geologia economica

Curso Geologa de Minas , Docente Wilver Morales Cspedes [email protected] Fecha

Facultad de Ingeniera y Arquitectura

CAPITULO I: GEOLOGA ECONOMICA



La geologa de minas es la aplicacin de las Ciencias geolgicas a la exploracin y explotacin de yacimientos minerales.



El objetivo del estudio la geologa de minas en el estudiante es impartirle todos los conocimientos bsicos necesarios para formarlo en el campo de la exploracin, evaluacin y explotacin de yacimientos minerales y rocas de aplicacin. Con especial nfasis en los roles y responsabilidades que debe tener el gelogo en cada etapa de un proyecto minero, sin descuidar el conocimiento del impacto de la Minera en el medio ambiente y las formas de controlar y minimizar sus efectos

OBJETIVO



Asimismo, se introduce al alumno en el Cdigo de Minera, el cual rige los derechos, obligaciones y procedimientos referentes al aprovechamiento de las sustancias minerales.



YACIMIENTOS MINERALES

Son depsitos donde se han acumulado en mayor cantidad sustancias minerales tiles y explotables.



Los procesos que llevan a la diferenciacin de un magma, o a la formacin de una roca sedimentaria o metamrfica implican en ocasiones transformaciones profundas qumico-mineralgicas



Es durante el curso de esos procesos que algunos elementos o minerales pueden concentrarse selectivamente, muy por encima de sus valores "normales" para un tipo determinado de roca, dando origen concentraciones "anmalas" que de aqu en adelante denominaremos "yacimientos minerales".



Es muy importante considerar el aspecto geoqumico del concepto: todos los elementos qumicos estn distribuidos en la corteza de forma muy amplia, aunque en general su concentracin en las rocas es demasiado baja como para permitir que su extraccin de las rocas resulte rentable. Como hemos explicado, su concentracin para dar lugar a un yacimiento mineral se produce como consecuencia de algn proceso geolgico (gneo, sedimentario o metamrfico) que provoca la concentracin del elemento.



En definitiva, para que un elemento sea explotable en un yacimiento mineral, su concentracin debe ser muy superior a su concentracin media (clark) en la corteza terrestre



Cuando hablamos de Yacimientos Minerales, hay una serie de conceptos que tienen una gran importancia, ya sea en los aspectos geolgicos-geoqumicos, o en los econmicos. Los ms importantes son los siguientes:

Mena: Es el mineral cuya explotacin presenta inters. En caso de los minerales metlicos, se requiere un tratamiento de la mena, que en general comprende dos etapas: el tratamiento mineralrgico y el metalrgico.

Ganga: Comprende a los minerales que acompaan a la mena, pero que no presentan inters minero en el momento de la explotacin. Ejemplos frecuentes en minera metlica son el cuarzo y la calcita



Reservas: Cantidad (masa o volumen) de mineral susceptible de ser explotado. Depende de un gran nmero de factores: ley media, ley de corte (ver ms abajo), y de las condiciones tcnicas, medioambientales y de mercado existentes en el momento de llevar a cabo la explotacin



Ley media: Es la concentracin que presenta el elemento qumico de inters minero en el yacimiento. Se expresa como tantos por ciento, o como gramos por tonelada (g/t) (equivale a partes por milln, ppm) u onzas por tonelada (oz/t).



Ley de corte o cut-off: Es la concentracin mnima que debe tener un elemento en un yacimiento para ser explotable, es decir, la concentracin que hace posible pagar los costes de su extraccin, tratamiento y comercializacin.



Factor de concentracin: Es el grado de enriquecimiento que tiene que presentar un elemento con respecto a su concentracin normal para que resulte explotable, es decir:



TODO UNO: Mezcla de ganga y mena que extrae de la mina o cantera, con un contenido o ley determinado, que hay que saber previamente (investigacin de pre-explotacin) y confirmar tras la explotacin. TODO UNO MARGINAL: Aquel producto de la explotacin que tiene contenidos ligeramente por debajo de la ley de corte, y que no se suele acumular conjuntamente con el estril, o bien para procesar mediante tratamientos de bajo coste, o en previsin de que los precios del producto suban y puedan aprovecharse como reservas.



