Aplicación de Métodos Geofísicos en La Caracterización de Calizas

8/18/2019 Aplicación de Métodos Geofísicos en La Caracterización de Calizas

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APLICACION de METODOS GEOFISICOSen CARACTERIZACION de CALIZAS

La identificación y caracterización de formaciones calcáreas adquieren un valor importante tantodesde el punto de vista hidrogeológico (acuífero), así como desde el punto de vista económico comoyacimiento mineral. Su exploración se basa en el estudio geológico del ambiente y condiciones deacumulación, en unión con estudios geofísicos de mayor detalle.

La investigación de este tipo de formaciones a través de técnicas geofísicas está legitimada porsus características físicas (particularmente evidente en el entorno geológico donde se identifican), defracturación y meteorización química (disolución), las cuales forman espacios/cavidades dentro de laroca. Estas grietas y cavidades, rellenas total o parcialmente de agua, pueden ser identificadas a travésdel contraste entre sus propiedades físicas, eléctricas y mecánicas. La geofísica permite tambiéndistinguir entre estas formaciones y capas de rocas impermeables (arcillas, margas, lutitas).

El uso combinado de las técnicas geofísicas permite obtener información particular de unidadescalcáreas (tanto sedimentaria estratificadas cuanto olistostromas) del subsuelo en términos:

1. Profundidad del tope de la capa.

2. Espesores (variaciones verticales) – extensiones laterales.

3. Caracterización de variaciones laterales (alteración/arcilla)

4. Identificación y caracterización de fracturas.

5. Caracterización homogeneidad y compactación de la caliza. Identificación de zonas dekarst (cavernas) y de disolución.

Entre las herramientas geofísicas más aplicadas al estudio de calizas figuran los métodos

eléctricos de resistividad, métodos electromagnéticos en el dominio de la frecuencia (FDEM) y eluso del radar, técnica de exploración relativamente novedosa .

Los resultados de la interpretación geofísica cuantitativa pueden ser usados por la construcción demodelos digitales que, asociados a la topografía, pueden permitir la evaluación de las reservasgeológicas de la unidad investigada.


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Resistiv idad Eléctrica

La resistividad de las calizas depende en gran medida de su estado de fisuración y del relleno de susespacios dentro de la roca. Así, valores elevados de resistividad corresponden a rocas muy compactascon fracturas vacías o formaciones impermeables, mientras que valores relativamente bajoscorresponden a calizas muy fracturadas o con agua salada. En la generalidad de los casos las calizasresultan como un resistivo en relación a arcillas, zonas de alteración o al entorno geológico casi siemprerepresentado por lutitas, arcillas, margas, etc. El método en forma de sondeos electromagnéticos SEDT(TDEM) es eficiente en caracterizaciones de espesores en diferentes ambientes sedimentarios.

Sedt (Sondeos Electromagnéticos en el Dominio del Tiempo) en caracterización de espesores de caliza

Electromagnetismo - Conductividad

Se basa en la propagación de un campomagnético inducido en el subsuelo. Cuando este

encuentra un cuerpo de diferentes propiedades deconductividad se induce un campo magnéticosecundario el cual es medido en superficie. Es unmétodo muy rápido y ágil y complementa laresistividad en el mapeo de amplia zonas o enáreas de difícil acceso. El FDEM con la capacidadde adquisición de 5-10 frecuencias en formacontemporánea (tanto en modo estático comodinámico) provee resolución vertical similar al

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sondeo eléctricos/electromagneticos y la capacidad de resolución Tomográfica lateral muy grande.Esto método es el mas apropiado en mapeo de área con difícil acceso topográfico y con depósitosaltamente variables en su distribución lateral y vertical (como los Olistostromas). En la figura sepresenta un mapa de conductividad que cubre una caverna (Karst llena de agua).

Georadar GPR

Los sistemas GPR detectan las reflexiones de pequeños pulsos de radiación electromagnéticaemitidos por una antena transmisora de radar. Estas reflexiones provienen de objetos o capas delsubsuelo que alteran la velocidad de transmisión de la señal. De este modo, los contactos, losespacios vacíos y fracturas constituyen fuertes reflectores de radar. El método podría ser utilizadotambién por caracterización geológica de estratificaciones, espesores y variaciones lateralesdesde el momento que sus características físicas (extremadamente favorable a la aplicación delmétodo) contrastan con el entorno geológico que absorbe la señal del GPR.

Ejemplos de caracterización de estratificación en formaciones con calizas y fracturas en caliza masiva



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Caracterización variaciones laterales en un Olistostroma embebido en una matriz demargas/lutitas (Venezuela)

GPR. Sección con antena 100 Mhz blindada (profundidad max 10-12 m).



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FDEM. Adquisición (GEM-2), Perfil (GEM-2) y Tomografía (EM-34) con la evidencia del FDEM-Contrasteconductividad entre margas y calizas.

FDEM Perfil GEM-2K. Nótese la dramática diferenciación lateral expresada a través de grandes variaciones de la

Conductividad Eléctrica Aparente



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FDEM Mapa de conductividad con el mapeo de elementos resistivos (azules) correspondientes a la caliza yconductivos equivalentes a margas/arcillas


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