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Cátedra de Geología de Minas Facultad de Ciencias Naturales y Museo UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA APUNTES DIDÁCTICOS DE GEOLOGÍA DE MINAS Temas: Introducción. Riesgo. Evaluación regional. Toma de decisiones Raúl Fernández Marzo de 2018 La serie de notas o apuntes didácticos de la Cátedra de Geología de Minas, constituye sólo una guía de los temas que son abordados en esta materia y no pretende tener la categoría ni de material completo ni de libro de texto. En los años en que se ha dictado la materia, los hallazgos, por parte de los alumnos y docentes, de errores y/o de desarrollos confusos, así como los cambios que se introducen periódicamente a los efectos de su actualización, llevan a continuas revisiones de estos apuntes. En ciertas ocasiones el contenido cubre la totalidad del desarrollo que se da en clase; en otras sólo presentan algunos fundamentos y su profundización y aplicación se brinda en las clases correspondientes. Estos apuntes fueron confeccionados tomando como base la experiencia y conocimientos de los docentes, pero además tienen una fuente bibliográfica de gran amplitud, dada la diversidad de temas que se tratan. Se han consultado tanto libros de texto específicos como artículos de revistas periódicas, los que figuran al final de cada tema. Gran parte de esa bibliografía puede ser proporcionada a los alumnos de la materia por los docentes de la cátedra. Debe mencionarse que por ser Geología de Minas una materia optativa de la Facultad de Ciencias Naturales y Museo (UNLP) que es tomada por estudiantes avanzados en la carrera o por estudiantes de postgrado, hay numerosos temas, definiciones y términos que, se considera, fueron impartidos previamente en otras materias y por lo tanto no están comprendidos en estos apuntes ni en el desarrollo del curso. Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 1 1. INTRODUCCIÓN AL CURSO DE GEOLOGÍA DE MINAS 1.1. ALCANCE DE LA MATERIA En su sentido más amplio la Investigación Minera (IM) comprende a todos los estudios y actividades previas y contemporáneas que hacen viable un desarrollo minero, es decir, la explotación de yacimientos minerales. Aunque este desenlace se logra en muy pocas ocasiones, establece claramente su objetivo. Los contenidos que se abordan en esta materia forman parte de la investigación minera, la cual por su propia naturaleza reúne elementos muy diversos, principalmente los aportados por las ciencias geológicas, pero también son de gran importancia los aspectos ingenieriles relacionados con las tecnologías mineras y metalúrgicas o de tratamiento de minerales. Sin embargo resulta fundamental comprender que todos sus componentes están condicionados y ajustados por imposiciones financieras y económicas, locales o globales, del presente o de un -más o menos- cercano futuro. Sintéticamente puede decirse que el concepto de Investigación Minera se rige "maquiavélicamente" por: los medios son esencialmente geológicos -aunque no exclusivamente- pero el fin es económico. De lo señalado más arriba, se desprende que este tipo de investigación comprende una variedad de aspectos relacionados a la actividad minera, que van desde el hallazgo hasta la producción y el cierre de una mina. En este sentido, los temas que aborda la investigación minera apuntan a definir las siguientes cuestiones: 1) Tipos de yacimientos que pueden encontrarse en un territorio (geológicamente) determinado, 2) Cantidad y localización de potenciales yacimientos en una región, 3) Composición y dimensionamiento de cada uno de ellos, 4) Modo apropiado para su explotación minera, 5) Proceso idóneo para el tratamiento de los minerales extraídos, 6) Procedimiento industrial para el aprovechamiento de las materias primas producidas. A estos deben agregarse los estudios ambientales, que son comunes a todas las actividades a desarrollar. Fig. 1. Campos relacionados a las actividades de investigación minera y alcances del Curso Geología de Minas Dentro de esa amplitud de temas que comprende la investigación minera, en esta materia se abordan principalmente las actividades relacionadas con los puntos (2) y (3). Por esta razón, si bien los conceptos vertidos en este apunte pueden adaptarse al conjunto de la IM, son más específicos para las acciones englobadas bajo el término exploración que es el eje principal de esta materia (Figura 1) y comprende a las operaciones encaminadas directa y económicamente a la localización y conocimiento de mineralizaciones cuyo tamaño, composición, texturas mineralógicas, contenidos útiles y ubicación geográfica, permitan -mediante adecuadas operaciones de extracción y tratamiento- su aprovechamiento económico. Las actividades de exploración no concluyen cuando una mina entra en producción (explotación), sino que normalmente continúan durante esa etapa tanto para pasar recursos a reservas como para alumbrar nuevos recursos, por lo que también se tratarán aspectos relacionados al control de leyes y tonelajes durante esa fase, así como los controles que permiten asegurar o modificar los recursos mineros estimados por la exploración. Región virgen Búsqueda (prospección) Exploración Forma. Dimensiones. Controles.Mineralogía Ley. Tonelaje. Factibilidad Explotación minera Tratamiento Metalurgia Refinado Comercialización Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 2 El planteo de cualquier exploración debe incorporar dos importantes conceptos: riesgo e incertidumbre. Riesgo e incertidumbre atraviesan a las diversas fases de exploración así como a la prospección y la producción; por esta razón son contemplados en todo el desarrollo de la materia, enfatizando que las sucesivas etapas de exploración tienen por objetivo disminuirlos o minimizarlos. 1.2. LA EXPLORACIÓN COMO SISTEMA La exploración minera (o la investigación minera en sentido amplio) puede considerarse como un “sistema”. Este término debe entenderse como un complejo de elementos que interactúan y se modifican entre sí. Algunas de estas interrelaciones se producen entre elementos internos o propios y otras, debido a elementos externos. La comprensión de estas interacciones y modificaciones entre los distintos elementos y sus componentes, es esencial para elaborar la estrategia y una adecuada planificación de la exploración. 1.2.1. Elementos internos Son definidos por la estrategia y metodología de la exploración. Podría considerarse que son relativamente fijos y establecidos conforme a experiencias y antecedentes a nivel local, regional o mundial. No obstante es necesario alertar sobre algunos aspectos contradictorios que pueden influir de acuerdo a quienes la planifiquen; como dos visiones extremas se señala: - una exploración completamente aleatoria o al azar, - una exploración puramente científico-académica Ninguna estrategia basada exclusivamente en estos criterios debería regular la exploración; esta debe concebirse como una actividad económica y este carácter es un importante elemento interno que motivará y controlará todas las operaciones. La exploración y sus elementos organizacionales debe concebirse como actividades en el interior de un triángulo cuyos vértices son (Figura 2): el capital disponible para realizarla, el riesgo (probabilidad de éxito) y que beneficio potencial tendrá un hallazgo. Fig. 2: variables que controlan la organización de la exploración minera 1.2.2. Elementos externos Como se señaló previamente, el objetivo de la exploración (o de la investigación minera en el sentido más amplio) es el hallazgo de un yacimiento mineral que posteriormente pueda ser motivo de un aprovechamiento económico. En el sistema, el yacimiento es el elemento externo que interactúa indefectiblemente con los internos, p.ej. el tipo, forma, tamaño y profundidad a la que se encuentra, influye en la elaboración de la estrategia y técnicas de exploración.Yacimiento mineral es una manera general de señalar el elemento externo ya que su definición suele ser ambigua. Hay quienes le asignan connotaciones primordialmente económicas, es decir "una masa de mineral susceptible de explotación económica inmediata" y quienes dejan de lado ese fuerte condicionamiento económico y lo utilizan para "acumulaciones anormales de una sustancia". Ante estas concepciones y con el fin de planificar la exploración, resulta adecuado precisar ese objetivo. Cox y Singer (1986) utilizaron tres categorías: - Ocurrencia (manifestación) mineral: es una acumulación de minerales que puede ser considerada notable o que tiene interés científico - Depósito mineral: es una “manifestación mineral” que por su ley y tonelaje puede considerarse potencialmente económica INVERSIÓN DISPONIBLE PROBABILIDAD DE ÉXITO BENEFICIO ESPERABLE EM Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 3 - Depósito de mena: es un “depósito mineral” que por su ley, tonelaje, accesibilidad (entre otros factores) puede ser aprovechable económicamente de manera inmediata. Una exploración que comienza en la fase de concepción o generación de proyecto (puede decirse “desde cero”) seguramente se inicia con el reconocimiento de manifestaciones minerales, prosigue con el estudio del (de los) depósito mineral y finalmente, asumiendo q2ue los resultados de las etapas anteriores fueron satisfactorios, culmina con el examen del depósito de mena. Para cada paso es necesario diseñar una estrategia y planificar su desarrollo de modo que sea el adecuado para el objetivo especificado, conforme a las categorías señaladas. 