GEOLOGIA DE MINAS 2011

CAPITULO I

Geología económica

Trata de las materias del reino mineral que el hombre extrae de la tierra para las

necesidades y comodidad de su vida.

La búsqueda de dichas materias ha dado origen a viajes de descubrimiento y

colonización de nuevas tierras; su propiedad ha determinado la supremacía comercial

o política, y ha sido causa de luchas y guerras. En la búsqueda de estas sustancias

minerales se ha ido acumulando gradualmente un caudal de conocimientos sobre su

distribución, carácter y lugares donde se encuentran, así como sobre sus usos, y este

caudal de conocimientos ha llevado a la formación de teorías sobre su origen.

LA GEOLOGÍA EN LA INDUSTRIA MINERA

Y aunque nosotros no hayamos perfeccionado por completo el arte del descubrimiento

y preparación de metales, al menos podemos ser una gran ayuda para las personas

deseosas de estudiar estas materias.

“¿Qué hace un geólogo minero?”

Al formular esta pregunta las personas no familiarizadas con la industria minera dejan

translucir una ligera sorpresa al enterarse de que una ciencia relacionada con

dinosaurios, terremotos y complicados nombres extraños para designar rocas

comunes pueda guardar alguna relación con la tarea de extraer metales del suelo. Una

respuesta superficial, apropiada para una conversación durante una comida, induce a

la replica: “¡su trabajo debe ser fascinante!”, y deja sin duda al interrogador con la

impresión de que el geólogo consigue sus resultados mediante una combinación de

varita mágica y una habilidad para ver varios cientos de metros bajo el suelo.

La predicción de que un poco alcanza una cierta capa a una profundidad de metros se

deduce de una medida minuciosa del espesor de las capas y su ángulo de inclinación

con el cálculo de la longitud del lado vertical de un triángulo rectángulo.

Conclusiones de un carácter menos elemental, deducidas, hay que admitir, con un

grado menor de seguridad y un apoyo menor sobre el juicio, se basan en la misma

clase de hechos y principios científicos.

El geólogo explora (encuentra el yacimiento) en la explotación (prosigue junto al

avance de la explotación).

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Geología “pura” y Geología aplicada

La geología, como otras ciencias, presenta ambas ramas, pura y de aplicación pero la

distinción entre ellas no está definida con tanta precisión como en algunas otras

disciplinas. En la geología, la faceta de aplicación esta inseparablemente identificada

como la geología misma, quizás porque el arte de aplicación es todavía joven.

La frase de Locke, pronunciada hace 17 años, es todavía verdad en gran parte: “Es

como si los médicos tuvieran solamente, libros de fisiología y los ingenieros libros de

física”. En lugar de encontrar todos los principios dispuestos para su aplicación, el

geólogo minero ha tenido que hacer toda su investigación sin ningún precedente,

especialmente en campos tales como la identificación de minerales opacos, el

comportamiento de soluciones hidrotermales y las reacciones químicas de las aguas

subterráneas y sulfuro.

En estos y en otros muchos campos de investigación, el geólogo minero, al tiempo que

sigue su propio camino dependientemente no pude separarse de la geología pura.

Campos de aplicación de la geología

La minería, naturalmente, no es el único campo en que la geología encuentra

aplicación práctica.

En las investigaciones petrolíferas se considera indispensable la técnica geología.

En el desarrollo de los recursos acuíferos, la parte de la geología conocida como

Hidrología se ha empleado durante muchos años.

En los proyectos de ingeniería civil los geólogos son requeridos para aconsejar

sobre toda clase de problemas sobre rocas y suelos, fundamentos de presas y

puentes, condiciones que puedan esperarse en túneles y canteras de materiales

para construcción de carreteras.

Especialidades dentro de la geología minera

Como la geología minera en si cubre un ancho campo, es natural que una persona

este familiarizada con algunos temas que con otros, pero sucede que tal

especialización no parece ajustarse a unos límites claramente definidos. Se podría

esperar, puesto que cada metal presenta problemas inherentes que existieran

geólogos en minería del oro, el plomo, etc.

En la práctica hay poca especialización deliberada en metales individuales, y por una

razón excelente: los problemas peculiares de un determinado metal se encuentran

más en los campos de su purificación y comercialización en el hallazgo y explotación

de sus criaderos.

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CRIADEROS - LA GEOLOGÍA-MINERA

Las características de los criaderos están determinadas no tanto por el metal que

contiene como por la forma que tienen y su modo de formación. Los placeres de oro

tienen más semejanza con placeres de estaño que con betas auríferas; vetas de

mineral no metálico, como la fluorita, son más parecidas a vetas de plomo y zinc que a

productos no metálicos, tales como fosfatos y micas.

