Durante los últimos 50 años, los métodos analíticos estándar han evolucionado desde XRF y espectroscopia de absorción atómica hasta análisis de activación de neutrones instrumentales, espectroscopia de emisión atómica ICP y espectroscopia de masas ICP. Ajustados a la inflación, los laboratorios de análisis comerciales ahora ofrecen análisis para la mitad de la tabla periódica con una precisión y límites de detección sorprendentes por el mismo precio que media docena de metales básicos realizados por la AAS hace 50 años.
La digestion en cuatro acidos con una combinación de ICP-AES e ICP-MS se está convirtiendo gradualmente en un estándar de la industria. Este es el paquete de ensayo más adecuado para empresas mineras y de exploración para análisis de rutina a un precio asequible. No es la mejor combinación analítica y de resumen para cada elemento, pero es la mejor técnica para la mayoría de los metales. ICP-MS también es un excelente método analítico para oligoelementos y es bastante adecuado para los elementos principales.
A pesar de que se están generando grandes cantidades de datos, la mayoría de las empresas todavía se limitan a trazar Cu, Au y algunos elementos traza, y no saben realmente qué hacer con los otros 50 elementos.
Tanto las empresas mineras como los laboratorios de análisis tienen estrictos protocolos QAQC para metales comerciales. Estos procedimientos incluyen la inserción de muestras de referencia con concentraciones de metales conocidas, la realización de ensayos duplicados y encuestas por turnos para comparar el rendimiento del laboratorio con otros laboratorios. No se aplican los mismos procedimientos de QAQC a todos los elementos reportados en los cuatro paquetes ICP AES e ICP MS de digestión ácida. Todos los laboratorios añaden un descargo de responsabilidad a los análisis mediante este método, advirtiendo que algunos metales pueden no disolverse completamente con una digestión de 4 ácidos. La realidad es que existe una diferencia significativa reportada por diferentes laboratorios para las mismas muestras. Todos los laboratorios utilizan los mismos instrumentos ICP AES y MS. Las diferencias en los resultados se deben a diferentes procedimientos de preparación de muestras y especialmente a diferentes protocolos de digestión ácida. La preparación de la muestra es de vital importancia, porque la mayoría de los metales que se disuelven tienen una solubilidad muy baja, por lo que sólo se puede utilizar una porción muy pequeña de polvo. Es de vital importancia utilizar procedimientos de trituración y molienda que homogeneicen la muestra lo más completamente posible para obtener análisis repetibles.
Sabemos que algunos metales no se disuelven totalmente en una digestión de 4 ácidos y, en algunas circunstancias, algunos metales no permanecen totalmente en la solución. Zr es el más obvio. En rocas más antiguas que tienen más daño por radiación en los cristales de circón, los análisis de Zr mediante ICP-MS con digestión en cuatro acidos suelen ser bastante cercanos al Zr total. Sin embargo, en rocas magmáticas jóvenes es común que ICP-MS con digestión en cuatro acidos reporte entre 20% y 50% del Zr total. El Cr mediante digestión en 4 ácidos ICP-MS suele ser del 50 al 75 % del Cr informado por XRF. También es común que el Al mediante ICP-MS con digestión ren cuatro acidos no se reporte entre un 5 y un 10 %. El grado en que muchos elementos se disuelven de forma incompleta se relaciona comúnmente con los tipos de alteración. Los elementos refractarios son más difíciles de disolver en rocas de facies de alteración ácida.
La mayoría de los geólogos desconocen por completo las diferencias entre los laboratorios de ensayo cuando se trata de análisis de ICP y simplemente suponen que todos los laboratorios son iguales. El punto a enfatizar aquí es que, si bien todos los laboratorios estarán configurados para informar datos de buena calidad para elementos calcófilos, por ejemplo, existen diferencias muy significativas en la calidad de los análisis para elementos más refractarios. Si intentamos utilizar estos elementos para caracterizar tipos de rocas y mapear procesos magmáticos, la calidad de los datos depende en gran medida de los protocolos de digestión que utilizan los laboratorios. Algunos laboratorios hacen esto muy bien. Muchos no lo hacen bien. La alternativa es utilizar una fusión de Li-borato, pero esto da como resultado límites de detección más altos y una precisión más baja. La mejor opción es encontrar un laboratorio que se especialice en realizar bien ICP-MS con digestión en cuatro acidos.
Si está interpretando datos geoquímicos, siempre que sea posible, regrese al núcleo de perforación. ¡Habrá aspectos de la interpretación que serán ambiguos pero que se resolverán fácilmente mirando las rocas!
