INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO CANTERA DE MATERIAL PETREO IN PARAGUAY
1. INTRODUCCIÓN:
El siguiente Informe Técnico, fue elaborado por la empresa VÍCTOR GONZÁLEZ Y ASOCIADOS S.S. y resume los resultados obtenidos durante los trabajos de INVESTIGACIÓN DEL SUBSUELO - CANTERA DE MATERIAL PETREO, realizado en el distrito de San Estanislao, Departamento de San Pedro
Las tareas se iniciaron con la delimitación de un área de estudio de 1.000.000 m 2 , para luego proseguir con la búsqueda de informaciones preexistentes para su estudio y conclusión preliminar, en Gabinete. Posteriormente, se realizaron trabajos de campo, apoyados por técnicas geofísicas, consistentes en líneas de medición del Campo Magnético Total (Magnetometría) y líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG), orientadas a la determinación de condiciones geológicas puntuales para ser sometidos a rigurosos análisis que permitieron la elaboración de conclusiones preliminares de dichos trabajos.
2. OBJETIVO
Aplicar el método geofísico de la Tomografía Geoeléctrica en gráficos de 2D, y su transformación por interpolación de valores a imágenes 3D, para la localización de anomalías en el subsuelo que, contribuyan a identificar y caracterizar niveles con geología diferenciada (rocas ígneas).
3. MARCO TEÓRICO
Medición del Campo Magnético Total (Magnetometría)
El campo magnético terrestre, se asemeja al campo generado por una barra de gran tamaño alineada con el eje de la Tierra o, aquel que sería producido por una esfera de magnetización uniforme.
Precisamente, como la Tierra se comporta como un gigantesco imán, exhibe líneas de campo o líneas de flujo, que entran por el polo norte magnético y convergen en el polo sur magnético.
La dirección de las líneas de fuerza del campo magnético es vertical en los polos magnéticos, y horizontal en el ecuador magnético, y su intensidad está en función de la densidad de las líneas de flujo.
Con respecto al origen del campo magnético, la hipótesis más aceptada es aquella que lo asocia al movimiento de corrientes eléctricas producidas por el acoplamiento del efecto convectivo y la rotación del núcleo exterior líquido, formado por hierro y níquel.
El Método Magnetométrico, es una técnica de exploración geofísica que consiste en medir las variaciones del campo magnético terrestre y en base a ellas, inferir la geología del subsuelo. Los levantamientos magnetométricos, consisten en realizar mediciones del campo magnético sobre la superficie terrestre, con instrumentos denominados magnetómetros, en intervalos de distancia aproximadamente constante a lo largo de una línea denominada perfil. Es necesario que las mediciones sean lejos de fuentes que puedan generar un campo magnético de gran magnitud (cables de alta tensión, tuberías de metal cuando éstas no son el objetivo, entre otros).
El Gauss es la unidad de la Inducción Magnética (B) y el Oersted de la Intensidad de Campo (H) en la nomenclatura física. Sin embargo, por convención en geofísica, el Gauss es la unidad de la intensidad magnética de campo en el sistema C.G.S. Numéricamente vale lo siguiente: 1gamma = 1O -9 Tesla = 1 nanoTesla (nT) = 10 -5 Gauss = 10 -5 Oersted = 10 - 9 weber/m2
Tomografía Geoeléctrica
La Tomografía Geoeléctrica (TG) es un método prospectivo geoeléctrico que analiza los materiales del subsuelo en función de su comportamiento eléctrico, es decir, que es un diferenciador de los mismos en función de su valor de resistividad eléctrica, propiedad de los materiales que indica su grado de oposición a conducir la corriente eléctrica a su través.
La conductividad de los materiales va a depender, generalmente, de cuatro factores que se agrupan según la fórmula de Heiland:
Donde ρ es la resistividad de la roca impregnada; wρ es la resistividad del agua contenida en la roca; v es el volumen relativo de huecos (factor de porosidad) que depende de la textura de la roca siendo cero en roca compacta y aumenta con la porosidad; F es el factor de formación, que depende de la forma y distribución de los poros; y por último estaría el factor de saturación (Fs) que depende de la proporción en que los poros de la roca están rellenos de agua.