Importancia de los criaderos:

Epigenéticos.- Esto es, menas y productos minerales introducidos en las rocas que

los rodean después de que dichas rocas se hubieran formado.

La razón de este énfasis no estriba en que tales yacimientos hayan sido los más

productivos pues una sola clase fuera de este grupo ha rendido un cantidad mucho

mayor de material, ya sea medido en toneladas o en dólares.

Si ponemos empeño en menas epigeneticas, como vetas, filones y depósitos de

sustitución es porque este grupo ha sido objeto de la mayor atención por parte de la

profesión. Tales criaderos son, por comparación, difíciles de hallar y seguir.

Singenticos (criaderos formados al mismo tiempo que las rocas que los encierran),

presentan también sus problemas geológicos; pero aquellos criaderos singeneticos

que se encuentran en rocas ígneas son, en su mayoría demasiado simples para

requerir ayuda geológica, o demasiado erráticos para definirse con ella.

Los criaderos singeneticos en rocas sedimentarias, como son todos los de Carbón, la

mayoría de los principales yacimientos de hierro y manganeso, y la casi totalidad de

los minerales no metálicos, encierran pocos problemas que no haya encontrado el

estudiante de criaderos epigeneticos-problemas de sedimentación y estratigrafía y, en

muchos casos, problemas de estructura (especialmente pliegues y fallas).

Geología en Minería

La industria minera, en su tarea de encontrar, seguir y extraer menas metálicas, ha

hecho siempre uso de la geología en una u otra forma desde épocas mediavales.

Hasta que los geólogos mineros empezaron a tomar interés por los problemas

especiales de la minería, todo ingeniero minero tenia que ser su propio geólogo,

aplicando lo mejor que podía, y a menudo con marcado éxito, las ideas que adquiera

de la ciencia o desarrollaba por si mismo.

De los geólogos profesionales que se dedican a materias concernientes a la minería,

muchos, aunque no todos, están empleados en compañías mineras. Un gran grupo

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esta al servicio del gobierno, y unos pocos trabajan en organizaciones que se ocupan

de los aspectos financieros de la minería.

Departamentos geológicos

La mayoría de las grandes compañías mineras y muchas de las pequeñas cuentan

con un departamento geológico para investigar la geología de sus minas y aconsejar

sobre los problemas de exploración y trabajo.

La geología en los litigios. En adiciona los trabajos de hallazgo, apreciación y

extracción de minerales, los geólogos son llamados ocasionalmente para actuar como

expertos en pleitos legales.

EL TRABAJO DE SECCIONES GUBERNAMENTALES

Menos íntimamente ligados con el trabajo de la industria que el geólogo de una

compañía, pero, sin embargo, alta mente importantes en el desarrollo minero, son los

geólogos de las acciones geológicas de los gobiernos nacionales, estatales y

provinciales.

INGEMET, GEOBOL, SERNAGEOMIN, etc.

El trabajo que promueven estos departamentos abre la senda para prospectores y

particulares en aquellos distritos mas prometedores para la investigación y desarrollo.

GEOLOGÍA ECONÓMICA I

En los últimos años se ha hablado y escrito mucho sobre minerales estratégicos. En

particular, cuando casi todos los minerales útiles se convirtieron en estratégicos, los

gobiernos se dieron cuenta de la importancia de una información exacta y puesta al

día de los lugares en que se encuentran metales y minerales, con cuanta rapidez

pueden extraerse, y cuanto tiempo durarían las reservas.

En tiempo de guerra tal información es de importancia crítica, no solo con visitas a las

reservas disponibles por nosotros y nuestros aliados, sino también tomando en

consideración las posibles reservas del enemigo. Los planes para una paz permanente

deben tomar también en cuenta la distribución de reservas de materias primas entre

las distintas naciones.

En la segunda guerra mundial se vio a un gran número de geólogos empleados en

Washington, Ottawa y otras capitales, así como en el campo de todas las partes

accesibles del mundo.

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GEOLOGÍA ECONÓMICA II

Esta rama de la Geología se encarga del estudio de las rocas con el fin de encontrar

depósitos minerales que puedan ser explotados con un beneficio práctico o

económico. El geólogo económico se encarga de hacer todos los estudios necesarios

para poder encontrar las rocas o minerales que puedan ser potencialmente

explotados. La explotación de estos recursos se conoce como minería.

