Fundamentos de Depósitos Minerales Económicos y Métodos de Exploración

Tipos de Depósitos Económicos

Existen diferentes categorías para clasificar la importancia económica de un depósito mineral:

• Económico: Generalmente considerado si genera ingresos proyectados mayores a 20 millones (Nota: especificar unidades, ej. USD) y presenta una Tasa Interna de Retorno (TIR) superior al 10%.
• Significante: Aquel con ingresos proyectados mayores a 500 millones (Nota: especificar unidades).
• Clase Mundial (World Class): Depósito capaz de operar continuamente, incluso durante periodos de precios bajos del mineral, y que se posiciona competitivamente en el tercio inferior de la curva de costos de producción por unidad de mineral a nivel global.

Es fundamental entender que todos los depósitos minerales explotables son, en esencia, anomalías geológicas. Requieren un proceso natural de enriquecimiento de uno o más elementos químicos muy por encima de su concentración promedio en la corteza terrestre.

Objetivos de la Exploración

El objetivo principal de la exploración minera es:

• Buscar y definir anomalías geológicas significativas.
• Descubrir el máximo número posible de depósitos con potencial económico.

El atractivo de inversión para la exploración en una región o país suele evaluarse combinando el índice de potencial minero (favorabilidad geológica) con el índice de situación política y social (riesgo país).

Métodos de Prospección y Exploración

Se utilizan diversas técnicas para encontrar y delinear depósitos minerales:

Métodos Geológicos

• Recopilación y análisis de información geológica preexistente (mapas, informes, bases de datos).
• Estudio de fotografías aéreas e imágenes satelitales (sensores remotos).
• Reconocimiento aéreo y mapeo geológico de superficie.
• Mapeo detallado de sondajes.

Métodos Geoquímicos

• Muestreo sistemático de sedimentos de corriente, suelos, aguas, vegetación o rocas.
• Análisis químico (ensayos) de las muestras para detectar anomalías en la concentración de elementos.

Métodos Geofísicos

Detectan contrastes en las propiedades físicas de las rocas:

• Aerotransportados (Aéreos): Magnetometría, Electromagnetismo, Radiometría (gamma).
• Terrestres: Gravimetría, Magnetometría, Métodos Sísmicos, Métodos Eléctricos (ej. Polarización Inducida - IP, Resistividad).

Propiedades Físicas de Contraste

Los métodos geofísicos se basan en medir diferencias en:

• Propiedades eléctricas (conductividad, cargabilidad).
• Propiedades magnéticas (susceptibilidad magnética).
• Densidad (contraste gravimétrico).
• Velocidad de propagación de ondas sísmicas.
• Propiedades térmicas.

Tipos de Muestreo Geológico

La obtención de muestras representativas es crucial:

Muestreo en Canales y Zanjas

Se realiza directamente sobre afloramientos rocosos o excavaciones superficiales. Está dirigido a cortar estructuras mineralizadas (vetas, mantos). Permite evaluar el contenido (ley) y la distribución espacial de la mineralización visible.

Muestreo de Sondajes de Diamante (DDH - Diamond Drill Holes)

Proporciona una recuperación de testigo de roca continuo, ideal para cortar y estudiar estructuras geológicas en profundidad. Permite avances de 40-80 metros por día y facilita enormemente la interpretación geológica detallada (litología, alteración, estructuras, mineralización).

Muestreo de Sondajes de Aire Reverso (RC - Reverse Circulation)

Recupera la muestra en forma de detritos o "chips" de roca, transportados a la superficie por aire comprimido. Es un método de perforación más rápido y económico que el DDH, pero presenta un mayor riesgo de contaminación cruzada entre intervalos de la muestra.

Clasificación de Yacimientos Minerales

Los yacimientos se clasifican según diversos criterios:

Según Ambiente de Formación

Agrupa depósitos con características geológicas y procesos formadores similares. Algunos tipos importantes son:

• Pórfidos (principalmente Cu, Mo, Au)
• Skarn (Fe, Cu, Au, W, Sn, Zn, Pb)
• Epitermales (Au, Ag, Cu)
• Tipo Carlin (Au diseminado en rocas sedimentarias)
• Depósitos de Metales Base (ej. VMS, MVT, Sedex - Zn, Pb, Cu)
• Relacionados con Estratos Sedimentarios (ej. Hierro bandeado - BIF, fosfatos)
• Acumulaciones de Óxidos
• Acumulaciones de Sulfuros
• Zonas de Enriquecimiento Supergeno (formadas por meteorización)
• Depósitos Hipógenos (formados en profundidad)
• Depósitos Sedimentarios (ej. Placeres de Au, Sn, diamantes)

Estos se agrupan comúnmente bajo el concepto de "Ambientes de Formación".

Según Genética (Origen)

• Primario (Hipógeno): Formado directamente a partir de un magma o fluidos hidrotermales asociados.
• Secundario (Supergeno): Formado por alteración de rocas o minerales preexistentes mediante procesos de meteorización (oxidación, lixiviación, enriquecimiento secundario). Puede ser por alteración química o mecánica.
• Metamórfico: Formado por la transformación de rocas o minerales preexistentes debido a altas temperaturas y/o presiones.