La Tomografía Geoeléctrica (TG) tiene por objetivo específico determinar el valor de la resistividad real del subsuelo en el ámbito comprendido entre dos sondeos o bien hasta un cierto rango de profundidad a lo largo de un perfil de medida, a partir de los valores de resistividad aparente obtenidos mediante medidas realizadas por métodos convencionales de corriente continua. El proceso de toma de datos consiste en la implantación de numerosos electrodos a lo largo del perfil de medida, con una separación determinada que vendrá condicionada por el grado de resolución que se necesite y la profundidad de investigación que se precise. Con todos los electrodos conectados al resistivímetro, y mediante un programa secuencial específico que se crea para cada objetivo, el aparato “ordena” cuáles deben ser los conjuntos de electrodos que funcionan en cada momento y con qué disposición.
Un factor clave de esta técnica es el número y distribución de las medidas de campo, ya que de él depende tanto su resolución como la profundidad de investigación. Como regla general, un estudio mediante Tomografía eléctrica requiere la obtención de un número muy elevado de datos con un pequeño espaciado entre medidas para conseguir la necesaria resolución lateral y que también las medidas se realicen involucrando de forma progresiva varios rangos de profundidad.
El resultado final de este tipo de estudio es una sección distancia-profundidad con la distribución de la resistividad real del subsuelo. Para interpretar esta sección, es necesario conocer de forma aproximada los materiales esperables, y con ello los rangos de resistividad entre los que varía su resistividad, y así por atribución, identificar unidades litológicas de distinta naturaleza, litologías con distinta textura o grado de alteración, aspectos estructurales(fallas) y geomorfológicos (cuevas y rellenos), etc.
4. METODOLOGÍA
En primer término se delimitó un área de estudio de 100.000 m 2 , a fin de abarcar la zona de interés, el área de referencia fue identificada en el Mapa Geológico y en imágenes Google Earth, el primero proporcionó informaciones referente a la condiciones geológicas del subsuelo que permitieron realizar las interpretaciones necesarias para caracterizar el subsuelo y el segundo los datos referentes a las alturas del terreno en metros sobre el nivel del mar (m.s.n.m.) Posteriormente, se procedió a las tareas de campo consistente en relevamiento de datos del lugar y aplicaciones de técnicas geofísicas. Para las mediciones del campo magnético (Magnetometría en nT) se utilizó un registrador Protón Magnetómetro WCZ, Rango de medida: 20.000 nT ~ 100,000nT Precisión: ± 1 nT, Resolución: 0.1nT Gradiente permitido: ≤5,000 nT / m – Figura Nº1.
Se ejecutaron un total de seis (6) Líneas de Magnetometría (MG) con direcciones, Azimut, de entre 145 ° y 290°
Con los datos obtenidos se elaboró el grafico con la distribución de las Isolíneas magnetométricas conteniendo las áreas con anomalías, de acuerdo a los resultados de las mismas se procedió a distribuir las Líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG).
Para las Líneas de Tomografía Geoeléctrica se utilizó un Resistivímetro Multifunción Digital WDJD y Conmutador WDZJ-3 .- Figura N° 2.
El parámetro medido, corresponde a la Resistividad en ohm.m., con una disposición electródica Wenner Alfa.
Se han ejecutado un total de seis (6) líneas de Tomografía Geoeléctrica, con direcciones, Azimut, de entre 29° y 317°. Los datos registrados fueron interpretados por medio del programa RES2DINV (Geotomo Software Malaysia). Las secciones geoeléctricas resultantes tuvieron un error máximo en las iteracciones de 14,4 % y un promedio del orden de los 8,17 %.
Del análisis de las secciones geoeléctricas, los datos de campo y la información geológica, fueron identificadas las unidades geoeléctricas. Con dichas informaciones se pudo llegar a un arreglo matricial interpolado (Grid) usando el paquete computacional SURFER ® 9,0 de la Golden Surfer Inc. (Con licencia para Víctor González y Asoc. S.S.), que, permitió la elaboración de secciones interpretadas en 2D con la exageración necesaria en la vertical para apreciar el desarrollo del objetivo del estudio, además con el mismo programa, se pudo obtener imágenes tridimensionales del cuerpo rocoso registrado. Finalmente, con las limitaciones de profundidad y destape de la cobertura, se hicieron cálculos para la estimación del volumen existente de las unidades geológicas de interés, así como, del tonelaje respectivo.
