GARIA SAAVEDRA DULCE OLIVIA

* GEOLOGIA DE YACIMIENTOS

UNIDAD 4. FUNDAMENTO DE LA EXPLORACIÒN

* TEMA 4.1: GENERALIDADES

*Exploración es el término utilizado en la industria petrolera para designar la búsqueda de petróleo o gas.*La exploración petrolera tiene como

objetivo primordial la búsqueda y reconocimiento de estructuras geológicas (trampas) en las cuales pudieran haberse acumulado los hidrocarburos. *La exploración se apoya en métodos que

aportan la geología, la geofísica y la geoquímica

* TEMA 4.2: PLANEACION DE LA EXPLORACION

*El principal propósito de este paso es seleccionar áreas o regiones que tengan buen potencial mineral y que puedan ser prospectados en su totalidad.

*Las fotografías aéreas y las imágenes de satélite pueden proporcionar una fuente invariable de información sobre rasgos estructurales, extensión de las unidades rocosas y el tipo de cobertera. 

* TEMA 4.3: METODOS GEOLOGICOS DE EXPLORACION

* MÉTODOS DIRECTOS* Los métodos directos de estudio del interior de la Tierra

consisten en tomar muestras de las rocas y materiales y analizarlos tanto en el terreno como en el laboratorio.

*  En el terreno se analizan las características generales de las rocas como situación, ordenamiento, relación con otras rocas, estructuras tectónicas que las afectan, grado de meteorización, orientación, espesor, etc., con las cuales podemos inferir conclusiones sobre su origen, tipo, edad y procesos geológicos a los que ha estado sometida una roca. Para determinarlas se utiliza la observación directa e instrumentos de medida.

* METODOS DIRECTOS

*Se utilizan tres métodos directos: la recogida de muestras de la superficie, la extracción de materiales en minas y la prospección mediante sondeos. En todos ellos, el principal problema es que sólo podemos obtener información de la capa más superficial de la Tierra.

*RECOGIDA DE ROCAS

*Este método consiste en analizar directamente las rocas en el terreno y tomar muestras de ellas para su posterior análisis en el laboratorio. Se utilizan aparatos de medida y el martillo de geólogo para tomar las muestras. Todos los datos se anotan en un cuaderno. Con los datos obtenidos se elabora un informe de las características de la roca estudiada

*MINAS

*En la extracción de minerales y rocas, se excavan túneles y galerías en el interior de la tierra, las minas, con lo que los geólogos pueden aprovechar dichas estructuras realizadas para recoger muestras de materiales de su interior. Los dos problemas de este método es que las muestras son muy locales y que se obtienen a poca profundidad (máximo de 3 Km).

*SONDEOS

* Los sondeos se realizan con maquinaria especial que perfora la tierra hasta una cierta profundidad. La broca, hueca, es de diamante y el material que se corta se introduce en un tubo cerrado con presillas. Después de extraer el tubo y abrirlo, se obtiene un cilindro compacto con todas las rocas y materiales perforados. Este cilindro se denomina Testigo. En la corteza terrestre se ha llegado hasta los 12 km, pero en el océano se ha podido llegar a la zona superficial del manto, al ser más delgada la corteza oceánica

* INDIRECTOS.

*Los métodos indirectos de estudio del interior de la Tierra nos permiten obtener datos a partir de los cuales se extraen conclusiones válidas sobre algunas características físicas (densidad, magnetismo, temperatura), sobre el estado físico de los materiales y sobre la estructura del interior terrestre.*Se diferencian tres tipos de métodos

indirectos:*Los GEOFÍSICOS en los que se analizan

algunas variables físicas (densidad, gravedad, magnetismo, temperatura, electricidad, etc.).

* TEMA 4.4 Y 4.5: METODOS GEOFISICOS Y GEOQUIMICOS.

GRAVIMETRIA* Utiliza el principio que elementos de mayor densidad

producen una mayor gravedad.* Los instrumentos empleados para realizar mediciones de

la gravedad se denominan gravímetros o gradiómetros.

* La mayor parte de los gravímetros emplean resortes cuyo efecto se opone a la fuerza de gravedad que actúa sobre una masa. Existen dos clases de gravímetros:

* Gravímetros absolutos: permiten conocer el valor de g directamente mediante la determinación de una longitud y/o un tiempo. Los primeros instrumentos absolutos fueron de tipo pendular, actualmente son de caída libre.

* Gravímetros relativos: estos instrumentos únicamente permiten conocer la diferencia relativa de g entre dos puntos o entre dos tiempos.

