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Escaneo Hiperespectral de Testigos de Sondajes y Aplicaciones en el Infrarrojo de Onda Larga – Caso Cerro Lindo Miguel Martínez 1 , Paul Linton 2 1 ALS Patagonia, Hermanos Carrera Pinto 159, Colina, Santiago, Chile ([email protected]) 2 TerraCore, 5301 Longley Lane, Suite 157, Reno, Nevada 89511, USA ([email protected]) 1. Introducción La espectroscopía hiperespectral permite una rápida y eficiente captura de información mineralógica desde testigos de sondajes, chips y cuttings, que consiste en el reconocimiento de especies minerales y parámetros espectrales, que en su conjunto pueden entregar la química mineral, cristalinidad y tamaño de grano. Actualmente esta tecnología realiza fotografías de alta resolución y escaneo hiperespectral simultáneamente, y es usada ampliamente en proyectos mineros en todas sus etapas, apoyando la determinación de nuevos blancos de exploración, el modelamiento estructural y de zonas de alteración y caracterización geometalúrgica de yacimientos. 2. Escaneo hiperespectral 2.1. Adquisición de datos El escaneo hiperespectral en testigos de sondajes se basa en la espectroscopía de reflectancia, la cual es una técnica mineralógica no destructiva en que la luz reflejada por un material es medida en diferentes intervalos de longitud de onda o banda. El término hiperespectral se refiere a sensores que son capaces de medir sobre 100 bandas, usualmente dentro de los rangos conocidos como infrarrojo cercano, infrarrojo de onda corta e infrarrojo de onda larga. Los equipos de escaneo hiperespectral aplicados en testigos de sondajes, emplean un set de cámaras que capturan información con resolución de alrededor de 1 mm y con rendimientos que sobrepasan fácilmente los 200 metros diarios. El rango de minerales que es posible identificar depende de los tipos de cámaras hiperespectrales en uso. El rango visible – infrarrojo cercano es usado principalmente para reconocimiento de óxidos de hierro y minerales ricos en tierras raras, en el rango infrarrojo de onda corta se pueden caracterizar bien silicatos hidratados, filosilicatos, carbonatos, sulfatos y fosfatos, y en el rango del infrarrojo de onda larga, los silicatos anhidros presentan una buena respuesta. 2.2. Procesamiento de datos Los espectros minerales corresponden a un patrón que muestra absorción de la luz en determinadas longitudes de onda. Para el caso de VNIR y SWIR se realiza una corrección de Hull, que corresponde a normalizar el espectro según un 100% de reflectancia, mientras que en el caso de LWIR, se realiza una corrección por temperatura (Linton et al. 2018). Además de poder determinar a qué familia mineral pertenece una lectura, se mide la profundidad o altura del rasgo de absorción, que tiene relación con la abundancia mineral, y la longitud de onda exacta donde se ubica, que se relaciona con la composición química de ese mineral. Sin embargo, debido a efectos producidos
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Escaneo Hiperespectral de Testigos de Sondajes y Aplicaciones en el Infrarrojo de Onda Larga – Caso Cerro Lindo
Miguel Martínez1, Paul Linton2
1 ALS Patagonia, Hermanos Carrera Pinto 159, Colina, Santiago, Chile ([email protected]) 2 TerraCore, 5301 Longley Lane, Suite 157, Reno, Nevada 89511, USA ([email protected])
1. Introducción
La espectroscopía hiperespectral permite una rápida y eficiente captura de información mineralógica desde testigos de sondajes, chips y cuttings, que consiste en el reconocimiento de especies minerales y parámetros espectrales, que en su conjunto pueden entregar la química mineral, cristalinidad y tamaño de grano.
Actualmente esta tecnología realiza fotografías de alta resolución y escaneo hiperespectral simultáneamente, y es usada ampliamente en proyectos mineros en todas sus etapas, apoyando la determinación de nuevos blancos de exploración, el modelamiento estructural y de zonas de alteración y caracterización geometalúrgica de yacimientos.
2. Escaneo hiperespectral
2.1. Adquisición de datos El escaneo hiperespectral en testigos de
sondajes se basa en la espectroscopía de reflectancia, la cual es una técnica mineralógica no destructiva en que la luz reflejada por un material es medida en diferentes intervalos de longitud de onda o banda. El término hiperespectral se refiere a sensores que son capaces de medir sobre 100 bandas, usualmente dentro de los rangos conocidos como infrarrojo cercano, infrarrojo de onda corta e infrarrojo de onda larga.
