• Posibles anisotropías no consideradas.
• Carácter empírico y excesivamente geométrico.
• Asunción de equidistancia.
• Sesgo condicional (sobreestima leyes altas y subestima leyes bajas).

Etapas de un Proyecto Minero

1. Exploración
2. Evaluación de Pre-factibilidad
3. Factibilidad
4. Desarrollo
5. Producción
6. Extensión/Expansión del Proyecto
7. Fin de Producción/Cierre de Mina

Fluidos Hidrotermales Intrusivos

Los fluidos hidrotermales intrusivos que emanan de la intrusión magmática son cruciales, ya que mineralizan la roca y generan, a través de las intrusiones y pulsos magmáticos, el fracturamiento de la misma.

Diaclasas vs. Fallas

La principal diferencia entre una diaclasa y una falla radica en que las fallas presentan un desplazamiento relativo entre los bloques de roca, mientras que las diaclasas son fracturas sin movimiento aparente.

Clasificación de Recursos y Reservas Minerales

Tipos de Recursos (según conocimiento y certeza geológica):

• Medidos: Alto nivel de certeza geológica.
• Indicados: Nivel medio de certeza geológica.
• Inferidos: Nivel bajo de certeza geológica.

Tipos de Reservas:

• Probadas: Solo pueden ser conformadas por recursos medidos.
• Probables: Basadas en recursos indicados y, en algunos casos, medidos.

Principios de Muestreo y Preparación de Muestras

Reglas para el Cortador Riffle:

• Debe tener al menos 12 canales.
• El número de canales debe ser par.
• La abertura de los canales debe ser mayor que 2 veces el diámetro máximo de las partículas.
• Alimentar o cargar la muestra lentamente desde el centro.

Selección del Cortador Radial:

• Mantener una proporción de finos/gruesos de 1:3.

Regla General para Abertura de Muestreadores:

• El diámetro de la abertura debe ser mayor a 3 veces el tamaño máximo de la partícula.

Zonas de Subducción y su Relevancia en la Exploración Minera

Una zona de subducción es un margen convergente entre placas tectónicas, donde ocurre, por ejemplo, el deslizamiento de una corteza oceánica (como la Placa de Nazca) bajo una continental (como la Placa Sudamericana). Estas zonas son de vital importancia para la formación de arcos magmáticos o volcánicos, como el arco volcánico de la Cordillera de los Andes. A estos arcos se relaciona la ocurrencia de yacimientos hidrotermales vinculados con el magmatismo, por ejemplo, los de tipo Pórfido Cuprífero, como el de Chuquicamata.

Por lo tanto, estas zonas constituyen un excelente lugar, región o metalotecto para realizar actividades de exploración minera en sus distintas etapas. Por ejemplo, se puede iniciar esta etapa con exploración básica generativa, definiendo áreas prospectivas.

La Exploración Minera: Riesgos, Costos y Valor

La exploración minera es una actividad de inversión de alto riesgo, con un retorno de la inversión a mediano o largo plazo. Su objetivo principal es descubrir recursos naturales o minerales que puedan ser explotables económicamente.

La probabilidad (p) de encontrar un yacimiento es intrínsecamente baja; es posible dedicar toda una vida a la exploración sin hallar un depósito mineral que se convierta en una mina. Se estima que la probabilidad de éxito puede oscilar entre el 0.1% y el 1%. Los costos de exploración pueden variar entre 1 y 50 millones de dólares en un período de 1 a 5 años.

El éxito en el negocio de la exploración radica en aumentar la probabilidad de encontrar un yacimiento y en reducir los costos asociados. El valor de la exploración (Ve) se puede expresar mediante la siguiente fórmula:

Ve = p * VAN – Costo de Exploración

La exploración puede ser de tipo Greenfield (en zonas sin actividad minera conocida y desarrollada) o Brownfield (en zonas aledañas a polos de desarrollo minero existentes).

Fases y Conceptos Clave en Exploración

• La Exploración Básica se divide en Exploración Generativa y Exploración de Seguimiento.
• Factores clave en proyectos mineros: Comerciales, Geológicos, Ingenieriles, Medioambientales y Sociales.

Definiciones Fundamentales

• Un Mineral es una sustancia que ocurre naturalmente, es sólida, posee una estructura cristalina, es inorgánica y puede ser descrita por una fórmula química.
• Una Roca es una masa sólida de origen natural compuesta por uno o más minerales.
• Elementos más comunes en la corteza terrestre: Oxígeno, Sílice, Hierro, Aluminio.
• Exfoliación: Se refiere a la dirección preferente de la ruptura en un mineral.

Formación de Yacimientos Tipo Pórfido Cuprífero

La formación de un Pórfido de Cobre implica dos fenómenos principales:

1. Estratificación Magmática: Primero, se produce un fenómeno de estratificación en la cámara magmática a medida que los minerales cristalizan bajo distintas condiciones de presión y temperatura. Los minerales cristalizados comienzan a decantar.
2. Alteración Hidrotermal: Segundo, ocurre un fenómeno de alteración hidrotermal causado por el agua contenida originalmente en la cámara magmática. Esta agua, caliente y a alta temperatura, fractura la roca huésped y dispersa los minerales solubles en dichas condiciones de presión y temperatura, diseminando los minerales de cobre.

Diferencia entre Recurso y Reserva Mineral

Un Recurso Mineral corresponde a la porción de una zona mineralizada que tiene el potencial de ser extraída. Por otro lado, una Reserva Mineral es la porción de una zona mineralizada que ha demostrado ser económicamente viable para su extracción, es decir, que tiene un beneficio económico al ser explotada.