Según Relación con la Roca Caja (Roca Huésped)

• Epigenético: La mineralización es posterior a la formación de la roca huésped. Se introduce en ella (ej. vetas, reemplazos).
• Singenético: La mineralización se forma simultáneamente con la roca huésped (ej. capas de sulfuros masivos volcanogénicos - VMS, placeres, depósitos sedimentarios estratiformes).

Características de los Pórfidos

Son un tipo de depósito de gran importancia económica:

• Asociados a intrusiones félsicas a intermedias.
• Presentan alteración hidrotermal penetrativa, extensa y típicamente zonal (con patrones concéntricos) dentro y alrededor del cuerpo intrusivo.
• La mineralización (principalmente sulfuros primarios como calcopirita, molibdenita, bornita) ocurre diseminada en la roca y/o concentrada en sistemas de vetillas entrecruzadas (stockworks).
• Son depósitos de gran volumen y bajo a medio ley, con diámetros que pueden alcanzar varios kilómetros (hasta 6 km² o más).

Evaluación de Recursos y Reservas Minerales

Esta etapa es crítica en la viabilidad de los proyectos mineros. Su objetivo es:

• Cuantificar la calidad (leyes de los elementos de interés) y la cantidad (tonelaje) de los recursos minerales presentes en el depósito.
• Estimar el error o incertidumbre asociado a esta cuantificación.
• Definir, mediante la aplicación de factores modificadores (mineros, metalúrgicos, económicos, legales, ambientales, sociales), la porción del recurso que es técnica y económicamente explotable: la reserva mineral.

Pasos para la Cuantificación de Recursos

1. Interpretación del depósito: Desarrollo de un modelo geológico tridimensional que represente la geometría y características del yacimiento.
2. Análisis exploratorio de datos: Estudio estadístico de las leyes, evaluación de la representatividad de las muestras y detección de posibles sesgos.
3. Análisis de continuidad espacial: Estudio de cómo varían la mineralización y las leyes en el espacio (usando herramientas como variogramas en geoestadística).
4. Estimación de leyes y volúmenes: Asignación de leyes a bloques de un modelo tridimensional utilizando métodos geoestadísticos (ej. Kriging) o convencionales (ej. inverso de la distancia).
5. Estimación del error: Cuantificación de la incertidumbre asociada a las leyes estimadas en cada bloque.
6. Validación del modelo: Comparación de las estimaciones del modelo con los datos de sondajes y producción (si existe).

Interpretación del Depósito

Consiste en integrar toda la información disponible para construir el modelo geológico:

• Análisis de planos de planta y secciones verticales, a menudo usando contornos de valores (isoleyes, contornos de alteración, etc.).
• Interpretación conjunta de: mineralización, tipos y distribución de alteración hidrotermal, litología (tipos de roca), estructuras geológicas (fallas, pliegues), estratigrafía (si aplica).
• Visualización e interpretación en software especializado en modelamiento 3D.

Para asegurar que las estimaciones sean válidas, es crucial definir dominios geológicos dentro de los cuales las características geológicas y estadísticas de las variables (ej. leyes) sean razonablemente homogéneas. Estos dominios se basan en la geología (litología, alteración, estructura) y se validan con estadística descriptiva.

Definiciones Clave:

• Estadística: Ciencia que recolecta, organiza, resume, presenta y analiza conjuntos de datos numéricos para obtener conclusiones válidas y apoyar la toma de decisiones.
• Geoestadística: Rama de la estadística aplicada específicamente al contexto geológico y espacial. Estudia la correlación espacial de las variables regionalizadas (datos geológicos), permitiendo estimar valores en localizaciones no muestreadas, simular posibles distribuciones espaciales, cuantificar la incertidumbre de las estimaciones y optimizar el diseño de muestreos futuros.

Aplicaciones Geoestadísticas Comunes

• Análisis variográfico: Cuantifica la continuidad espacial.
• Kriging: Método de estimación óptimo (insesgado y de mínima varianza) que utiliza la estructura espacial de los datos.
• Simulación condicional: Genera múltiples realizaciones equiprobables de la distribución espacial de las leyes, útiles para evaluar la incertidumbre y el riesgo.
• Nota: La mención original a "Regresión log normal" y "Promedio ponderado" era muy escueta. La geoestadística ofrece métodos más robustos como el Kriging. El promedio ponderado simple (como el inverso de la distancia) es un método más básico.

Modelos Geológicos

El modelo geológico es la representación tridimensional integrada del conocimiento sobre el yacimiento:

• Combina interpretaciones de las características litológicas, estructurales, de alteración y de mineralización.
• Sirve de base para la estimación de recursos y la planificación minera.
• Los modelos pueden volverse complejos, especialmente en depósitos con múltiples eventos mineralizadores o fuerte control estructural. Pueden definir varias poblaciones o dominios geológicos distintos, por ejemplo: zona lixiviada (sin valor económico), zona de óxidos de baja ley, zona de óxidos de alta ley, zona de enriquecimiento supergeno (sulfuros secundarios), y zona hipógena o primaria (sulfuros primarios).