Etiqueta: Geoquímica
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Aprovechando al máximo la geoquímica multielemento. Un flujo de trabajo para interpretar los análisis ICP
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Guía de rangos geoquímicos en la Exploración de Yamientos Minerales
La exploración de yacimientos minerales es un proceso complejo que requiere de diversas técnicas para encontrar depósitos de minerales valiosos bajo la superficie terrestre. Una de estas técnicas es la geoquímica, que implica el análisis de elementos químicos en rocas, suelos, sedimentos y aguas subterráneas para identificar áreas con potencial mineral.
Para llevar a cabo la geoquímica en la exploración de yacimientos minerales, es importante tener una guía de rangos geoquímicos que permita interpretar los resultados de los análisis químicos. Esta guía proporciona valores de referencia para diferentes elementos químicos en diferentes tipos de muestras geológicas, lo que permite identificar anomalías geoquímicas que pueden estar asociadas con la presencia de depósitos minerales.
En general, los rangos geoquímicos de los elementos varían según el tipo de mineralización. Por ejemplo, los metales preciosos como el oro y la plata suelen tener rangos geoquímicos muy bajos en rocas y suelos, mientras que los metales base como el cobre, el plomo y el zinc pueden tener rangos geoquímicos más altos.
Algunos de los elementos más comúnmente analizados en la geoquímica de exploración de yacimientos minerales son el oro, la plata, el cobre, el plomo, el zinc, el níquel, el hierro y el mercurio. Los valores de referencia para estos elementos pueden variar según el tipo de muestra geológica y la región geográfica en la que se encuentran.
Por ejemplo, en el caso del oro, los valores de referencia pueden ser muy bajos en rocas y suelos, en el orden de partes por billón (ppb) o incluso partes por trillón (ppt). Sin embargo, en muestras de suelo cerca de depósitos de oro conocidos, los valores de oro pueden ser significativamente más altos, en el orden de partes por millón (ppm).
Es importante destacar que los rangos geoquímicos solo proporcionan un marco de referencia para interpretar los resultados de los análisis químicos y no deben ser utilizados como una regla estricta. Cada depósito mineral es único y puede presentar valores geoquímicos atípicos en relación a la guía de rangos. Por lo tanto, es esencial llevar a cabo una interpretación cuidadosa y detallada de los datos geoquímicos, en conjunto con otros datos geológicos y geofísicos, para identificar áreas con potencial mineral.
En resumen, la guía de rangos geoquímicos es una herramienta importante en la exploración de yacimientos minerales que permite identificar anomalías geoquímicas que pueden estar asociadas con la presencia de depósitos minerales. Sin embargo, es importante tener en cuenta que cada depósito mineral es único y puede presentar valores geoquímicos atípicos en relación a la guía de rangos. .
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Geoquímica de iones metálicos móviles
La geoquímica de suelo de iones metálicos móviles o MMI™ ha sido probada en innumerables casos de estudio y utilizada en cientos de yacimientos a lo largo de los últimos 15 años. Igualmente, ha sido el primer indicador clave de las anomalías que eventualmente se convirtieron en la mina de níquel Kalpini, ubicada al noreste de Kalgoorlie, Australia.
¿QUÉ ES LA TECNOLOGÍA MMI™?