1.2.3. Pilares de la exploración minera Desde el punto de vista operativo, es necesario tener en cuenta que los elementos internos y externos mencionados también son la consecuencia de la interrelación entre los distintos componentes que sustentan un programa de exploración. Esencialmente hay tres componentes. Componente geológico: un yacimiento se forma por la combinación de condiciones y procesos geológicos, por lo tanto los factores geológicos constituyen la base permanente sobre la cual se sostienen todas las actividades. El objeto buscado, su emplazamiento, las guías para su localización y reconocimiento, el ámbito de acción, etc., todo está inmerso en las ciencias geológicas. Componente tecnológico: Comprende todo lo relativo a los medios a aplicar. Además de los aspectos geológicos se emplean métodos de sensoramiento remoto, geoquímicos, geofísicos y mecánicos. Debe resolverse cual/cuales son los métodos más adecuados para el tipo de yacimiento buscado y estar lo suficientemente informados sobre los avances tecnológicos que provean los mejores resultados. Componente metodológico: Es el "hilo" ordenador que contribuye a la aplicación conveniente de las técnicas idóneas para una exploración concreta y busca definir el ordenamiento y dosificación de las tareas unitarias que integran el proyecto. Retomando la figura 2, es evidente que el componente geológico tendrá gran influencia en el beneficio esperado (relacionado a la ley y tonelaje del depósito). Los componentes tecnológico y metodológico están más ligados a las probabilidades de éxito y a la inversión disponible. Esta última, como capital de exploración, impone ciertas características a la planificación ya que no es que esté disponible en su totalidad desde el inicio sino que se toma la decisión de invertir sólo para una determinada acción, subetapa o etapa. La figura 3 muestra esquemáticamente una secuencia de etapas y toma de decisiones durante la exploración minera Normalmente se comienza por las acciones que requieren menos inversiones (de bajo costo) que, si bien brindan sólo una información general, aumentan el grado de conocimiento de la región a investigar. Luego se pasará a otras etapas, que a pesar que significan una mayor inversión, el análisis minucioso de la información adquirida en la etapa anterior, justificará ese nuevo emprendimiento y permitirá convencer a los financistas de hacer los desembolsos. Fig. 3. Secuencia de trabajos y opciones para la toma de decisión en una exploración minera convencional (tomado de Koch y Link, 1986). No este año Nunca Ningún área merece ser explorada Se detiene el trabajo Se detiene el trabajo No este año Nunca No explotable al presente Nunca explotable Se cierra perma- nentemente Se cierra tempo- rariamente SI S I S I S I S I S I S I N O N O N O N O N O N O N O Decisión sobre la exploración Decisión en la etapa de Pre-búsqueda Lista con prioridades de posibles área a explorar Decisión sobre el área Etapa de exploración. Descubrimiento de un “blanco” prospectivo Lista con prioridades de prospectos a evaluar Decisión sobre la evaluación del prospecto Etapa de evaluación. Encontrar un cuerpo explotable? Etapa de extracción Da ganancias? Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 4 1.2.4. Funciones del Geólogo Sin realizar un análisis detallado de las funciones del geólogo (en general es el “grupo” de geología) se mencionan a título de ejemplo algunos de los asuntos en que tiene mayor responsabilidad. A los fines prácticos podemos dividir las actividades en la exploración y durante la explotación de la mina. El “geólogo de exploración” debe reconocer, evaluar y responder a muchos problemas inherentes a esa actividad; seguramente se hará o le harán las preguntas: ¿Cuánto? ¿Dónde? y ¿Cómo? debe invertirse. Si bien debe determinar los costos y confeccionar los presupuestos, la economía empresarial definirá la ocasión y montos, es decir el “cuanto”; pero la geología -y en definitiva el geólogo- se encargarán de aportar respuestas al problema de "donde" y "como" actuar. Entre las tareas que seguramente debe enfrentar, vale mencionar: - análisis y selección de las regiones más propicias y formulación de/de los tipos de yacimientos que pueden encontrarse - elaboración de la estrategia y aplicación de las técnicas que posibiliten la más provechosa obtención de datos. - clasificación, análisis y evaluación de la información obtenida, en general, de origen múltiple. - estimación de recursos y reservas; actualmente este tema es motivo de análisis cada vez más exhaustivos y son llevados a cabo por equipos multidisciplinarios sobre todo en lo que respecta a las reservas. El “geólogo de mina” (el departamento de geología de una mina en actividad) se encarga del control de leyes, de los mapeos minuciosos y detallados que permitan identificar fehacientemente los factores geológicos que afectan a la explotación y de la actualización periódica de recursos y reservas. 2. FACTORES DE RIESGO En el contexto de esta materia, el riesgo puede considerarse como la exposición de un individuo o institución a una posible pérdida (p.ej. el capital de exploración); el término combina la probabilidad de que un evento ocurra (a menor probabilidad mayor riesgo) con las consecuencias que traería la ocurrencia (o no) de ese evento. La incertidumbre se relaciona a la dificultad de asignar un único valor a un posible evento, debido a la variabilidad de ese evento alrededor del valor de su media; desde luego es parte integrante del riesgo y puede cuantificarse por la diferencia entre el valor verdadero de un resultado natural respecto a un estimador de su valor. El riesgo es intrínseco a la exploración minera, lo cual puede captarse fácilmente por el hecho que el estudio de mineralizaciones se realiza por observaciones puntuales y/o muestras que luego se “extienden” a volúmenes muchísimo mayores que los originales (normalmente algunos miles de veces) en el que desconocemos si esa característica (p.ej. ley) se presenta o cual es su variabilidad. Como se ha definido, el riesgo es la probabilidad de éxito (o por su contrario, de fracaso) esto es encontrar un yacimiento explotable económicamente. Diversos factoresinfluyen en la estimación de dicha probabilidad. Partiendo de que esos factores también son probabilísticos, Azcárate (1982) propuso que el riesgo medio, indicado por la probabilidad de éxito Pi, está dado por: Pi= N(s) x P(y) x P(t) x P(r) x P(g) x P(E) N(s): representa el número medio de mineralizaciones que, estadísticamente, suele contener un área de la corteza terrestre análoga en superficie (s) a la investigada. Esto puede obtenerse teóricamente de "modelos de ocurrencia numérica". Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 5 P(y): es un parámetro que modifica al anterior, señalando que del total N(s) un número restringido de ellos corresponde al tipo de yacimientos (y) que se buscan. En el dimensionamiento de P(y) interviene decisivamente la constitución geológica-metalogénica del área (s). P(t): mide la relación media entre el número de yacimientos (y) que serán evidenciados con el uso de la técnica (t), respecto al número total de yacimientos (y) realmente existentes en el subsuelo. P(r): mide restricciones económicas que limitarán la aplicación de la técnica (t). Por esto, con el sistema parcial de observaciones practicadas por esta limitación, una fracción de los yacimientos -que en principio serían detectados mediante (t) permanecerá desconocida tras la ejecución de solamente (r) estudios efectuados. P(g): hace referencia a que, aún detectadas algunas de las mineralizaciones (y) es posible que sólo parte sea realmente evidenciada por el grupo (g) de exploración, alguna de las cuales le pasen inadvertidas. P(E): evalúa la proporción de entre todos los yacimientos del tipo (y) los que resultan económicamente explotables. Por su estrecha relación geológica, el producto N(s) x P(y) pueden fundirse en uno sólo: [N(y)s] esto es el "número medio de yacimientos del tipo (y) encontrados en (s)". Asimismo P(t), P(r) y P(g) también pueden reunirse en un único valor, llamado "Probabilidad media de detección" [P(d)]. Así la expresión de la probabilidad de éxito Pi, se simplifica en: Pi= N(y)s x P(d) x P(E). Esta fórmula destaca los tres factores fundamentales que determinan el riesgo de una exploración: PRESENCIA [N(y)s] DETECTABILIDAD [P(d)] ECONOMICIDAD [P(E)] Los tres están interrelacionados y nunca son conocidos y dominados plenamente, sino sólo a través de probabilidades. Estas probabilidades son independientes, es decir la existencia de un yacimiento en un área determinada, no quiere decir que se va a detectar, ni tampoco que será económico, es por ello que estos factores, en la ecuación, se multiplican. La asignación de probabilidades a los resultados esperados durante el desarrollo de una exploración minera se está haciendo una práctica común, sobre todo siguiendo los logros que alcanzó este método en la industria petrolera. De todos modos no es una tarea sencilla y, a diferencia del petróleo, hay una gran variedad de tipos de yacimientos y no abundan los casos en que hay suficiente experiencia e información para estimar probabilidades. A continuación se señalan las herramientas clásicas (p.ej.: modelos) a las que suele recurrirse para establecer probabilidades a cada uno de los factores de riesgo mencionados precedentemente. En secciones posteriores de este apunte se abordan algunos conceptos y herramientas más novedosos, cuyas aplicaciones para asignar probabilidades se desarrollan o están en progreso en la actualidad. Finalmente se muestra el uso de la combinación de probabilidades, beneficio y capital del triángulo presentado en la figura 2. 2.1. PRESENCIA DE DEPÓSITOS MINERALES La probabilidad de la presencia de yacimientos en una región se evalúa a partir de datos indirectos y comparaciones usando conceptos geológicos y modelos de depósitos minerales, numéricos o probabilísticos. Fundamentalmente, estas evaluaciones se realizan para predecir la cantidad de recursos (o bien de depósitos minerales) no descubiertos. 2.1.1. Provincias metalogénicas. Distritos mineros. Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 6 Cuando se decide desarrollar actividades de exploración minera y se comienza “desde cero”, seguramente se plantearán dos opciones estratégicas distintas: - determinar Recursos y Reservas de un metal específico (p.ej. cobre), o - determinar Recursos y Reservas en una región específica, sin importar que materiales. Sea cual fuese la estrategia planteada, a los fines de estimar la presencia de depósitos minerales el geólogo de exploración recurre en primer lugar a conceptos generales de distribución de yacimientos y argumenta su programa sobre conceptos geológico-mineros. Es decir, si se trata de la búsqueda de un metal determinado, debe definir aquellas unidades geológicas que por sus características y por los procesos geológicos que en ella han tenido lugar, constituyan áreas potencialmente aptas para albergar concentraciones minerales portadoras del metal en cuestión. Por el otro lado, deberá definir dentro de una región con determinadas características geológicas, cuales rasgos y que sectores son los más propicios para el hallazgo de distintos tipos de mineralizaciones. En la actualidad, por un problema de especialización de sus actividades (mineras, técnicas y/o comerciales) en general las compañías mineras plantean la primera estrategia mencionada. La actividad minera estatal (nacional o provincial) por otro lado, debe o debería guiarse en mayor medida por la segunda estrategia, con el objeto de conocer el potencial del subsuelo de su propia jurisdicción. Una de las herramientas del geólogo para ordenar su trabajo en el sentido indicado -aparte de las provincias geológicas o unidades morfoestructurales- son las provincias metalogénicas. Estas comprenden regiones de varios miles de km2 en donde los procesos geológicos que tuvieron lugar en el espacio y tiempo, posibilitaron una mayor concentración de depósitos de uno o más metales respecto a las regiones vecinas. Esos son los procesos metalogénicos. Las provincias metalogénicas pueden -y en general es asi- superponerse a las provincias geológicas; p.ej. la Provincia Estannífera Boliviana comprende una región que se monta sobre las provincias geológicas de Cordillera Oriental y el Altiplano, centrada en el límite entre ambas; la Provincia de Pórfidos Cupríferos de Chile, pasa por la Puna, la Cordillera Frontal y la Cordillera Principal. Otra herramienta utilizada es el concepto de distrito minero; esto es, regiones de algunas centenas de km2 donde se concentran y se conocen yacimientos de un grupo específico de metales que están o estuvieron en explotación. Por los trabajos realizados en esos depósitos, se conocen relativamente bien sus características geomineras (morfología, disposición, contextura, relaciones geológicas, etc.); subjetivamente, estas mineralizaciones pueden ser asignadas a un proceso genético determinado que, seguramente, condicionará futuras planificaciones de la exploración. Como ejemplo puede señalarse que los distritos mineros de metales base (Pb-Zn-Ag) del tipo vetiformes, han servido de guías en exploraciones de yacimientos tipo “pórfido de cobre” (porphyry copper). Los distritos mineros suelen tener mucha importancia, especialmente cuando se combinan con los conocimientos de modelación numérica. Esta combinación nos permite reconocer que hay mayores probabilidades de hallazgo de depósitos minerales en áreas donde existen yacimientos (como los distritos mineros) y por lo tanto, sobre estas áreas, prestaremos mayor atención y buscaremos las condiciones geológicas de formación de los mismos, más que en otras. Además, esta combinación de distritos mineros y modelación numérica suele aportar que si para una región dada se tiene nx yacimientos por unidad de área (por comparación con otros distritos bien conocidos) y, en esa región solamente se reconocen nx-a yacimientos, tenemos una mayor amplitud de acciónpara intentar encontrar los a yacimientos restantes. 2.1.2. Modelos de Depósitos Minerales Estos modelos constituyen una técnica muy usada en la actualidad por los geólogos de exploración debido a que el conjunto de información descriptiva e interpretativa sobre depósitos minerales es grandiosa y dispersa. Ni siquiera un experto en uno de los aspectos de la geología de yacimientos puede Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 7 conocer toda esta información y mucho menos asimilarla. Los modelos permiten comunicar la información en una forma muy compacta, sin que se tenga que recurrir a toda una biblioteca. "Un Modelo de Depósito Mineral es un arreglo sistemático de la información que describe los atributos (o propiedades) esenciales de una clase de depósitos" (Cox y Singer, 1986). Idealmente un modelo no representa una situación o depósito particular, sino que tiene una aplicación general. Por esta razón una de las tareas más críticas en la modelación de depósitos, es distinguir las características esenciales de las características accesorias o accidentales de una concentración mineral. Existen varias clases de modelos de depósitos minerales, a los que suele asociarse un modelo de ley y de tonelaje. Los principales han sido compilados por Cox y Singer (1986) y luego ampliados en la edición de Bliss (1992). Los ingredientes básicos de modelos de depósitos minerales son las descripciones de una gran cantidad de depósitos individuales. Si es que como grupo de depósitos se pueden incluir en un conjunto de características similares, el grupo se convierte en un modelo descriptivo. Los que no poseen los mismos atributos, son trasladados a otras clases de modelos. Cuando gran parte de los atributos de un modelo son muy bien conocidos, el modelo descriptivo puede evolucionar a un modelo genético (Fig. 4). Es importante hacer notar que, el simple hecho de que se tenga un "modelo completo" no garantiza que se puedan encontrar tales depósitos, debido a que algunas características importantes pueden resultar difíciles de reconocer. Un modelo es, más que nada, una buena herramienta para la programación y diseño de la exploración. Se brinda a continuación una síntesis de los distintos tipos de modelos mostrados en la figura 4. Fig. 4: Evolución de la información necesaria para la construcción de distintos tipos de modelos de depósitos minerales (Cox y Singer, 1986) 2.1.2.1. Modelos descriptivos (o empíricos) Cada depósito mineral en particular, es único y diferente a otros; cuando numerosos depósitos comparten una gran cantidad de características constituyen un tipo y de allí puede surgir un modelo que lo representa. Los descriptivos son los modelos básicos de depósitos minerales, donde se enfatizan fundamentalmente sus características, dejando de lado los aspectos genéticos. Cox y Singer (1986) y Bliss (1992) compilaron 93 modelos descriptivos. En cada uno de ellos se consideran dos partes: el “ambiente geológico” en que se hallan y la “descripción del depósito” con las características identificatorias de los que se incluyen en el modelo. 2.1.2.2. Modelos de ley y de tonelaje A partir de varios miles de depósitos explorados detalladamente y con características bien conocidas, Cox y Singer (1986) y Bliss (1992) compilaron sus leyes y tonelajes. Con esta información construyeron modelos de ley y de tonelaje, para 71 de los 93 modelos descriptivos presentados; en los restantes no se contaba con información de exploración suficiente como para proponer un modelo de este tipo. Los modelos de ley y de tonelaje son formas gráficas que consisten en curvas de frecuencias relativas acumuladas (en escala logarítmica) de las leyes y de los tonelajes, para de cada uno de los modelos descriptivos. En la Figura 5 pueden verse algunos modelos de ley y de tonelaje que acompañan a los Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 8 modelos descriptivos. Estos modelos permiten tener una idea de que proporción de yacimientos están por encima de una determinada ley o de un determinado tonelaje. 0,6 0,7 0.8 0,9 1,0 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,025 0,1 0,4 1,6 6,3 25 100 400 0,065 0,77 9,1 n= 41 n= 41 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,16 0,4 1,0 2,5 6,3 16 40 100 Ley g/t Au Pr op or ci ón d e de pó si to s millones de toneladas 2,0 7,5 27 Modelo 25-c: Vetas epitermales tipo Comstock 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Pr op or ci ón d e de pó si to s 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Ley % Cumillones de toneladas Modelo 17: Pórfidos cupríferos 0,1 0,4 1,6 6,3 25 100 400 1600 6300 0,1 0,16 0,32 0,56 1,0 1,8 3,2 5,6 19 140 1100 0,31 0,54 0,94 n= 208 n= 208 a b c d 10 % 50 % 90 % 10 % 50 % 90 % 10 % 50 % 90 % 10 % 50 % 90 % Fig. 5. Modelos de tonelaje y ley para vetas epitermales tipo Comstock (a y b respectivamente) y para pórfidos de cobre (c y d). El número corresponde a los modelos de Cox y Singer (1986). 2.1.2.3. Modelos genéticos Son compilaciones de las propiedades de un grupo de depósitos relacionados, en los cuales se conocen las razones por las que ciertas características son favorables. Describen las características de los procesos físicos y químicos que condujeron a la formación de un depósito mineral o de mena y los atributos asociados. Estos modelos evolucionan a partir de los modelos descriptivos. Deben diferenciarse muy bien los modelos descriptivos de los genéticos. Muchos sostienen que los primeros muestran los hechos “tal cual” mientras que los segundos involucran interpretaciones y a veces están influenciados por las escuelas formativas de quienes los proponen. Muchos aspectos genéticos de la formación de yacimientos son bien conocidos y aceptados, mientras que otros constituyen problemas a resolver, sin embargo un buen número de ellos son actualmente excelentes herramientas para la exploración. Thompson (1997) señala ejemplos sobre ventajas y desventajas de la utilización de modelos descriptivos o genéticos en la exploración. 2.1.2.4. Modelos de procesos cuantitativos Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 9 Estos modelos, como un paso más a partir de los modelos genéticos, describen los procesos en forma cuantitativa. Un ejemplo pueden ser los modelos de calor y flujo de fluidos alrededor de un plutón en enfriamiento. 2.1.2.5. Modelos de Ocurrencia Numérica Predicen la probabilidad de que un yacimiento o un número n de yacimientos se presenten en una región de una superficie determinada. Las regiones clásicas que se utilizaron para definir esa probabilidad han sido el Cinturón de Abitibi (Canadá) y los Basin and Range (del Oeste de USA). Estas comparaciones proveen un orden de magnitud del parámetro de abundancia o de densidad de manifestaciones minerales en la corteza terrestre (p.ej. cuantos yacimientos por cada 100 km2 se esperan encontrar; o cuantos yacimientos de una determinada magnitud es probable encontrar en esa superficie). Para estimar dichas distribuciones naturales de densidad superficial de yacimientos se han utilizado diversas funciones matemáticas, que no se abordan en este apunte. Independientemente de los modelos expuestos en las compilaciones de Cox y Singer (1986) y Bliss (1992) conforme al conocimiento y experiencia suelen formularse diversos modelos regionales específicos con el propósito de establecer guías de exploración local, tal como el ejemplo de la figura 6. En ese sentido Kizis et al. (1997) elaboraron un modelo conceptual sobre la base de la experiencia recogida en el distrito Buffalo Valley (Nevada) situado en la faja NNO de Battle Mountain, paralela y a unos 70 km al oeste de la Faja Carlin. Este modelo permitió plantear las estrategias de exploración para depósitos de oro: profundos, medianamente profundos y debaja profundidad. Fig. 6. Sección esquemática que muestra el modelo de ocurrencias de oro relacionadas a intrusiones, de acuerdo a la experiencia en el área de Buffalo Valley (Kizis et al., 1997) 2.2. DETECTABILIDAD En las actuales circunstancias del conocimiento de depósitos minerales y/o de las regiones prospectadas con el objetivo de su descubrimiento, parece muy difícil el hallazgo de un afloramiento de un yacimiento de importancia. Por lo tanto se establece como premisa, al menos para áreas con abundantes trabajos geológicos, que en la gran mayoría de los casos los depósitos minerales estarán representados geométricamente, sólo por la proyección o la intersección sobre la superficie terrestre de una anomalía que manifiesta su eventual presencia. A partir de la experiencia que, a nivel mundial, se ha obtenido del estudio de las relaciones entre anomalías y las concentraciones minerales que las originaron, resultan dos importantes conclusiones: - el tamaño espacial de las anomalías suele ser bastante más extenso que la causa geológica que las origina. - la forma de las anomalías tiende a ser de un perímetro más regular y equidimensional, que el de la mineralización responsable. Z o n a d e C o b r e Z o n a d e O r o FALLA REGIONAL PRE- Y POSTMINERAL Nivel de erosión del blanco A Nivel de erosión del blanco B Nivel de erosión del área de Mina Buffalo Valley Nivel de erosión de los blancos D y E? Nivel de erosión del blanco F B r e c h a i n t r u s i v a Zo na d e Ba rio R oc a no a lte ra da n i m in er al iz ad a Retrógrada P r ó g r a d a y r e t r ó g r a d a ZO N AC IÓ N D E L A AL TE R A C IÓ N H ID R O TE R M AL Calcosilicatos Mármoles Carbón removilizado 3 0 0 m 3 0 0 m Nivel de erosión del blanco C? ? C o m p l e j o I n t r u s i v o G r a n o d i o r í t i c o Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 10 Estas conclusiones pueden traducirse en que el hallazgo de yacimientos será posible con pautas de muestreo más amplias que para la concentración mineral en si misma, y por lo tanto, menos costosas económicamente. Por otra parte, las formas de las anomalías, aún aquellas generadas por cuerpos tabulares o filones, pueden asimilarse -como anomalía- a una elipse más o menos estrecha. Los medios técnicos para determinar las anomalías son de gran importancia en la exploración y deben ser cuidadosamente elegidos y diseñada su forma de aplicación para lograr los resultados más favorables. Esos medios -a grandes rasgos- pueden agruparse en directos e indirectos. Los primeros corresponden a las observaciones o mapeo de campo, la toma de muestras y las perforaciones (más que anomalías permiten definir una característica geológica particular del terreno). Los segundos son los métodos geofísicos y geoquímicos (entre otros). Sobre estos últimos, debido a que no se dará un tratamiento particularizado en esta materia, en el Cuadro 1 se expone una síntesis de sus posibles y más efectivas aplicaciones de acuerdo a la experiencia internacional. Cuadro 1: Eficacia de los métodos de exploración indirectos (según Gocht et al. 1988). -- no aplicable, - raramente aplicable, 0 aplicable para evidencias indirectas, + ocasionalmente ventajoso, ++ muy ventajoso La probabilidad de detección o detectabilidad, que llamaremos P(d), depende siempre de las relaciones geométricas entre las zonas anómalas que hayan sido detectadas y el tamaño, forma y orientación de la red de observación (muestreo) diseñada. Antes de comenzar directamente con el tema se definen algunos términos que tienen validez -en general- para todos los métodos de exploración: a la alineación regular de estaciones consecutivas de observación, medición o toma de muestras, que están mínimamente distanciadas, las llamaremos "perfil" y, dentro de esta línea, el intervalo entre las estaciones sucesivas inmediatas se llama "paso". La distancia entre perfiles próximos se denominará "separación" (Figura7). sepa-ración Pe rfi l pa so Fig. 7. Líneas de exploración (perfiles) con separación s y paso p entre muestra u observaciones Por la teoría de probabilidades, la "probabilidad de detección" será una fracción obtenida a partir de: Métodos de Exploración Yacimientos de Fe Cr Cu-Pb-Zn Au Ag Sn U Hidrocarb. Magnéticos ++ 0 0 -- -- -- -- -- Geoeléctricos - - ++ 0 + -- -- -- Electromagnéticos 0 - ++ 0 + -- 0 0 Radimétricos -- -- - 0 - 0 ++ -- Gravimétricos + + 0 0 - - -- + Sísmicos -- -- -- 0 -- 0 -- ++ Geoquímicos -- - ++ + ++ 0 + - Minerales pesados + ++ - ++ -- ++ 0 -- Mercurimetría -- -- + + + -- - -- Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 11 P(d)= casos favorables/casos totales Con esto sólo se quiere señalar que el factor básico que regula las probabilidades, es la relación entre la dimensión del objetivo (en el perfil) y el paso, o más general, la relación entre el tamaño del objetivo (identifica los casos exitosos) y el distanciamiento de las observaciones (que corresponde a la totalidad de "ensayos"). Si el objetivo es de forma elíptica (Fig. 8) con sus semiejes de longitud a y b (a>b); el "aplastamiento" (λ) será: λ= b/a La búsqueda de tales anomalías deberá realizarse con una red de observaciones 1/λ más densa en la dirección del eje menor del objetivo, con el objeto de tener las mismas probabilidades P(d) en los dos sentidos. Fig. 8: Relaciones entre semiejes de la elipse (grado de achatamiento: λ) y puntos de observación Existen dos tipos principales de redes de observación (o muestreo): anisótropas e isótropas. Las primeras (rectangulares) son las mencionadas más arriba. Las redes isótropas más comunes son: cuadradas y triangulares equiláteras. En las redes rectangulares la P(d) depende de dos factores: P(d)p: probabilidad de detección del objetivo por el perfil, y P(d)t: de darse lo anterior, es la probabilidad de que el objetivo sea alcanzado por alguna de las mediciones practicadas sobre el perfil, P(d)= P(d)p . P(d)t Resulta asimismo obvio, que estos dos componentes no tienen sentido en las redes isótropas, las cuales se aplican normalmente en búsquedas "a ciegas" de modo de poder cubrir todo el territorio, o bien cuando los cuerpos son muy irregulares o distribuidos al azar. En estos casos las probabilidades se basarán en el estudio de la densidad espacial de estaciones. Debe señalarse que los costos unitarios de mover todo el equipo desde la estación de medida hasta la consecutiva más cercana (el paso), son menores a los gastos de traslado de un perfil al inmediato, de tal modo que tanto por lo mencionado en el párrafo anterior sobre el distanciamiento de observaciones con relación a la forma del objetivo y por la economía conjunta de la campaña, muchas veces se trata de detallar más los reconocimientos sobre los perfiles y aumentar su separación. 