Estril: Corresponde a las rocas que no contienen mineral o lo contienen en cantidades muy por debajo de la ley de corte. No suele corresponder con la ganga, que como se indica antes, son los minerales acompaantes de la mena.



SUBPRODUCTOS (O BY-PRODUCTS):

Suelen ser minerales de inters econmico, pero que no son el objeto principal de la explotacin, si bien aumentan el valor econmico de la produccin: por ejemplo, el Cd o el Hg contenido en yacimientos de sulfuros con altos contenidos en esfalerita, o el manganeso contenido en los prfidos cuprferos.



Explotacin minera: Es el proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales extraemos un material natural terrestre del que podemos obtener un beneficio econmico. Se lleva a cabo mediante pozos (caso del agua o del petrleo, entre otros), en minas, subterrneas o a cielo abierto, o en canteras.



Metalurgia extractiva: Es el proceso o conjunto de procesos, propios de la minera metlica, que permiten obtener el elemento de inters a partir del todo-uno de mina o cantera. Implica o puede implicar una serie de procesos:



Lavado o concentracin.

Proceso o conjunto de procesos por el cual o cuales se separan la mena y la ganga. Pueden ser de carcter fsico: por ejemplo, separacin de la magnetita por medio de electroimanes; o de carcter fsico-qumico: por ejemplo, flotacin de los sulfuros.



Metalurgia: Proceso o conjunto de procesos por el cual se extrae el metal correspondiente de un mineral metlico. Puede ser por tostacin denominndose entonces pirometalurgia, o por va hmeda



CRISIS DE LOS RECURSOS MINERALES Y ENERGETICOS

La poblacin mundial crece y consume deprisa, lo cual no sera, en principio, un problema, si no fuera porque los recursos minerales y energticos son finitos. Una de las caractersticas de la economa mundial es su fuerte asimetra en la riqueza y el consumo (mucho mayor consumo por los pases desarrollados, ocupando solo un 16% de la poblacin mundial).



El desarrollo de polticas medioambientales restrictivas en Europa o USA ha potenciado que las actividades contaminantes se trasladen a terceros pases, subdesarrollados generalmente.



CLASIFICACIN DE LOS YACIMIENTOS MINERALES

Los yacimientos minerales son entidades que presentan grandes variaciones en su forma, tamao, contenido mineral, valor econmico y origen.

En la sistematizacin de los yacimientos, han predominado las clasificaciones por forma y sustancia, las genticas y ltimamente las de tipos de yacimientos.



Yacimientos regulares: capas (carbn) y filones

(fisuras, estratos, contacto, lenticulares).

Yacimientos irregulares: stocks (masas irregulares

con limites definidos) e impregnaciones (masas

irregulares con limites indefinidos)



Segn la naturaleza del mineral que contienen pueden ser:

Metalferos: metales nativos o combinados (xidos, sulfuros)

Combustibles: liquido (petrleo) y slidos (hulla, lignito)

Abrasivos: corindn, granate.

Fertilizantes: sales de potasio, fosfatos.

Piedras preciosas: diamante, zircn, palo, berilo.

Menas metlicas ferrosas: magnetita, hematita.

Menas metlicas no ferrosas: oro, plata, cobre, plomo, zinc.

Materiales industriales: grafito, barita, borax, asbesto, azufre,

fluorita.



Las clasificaciones genticas distinguen a los yacimientos por su origen similar al de las rocas, est basada en la identificacin del proceso geolgico que ha dado origen a la concentracin de minerales.