La tecnología MMI™ es un proceso geoquímico innovador que utiliza un enfoque muy diferente para el análisis de metales en suelos y materiales erosionados. Consiste en el ataque de muestras utilizando soluciones extremadamente débiles de compuestos orgánicos e inorgánicos en lugar de las soluciones o fusiones ácidas de digestión, convencionales y agresivas. Las técnicas convencionales eliminan substratos de suelos liberando metales que están químicamente ligados por intensas fuerzas atómicas, ya sea uno al otro o en sí mismo, y a la arcilla y otros minerales o partículas en la muestra de suelo. A diferencia de esto, se usan soluciones extractantes de MMI™ que contienen fuertes ligandos, para separar y contener ‘en solución’ los iones metálicos que están ligados ligeramente a partículas de suelo
por fuerzas atómicas débiles. Los extractantes son para evitar disolver las formas ligadas de los metales. Los iones metálicos contenidos ‘en la solución’ son, por consiguiente, el componente químicamente activo o “móvil”. Estas formas móviles ocurren en concentraciones muy bajas que son fácilmente medibles por una moderna instrumentación analítica ICP-MS que posee una precisión considerable, siempre que la solución que ingrese a la máquina esté bastante diluida. Los extractantes de MMI™ cumplen con este criterio bastante bien. El mecanismo de formación de anomalías de MMI™ ha sido materia de investigaciones auspiciadas por
la industria y el gobierno entre 1993 y 1997 en el Centro de Investigación Geoquímica en Perth, Australia Occidental. Bajo el auspicio del Instituto de Investigación de Minerales y Energía de Australia Occidental, esta investigación ha llevado a un mejor entendimiento de cómo se forman las anomalías geoquímicas de suelo de MMI™ para una amplia gama de materiales erosionados, condiciones climáticas y países. Conjuntamente con los resultados de varios cientos de casos de estudio y programas de exploración sin publicar, este trabajo sugiere que los iones metálicos son liberados de los yacimientos por un proceso de oxidación a profundidad, esencialmente migran de forma vertical y se concentran en el perfil del suelo cerca de la superficie, descansando su fuente. Estas anomalías de “iones móviles” son interpretadas como las precursoras a las respuestas geoquímicas ‘ligadas’ o convencionales que forman patrones más grandes, usualmente con una menor resolución anomalía-fondo,
y en algunos casos transportados desde la fuente primaria. Al enfocarse deliberadamente solo en los elementos metálicos recién llegados o en sus formas móviles, antes de la ligadura química y de su dispersión química y física sobre el paisaje, los análisis de MMI™ proporcionan una expresión geoquímica más enfocada de mineralización enterrada, aun en muchos tipos de material transportado a niveles bastante bajos de detección.
La tecnología MMI™ utiliza extractantes propietarios. “MMI-M” es un nuevo tipo de lixiviación individual para elementos múltiples, que brinda ahora una opción para medir la concentración de una amplia selección de elementos móviles en suelos. Con MMI-M, los exploradores ahora pueden crear sus propios paquetes individuales de elementos múltiples, haciendo uso de alguno o todos los elementos de commodities, elementos rocosos que contienen diamantes, elementos litológicos, y elementos guías. Ver mayores detalles respecto a los paquetes y elementos MMI™ en la sección “El Proceso MMI™”.
DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA DE MMI™
La tecnología MMI™ estuvo disponible para los auspiciadores
de investigación de la industria de exploración por primera vez en 1992. Para 1994, ya había sido probada en más de 74 diferentes depósitos de metal base u oro con notable éxito.
(Mann et al., 1995). Las anomalías precisas y sensibles de commodities de minerales de depósitos ocultos de cobre, plomo, zinc, níquel y oro fueron definidas en todos menos en 10 de estos 74 sitios, lo que se da en una variedad de ambientes geográficos, desde áreas áridas hasta áreas con fuertes precipitaciones, incluyendo terrenos fuertemente erosionados,
y zonas cubiertas por material transportado. Esto es un índice de éxito de 86%. El índice de éxito de la geoquímica de suelos convencional no ha sido medido exactamente pero, dado del fracaso común del análisis total de digestión en cobertura aluvial y eoliana, es significativamente menor.
Adicionalmente, se ha recolectado un conjunto extenso de datos de aplicaciones de investigación de varios cientos de minas, yacimientos y campos de exploración alrededor del mundo. El índice de éxito permanece sobre el 80%. Gran parte de estos datos es confidencial para las compañías mineras involucradas. Sin embargo, aquellos que son de dominio público ilustran la aplicación de la tecnología en un rango amplio de ambientes geológicos, geográficos y climáticos. En estos momentos,
la tecnología MMI™ está siendo aplicada en numerosos países de todo el mundo, y varias compañías han publicado los resultados de estudios en lo que son terrenos geoquímicamente difíciles con respecto a métodos geoquímicos convencionales.
La tecnología MMI™ es particularmente confiable y aplicable en áreas que tienen una capa de suelo bien desarrollada. En las áreas de ciertas islas de Indonesia que están ampliamente cubiertas por metros de tefra, la tecnología ha sido probada en 28 sitios de tenores variables de mineralización enterrada y definida por una perforación extensiva a cerca de 150 metros de profundidad (Fripp, 1999). El índice de éxito para MMI™ fue de 90 por ciento. Los resultados de oro producido por la técnica MMI™ ubicaron de forma precisa el sitio de la mineralización enterrada en todos los sitios donde esta calificó como un recurso. En especial, esta técnica no produjo resultados favorables para la mineralización débil y modesta donde la perforación había mostrado que no iba a ser suficientemente continua o sólida para garantizar una perforación extensa en busca de un recurso. Esta perforación se centró en anomalías de Digestión Total de oro en suelo de concentraciones similares a aquellas de los sitios con una alta mineralización. De haberse usado los extractantes MMI™ inicialmente, los sitios mineralizados débilmente no hubieran sido perforados, conduciendo a ahorro de costos significativos. Esto se debe en parte a que la tecnología MMI™ no es propensa al efecto pepitas responsable de las anomalías erróneas relativas a digestión total. La incidencia de anomalías falsas es bastante menor que aquella de la geoquímica de suelos convencional.