* GRAVIMETRIA

* MAGNETOMETRIA

*Utiliza el principio que los distintos elementos que componen el suelo producen distintas perturbaciones del campo magnético de la tierra.*En la prospección petrolífera el método

magnético entrega informaciones acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes al basamento. A partir de estos conocimientos se puede localizar y definir la extensión de las cuencas sedimentarias ubicadas encima del basamento, que posiblemente contienen reservas de petróleo.

* MAGNETOMETRIA USOS.

*El uso de métodos magnetométricos permite establecer el efecto de ciertos tipos de minerales que alcanzan a perturbar el campo magnético terrestre en algunos nanoTeslas. En los tipos de depósitos que estén asociados a magnetita (Óxido de Hierro con alta susceptibilidad magnética) y algunos otros óxidos de hierro pueden ser detectados gracias a este tipo de mediciones.

*Adquisición Terrestre, Procesamiento, Mapeo y Modelamiento de anomalías magnéticas.

*Exploración de Oro Aluvial (Asociado a Magnetita) y Depósitos de Hierro.

*Modelamiento de Basamento Magnético.* Interpretación de datos magnetométricos.*Toma de datos de susceptibilidad magnética.

* MAGNETOMETRIA

* SISMICA

*Orígenes finales de la 1ª Guerra Mundial*En 1921 perfeccionada como una herramienta útil en la búsqueda

de petróleo*La técnica mas desarrollada en la exploración petrolera.

* Procedimiento*Se produce una onda sísmica*Se propaga la onda por el terreno*Al llegar a la interface entre dos capas parte de la onda se refleja a

la superficie.*En superficie la onda reflejada es captada por un geófono*Midiendo tiempo e intensidad de la onda reflejada se puede saber la

profundidad y espesor de la capa

* SISMICA.

* TEMA 4.6: METODOS GEOESTADISTICOS.

*Aunque la aplicación de la herramienta geoestadística es bastante reciente, son innumerables los ejemplos en los que se ha utilizado esta técnica en estudios ambientales con el ánimo de predecir fenómenos espaciales (robertson, 1987; cressie y majure, 1995; diggle et al., 1995). La columna vertebral del análisis geoestadístico es la determinación de la estructura de autocorrelación entre los datos y su uso en la predicción a través de las técnicas conocidas como kriging y cokriging. Para tal estudio estan los siguientes modelos: modelo esferico, modelo exponencial, modelo gaussiano, modelo monomicos, modelo de independencia (pepita puro).

* TEMA 4.7: EJEMPLOS DE CASOS.*. Kriging Simple*Suponga que hay una variable regionalizada estacionaria con media

(m) y covarianza conocidas. De manera análoga a como se define en modelos lineales (por ejemplo en diseño de experimentos) el modelo establecido en este caso es igual a la media más un error aleatorio con media cero. La diferencia es que en este caso los errores no son independientes.

*Sea Z(x) la variable de interés medida en el sitio x. *E[Z(x)] = m* Z(x) = m + ε (x), con E[ε (x)] = 0 .*El predictor de la variable de interés en un sitio x0 donde no se tiene

información se define *como: Z x = m + ε x , *con ε * (x0 ) que corresponde a la predicción del error aleatorio en el

sitio x0. Despejando de la ecuación anterior ε*(x0)= Z*(x0)−m.

*El predictor del error aleatorio se define por:* *de donde el predictor de la variable de estudio es:* * * *El predictor es insesgado si:*E(Z*(x0))=E(Z(x0))=m .Luego el predictor será insesgado

cuando E(ε*(x0))=0.

*Por consiguiente, a diferencia del kriging ordinario,*en este caso no existen restricciones para las

ponderaciones tendientes al cumplimiento de la condición de insesgamiento.*La estimación de los pesos del método kriging ordinario se

obtiene de tal forma que se minimice V (å * (x0 ) − å (x0 )).

*USANDO:

*derivando respecto a 1 se tiene:

*Igualando a cero*En general para cualquier i, i= 1, 2, ..., n, se obtiene:

*Con las n ecuaciones resultantes se construye el siguiente sistema de ecuaciones:

*Varianza de Predicción Kriging Simple.*Se tiene de (7) que:

*reemplazando (8) en (7)

* UNIDAD 5: GEOLOGIA MARINA

*La Geología marina involucra las investigaciones geofísicas, geoquímicas, sedimentológicas y paleontológicas de los suelos oceánicos y sus márgenes costeros. Tiene una fuerte conexión con la oceanografía y la tectónica de placas.*El lecho profundo de los mares es esencialmente la última frontera

que no ha sido explorada ni mapeada con detalles en apoyo tanto para las ciencias oceánicas, la ciencia militar (submarina) y para la explotación de los recursos mineros (petróleo, gas natural, metales) existentes en el suelo oceánico.*El Cinturón de fuego alrededor del océano Pacífico con su intensa

actividad volcánica y sísmica supone una de las mayores amenazas de terremotos destructivos, tsunamis y erupciones volcánicas. Cualquier sistema de alerta temprana para estos eventos desastrosos requerirá un entendimiento más detallado de la geología marina de los ambientes costeros y de los arcos insulares.