4.1. Ubicación
El área del Estudio se encuentra ubicado en el distrito de San Estanislao del Departamento de San Pedro.
Se puede observar, en la figura N° 3, la imagen con la ubicación del área de estudio:
El área de estudio se encuentra a 5,6 km al Noroeste de la ciudad de San Estanislao.
4.2. GEOLOGÍA
La figura N° 4 muestra el Mapa Geológico que contiene la ubicación del área de estudio, con las distintas Unidades y Formaciones Geológicas presentes en la Región Oriental y parte de la Región Occidental del Paraguay:
El área de interés se encuentra en zona de ocurrencia del Grupo independencia de edad Pérmica.
Los depósitos sedimentarios del Período Pérmico. Caracterizado por sedimentos marinos y continentales, que responden a climas de frío glacial, templado y caluroso, y eventos de transgresiones y regresiones marinas. Dicho paquete sedimentario fue descripto, inicialmente, por Harrington, J. H., en 1950, recibiendo la denominación de Serie Independencia. Posteriormente, en 1959, los mismos depósitos, son descriptos por Eckel, discriminando un nivel superior de origen continental (Serie Independencia) y un nivel marino (Serie Tubarao). Más tarde, Putzer, 1962, lo aglutina de nuevo en una sola Serie, con la denominación de Serie Pasa Dois, discriminando en Formación Río Do Rastro y Formación Estrada Nova, que tiene una subdivisión: Serra Alta e Independencia. Posteriormente, en 1966, las Cuadrículas 40 y 41*, las clasifican en la Serie Ybytyruzú, clasificando en dos formaciones: Independencia y Pañetey, de acuerdo al ambiente de sedimentación. Finalmente, la Empresa minera, THE ANSCHUTZ CORPORATION, 1981, le da la clasificación actualmente conocida. El Grupo Independencia está conformado de la siguiente manera:
- Formación Cabacuá
- Formación Tapytá
- Formación Tacuary
- Formación San Miguel
* Publicaciones del Ministerio de Obras Públicas y comunicaciones.
Las rocas sedimentarias del Grupo Independencia se encuentran intruidas por rocas ígneas en forma de Sills y diques.
5. TRABAJOS DE CAMPO
Los trabajos de gabinete deben ser complementados con un riguroso Trabajo de campo consistente en relevamiento de datos sobre la geología del lugar, así como Aplicaciones de Técnicas Geofísicas, para obtener informaciones de fuentes directas, in situ, que permitan una confrontación con las informaciones de Gabinete.
5.1. Relevamiento de datos geológicos
Durante los trabajos de campo se han registrado afloramientos rocosos, en la propiedad, ubicada al Norte del área del proyecto, se identificó una cantera de material ígneo con una dirección de explotación Nor Noroeste – Sur Sureste, con dimensiones de 165 X 50 metros. La figura Nº 5 muestra el frente de cantera Sur Sureste.
La roca de caja es una roca sedimentaria de edad pérmica que, en la zona de contacto está metamorfizada. La disposición de la misma es presentada en la figura Nº 6.
La roca ígnea presente tiene textura porfiro-afanítica, según el color, melanocrática, compuesta, mineralógicamente de: fenocristales de feldespatos en una matriz de minerales oscuros (olivinos, piroxenos y anfíboles) el tipo de roca es, máfica a alcalina, modo de ocurrencia volcánica, en forma de diques. La siguiente fotografía, Figura Nº 7, presenta una muestra de mano obtenida de la cantera.
5.2. Aplicaciones de Técnicas Geofísicas
Seguidamente se procedió a ejecutar una campaña de prospección geofísica consistente en la ejecución Líneas de medición de Campo (magnetometría) y de acuerdo con los resultados obtenidos, Líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG)
5.2.1. Medición del Campo Magnético Total (Magnetometría)
Se ejecutaron seis (6) Líneas de Magnetometría, totalizando 1.684 metros lineales de registro, la Tabla N° 1, resume las características de cada una de las líneas de Magnetometría (MG) mientras que, la figura N° 8, contiene la distribución de las mismas, se presentan además, los datos de campo de cada una de las Líneas de medición. De acuerdo a los valores registrados en la cantera local (MG05) se estableció como línea de base de la presencia de rocas ígneas el valor de 29.000 nT.
5.2.1.1. Características de las Líneas de Magnetometría (MG)
5.2.1.2. Distribución de las Líneas de Magnetometría (MG)
5.2.1.3. Datos de Campo de las Líneas de Magnetometría (MG)
5.2.2. Líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG)
Seguidamente se procedió a ejecutar seis (6) Líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG), contabilizándose un total de 1.700 metros de largo y 51 metros de
profundidad máxima de investigación.
La Tabla N° 2, resume las características de cada una de las líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG) mientras que, la figura N° 9, contiene la distribución de las mismas.
5.2.2.1. Características de las líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG)
5.2.2.2. Distribución de las líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG)
5.2.2.3. Secciones de las Líneas de Tomografía Geoeléctrica (TG)
6. RESULTADOS
6.1. Líneas de Magnetometría (MG)
La figura 10 contiene los resultados obtenidos de la interpretación de las Líneas de Magnetometría. En efecto, se puede observar en la misma que, utilizando como línea base las Isolíneas correspondientes al valor de 22900 nT, se encierra un área (en color rojo) cuyo eje tiene una dirección Nor Noroeste – Sur Sureste, aparentemente, prolongación del eje de la cantera vecina. El área mencionada se encuentra en el flanco Este de la propiedad, disipándose (por los valores bajos – menores a 22500 nT) las posibilidades en los sectores Oeste y Suroeste.
6.2. Líneas de Tomografía Geoeléctrica
Las figuras que van del N° 11 al N° 16, contienen las Secciones Geoeléctricas interpretadas, de cada una de las líneas de Tomografía Geoeléctrica, la figura N° 17 presenta la distribución del espesor de la unidad y el espesor del material de cobertura de la unidad UGE1, y la figura Nº 18, presenta una imagen tridimensional integrando ambas informaciones correspondientes a la unidad UGE1.
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESF
En base a la interpretación final de los datos geofísicos, se han identificados tres (3) unidades geoeléctricas. De ellas, una (1) es considerada de interés, la denominada UGE1 (correspondientes a rocas masivas, del tipo ígneo). En efecto, con los datos obtenidos de las líneas de magnetometría se pudo identificar y delimitar el área con registro de anomalías atribuibles a la presencia de rocas ígneas y con las líneas de tomografía geoeléctrica (TG) se pudo elaborar un modelo geológico final, con estimaciones de la forma y dimensiones del cuerpo principal UGE1, donde se destacan los siguientes resultados:
El mapa - con los espesores estimados de la unidad geoeléctrica UGE1 – (Figura N° 17) - muestra la distribución de la unidad de interés, con espesores de hasta 22 metros, la distribución de espesores también son presentados en formato 3 D (Figura 18)
En referencia a la naturaleza del yacimiento rocoso, el mismo, es de carácter semi horizontal con relación a la topografía local, con cobertura de sedimentos recientes y rocas sedimentarias de variable espesor, de hasta 27 metros.
La forma y dimensión del yacimiento rocoso, supone una estructura de stock ígneo, con dirección principal Nor Noroeste – Sur Sureste, se estima su distribución espacial utilizable en un área de 10.459 m 2 .
Aplicando el método de las áreas concéntricas, con frecuencia de espesor cada dos metros, y teniendo como límites, la profundidad de 40 metros y la superficie limitada por la línea 15 metros de destape se obtiene, para la UGE1, un volumen estimativo de 65.588 m 3 que, de acuerdo al peso específico (asumido para la roca ígnea - en media - de 2,9 Kg/cm 3 ), equivalen a 190.205 Toneladas de material rocoso (Tabla Nº 3), haciendo la salvedad de la necesidad de comprobación mecánica (sondeos mecánicos exploratorios) para las interpretaciones y las características litológicas de la UGE1.
De existir la necesidad de proseguir con la etapa de exploración por medios mecánicos (perforación con sacatestigo) para comprobar las interpretaciones, se recomiendan los sitios señalados en la Tabla N° 4 – Características de los puntos de exploración y distribuidos en la imagen contenida en la Figura N° 19.
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