Los recursos minerales tienen una gran importancia en la vida diaria del hombre

actual, ya que estos proveen muchos elementos básicos que ayudan a hacer más fácil

la vida moderna y que nos permiten tener calefacción, electricidad, llenar el tanque de

nuestros vehículos, hacer abonos para fertilizar nuestras tierras, obtener materiales

para construir viviendas y edificios, producir medicinas, accesorios, etc.

Los estudios de geología económica o de prospección, se hacen mediante la

evaluación geológica de la zona de interés y se complementan con estudios asociados

de otras ramas de la geología como la geoquímica, geología estructural, geofísica,

sedimentologia, que nos permiten conocer más a fondo el potencial mineralógico y

hacer la delimitación y cuantificación de la fuente de material.

Cuando un depósitos es económico (o rentable)

Debe haber una disponibilidad suficiente de material en el mismo para que sea

rentable o justificable su explotación, ya que la inversión necesaria para el desarrollo

minero es generalmente considerable.

La “ley” de un depósito metálico es la relación de cantidad de roca que se requiere

para producir una unidad del mineral; por ejemplo, una mina de oro con una ley de 1

g/t requiere de la extracción de una tonelada de mineral para obtener 1 gramo de oro.

La rentabilidad del depósito mineral es fuertemente dependiente del precio del mineral

o elemento extraído y los costos de producción. En la actualidad, con altos precios de

la mayoría de los metales, muchas minas o proyectos que no eran rentables han sido

puestos en producción nuevamente.

Aunque normalmente se hace hincapié en yacimiento o depósitos de minerales

metálicos (oro, cobre, etc.) los depósitos de minerales no-metálicos son de gran

importancia en el desarrollo de los países. Elementos como el petróleo, calizas, gravas

y otros materiales de construcción son de gran importancia, especialmente en países

en vías de desarrollo.

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TIPOS DE ROCAS ECONÓMICAS

Dentro de los tres tipos de rocas existentes, ígneas, metamórficas y sedimentarias,

encontramos los siguientes depósitos económicos y minerales.

En las rocas ígneas y mineralizaciones asociadas se encuentran depósitos que se han

producido por aglomeración de ciertos minerales provenientes del magma fuente

durante los procesos de cristalización. En los depósitos ígneos es común encontrar

concentraciones de metales como oro, platino, uranio, cobre, selenio, cromo, vanadio,

y muchos otros de interés económico.

En las rocas metamórficas se encuentran depósitos de minerales que se forman por la

migración y aglutinamiento de los minerales durante los procesos de alta presión y

temperatura, soluciones sólidas, en la etapa de formación de la roca. Es así como se

forman algunas piedras preciosas como diamantes, esmeraldas, rubíes y

semipreciosas como granates. En las rocas metamórficas también hay depósitos

importantes de oro y otros metales que se encuentran concentrados debido a la

alineación/agrupamiento de estos durante los procesos metamórficos.

En las rocas sedimentarias encontramos depósitos diseminados y concentrados de

minerales que provienen de la erosión de rocas de los tres tipos mencionados

anteriormente (ígneas, metamórficas o sedimentarias) y la posterior litificación de los

depósitos de sedimentos en procesos diagenéticos (formación de la roca por

desecación y compactación). En estas rocas se encuentran muchos yacimientos

importantes de oro, aluminio, platino, diamantes, hierro, evaporitas (sal, yeso), arcillas

(monmorillonita, kaolinita), etc.

TIPOS DE RECURSOS MINEROS

Los distintos tipos de recursos económicos requieren de distinta metodología de

investigación, implica diferentes modelos económicos para el desarrollo y los

productos tiene diferente valor para los usuarios. Por esto se dividen los recursos

mineros en tres grupos con límites a veces muy difusos:

Algunos sectores de la corteza terrestre se caracterizan por un cierto enriquecimiento

en elementos químicos, minerales o sustancias en general. Estos sectores o

anomalías pueden tener un interés económico. El valor del sector, realmente la

factibilidad de explotar un yacimiento depende de muchos factores: geología del

sector, precio del producto, costos de purificación, geografía, clima, infraestructura,

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política del país, confianza política hasta factores netamente económicos como tasa

de interés, crecimiento industrial etc. 

Concentraciones rentables:

El más conocido listado es la tabla de Clark: Se calculó el factor del enriquecimiento

en comparación de la concentración normal en la corteza terrestre.

Concentración de algunos elementos químicos de valor económico en la corteza terrestre:

(Tabla de Clark):

Elemento

químico

% de la corteza

(de peso)

Factor de

enriquecimiento

Aluminio 8,00 3-4

Hierro 5,8 5-10

Cobre 0,0058 80-100

Níquel 0,0072 150

Zinc 0,0082 300

Uranio 0,00016 1200

Plomo 0,0001 2000

Oro 0,0000002 4000

Mercurio 0,000002 100.000

Factor de enriquecimiento es la cantidad de enriquecimiento para obtener un depósito

(rentable). Significa Aluminio se presenta como promedio en la corteza terrestre con

8%. Un depósito de aluminio contiene entre 3 hasta 4 veces más aluminio (=24%-

32%).