* TEMA 5.1: GEOMORFOLOGIA MARINA*RELIEVE SUBMARINO

*El relieve submarino presenta una variedad de geoformas, incluso es más accidentado que en la parte continental. En conjunto se señalan el zócalo, talud, fosa y la dorsal de Nazca y complementados por una llanura oceánica.

*ZÓCALO O PLATAFORMA CONTINENTAL*Es la porción del continente que se encuentra cubierta por

las aguas del mar y tiene como promedio hasta 200 m de profundidad.*Su amplitud es variable de escasa profundidad. Llega la luz

solar permitiendo la proliferación de plancton

*TALUD CONTINENTAL*Declive pronunciado de poca extensión dentro de su

superficie se reconocen escarpes, cañones submarinos y montes. Puede llegar hasta los 3000 m de profundidad.

*FOSAS MARINAS*Profundas grietas paralelas al litoral. La fosa más profunda

se encuentra en el sector central frente al Callao Puede llegar hasta una profundidad mayor a los 6 000 m.b.n.m.* 

*DORSAL DE NAZCA Cordillera submarina que se localiza a la altura de la ciudad de Nazca (sur de Ica) y se extiende hasta la isla de Pascua (Chile). 

* TEMA 5.2: RASGOS MARINOS INTERNOS Y EXTERNOS

*Externo.* La meteorización es el conjunto de modificaciones que experimentan las

rocas por efecto de los gases que contiene el aire atmosférico y de las variaciones de temperatura.

*Meteorización física: rompe la roca en fragmentos más pequeños sin alterar los minerales que la forman. Es característica de climas fríos, desérticos y de zonas costeras.

*Meteorización química: disgrega la roca provocando cambios en los minerales que la constituyen, debido a las reacciones químicas entre los gases atmosféricos y los minerales de la roca. Es característica del clima ecuatorial y templado húmedo. Los principales procesos químicos son, entre otros:

* Carbonatación o acción del CO2 atmosférico con el carbonato de calcio (CaCO3) en las rocas calcáreas.

*Oxidación o acción del O2 atmosférico disuelto en el agua sobre las rocas, como ocurre en aquellas que tienen un alto contenido en hierro.

*Erosión: desgaste y rotura de las rocas superficiales por la acción de los agentes geológicos externos. El viento y el agua, en todas sus formas, erosionan la morfología del paisaje.

*Transporte: proceso mediante el que los fragmentos erosionados se transportan hacia zonas más bajas. Lo puede realizar el mismo agente que erosionó u otro distinto. Por la naturaleza de los agentes responsables, el transporte siempre lleva consigo erosión.

*Sedimentación: depósito de los fragmentos y de los productos resultantes de su alteración en zonas bajas de los continentes y, sobre todo, en los océanos. Los depósitos acumulados dan lugar a sedimentos, dispuestos en capas generalmente horizontales, denominadas estratos. Después de millones de años los estratos darán lugar a las rocas sedimentarias mediante un proceso conocido como litificación o diagénesis.

*INTERNOS*Los agentes geológicos internos son las fuerzas internas del

planeta que originan la deformación de la corteza terrestre. Los más importantes son:

*VOLCANES. Hendiduras en la corteza terrestre que alcanzan zonas profundas, por las que se expulsan al exterior el magma: una mezcla de materiales fundidos con cantidades variables de agua, gases y pequeños fragmentos sólidos de roca.

*TERREMOTOS O SISMOS: son movimientos bruscos de las capas superficiales de la Tierra, producidos por la fractura y el desplazamiento de grandes masas rocosas del interior de la corteza. Estos movimientos liberan gran cantidad de energía de forma repentina, violenta y, en algunas ocasiones, destructiva. Se llama hipocentro a la zona interior de la Tierra donde se origina el terremoto

* TEMA 5.3: TIPOS DE INESTABILIDADES SEDIMENTARIAS

SUBMARINAS*SEDIMENTOS E INESTABILIDADES.*Las inestabilidades submarinas tienen un impacto

significante en la construcción de márgenes continentales y en la transferencia de sedimentos a zonas profundas de los oceanos.

*El estudio de las inestabilidades submarinas permiten reconstruir y modelizar la evolución temporal y espacial de los márgenes continentales y las cuencas oceánicas.