En Manitoba, Canadá, la tecnología ha identificado con éxito un nuevo prospecto de estilo SMV de metal base (Prospecto Assean Lake), y nuevo campo de oro (Project Hunt Gold), el que se encuentra adyacente a la mineralización de metal común (Fedikow, 2002). La perforación ha probado ambos de manera satisfactoria.
La clave de estos éxitos ha sido el desarrollo de niveles de detección extremadamente bajos y confiables, especialmente en lo que respecta
al oro, que permite la definición
de fondos naturales en material transportado o exótico. Igualmente, se ha dado inicio a pruebas de campo en ambientes de superficies altamente transportadas incluyendo los lagos salados en Eastern Goldfields, Australia Occidental, y terrenos glaciados cubiertos por tilita en Canadá. Este trabajo ha mostrado que es posible actualmente identificar los niveles de “fondos naturales” bastante bajos, que se esperan
de datos geoquímicos en terrenos altamente transportados en lugar
de niveles de fondos impuestos por las máquinas, que se encontraban disponibles previamente. La información es sólida, repetible y se encuentra comercialmente disponible de manera rutinaria ofreciéndole a los exploradores una herramienta para explorar con mayor seguridad en terrenos de suelos transportados..
El muestreo es simple pero vital para una aplicación satisfactoria. Las muestras de suelo NO DEBEN ser procesadas, solamente deben ser colocadas en bolsas de plástico y DEBEN ser recogidas como una muestra integrada de ‘canal’ desde 10 a 25 cm debajo de la interfase del suelo orgánico. La información de estudios exhaustivos así como las instrucciones de muestreo se encuentran disponibles en el sitio web. Ver la sección “Muestreo para detectar MMI™”.
LOS BENEFICIOS DE LA TECNOLOGÍA MMI™
- Se pueden dar anomalías falsas y desplazadas, pero su ocurrencia es bastante baja estadísticamente hablando, comparada con la geoquímica convencional, reduciendo por lo tanto, los costos de perforación. A través del cuidadoso planeamiento e interpretación de los programas de exploración geoquímicos de elementos m de MMI™, es posible entender y limitar el efecto de anomalía equívoca.
- La repetibilidad es excelente. Las muestras repetidas tomadas de cualquier sitio en particular tienen una varianza muy limitada, esto es, menos del 15 por ciento en el caso del oro;
- Los efectos de pepita son minimizados. A la fecha, los resultados de todos los experimentos y aplicaciones han mostrado que los análisis de muestras mixtas dan resultados muy cercanos al promedio aritmético de las muestras separadas analizadas antes de la mezcla. Esto hace que la interpretación de las anomalías y el tratamiento de la información estadística sean más confiables, y reduce la incidencia de anomalías falsas. Igualmente, mejora la aplicación de un muestreo de reconocimiento compuesto menos costoso y más confiable.
- Anomalías enfocadas. Las anomalías son generalmente restringidas y angostas y tienden a encontrarse directamente encima de una mineralización primaria enterrada, definiendo así de manera precisa el área de perforación objetivo y, a la vez, reduciendo el grado de programas tempranos de perforación en un 30% a 50% aproximadamente, comparados con la geoquímica convencional. El muestreo es mucho más rápido y no requiere perforación rotatoria de manera que es más rentable.
- La zonación y asociaciones de metales. MMI™ proporciona información de alta resolución, la misma puede permitir la definición de zonación de metales dentro de depósitos enterrados, la discriminación litoquímica y asociaciones de metales específicas, por ejemplo, Zn y Cd en esfalerita, bordes de oro en techos contiendo metales comunes.
- La mineralización profundamente enterrada es detectable, como se ha demostrado en varios levantamientos de orientación. Estos levantamientos realizados sobre yacimientos conocidos han detectado fácilmente yacimientos hasta 700 metros debajo de la superficie.
- Los valores de fondo son bajos. Las anomalías encontradas por la técnica MMI™ sobre cualquier yacimiento o mineralización es más fuertemente definida que la anomalía convencional correspondiente, con ratios de respuesta de señal-fondo mucho mayores que para los análisis convencionales.