Los equipos de escaneo hiperespectral aplicados en testigos de sondajes, emplean un set de cámaras que capturan información con resolución de alrededor de 1 mm y con rendimientos que sobrepasan fácilmente los 200 metros diarios.
El rango de minerales que es posible identificar depende de los tipos de cámaras hiperespectrales en uso. El rango visible – infrarrojo cercano es usado principalmente para reconocimiento de óxidos de hierro y minerales ricos en tierras raras, en el rango infrarrojo de onda corta se pueden caracterizar bien silicatos hidratados, filosilicatos, carbonatos, sulfatos y fosfatos, y en el rango del infrarrojo de onda larga, los silicatos anhidros presentan una buena respuesta.
2.2. Procesamiento de datos
Los espectros minerales corresponden a un
patrón que muestra absorción de la luz en determinadas longitudes de onda.
Para el caso de VNIR y SWIR se realiza una corrección de Hull, que corresponde a normalizar el espectro según un 100% de reflectancia, mientras que en el caso de LWIR, se realiza una corrección por temperatura (Linton et al. 2018).
Además de poder determinar a qué familia mineral pertenece una lectura, se mide la profundidad o altura del rasgo de absorción, que tiene relación con la abundancia mineral, y la longitud de onda exacta donde se ubica, que se relaciona con la composición química de ese mineral. Sin embargo, debido a efectos producidos
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por el tamaño de grano y la influencia de espectros de minerales que no son identificables, no es siempre posible obtener un valor de abundancia absoluta.
Figura 1. Escaneo Hiperespectral de una bandeja de testigos
de sondaje. Cada pixel contiene un espectro, en este caso se
muestra el rango SWIR.
2.2.2. Minerales identificables en VNIR - SWIR Este rango se ubica entre 380 nm y 2,500 nm de
longitud de onda. Usualmente se separa en los rangos VNIR (visible e infrarrojo cercano) entre 380 nm y 1000 nm, y SWIR (infrarrojo de onda corta) entre 1,000 nm y 2,500 nm.
En el segmento VNIR se pueden reconocer y caracterizar principalmente minerales con contenido importante de hierro, tales como óxidos de hierro, piroxeno, olivino, clorita, biotita, epidota, sulfatos y carbonatos de hierro. Además, es posible reconocer óxidos y carbonatos de Cu, carbonatos y silicatos de manganeso y presencia de elementos tierras raras.
En el segmento SWIR los minerales identificables corresponden a aquellos que tienen hidróxido (OH), agua (H2O), carbonato (CO3) o amonio (NH4) en su estructura. Incluye filosilicatos (arcillas, clorita, biotita serpentina), silicatos hidratados (anfíboles, epidotas), algunos sulfatos (alunita, jarosita, yeso) y carbonatos.
2.2.3. Minerales identificables en LWIR El rango LWIR (infrarrojo de onda larga), se
ubica entre 7,500 nm y 12,000 nm de longitud de onda. En este segmento se pueden identificar (Schodlok, 2016):
Carbonatos: se logra una mejor identificación y caracterización de minerales tales como calcita, dolomita, ankerita y siderita.
Silicatos: se logra identificar y caracterizar a feldespatos, plagioclasas, cuarzo y granates. Además, se mejora la identificación en el caso de olivinos, piroxenos, anfíboles y epidotas.
Sulfatos anhidros: es posible la identificación de baritina.
Fosfatos, tales como apatito y ambligonita.
3. Aplicaciones en el infrarrojo de onda larga
Ya se han documentado casos en los cuales la
caracterización mineralógica obtenida en el rango SWIR ha determinado características útiles para los procesos mineros. En el caso de exploración o delineamiento de un yacimiento tipo skarn, es posible identificar y caracterizar composicionalmente granates, y, por lo tanto, su contexto dentro del yacimiento.
Además, se han determinado diferentes aplicaciones en el campo de la geometalurgia, entre lo que destaca como la caracterización química de carbonatos, diferenciando entre ankerita, calcita y dolomita (Linton et al., 2018).
3.1. Cerro Lindo
El yacimiento Cerro Lindo corresponde a un depósito polimetálico de tipo VMS (volcanogénico de sulfuros masivos) ubicado a 175 km al sureste de la ciudad de Lima.