Esta clasificacin estara ms cercana de la clasificacin ideal, pero slo si las teoras que las sustentan son slidas y esencialmente completas y si los objetos por clasificar se acomodan fcilmente en los casilleros prefabricados con tal fin pero en general, cae en el trmino adecuado. Las clasificaciones ms empleadas seran las de Lindgren (1907,1913), Niggli (1988-1953), Schneiderhhn (1931,1941) y Smirnov (1974,1976).



CLASIFICACIN GENETICA DE LOS YACIMIENTOS MINERALES (Smirnov,1976)

SERIE GRUPO CLASE

ENDGENA

Magmticos (polimetlicos)

Licuacin

Magmticos Tempranos

Magmticos Tardos

Pegmatticos (gemas, Li, Sn,

tierras raras, W, F, cuarzo,

feldespato, micas)

Pegmatitas simples

Pegmatitas recristalizadas

Pegmatitas metasomticas

Carbonatitas

Magmticas

Metasomticas

Combinadas

Skarn (scheelita, casiterita,

fluorita, calcopirita, blenda,

galena, magnetita, hematita)

Calcreos

Magnesianos

Albita-Greisen Albita

Greisen (casiterita, wolframita)

Hidrotermales (barita, fluor-

ita, pirita, calcopirita, blenda,

galena, cobres grises, argen-

tita, platas rojas , cinabrio

plata, oro, etc.)

Plutonognicos

Vulcanognicos

Amagmatognicos (teletermales

o estratiformes)

Sulfuros Masivos

Vulcanognicos marinos

(Pb-Zn-Cu)

Metasomticos

Vulcano-sedimentarios

Combinados



EXGENA

Intemperismo In situ

Infiltrados

Placer (oro, plata, platino,

diamante, rub, zafiro,

casite-

rita, ilmenita, rutilo, mona-

cita, granate entre otros)

Eluviales

Deluviales

Proluviales

Aluviales

Laterales

Glaciares

Sedimentarios

Mecnicos

Qumicos (sales, yeso)

Bioqumicos (carbn,

fosforitas)

Vulcanognicos



METAMORFOGNICA

Metamorfizados

Grafito o asbesto

Metamorfizados

regionales

Metamorfizados de

contacto

Metamrficos (granate,

corindn )


Facultad de Ingeniera y Arquitectura Los Yacimientos Minerales Endgenos se ubican en zonas estructurales

geolgicas profundas, relacionados con procesos geoqumicos internos de la

Tierra.

Magmticos: formados con el enfriamiento del magma.

Pegmatticos: formados a partir soluciones residuales de origen

magmtico.

Carbonatticos: relacionado con intrusivos del tipo central de composicin

ultrabsica alcalina.

Skarns: formados por metasomatismo entre intrusivos silicatados y capas

calcreas.

Albita-greisen: formados en las partes apicales de intrusivos cidos y

alcalinos.

Hidrotermales: formados a partir de fluidos calientes gaseo-lquidos.

Sulfuros masivos: formados a partir de procesos volcnicos relacionados

con zonas eugeosinclinlicas.



Los Yacimientos Minerales Exgenos estn relacionados con procesos

geoqumicos que se realizaron en el pasado o actualmente efectundose

sobre las zonas superficiales de la Tierra o cercanas a ella. Se forman a partir

de la descomposicin de rocas o material preexistente, en algunos casos

tambin por adicin de material volcnico submarino o cercano a las costas.

Intemperismo: formados por la alteracin de rocas o depsitos

preexistentes en la zona de oxidacin.

Placer: formados durante el intemperismo o destruccin de cuerpos de

antiguos yacimientos minerales con minerales qumicamente estables, de

alta dureza o de peso especfico alto.

Sedimentarios: formados por diferenciacin de la materia mineral por

procesos qumicos, bioqumicos, mecnicos o vulcanognicos, durante los

procesos sedimentarios.



Los Yacimientos Metamorfognicos son aquellos

que se forman durante los procesos metamrficos.