- Los límites más bajos de detección para todos los commodities de minerales analizados son, por lo menos, un orden de magnitud superior a la geoquímica convencional, que es un décimo del valor, a un costo comercial comparable o ligeramente más bajo. Por consiguiente, la tecnología es comúnmente aplicada en terrenos lixiviados, profundamente erosionados, y en áreas cubiertas por material transportado como por ejemplo, lavado laminar, arena transportada por el viento y material glacial, regiones por las que la geoquímica convencional usualmente no puede detectar una señal química en la superficie.
- Las anomalías MMI™ se definen por la búsqueda de commodities de minerales y por no requerirse el uso de metales guía.
- En posiciones de falla y de zona de cizalladura, la tecnología MMI™ es conocida por ser capaz de identificar valores elevados y no necesariamente anómalos de ciertos metales, particularmente metales comunes. Este un beneficio adicional sin costo alguno por la aplicación de esta tecnología ya que conjuntamente con imágenes geofísicas, puede ser posible la representación mejorada de la geología del lecho rocoso, y las estructuras que se encuentran “vivas” con respecto a los commodities de minerales, pueden ser discriminadas de aquellas que no lo están.
APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA MMI™
La aplicación de la tecnología conduce a descubrimientos de mineralización económica de oro en la Mina Golden Web y de mineralización sub-económica en el Prospecto Forest, ambos cerca de Coolgardie en Australia Occidental. En Nepean, también en Australia Occidental, la tecnología MMI™ pudo definir la ubicación de mineralización enterrada de níquel donde la geoquímica no fue efectiva. Todos los yacimientos arriba mencionados se dan en terrenos lateríticos fuertemente erosionados, y los medios de muestra incluyeron suelos asociados con arenas de lavado laminar, costa del suelo endurecida laterítica y coluvión laterítico degradado. Adicionalmente, la tecnología identificó con éxito la ubicación de mineralización de oro enterrado en terreno laterítico el cual, en lugar de ser árido, con vegetación escasa y de relieve bajo como los campos auríferos en Australia Occidental, es la selva tropical montañosa de Venezuela. Se trata del Prospecto La Salle cerca de Anococo.
En el terreno rugoso y húmedo de Kilmelford en el oeste central de Escocia, la tecnología MMI™ ha identificado y discriminado entre yacimientos de lecho rocoso asociados de cobre-oro y plomo-zinc-plata. El afloramiento en Kilmelford es menor a 10% a pesar del terreno rugoso, y los medios muestreados fueron principalmente arcillas pantanosas, turbas y arenas glaciales. En el Prospecto Hunt Lake en Manitoba, Canadá y en el Prospecto Night-Hawk Lake cerca del famoso campo minero Timmins en Ontario, Canadá, la tecnología MMI™ ha identificado con éxito mineralización de cobre-plomo-zinc y oro-plata.
En estos ejemplos del Canadá no existe afloramiento, la geoquímica convencional fue totalmente ineficaz y los resultados de la perforación a la fecha, muestran intercepciones de mineralización ‘de la ley del mineral’ lo que ha animado a las compañías a continuar realizando perforaciones profundas para localizar diamante. Los nuevos descubrimientos se encuentran enterrados hasta unos 30 metros debajo de gravas glaciales, arenas y arcillas de lago, y los medios muestreados fueron principalmente suelos arenosos húmedos con un alto contenido orgánico. Recientes descubrimientos de oro en Canadá, incluyen el Prospecto Avalon Dubenski y el Campo Hunt Gold, de los que se encuentra información en el sitio web.
La tecnología MMI™ también ha localizado con éxito mineralización enterrada 70 metros debajo de grava y arena de los desiertos en las laderas Andinas de Argentina, cerca de Mendoza, en el Prospecto San Jorge. Un muestreo de suelo sistemático identificó un yacimiento de pórfido de Au-Cu. Esto igualmente definió la zonación de metal típica de estos yacimientos bastante grandes.
De igual manera, esta tecnología ha probado ser un método de reconocimiento de superficie bastante exitoso, rentable y práctico para los exploradores de diamantes. En Australia, Botswana y Canadá, las compañías han usado la geoquímica de superficie MMI™ para priorizar objetivos geofísicos y topográficos identificados como prospectivos para chimeneas y diques intrusivos diamantíferos enterrados. La técnica no solo tiene un índice de éxito en exceso del 93% por identificar huéspedes potenciales sino que también discrimina entre diferentes fases y variaciones composicionales de los intrusivos enterrados.
Fuente: SGS