El cuerpo mineralizado está emplazado rocas metamórficas provenientes de una secuencia volcano-sedimentaría (Formación Huaranguillo, Cretácico), que descansan como un techo colgado sobre los intrusivos del Batolito de la Costa (Ly Zevallos, 1999). La Formación Huaranguillo es parte del relleno volcano sedimentario de la Cuenca Cañete, que junto a las cuencas de Huarmey y Lancones forman un gran metalotecto al oeste de la Cordillera Occidental.
La alteración principal corresponde a sericita, la que afecta a todo el yacimiento, sobrepasando la zona de sulfuros masivos, que se caracteriza por la presencia de baritina, esfalerita, galena, calcopirita y pirita.
Durante el mes de septiembre de 2018 se escaneó sobre 2,000 m de testigos de sondajes en el depósito Cerro Lindo, para lo cual se usó el equipo SISU Rock, de la empresa TerraCore. Este equipo cuenta con la capacidad de escanear en los rangos VNIR-SWIR y LWIR. La interpretación de datos fue realizada por personal técnico de la misma compañía.
A continuación, se revisan algunas observaciones relevantes extraídas a partir del rango del infrarrojo de onda larga (SWIR). 3.1.2. Pozo PECLD03653
En zonas con intensa alteración y mineralización destaca la presencia de cuarzo e ilita, mientras que hacia zonas más pobres en mineralización la
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alteración dominante es cuarzo, feldespato y clorita. Es importante notar que la presencia de feldespato disminuye y aumenta gradualmente hacia y desde una zona mineralizada.
En la Figura 2, se puede observar que el punto A es una zona rica en cuarzo-feldespato y sin mineralización; se observa que hacia el punto B, el contenido de feldespato disminuye gradualmente, pasando a una zona rica en ilita y con intensa mineralización de sulfuros.
En este sondaje también destaca la identificación de baritina, especialmente asociada a zonas con intensa mineralización y en niveles someros.
3.1.3. Pozo PECLD03671 Se observa el mismo fenómeno que en el
sondaje anterior, una zona con fuerte presencia de cuarzo-feldespato relacionada con una zona pobres en mineralización de sulfuros, para luego pasar a zonas con alteración cuarzo – ilita en zonas ricas en sulfuros. Además, se puede observar que la composición de la clorita en zonas mineralizadas es férrica, lo que está evidenciado en mayores valores en la longitud de onda de la absorción 2232-2285 nm.
Figura 2. Resultados de sondaje PECLD03653.
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4. Conclusiones
El rango infrarrojo de onda larga entrega
información valiosa de presencia y abundancia de minerales que no es posible de conseguir en los rangos NIR o SWIR.
Si bien, ya se han documentado casos en que las interpretaciones realizadas a partir del infrarrojo de onda larga han dado buenos resultados, en otros tipos de yacimientos, no se habían realizado ensayos en depósitos tipo VMS.
En el caso de Cerro Lindo se observa como esta técnica aporta un grado más de conocimiento mineral, en especial en el reconocimiento del contenido de feldespato como un indicador de proximidad hacia una zona mineralizada.
Agradecimientos
Se agradece a la empresa Nexa por permitir el uso de resultados mineralógicos del escaneo hiperespectral realizado durante los meses de septiembre y octubre de 2018.
Referencias Linton P., Browning D., Pendock N., Harris P.,
Donze M., Mxinwa T. and Mushiana K. 2018. Hyperspectral data applied to geometallurgy. Proceedings of the South African Institute for Mining and Metallurgy Geometallurgy Conference.
Linton P., Martínez, M. 2018. Hyperspectral core
imaging applied to Geometallurgy. Procemin – Geomet 2018.
Ly Zevallos P. 1999. Yacimiento Cerro Lindo.
Primer Volumen de Monografías de Yacimientos Minerales Peruanos: Historía, Exploración y Geología. Volumen Luis Hochschild Plaut. Instituto de Ingenieros de Minas de Perú. ProEXPLO99.
Schodlok M. C., Green A., and Huntington J. 2016.
A reference library ofthermal infrared mineral reflectance spectra for the HyLogger-3 drill core logging system. Australian Journal of Earth Sciences.
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NOTASESCANEO HIPERESPECTRAL DE
TESTIGOS DE SONDAJES Y
APLICACIONES EN EL INFRARROJO DE
ONDA LARGA – CASO CERRO LINDO
Miguel Martínez, Paul Linton
NOTAS 1:
