Simulación de respuesta electromagnética de yacimientos de sulfuros y su relación con posibles emisiones radiométricas

Abstract

En este documento se consignan los aspectos teóricos, analíticos y procedimentales que dan lugar a simulaciones de respuestas electromagnéticas de distintos modelos de yacimientos de sulfuros, mediante algoritmos de solución del problema directo y correspondiente inversión, obteniendo respuestas satisfactorias con aproximaciones en la determinación de los parámetros de alrededor del 6 %. Se presenta el análisis de trabajos de exploración de sulfuros que corroboran la posible emisión radiactiva asociada con zonas de mineralización y litologías favorables a la presencia de sulfuros. Con base en modelos geológicos característicos de yacimientos de sulfuros masivos y diseminados, Sulfuros Masivos Vulcanogénicos (VMS) y de sulfuros diseminados como lo es un yacimiento tipo Pórfido Cuprífero, se generaron modelos conceptuales asignando valores adecuados de susceptibilidad magnética, conductividad eléctrica y permeabilidad magnética, a la geometría y parámetros se le plantearon las condiciones de contorno y se realizó la simulación de respuesta a distintos métodos electromagnéticos inductivos y magnetometría. Así mismo, se procede a la simulación de la respuesta electromagnética de un modelo hipotético de la mina la Cantera, obteniendo resultados comprables con los obtenidos en terreno. Los sistemas de ecuaciones diferenciales parciales provenientes de las ecuaciones de Maxwell se resolvieron bajo la aproximación de elementos finitos, implementando los distintos modelos en el software especializado Comsol Multhiphysics, y las correspondientes inversiones se realizaron en IP2WIN_MT y Oasis Montaj Geosoft. Los resultados de las simulaciones, obtención de datos sintéticos, inversión y comparaciones cualitativas con trabajos en campo, permite afirmar que los métodos electromagnéticos inductivos de fuente natural y controlada son favorables para la exploración de zonas de mineralización, particularmente de sulfuros, permitiendo implementar estas simulaciones en otro tipo de yacimientos con contrastes en sus propiedades físicas.

Abstract: Through this document, the theoretical, analytical and procedural aspects that give rise to simulations of electromagnetic responses of different models of sulphide deposits, using algorithms to solve the direct problem and corresponding inversion, as a methodological test, obtaining satisfactory answers with approximations in the determination of the parameters of around 6 %. The analysis of sulphide exploration works that corroborate the possible radioactive emission associated with zones of mineralization and lithologies favorable to the presence of sulfides is presented. Based on characteristic models of massive and disseminated sulfide deposits, Vulcanogenic Massive Sulphides (VMS), disseminated sulfides as is a copper-porphyry type deposit, I generated conceptual models to which appropriate values of magnetic susceptibility, electrical conductivity and magnetic permeability were assigned, to the geometry and parameters the contour conditions were presented and the response simulation was performed to different inductive electromagnetic methods and magnetometry. Likewise, I proceeded to simulate the electromagnetic response of a hypothetical model of the La Cantera mine, obtaining affordable results with those obtained in the field. The partial differential equations systems derived from the application of the Maxwell equations were solved under the finite element approach, implementing the different models in the specialized Comsol Multhiphysics software, and the corresponding inversion were made in IP2WIN_ MT and Oasis Montaj Geosoft. The results of the simulations, obtaining synthetic data, whose inversion corroborates the convergence and qualitative comparisons with field work, allows to affirm that the inductive electromagnetic methods of natural and controlled source, are favorable for the exploration of zones of mineralization, particularly of sulfides, allowing additionally to implement these simulations in other types of deposits with contrasts in their physical properties.