*Todas las provincias fisiográficas del margen continental presentan fenómenos de inestabilidades sedimentarias desde la línea de costa hasta las cuencas oceánicas.*Pero el numero de inestabilidades presentes es

significativamente mas alto en el talud continental.*¿ por que ?: *Una de las razones mas obvias es por que es el área con

mas pendiente y por tanto la fuerza de la gravedad tiene un papel mas importante.*Otra razón, menos evidente, es que el talud continental

tiende a ser la provincia donde la acumulación de sedimentos es mas alta por el balance positivo entre progradación y a gradación.

*progradacion : avance, hacia el interior de la cuenca de facies proximales sobre distales. ej facies costeras sobre facies de offshore.*retrogradacion: avance hacia fuera de la cuenca de facies

distales sobre proximales.* agradacion: relleno vertical sin cambios en las facies. 

* TIPOS Y CLASIFICACIONES DE INESTABILIDADES SUBMARINAS.

*Los diferentes tipos de inestabilidades submarinas se pueden definir siguiendo la clasificación para movimientos de masa subaéreos propuesta por la ISSMGE (Locat y Lee, 2000) (Tabla 1), ya que en los ambientes acuáticos (marinos y continentales) se dan básicamente los mismos tipos que en los ambientes terrestres, con algunas excepciones, que son exclusivas del medio marino como las corrientes de turbidez.*Todos los tipos indicados se excluyen mutuamente aunque por

supuesto cualquiera de ellos puede generar otro tipo de inestabilidad (por ejemplo, un deslizamiento puede transformarse en un flujo). Se pueden presentar diferentes subdivisiones (Prior, 1984; Norem et al., 1990; Mulder y Cochonat, 1996) pero los términos presentados en esta clasificación (Tabla 1) cubren la gran mayoría de fenómenos observados.

Tabla 1. Clasificación de los movimientos de masa submarinos adaptada de la clasificación subaérea propuesta por el comité técnico ISSMGE (Locat y Lee, 2000).

* DESLIZAMIENTOS

* Los deslizamientos se definen como el movimiento de un cuerpo sobre una superficie basal de rotura, del que resulta grandes bloques de material coherente, con una deformación interna que puede variar de nula a significante

* Fig. 1. Ejemplo de deslizamiento en un perfil sísmico Geopulse (A) y su interpretación (B).

* COLADAS DE DERRUBIOS

*Se definen como el movimiento de sólidos granulares, a veces mezclados con pequeñas cantidades de agua, en zonas de pendientes bajas.

*Fig. 2. Sección de un perfil sísmico de alta resolución mostrando una colada de derrubios (Wilson et al., 2003).

* CORRIENTES DE TURBIDEZ

*son flujos diluidos (< 10 g/l) y totalmente turbulentos (Re > 104) de sedimento pobremente seleccionado. Las corrientes turbidíticas pueden tener una capa basal, a menudo llamada capa de tracción, con alta concentración pero dominada por el flujo turbulento.*Las corrientes de turbidez pueden ser generadas

directamente por la alta concentración de sedimentos en suspensión que llegan al borde de la plataforma continental gracias a agentes como corrientes de marea, ríos o tormentas (Mulder y Syvitski, 1995; Mulder et al., 1998) y otras parecen tener su origen en inestabilidades que se dan en el talud continental.

* 5.4: PROCESOS COSTEROS

*PROCESOS DE GRAN ESCAL Y LARGO PLAZO.*TECTONICA DE PLACAS.*Hay 3 tipos principales de costas según la tectónica de

placas:*Costas asociadas con el borde delantero de una placa (de

colisión)*Costas asociadas con el borde trasero de una placa

(pasivo)*Costas de mares marginales.

* COSTAS DE BORDE DELANTERO DE PLACAS

*Son costas tectónicamente activas y complejas, tienen una topografía irregular y alto relieve.*Los cañones submarinos son grandes y profundos con

cabezas cercanas a la costa.

* COSTAS DE BORDES PASIVOS

*Son las mas diversas y ocurren en distintos marcos tectónicos.*Costas tipo neo: son variadas con poco sedimento, ej: el

mar rojo, el golfo de california.

*Costas tipo afro: medianamente maduras, no tienen altos relieves que aporten mucho sedimento a la costa pero hay bastantes rios y deltas. Ej. frica y Groenlandia.

*Costas tipo amero: son las mas maduras, están ubicadas en porciones estables tectónicamente por millones de años. Hay grandes aportes de sedimento, un margen continental amplio y estable, con una zona costera caracterizada por depositacion. Ej, costa este de norte america

* COSTAS DE MARES MARGINALES

*Son costas localizadas cerca de las margenes convergentes pero son tectonicamente activas. Son de relieve bajo y drenaje bien desarrollado sometida a baja accion de oleaje por el tamaño limitado de las cuencas. Acumulan gran cantidad de sedimentos. Por ejemplo las costas del este de Asia y el golfo de México.*