2.2.1. Densidad espacial de observaciones En ocasiones, cuando se desea reconocer una región en donde la información existente no permite una pauta de orientación de la grilla o red de exploración, puede efectuarse una red de reconocimientos de tipo isótropa. Debe entonces decidirse cual será el distanciamiento óptimo para realizar tales observaciones de modo de cubrir toda el área con el menor costo posible. Una modalidad para ello fue propuesta por Slichter (1960), de la cual una útil síntesis y traducción fue consignada por Novitzky (1978). Esta se basa en la consideración de una serie de elementos: superficie del área a explorar (A); número de cuerpos mineralizados (e) probablemente existentes en el área, que surge de estudios probabilísticos en regiones conocidas; el tamaño probable de los cuerpos mineralizados (a), que también surge de lo anterior; número de perforaciones regularmente espaciadas (N); distancia entre las perforaciones (S) y además, el número de pozos "de descubrimiento"(Nd) y el número total de pozos que atraviesan mineral (Np). Cabe aclarar que, en este contexto de exploración, b b a a b a= Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 12 siempre se pretende no atravesar más que un sólo cuerpo mineralizado con una perforación; si dos pozos atravesaron el mismo cuerpo, al primero que lo ha hecho se le llama pozo "de descubrimiento". Las relaciones entre esas variables llevó a Slichter (1960) a definir algunos "factores" de utilidad para investigar la densidad óptima de perforaciones de exploración. Uno de ellos es el "factor de descubrimiento" (E) que da una idea de la bondad de la campaña de perforaciones; este es la relación entre el número de pozos de descubrimiento y el número total de pozos que atraviesan mineral (es decir, pozos dobles, triples, etc. sobre un mismo cuerpo mineralizado): E= Nd/Np Como fue mencionado, se tiende a programar la campaña con un "factor de descubrimiento"= 1, donde Nd=Np. Otro de los conceptos de Slichter (1960) es el de "factor de totalidad de búsqueda" (C). Obviamente, con una exploración de este tipo, siempre se desea encontrar un porcentaje razonablemente alto del mineral presente en una región y esto queda definido por el "factor" mencionado, que es la relación entre la cantidad de mineral encontrado y la cantidad total de mineral probablemente presente (esto puede determinarse teóricamente con modelos numéricos). C= Nd/e reemplazando Nd= E.Np en la fórmula, C= E.Np/e, como además Np= N.e.a/A, resulta: C= E.a.N/A = E.a/S2 Los dos "factores" mencionados, han sido calculados y tabulados por Slichter (1960). Desde luego es muy improbable que en una campaña de exploración a estos dos factores se les pueda asignar el valor uno, teóricamente deseable, ya que al aumentar el valor de uno de ellos disminuye el del otro. Por ello, normalmente, suele otorgarse un cierto grado de confianza a la posibilidad de encontrar la totalidad del mineral presente en el área, esto es, un porcentaje (60, 70, 90%) que representará el "factor de totalidad de búsqueda" y se espera que sólo el pozo de "descubrimiento" corte cada cuerpo mineralizado (E= 1). En otros casos podemos calcular, a partir de propuestas de distintas grillas de sondeos, el "factor de totalidad de búsqueda" y con ello el grado de confianza que nos ofrecen distintas alternativas de distanciamiento entre sondeos. Siempre debe tenerse en cuenta la forma que -de acuerdo a las características geológicas de los depósitos que esperamos encontrar- presentarán los cuerpos mineralizados, ya que esto modifica los factores anteriores. Metodos de análisis de la exploración con una red de perforaciones fue desarrollada por Koch y Link (1980). Tienen en cuenta: número de blancos (o de objetivos a detectar) sus formas y relaciones geométricas, y el traslapamiento de unos con otros; esto será un apoyo en las deducciones del espaciamiento de la grilla y la interdependencia de las relaciones entre los blancos o entre los blancos y la grilla. Algunos ejemplos de estos autores son: a) Un solo blanco en el área de búsqueda, donde el número de intersecciones (I) de pozos con el blanco es inversamente proporcional al espaciamiento de la grilla (EG): I= 1/EG2. De acuerdo a esto, si el espaciamiento de grilla se reduce a la mitad, se requieren 4 veces más de perforaciones para investigar un área. La elección del espaciamiento estará vinculada al tamaño del blanco esperado. Si el blanco es circular, para que sea encontrado, el espaciamiento de la grilla debe ser: EG< r.√2 (r = radio del blanco) Koch y Link (1980) sugieren ábacos sencillos para determinar la probabilidad de detección de blancos circulares y elípticos, con una grilla cuadrada (Fig. 9). Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 13 5 10 15 20 10 20 30 40 50 60 5 10 15 20 10 20 30 40 50 60 0,5% 1% 3% 5% 10 % 50 %80 % 80 % 50 % 30 % 10% 5% 0,5% 1% 3% espaciamiento de la parrilla (cuadrada) espaciamiento de la parrilla (cuadrada) di ám et ro d el b la nc o BLANCO CIRCULAR lo ng itu d ej e m en or d el b la nc o BLANCO ELÍPTICO (eje menor es 1/4 del eje mayor) Fig. 9. Ábacos para determinar la probabilidad de detección (en %) para distintos tamaños y forma de blancos, con una grilla cuadrada (Koch y Link, 1980) b) Más de un blanco en el área de búsqueda, en cuyo caso debe considerarse el número de blancos, el porcentaje de área de blancos respecto al área total y si los blancos se traslapan. En distintos “ábacos” o curvas presentadas por los mencionados autores, pueden determinarse las probabilidades de detección de acuerdo al número de pozos a perforar y la proporción que ocupa el blanco en toda el área o la distribución de los blancos en el área (Fig. 10). La aplicación de estos gráficos suele ser de utilidad en ocasiones en que el geólogo debe demostrar al directorio de la empresa cuantas perforaciones se deben efectuar para tener una probabilidad más o menos alta de cubrir sus expectativas de encontrar, al menos, un blanco. Para el análisis de estos casos de probabilidades se sugiere consultar el texto citado (Koch y Link, 1970). Fig. 10. Ábaco para la probabilidad de detección (en %) de acuerdo a la proporción del blanco en el área de búsqueda 2.2.2. Probabilidad de detección con perfiles En un sistema único de perfiles paralelos, si el objetivo es elíptico con semiejes b y a, y si 2a<D (D= separación), o sea que no hay posibilidad de doble intersección, la probabilidad de detección por perfiles P(d)p, viene dada por: P(d)p= perímetro del objetivo/π.D. El perímetro de una elipse se calcula por una función matemática, cuyo resumen es: Perímetro= 2.p.a.K(γ), donde K(γ) es una constante en función de γ= b/a que está tabulada. De acuerdo al grado de achatamiento (γ) del blanco elíptico, se tendrán formas que van desde una línea (achatamiento extremo: γ =0) hasta un círculo (γ= 1). Para cada forma la probabilidad de detección será: - Blanco rectilíneo: P(d)p= 4a/π.D= 1,27a/D - Blanco elíptico: P(d)p= 2a.K(γ)/D - Blanco circular: P(d)p= 2a/D, ya que K(γ)= 1 Para detalles sobre las probabilidades de detección con perfiles, puede consultarse Azcárate (1982, Cap.20). 50 1000 5 10 15 20 25 30 35 40 0 po rc ie nt o de l á re a to ta l d en tro d el b la nc o número de sondeos P= 90 % P= 50 % Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 14 Por otro lado, un resumen de las ecuaciones de probabilidad de descubrimiento, por distintos métodos y para diversas formas de blanco y de grilla de exploración, se da en el Cuadro 2 (DeGeoffroy y Wignall, 1985, tomado de Harris, 1990). De estas ecuaciones puede desprenderse que las probabilidades de descubrimiento (o intersección) están determinadas por las relaciones entre la grilla de muestreo (o investigación) y el tamaño, forma y orientación del “blanco”. Cuadro 2. Expresiones de la probabilidad de detección de blancos de formas variadas por servicios geofísicos aéreos con distintos tipos de grillas (tomado de Harris, 1990) Probabilidad de al menos una intersección de blancos de formas variadas orientados libremente, por medio de una grilla de líneas paralelas u ortogonales Forma Lineal Forma Circular Forma Elíptica Característica de la grilla Geometría Blanco/Grilla Componente de probabilidad “lineal” Componente de probabilidad “circular” Probabilidad compuesta Espaciamiento paralelo (S) 0 < U ≤ 1 U>1 Pl= 2U/π Pl= {(2/π)U[1-√(1-(1/U2)] + A.cos(1/U)} Pc= U Pc= 1 Pe= (1-R)Pl+RPc R= relación ancho/largo del blanco U= relación largo del blanco/tamaño de grilla Pl=componente de probabilidad lineal Pc=componente de probabilidad circular Cuadrada (SxS) 0 < U < 1 Pl= (U/π).(4-U) Pc= U(2-U) Rectangular (SxT) W= S/T ≤ 1 Pl=( U/π).[2(W+1)-UW]Pc= U[(W+1)-UW] Probabilidad de al menos una intersección de blancos lineales o elípticos con orientación (α), por medio de una grilla de líneas paralelas Característica de la grilla Geometría Blanco/Grilla Forma Lineal Forma Elíptica Espaciamiento paralelo (S) 0<U ≤ 1 Pl=(2U/π)-(2U/3π) . cos 2α Pc= (1-R)Pl + RU Probabilidad de al menos dos intersecciones de blancos de formas variadas con orientación libre, por medio de una grilla de líneas paralelas Característica de la grilla Geometría Blanco/Grilla Forma Lineal Forma Circular Forma Elíptica Espaciamiento paralelo (S) U≥1 Pl= (2/π){cotg α + [α-(π/2) ]} con α= A sen (1/U) Pc= 1 Pe= (1-R)Pl + R Probabilidad de al menos una intersección de blancos de formas variadas con orientación libre, por medio bandas paralelas FormaLineal Forma Circular Forma Elíptica Característica de la grilla Geometría Blanco/Grilla Componente de probabilidad “lineal” Componente de probabilidad “circular” Prob. compuesta Espaciamiento de línea central de la banda (S); ancho de banda (W) 0<U ≤ 1 –(W/S) Pl= (2U/π) + (W/S) Pc= U + (W/S) Pe= (1-R)Pl + RPc Probabilidad de al menos una intersección de blancos lineales o elípticos, con orientación (α), por medio de bandas paralelas Forma Lineal Forma Elíptica Caracterítisca de la grilla Geometría Blanco/Grilla Componente de probabilidad “lineal” Probabilidad compuesta Espaciamiento de línea central de la banda (S); ancho de banda (W) 0<U≤ 1 – (W/S) Pl= (2U/π)-(2U/3π) x cos 2α + (W/S) Pe= (1-R)Pl + R[U + (W/S] Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 15 El Cuadro 3 (también tomado de Harris, 1990), resume un conjunto de ecuaciones útiles para determinar los costos de la exploración, según etapa, geometría y tipo de servicio que se lleve a cabo. Cuadro 3. Expresión de las funciones de costos para varias etapas de la secuencia de exploración minera (tomado de Harris, 1990) Métodos y técnicas Parámetros de las funciones de costos Tipo y geometría del servicio Modelo de función de costos para el área A Modelo de función de costos para 1 milla2 (L=1) REGIONAL Servicio de geofísica aérea (magnéticos, aeromagnéticos, radimétricos) Área cubierta: A millas2; longitud L ancho l del área; perímetro P= 2(L+l); espaciamiento de grilla de control S (para lineas paralelas) o S, T (grillas rectangulares); C0: costo unitario ($/milla lineal) Líneas o bandas paralelas Grilla cuadrada (SxS). Grilla rectangular (SxT) C= C0[(A/S)+(P/2)] C= C0[(2A/S)+P/2)] C= C0{A[(1/S)+(1/T)+ +(P/2)]} C1= C0[(1/S)+2)] C1= 2C0[(1/S)+1] C1=C0[(1/S)+(1/ T)+2] Reconocimiento de terreno: geo- lógico, geoquí- mico, sed. de co- rriente, geofísica C0: beneficio; Cd: costo de traslado a la estación; Cs: costo de observación en la estación; n: número de estaciones Grilla no sistemática C= C0+(√n.Cd)+n.k.Cs No considerado COBERTURA LOCAL Y SELECTIVA Servicios de terreno sistemá- ticos (geofísica, geoquímica) Area cubierta: A= L x l; perímetro 2(L+l); espaciamiento de grilla S, T Cd: costo unitario por “distancia”; Cs: costo de muestreo en la estación; Cd= 20Cs Grilla cuadrada (SxS) Grilla rectangular (SxT) C= Cs[(1/S)+1] x [(L/S)+20L+l] C= Cs[(1/T)+1] x [(L/S)+20L+1] C1= Cs[(1/S)+1] x [(1/S)+2.l] C1= Cs[(1/T)+1] x [(1/S)+2.l) Perforación sistemática Area cubierta: A= L x l; perímetro: 2(L+l); espaciamiento de grilla S, T Cd: : costo unitario por “distancia”; Cs: : costo de muestreo en la estación; Cd= 50Cs Grilla cuadrada (SxS) Grilla rectangular (SxT) C= Cs[(1/S)+1] x [(L/S)+0,02L+1] C= Cs[(1/T)+1] x [(L/S)+0,02L+1] C1= Cs[(1/S)+1] x [(1/S)+1,02] C1= Cs[(1/T)+1] x [(1/S)+1,02) SECUENCIA TOTAL DE EXPLORACIÓN D= Distancia desde el centro del área de exploración hasta la fa- cilidad de transporte más cercana A= área en millas cuadradas C0= costo total de cobertura de una unidad de área en regiones fácil-mente accesibles No considerada C= C0A[1+(K.Dα) 0 < K ≤ 1,1 ≤ α ≤ 2 No considerada 2.3. ECONOMICIDAD Se darán aquí solamente algunas alternativas, por cierto de distinta naturaleza y oportunidad de uso, al sólo efecto de mostrar los factores que intervienen en el tema, abordados desde dos aspectos. Por un lado el que hace a selección de áreas o blancos de exploración, de modo de racionalizar económicamente su diseño y ejecución y por otro lado sobre herramientas prácticas para evaluar que características básicas (p.ej. ley y tonelaje) debería tener el depósito para asignarle probabilidades (> 0) en la ecuación del riesgo presentada previamente. Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 16 2.3.1. Factor de Ganancia de la Exploración El análisis de exploraciones por métodos probabilísticos tiene por regla básica optimizar el programa de tal modo que se maximize el valor de la mena descubierta con relación al costo total de la exploración. En ese análisis, entonces, una posibilidad es considerar el factor de ganancia de la exploración (Slichter, 1960), que se denomina R y es el cociente entre el valor esperado por ser descubierto (V) y el costo de la exploración (C), que permite determinar estimadores del valor de/de los cuerpos a descubrir por comparaciones con áreas conocidas. Con este dato y si calculamos el costo que tendría la campaña que se propone, podemos determinar el factor mencionado, el que debe ser >1 para que la exploración continue. 2.3.2. Metodo de Allais El estudio de Allais (1957) en el Sahara de Argelia, es un caso histórico a partir del cual se desarrollaron los análisis de amplias regiones. Utilizó un modelo probabilístico (poissoniano y lognormal) sobre un área de 1.000.000 km2 que dividió en celdas de 100 km2 (= 10.000 celdas) y contabilizado para 4 estadios de exploración: 0) búsqueda de Indicadores en el área total; 1) revisión de celdas para identificar blancos para ser perforados en una etapa posterior; 2) exploración detallada de celdas con blancos para identificar aquellas celdas que tengan un depósito mineral y 3) desarrollar aquellos depósitos considerados económicos, con un valor bruto superior a X$ A cada una de esas etapas le asignó probabilidades p0, p1, p2 y p3 y luego combinó p0 y p1 en p1, para estimar la probabilidad total: P= p1.p2.p3 Además le asignó un costo a cada etapa y asumió 3 categorías: desfavorable, mediana y favorable, y con los parámetros lognormales determinados para el valor de los yacimientos presentes estableció la distribución (estadística) de todos ellos, obteniendo un valor promedio (mediana) y la varianza de esos valores. Combinando probabilidades, costos (de exploración y de infraestructura) y valores de yacimientos, determinó el riesgo y la ganancia neta esperada por cada categoría establecida y de la totalidad de Sahara. En el trabajo Allais utilizó, especialmente para determinar valores de yacimientos, toda la información disponible de la región estudiada, así como información de áreas mineras conocidas de muchas otras partes del mundo y con las distribuciones de frecuencia de leyes y tonelajes, determinó los valores más probables de esos parámetros económicos. Hoy en día, la generación de modelos de ley y de tonelaje (ver Cox y Singer, 1986) estipulados para una gran variedad de tipos de yacimientos, permite seleccionar las probabilidades de hallazgo de yacimientos de determinada ley o tonelaje. 2.3.3. Filtros Económicos Partiendo de la base que no hay una exploración que no esté justificada económicamente, se debe establecer algún mecanismo para evaluar tal justificación. Actualmente, en el análisis y planificación de una exploración, conjuntamente con los modelos de depósitos minerales se utilizan ecuaciones de costos o su equivalente en forma de "filtro". A estos finesconsideremos un modelo de depósitos bajo dos aspectos: 1) el ambiente geológico y las características geológicas del tipo de depósito, 2) la distribución de probabilidades de los rasgos más importantes que afectarían la economía de la exploración y de la explotación, como ser: tonelaje de mineral (t) ley promedio (q) profundidad del depósito (h) variabilidad de la ley dentro del depósito (v) y las interrelaciones de estos rasgos entre si. El costo (c) estará en función de esos parámetros: c= f(t,q,h,v). Un "filtro ecomómico" es una función de costos (o de las características principales que determinan los costos) que se restituye en una desigualdad, de forma tal que cuando ésta es satisfecha, identifica Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Introducción. Riesgo 17 aquellas combinaciones de características del depósito para la cual el costo de producción será menor o igual a un especificado costo máximo (Fig. 11). Estos "filtros" se pueden determinar en el espacio de las variables señaladas anteriormente y diferenciar dos campos: el de yacimientos económicos y el de yacimientos no económicos. Se utilizan para: 1) estimar aproximadamente la viabilidad económica de un prospecto cuando la información es escasa; 2) delinear como interactúan los determinantes de los costos y 3) focalizar la exploración sobre blancos económicos. Consideremos, a modo de ejemplo, una hipotética ecuación de costos (c) para yacimientos de Cu, con dos variables: tonelaje (t) y ley (q): c= 15t-0,2.q-0,3, y en forma de "filtro" 0≥ (15t-0,2. q-0,3) – c. Estableciendo un costo máximo de, p.ej. u$s1,2/lb (valor de mercado del cobre en 1997): 1,2= 15t-0,2.q-0,3 ==> t= (q-0,3/0,08)5 ==> t= 305.175,8. q -1,5 , y en forma de filtro: 0≥ 305.175,8. q -1,5 - t Fig. 11. Representación gráfica de filtros económicos en función de ley y tonelaje para dos valores de precio del cobre. (tomado de Harris, 1990) Bibliografía citada Allais, M., 1957. Method of Appraising Economic Prospect of Mining Exploration over Large Territories: Algerian Sahara Case Study. Management Science 3(4): 285-347. (no disponible) Azcárate, J.E. 1982. Introducción a la Metodología de Investigación Minera. Ed. Instituto Geológico Minero de España, Madrid. 594 pp. Bliss, J.D. (Editor), 1992. Developments in Mineral Deposit Modeling. US Geological survey Bulletin 2004. Cox, D.P. y Singer, D.A., 1986. Mineral Deposit Models. U.S.Geological Survey Bulletin 1693. USA. Harris, D.P. (1990). Mineral Exploration Decisions. A Guide to Economic Analysis and Modeling. Ed. John Wiley & Sons, New York. Kizis, J.A.; Bruff, S.R.; Crist, E.M.; Mough, D.C. y Vaughan, R.G., 1997. Empirical geologic modelling in Intrusion-Related gold exploration: An example from the Buffalo Valley Area, Northern Nevada. SEG Newsletter, 30: 1-13 Koch, G. y Link, R., 1980. Statistical analysis of geological data. Ed. Wiley, New York (2 ed.). Kuzvart, M. y Böhmer, M., 1986. Prospecting and Exploration of Mineral Deposits. Developments in Economic Geology #21. Ed. Elsevier, Amsterdam. (no disponible) Novitzky, A., 1978. Prospección, Exploración y Evaluación. Ed. Banco Nacional de Desarrollo. Buenos Aires. 734 pp. Slichter, L.B., 1960. The need of a new philosophy of prospecting. Mining Engineering, june: 570-576 (no disponible). Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Evaluación de regiones. Toma de decisiones 1 3. MÉTODOS ACTUALES DE EVALUACIÓN REGIONAL La información geológica, geoquímica y geofísica a escala regional ha tenido un notable crecimiento en las últimas décadas, en gran parte impulsado por los avances tecnológicos en las diversas herramientas de sensoramiento remoto, procedimientos analíticos y de adquisición de datos, equipos de computación y programas de tratamiento de grandes conjuntos de datos. Las tareas y técnicas para obtener dicha información se desarrollan en otras materias de esta facultad y por lo tanto no se abordan en este apunte. Sin embargo, resulta apropiado presentar algunos métodos que actualmente se utilizan para analizar y combinar la gran cantidad de información acumulada, con el objetivo de evaluar regiones (de diversa magnitud), seleccionar áreas con las mejores perspectivas y jerarquizar proyectos por sus probabilidades de éxito. La concepción de “sistema mineral” como un conjunto de procesos que actúan a diversas escalas, es un enfoque que se está utilizando con mayor frecuencia, fundamentalmente en la etapa de generación de proyectos. El análisis de prospectividad mineral y la estimación cuantitativa de recursos minerales no descubiertos, también se emplean como instrumentos predictivos probabilísticos; el primero apunta a responder la pregunto ¿Dónde? (donde es más probable que se localicen depósitos no descubiertos) y el segundo ¿Cuánto? (qué cantidad de metales está probablemente contenida en esos depósitos no descubiertos); para ello se expone el método de “ponderadores de evidencia” y el procedimiento de “tres partes”. Los interesados en análisis y mapas de prospectividad en Argentina, pueden consultar los trabajos de Andrada de Palomera et al. (2015) y Ford et al. (2015). 3.1. EL SISTEMA MINERAL Es un concepto que, para la evaluación de regiones, condujo a un enfoque (“mineral system approach”) novedoso y distinto a los tradicionales. El término sistema (como sistema termodinámico) hace referencia a un conjunto de elementos y procesos que interactúan y se modifican recíprocamente; en este caso desde escalas litosféricas hasta la de los sitios de depositación de metales. La concepción de la tríada “fuente, caminos y trampa” fue formalizada como “sistema petróleo” por Magoon y Dow (1994) y adoptado por su capacidad predictiva para evaluar el potencial petrolero de cuencas individuales. Con relación a los depósitos minerales, las primeras ideas fueron presentadas por Wyborn et al. (1994) quienes definieron al sistema mineral como: “todos los factores geológicos que controlan la generación y preservación de depósitos minerales; los procesos que están involucrados en la movilización desde la fuente de los componentes de mena; el transporte y acumulación de esos componentes en una forma más concentrada; la preservación de esas concentraciones en la subsecuente historia geológica”. Se acepta que el sistema mineral es más complejo que el sistema petróleo, ya que comprende múltiples fuentes potenciales de metales y fluidos, diversas localizaciones del recorrido de los flujos de fluidos y variados sitios de depositación. El objetivo central del enfoque “sistema mineral” es comprender los procesos críticos que operan sobre una amplia variedad de escalas para generar depósitos minerales, más que sólo a la escala del depósito; es decir, un depósito mineral es sólo una parte del sistema completo a escala regional. En este sentido el enfoque es diferente al basado en los modelos de depósitos minerales, que son formulados para cada tipo a esa escala de detalle y constituye una visión holística donde no se analizan las partes sino el conjunto. En un sistema mineral puede haber múltiples tipos de depósitos; por ejemplo en un único sistema que incluya la intrusión somera de rocas subvolcánicas, puede haber depósitos tipo pórfidos Cu-Au, pórfidos Cu-Mo, epitermales Au-Ag, skarns, vetas polimetálicas, etc. Siguiendo a Hagemann y Cassidy (2000) los factores geológicos importantes que caracterizan cualquier sistema mineral, son: - una fuente de energía de gran capacidad que movilice el sistema a escala regional Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Evaluación de regiones. Toma de decisiones 2 - fuentes de fluidos, metales y solventes - caminos a lo largo de los cuales los fluidos puedan migrar a las zonas de entrampamiento - elementos estructurales y mecánicos que focalicen los fluidos hacia las trampas - procesos químicos y/o físicos que favorezcanla precipitación de los minerales en los sitios de entrampamiento A estos habría que agregar la descarga de los fluidos que produjeron la mineralización y la preservación (no erosión) de los depósitos formados. Esos factores geológicos constituyen una herramienta para integrar las observaciones desde la escala regional a la del depósito y por consiguiente, elaborar el modelo predictivo y de exploración más adecuado para la región. En este sentido vale señalar que la falta de uno o más de esos factores críticos en un sistema mineral particular, puede imposibilitar la formación de depósitos minerales. Si bien el uso del concepto de sistema mineral para el análisis predictivo de regiones se viene incrementando, aún no es utilizado plenamente en la exploración minera. Una dificultad que persiste es que los procesos no son directamente mapeables sino sólo sus resultados a través de evidencias o aproximaciones que indican que han ocurrido. Cuáles de esas evidencias son los indicadores más importantes y cuáles son los rasgos mapeables esenciales que definan el funcionamiento conjunto del sistema incluyendo la formación de depósitos minerales, son todavía motivo de análisis. El tratamiento más profundo del tema escapa al objetivo de este curso de geología de minas. El interesado puede recurrir a los trabajos de Kreuzer et al. (2008) y de McCuaig et al. (2010) que brindan algunos ejemplos prácticos sobre las aplicaciones del concepto “sistema mineral”. Por otra parte, aspectos teóricos que lo sustentan, basados en los sistemas dinámicos no lineares, abiertos y en no- equilibrio, son aportados por Ord et al. (2012), Lester et al. (2012) y Ord y Hobbs (2016). 3.2. PONDERADORES DE EVIDENCIA (WofE) El método de los Ponderadores de Evidencia o su acrónimo del inglés WofE (Weigths of Evidence) es un procedimiento cuantitativo para combinar evidencias que soporten una hipótesis. Fue desarrollado inicialmente para el diagnóstico médico y a fines de los años ’80 fue adaptado como una herramienta de predicción o mapeo de potencialidad mineral utilizando Sistemas de Información Geográficos (GIS). En esta adaptación las evidencias son series de datos de exploración (mapas) y la hipótesis es que un determinado sitio es favorable para la ocurrencia de un tipo de depósito mineral. En el ámbito de la exploración minera y GIS, los WofE fueron desarrollados por Agterberg et al. (1990) y en el libro de Bonham-Carter (1994). Este método es uno de los procedimientos empleados para la confección de los mapas de prospectividad. Para su desarrollo, básicamente se debe definir: Tema Evidencia: esto es un mapa geológico que explicite las características fundamentales del área: unidades litológicas, estructuras (fallas, pliegues); o bien datos geoquímicos y/o geofísicos (anomalías). En un GIS cada tema evidencia estará en una capa que corresponderá a polígonos, líneas o puntos. Puntos de referencia: localización puntual de objetos de los que se conoce su ocurrencia. En la exploración minera, estos objetos son depósitos de mena, depósitos minerales o bien manifestaciones minerales Celda unidad: es el área mínima que se asume ocupa un punto de referencia Para ilustrar el concepto de WofE se sigue el esquema de combinación de patrones binarios presentado por Agterberg et al. (1990) que se muestra en la figura 12. Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Evaluación de regiones. Toma de decisiones 3 Mapa geológico b c (lineamientos) d (depósitos minerales) Fig. 12. Mapa geológico con afloramientos de la roca b, lineamientos NNW (c) y la ubicación de depósitos minerales (d) conocidos (Fig. 12 a). En la Fig. 12 b los depósitos minerales han sido expandidos al tamaño de una celda unitaria (circular) y en la Fig. 12 c las fallas fueron expandidas en un ancho definido, para formar corredores. Conforme a la Fig. 12 d puede asumirse que las celdas contenidas dentro de la roca b y dentro de los corredores que representan las fallas, tienen mayor probabilidad de contener depósitos minerales: 4 de las 6 celdas con depósitos minerales conocidos se localizan en ellas (basado en Agterberg et al. 1990). A partir de esta información es posible estimar la probabilidad no condicional p(d) que una celda unitaria que contiene un depósito esté localizada aleatoriamente (estas son las probabilidades “a priori”) y además, las probabilidades condicionales: p(db), p(dc) y p(dbc); esto es, respectivamente, la probabilidad de una celda unitaria con un depósito (d) dado que está la roca b; la probabilidad de una celda unitaria con un depósito dado c (lineamiento) y la probabilidad de una celda unitaria con un depósito dado que está tanto la roca b como el lineamiento c. Por ejemplo, en el mapa de la figura 13, los temas evidencia son 3 unidades litológicas, lineamientos debidos a causas estructurales y ejes anticlinales; el área fue dividida en celdas unitarias de 1 km2. Estas probabilidades pueden estimarse midiendo la superficie de las celdas que contienen depósitos (p.ej. 17 km2 en la figura 13), la superficie que contiene a las distintas unidades litológicas (Formación A, Formación B y granitos), las superficies que contienen los corredores de los lineamientos y de los ejes anticlinales (mostrados sólo como líneas en la figura 13) y la de la totalidad del área (1400 km2) Formación A Formación B Granito Lineamiento Eje anticlinal Celdas unitarias Celda c/depósito 1400 km2 N 1 km 10 km Fig. 13. Mapa geológico dividido en celdas unitarias, resaltando aquellas que contienen depósitos (en negro). A la derecha una celda unitaria para la que se calcularán los WofE, las probabilidades “a priori” (sin evidencias) y las probabilidades “posteriores” (esto se hará para cada una de las 1400 celdas) Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Evaluación de regiones. Toma de decisiones 4 El método, que opera con los logaritmos naturales, básicamente consiste en estimar la probabilidad “a priori” (probabilidad sin ninguna evidencia) y luego, otorgando a un tema evidencia un peso positivo por la presencia o negativo por la ausencia, se obtiene la probabilidad “posterior”. Este peso lo constituyen los ponderadores de evidencia (WofE). Permite además obtener una medida de la incertidumbre de esta estimación. Los ponderadores de evidencia positivos (W+) y negativos (W+) y las varianzas (S2W+ y S2W-) de cada uno de ellos, pueden estimarse con las siguientes ecuaciones: =+ )'( )'( )( )( ln dn bdn dn bdn W =− )'( )''( )( )'( ln dn dbn dn dbn W )'( 1 )( 1)(2 bdnbdn WS +=+ )''( 1 )'( 1)(2 dbndbn WS +=− donde la letra b indica el rasgo geológico seleccionado (p.ej. Formación x) y la letra d indica depósitos minerales; con el apóstrofe (b’ y d’) indican la ausencia del rasgo geológico y la ausencia del depósito, respectivamente. Entonces, n(bd): número de celdas b que tienen d n(d): número de celdas que tienen d n(bd’): número de celdas b que no tienen d n(d’): número de celdas que no tienen d n(b’d): número de celdas en que no está b, pero si hay d n(b’d’): número de celdas en que no está b y no tienen d Para estas estimaciones, más que trabajar directamente con probabilidades, Agterberg et al. (1990) recomiendan trabajar con “odds” (no hay en español un término equivalente aceptado). Los “odds” son la relación entre la probabilidad de que ocurra un evento (p) y la probabilidad que no ocurra (1-p): Odds= p/(1-p). Siguiendo el ejemplo de la Figura 13, la probabilidad “a priori” (un depósito mineral localizado aleatoriamente en el área del mapa) será: 17/1400= 0,01214, “Odds” será: 0,01214/(1-0,01214)= 0,01229 y su logaritmo (ln Odds) es: -4,399 La probabilidad “posterior” (también logarítmica) se estima por la suma de los ponderadores de evidencia (W+ y W-) más el ln Odds de la probabilidad “a priori”: ln Odds(db)=Wb+ + ln Odds(d), para una simple evidencia: b ln Odds(dabc)= Wa+ + Wb+ + Wc- + ln Odds(d), para múltiples evidencias: a, b, c, … De acuerdo a la presencia o ausencia de los temas evidencia en cada una de las celdas en que se dividió el mapa (parte derecha en Fig. 13) se obtendrá su probabilidad “posterior” y de esta forma puede confeccionarse un mapa que indique las probabilidades (transformadas a antilogarítmos) de presencia de un depósito mineral. Este mapa, siguiendo el ejemplo de la figura 13, se ilustra en la figura 14. Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Evaluación de regiones. Toma de decisiones 5 Fig. 14. Mapa de probabilidades resultante (salida) del procedimiento que utiliza los WofE El tema se complementa con un ejercicio práctico que se realiza en clase. 3.3. EL “PROCEDIMIENTO DE TRES PARTES” (THREE-PART FORM) Fue diseñado por Singer (1993) y es una metodología para la evaluación cuantitativa de recursos minerales no descubiertos. Expresa probabilísticamente el grado de incertidumbre asociado con la estimación del número de depósitos minerales no descubiertos y los recursos minerales que pueden estar contenidos en ellos. Comprende: 1) Delimitación de regiones (permissive tracts) donde las características geológicas son permisivas (aptas) para que se forme uno o más depósitos del tipo especificado. Su delimitación se basa en los criterios geológicos derivados de los modelos descriptivos de depósitos minerales. Los límites de permisividad son definidos de forma tal que la probabilidad de que el tipo de depósitos delineado ocurra fuera de ese límite, es despreciable. 2) Evaluación y construcción de modelos de ley y de tonelaje apropiados para estimar la cantidad de metales contenida en los depósitos no descubiertos en cada región. Los modelos de ley y de tonelaje son curvas de distribución de frecuencia acumulada que se construyen a partir de depósitos (del modelo descriptivo específico) que con alto nivel de exploración o que están (o estuvieron) en producción. 3) Estimación para cada región, del número de depósitos no descubiertos, consistentes con el modelo descriptivo, de ley y de tonelaje, especificados. En este procedimiento se combinan los conceptos geológicos que permiten delimitar consistentemente las regiones permisivas, los modelos descriptivos de depósitos minerales, los modelos de ley y de tonelaje y el análisis estadístico-probabilístico (Fig. 15) Fig. 15. Áreas de control de distintas edades en Sudamérica, con la correspondiente densidad de depósitos de Pórfidos Cupríferos (DPCu). Los círculos negros son depósitos conocidos. Basado en Cunningham et al. 2008. BOLIVIA PERÚ OCÉANO PACÍFICO ARGENTINA CHILE 75º 68º 37º30’ 30º 22º30’ 15º Paleoceno DPCu: 25,6 Eoceno-Oligoceno DPCu: 27,6 Mio-Pliooceno DPCu: 6,6 Permo-Triásico DPCu: 4,7 N Probabilidad > 0,12 0,08 a 0,12 0,04 a 0,08 < 0,04 10 km Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Evaluación de regiones. Toma de decisiones 6 Singer et al. (2005) describen detalladamente el método de evaluación y determinan la densidad de depósitos (en este caso de pórfidos cupríferos) en 19 áreas de control alrededor del mundo (utiliza 339 depósitos y prospectos de pórfidos cupríferos). La densidad de depósitos es el número de depósitos de un determinado modelo en una unidad de área (p. ej. 100.000 km2). Cuatro de esas áreas de control con la respectiva densidad de pórfidos cupríferos determinada en ese trabajo, se muestran en la figura 15. Posteriormente Singer (2008) extiende este análisis para determinar la densidad de depósitos de otros nueve modelos de depósitos y por los resultados obtenidos concluye que esta herramienta puede ser ampliamente utilizada para la mayor parte de los tipos de depósitos minerales. Un esfuerzo de los servicios geológicos gubernamentales de Argentina, Chile, Colombia, Estados Unidos y Perú, culminó en un pormenorizado trabajo publicado por el Servicio Geológico de Estados Unidos (Cunningham et al., 2008) en el que evalúan las cantidades de Cu, Mo, Au y Ag en depósitos tipo Pórfidos Cupríferos no descubiertos, en la cadena andina de Sudamérica. Entre los resultados presentados en este trabajo, para cada una de las 2 “regiones permisivas” (tracts) en que se dividieron los Andes, se construyeron gráficos de probabilidad de distribución acumulada de los mencionados metales y de la roca mineralizada que los contiene; estos gráficos muestran toda la información generada mediante métodos de simulación. Uno de ellos, a modo de ejemplo, es el de la figura 16. 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0 0.1 1 10 100 1.000 10.000 100.000 1M 10M 100M 1B 10B 100B t Au Ag Mo Cu roca mineralizada promedios pr ob ab ili da d Fig. 16 (tomada de Cunnigham et al., 2008 para la “región permisiva” o “Tract” del magmatismo Mioceno- Plioceno de Argentina y Chile). Curvas de probabilidad de distribución acumulada para distintos metales contenidos en depósitos tipo Pórfidos Cupríferos y para el total de roca mineralizada que los contiene. Estas curvas indican, por ejemplo, que hay 50% de probabilidades de hallar ~20 millones de t de Cu y 10% de hallar ~70 millones (lo mismo puede estimarse para los otros metales) o bien que hay 50% de probabilidades de hallar ~4,5 billones (4,5 mil millones) y 10% de hallar ~10 billones de toneladas de roca mineralizada del modelo (y submodelos) investigado. La última cifra del ejemplo corresponde a más de 10 depósitos como el Bajo de la Alumbrera. 4. USO DE PROBABILIDAD, INVERSIÓN Y BENEFICIO Como hemos visto en la introducción, la probabilidad de éxito de hallar una mineralización que puede transformarse en una mina, o sea en un beneficio económico, es un factor importante y uno de los vértices del triángulo en que se desarrolla la investigación minera (capital disponible, probabilidad de éxito y beneficio). El Valor de Expectativa (VE) integra estos tres aspectos, conforme a la ecuación: VE= B . P – C donde B es el beneficio, P es la probabilidad de éxito y C es el capital de inversión Raúl Fernández GEOLOGÍA DE MINAS FCNyM-UNLP Apuntes didácticos: Evaluación de regiones. Toma de decisiones 7 Definir la probabilidad de éxito, al menos en la exploración minera, no es sencillo. En las etapas preliminares puede utilizarse la experiencia histórica de la compañía o también los resultados típicos o conocidos, de un conjunto de empresas de exploración. Para regiones con escasa actividad exploratoria y/o donde no se conocen depósitos minerales (“greenfields”) Kreuzer et al. (2008) señalan probabilidades de éxito entre 0,0003 a 0,005 (0,03 a 0,5%) y para regiones con depósitos conocidos o dentro de zonas con actividad minera (“brownfields”) un rango de 0,01 a 0,05 (1 a 5%). Kreuzer et al. (2008) toman como antecedente el acercamiento a través del modelo probabilístico (probabilidades Bayesianas o condicionales) propuesto por Lord et al. (2001) quienes a partir de la asignación de probabilidades a los procesos que contribuyen a la formación de mineralizaciones jerarquizan los proyectos de exploración ordenándolos conforme a sus mayores probabilidades de éxito (Cuadro 1). Cuadro 1: Ejemplo de ranking de prospectos utilizando la metodología Bayesiana (tomado de Lord et al., 2001) En el nuevo modelo probabilístico que exponen Kreuzer et al. (2008) utilizan el enfoque “sistema mineral” y asignan probabilidades a los subprocesos críticos para la formación de mineralizaciones e incorporan la estadística de todos los posibles resultados económicos que pueden obtenerse, a partir de simulaciones. En cada etapa de la exploración debe definirse la probabilidad de éxito (como para pasar a la etapa siguiente). Esto, como ya se comentó, no es una tarea sencilla; además de recurrir a las herramientas citadas precedentemente, el método suele combinarse con consultas
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