Pero como ya mencionado el valor real depende de muchos factores incluso factores

regionales. Significa un yacimiento con las mismas características geológicas puede

ser factible en una región, pero en un otro sector no. Para nombrar cifras reales: Hoy

día un gran yacimiento de cobre debería tener una ley entre 0,6 % hasta 1,2 %. El

hierro se explota entre 40% hasta 60%.

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Se puede diferenciar entre recursos metálicos, no-metálicos, energéticos y hídricos:

metalesno-metálicos

uso general energéticos hídricos

oro, cobre, hierro,

aluminio

sal, baritina,

diamante, áridos,

diatomíta,

liparita...

hulla, lignito,

antracita, turba,

petróleo, gas

natural,

metanos...

agua subterránea,

aguas

industriales, agua

termal, agua

mineral...

Minerales metálicos

Dentro de los depósitos metálicos más importantes encontramos los depósitos de oro,

platino, hierro, níquel, cobre, aluminio, cromo, selenio, vanadio, plomo, uranio, etc.

Estos minerales tienen un valor intermedio y son transados como ``commodities``, es

decir, su origen no juega un papel preponderante.

DEPÓSITOS MINERALES METÁLICOS ECONÓMICOS

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MINERALES INDUSTRIALES O NO-METÁLICOS

Dentro de los depósitos no metálicos o industriales encontramos principalmente los

depósitos de los materiales que se utilizan a diario en la sociedad moderna como:

piedra, carbonatos (caliza, dolomita), sales, sulfuros, magnesita, yeso, talco, fluorita,

asbestos, gravas y arenas, mármol, granito, arcillas (kaolín, bentonita,

montmorillonita), etc.

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Depósito Minerales Uso Ubicación

HierroHematita,

Magnetita, Limonita

Construcción,

Autos, BarcosSuecia, Chile:

Aluminio Gibbsita, DiasporaConstr. livianos,

avionesJamaica, Brasil

MagnesioDolomita,

MagnesitaAleaciones Agua del mar.

Titanio Ilmenita, RutiloAleaciones de

altas temp.Canadá, India

Cromo Cromita Aleación con acero África del sur

Manganeso Pirolusita para acero Rusia

Cobre

Covelita,

Chalcosita,

Chalcopirita,

Bornita

Industria

electrónica,

alambres,

construcción

Chile, EEUU, Perú

Plomo Galena Pilas, baterías Australia

Zinc Esfalerita para aleaciones Australia

NíquelPentlandita,

GarnieritaAleaciones Sudbury/Canadá

Plata ArgentitaFotografía,

electrónica

México, Perú,

Chile

Platino metal nativoindustria química,

electrónicaÁfrica de Sur

Oro metal nativo joyas, electrónica

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Estos materiales son normalmente de bajo valor y gran volumen, por lo cual su

explotación se realiza siempre cerca o en la fuente de producción. Solo en casos

especiales adquieren gran desarrollo, ya que dependen de las necesidades de la

región geográfica y, económicamente, no soportan gran transporte.

Como se menciono anteriormente, los recursos energéticos, como gas, carbón y

petróleo, se tratan en capítulo aparte.

DEPÓSITOS MINERALES NO-METÁLICOS ECONÓMICOS

DepósitoMinerales,

AmbienteUso Ubicación

Sales Halita (NaCl)Alimentación,

industria química

Alemania, Chile,

Polonia EE.UU,

Bolivia.

FosfatosApatita:

Ca5 (PO4)3OH Fertilizantes EE.UU. Perú

Potasio Silvita (KCl)Fertilizantes, ind.

químicaEE.UU., Europa

Diamante

sDiamantes (C)

joyas, abrasivos

industrialesÁfrica del sur

YesoYeso,

AnhidritaConstrucción Todo el mundo

Calizas Calcita: CaCO3 Construcción Todo el mundo

Arcillas Caolinita Cerámica, ind.

electrónicaTodo el mundo

Diatomita Fósiles ind. química Europa, EE.UU.

IgnimbritaRocas

volcánicas

construcción,

filtrosItalia, Chile

Piedras preciosas y semi-preciosas

En los depósitos de piedras preciosas encontramos el diamante, esmeralda, rubí y

zafiro.

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En las semipreciosas el lapislázuli, ágata, granate, jaspe, jade, circón, ópalo,

turmalina, etc.

La importancia y el valor como joya depende de la calidad de la piedra, su pureza y

origen. Yacimientos de este tipo son normalmente de mediano tamaño con gran valor

agregado, sin embargo su producción depende de las condiciones económicas

globales y por lo tanto su precio (y valor) es variable.

Recursos hídricos

En los últimos años se ha empezado a dar más importancia al agua como recurso no

renovable necesario e imprescindible para la supervivencia humana. Los ciencia que

estudia los recursos hídricos es la hidrogeología, sin embargo, la geología y

especialmente la geología económica tiene gran importancia en el estudio de las

aguas antiguas (y principalmente no renovables) que se encuentran en los acuíferos

de un área o lugar.

II GEOLOGÍA DE MINAS - DEFINICIONES

Geología Económica:

Definiciones. Economía minera. La geología en la industria minera. Etapas de un

proyecto minero. Intervención del geólogo en cada etapa.

Prospección Minera:

Estudios preliminares. Evaluación de información legal geológica y minera existente en

la región. Análisis de imágenes satelitarias. Interpretación de fotografías aéreas.

Reconocimientos superficiales. Caracterización de modelos. Programas de

prospección exploración. Cartografía y escalas. Métodos de prospección-exploración.

Geoquímica. Geofísica. Cronogramas y costos. Ejemplos. Ejercicios prácticos.

Exploración Minera:

Laboreos de exploración: objetivos y nomenclatura. Exploración superficial y

subterránea.

Perforaciones: tipos de sondas, equipos utilizados, muestras, velocidad y costo.

Estudios microscópicos y otros métodos de laboratorio. Correlación de datos y análisis

de los resultados de la exploración. Informes geológico-mineros.

Muestreo:

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Generalidades. Sistemas de muestreo. Objetivos, metodología general y

precauciones. Preparación y reducción de muestras. Análisis químicos: métodos,

costos, seguridad y error. Planos, secciones y gráficos con valores de ensayos.

Cubicación de Reservas:

Generalidades. Clasificación de los recursos minerales. Cálculo de la ley y el tonelaje;

planillas y registros. Tipos de cubicación. Correcciones. Particularidades de los

yacimientos vetiformes, diseminados y aluvionales.

Explotación de Minas:

Laboreo: objetivos y nomenclatura. Métodos de explotación: a cielo abierto

ysubterráneos.

Elección del método. Instalaciones, maquinarias y herramientas. Personal.Perforación

y voladura. Transporte y extracción. Entibación. Ventilación, desagüe y alumbrado.

Inversiones y costos. Problemas geológicos de ingeniería en minas. Problemas

ambientales provocados por la actividad minera. Ejemplos.

Tratamiento de Minerales:

Concentración: propósitos. Definiciones fundamentales: Ley, contenido fino,

recuperación, razón de concentración. Balance metalúrgico: cálculos. Grado

deliberación y estudios mineralógicos. Trituración y molienda. Métodos de

concentración: por gravedad, flotación, líquidos pesados, amalgamación y magnéticos.

Métodos hiodrometalúrgicos: cianuración y lixiviación. Metalurgia. Ejemplos.

Estudios de Mercado y Comercialización de Minerales:

Generalidades. Definición de variables. Usos. Especificaciones técnicas. Mercado

interno y externo. Precios. Flete, impuestos y otros costos. Cotizaciones. Sistemas de

comercialización. Cálculos de precio.

Evaluación de Proyectos Mineros:

Proyectos mineros, generalidades. Propósito de la evaluación. Factibilidad técnica y

económica. Factores: beneficios y vida de las reservas. Financiamiento minero.

Solicitud de préstamos. Financiamiento de deuda. Actividad económica: consumo,

producción y empresa. Tipos de inversión. Flujo de caja. Indicadores económicos: de

endeudamiento y de rendimiento de capital. Ejercicios prácticos.

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Legislación Minera:

Generalidades. Código de Minería: dominio, clasificación de sustancias minerales,

cateos, pertenencias. Leyes que regulan la actividad minera. Marco institucional.

Protección del Medio Ambiente en Emprendimientos Mineros:

Surgimiento de la conciencia ambiental en el mundo: Antecedentes legislativos y

regulatorios mundiales y nacionales.

Estudios de Impacto Ambiental (EIA): Definición y metodología. Requerimientos

legislativos. Elementos básicos de la EIA. Variables ambientales e impactos

ambientales en la minería. Monitoreos ambientales: sus objetivos y metodologías.

Medidas de mitigación y rehabilitación. Ejemplos.

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