Metamorfizados: se crean de la reformacin de

antiguos depsitos.

Metamrficos: formacin de nuevos minerales a

partir del metamorfismo de la roca.



Clasificacin por tipo de yacimiento. En forma general se pueden identificar los siguientes tipos de depsito:

Depsitos Masivos. Depsitos de extensin considerable, tanto en sentido horizontal como vertical dentro de los cuales la mineralizacin est distribuida en forma relativamente uniforme (cobre diseminado, domos salinos).



Depsitos Estratiformes. Depsitos alojados paralelamente a los planos de estratificacin de la roca husped, la cual invariablemente est formada por rocas sedimentarias (carbn, evaporitas potasa-, fosforitas).

Capas de carbn



Vetas. Zonas de mineralizacin de gran longitud con un ngulo de buzamiento pronunciado, pueden ser angostas de poca potencia (menos de 3m) y anchas o de gran potencia (mayor de 3m).

Veta de Cu-Fe



Cuerpos Lenticulares (clavos). Cuerpo mineral en forma de lente que se presenta aisladamente en zonas mineralizadas alojado dentro de depsitos masivos, mantos o vetas (sulfuros simples).

Depsitos Tabulares (chimeneas). Cuerpos masivos de forma cilndrica y de dimensiones variables, con un desarrollo vertical significativamente mayor que su extensin horizontal.



Depsitos de Placer. Depsitos sedimentarios superficiales o cercanos a la superficie, generalmente de forma tabular y de extensin considerable (oro, platino, estao, detritos).



Adicionalmente, los materiales rocosos asociados a los depsitos

minerales se pueden clasificar de la siguiente manera:

Detritos. Fragmentos de partculas slidas producidas por

desintegracin qumica y/o mecnica de la roca (suelos, gravas,

arenas).

Rocas Fracturadas con diaclasas. Macizo rocoso cerca o en zona

de falla.

Estratos Laminares. Cuerpos rocosos generalmente de origen

sedimentario, pueden ser estratos delgados (menor de 30cm) o

gruesos (mayor de 30cm), (lutitas y areniscas).

Rocas Masivas. Conjunto masivo de rocas con o sin fracturas en

donde el grado de cementacin entre los estratos produce un

material rocoso de gran resistencia (brechas y conglomerados).



ECONOMIA MINERA

La economa minera puede definirse como la aplicacin de la economa al estudio de todos los aspectos del sector minero. La economa minera entonces es una subdivisin de la economa general.

La economa minera es un campo de especializacin ms de ingenieros que de gelogos, pero los conceptos econmicos bsicos y las particularidades del sector minero deben ser comprendidas por ambos profesionales para una toma de decisiones coordinada y para que exista una comunicacin fluida entre distintas reas empresariales o gubernamentales involucradas en minera.



La minera puede visualizarse convenientemente como un proceso de suministro por el cual los minerales se convierten desde recursos geolgicos hasta productos negociables o vendibles. Los elementos principales de este proceso se presentan en la figura siguiente:



Ya que los depsitos minerales son inicialmente desconocidos, ellos deben ser encontrados y delineados antes de considerar decisiones normales de desarrollo industrial y produccin. Consecuentemente la exploracin minera es una parte integral del sector minero, de hecho la exploracin exitosa es esencial para que las compaas mineras puedan sobrevivir en el tiempo. En un contexto de largo plazo el proceso de suministro mineral comienza con la fase de exploracin, en la cual tpicamente no solo existe un largo perodo de inversin sin retorno, sino tambin un alto riesgo de prdida total si no se encuentra un depsito mineral econmico.



LA GEOLOGA EN LA INDUSTRIA MINERA

En cualquier operacin minera, la comprensin de la geologa del yacimiento y las rocas de desechos es fundamental para que la estimacin de recursos, la ingeniera geotcnica, la planificacin minera y de procesamiento de minerales sean exitosas.



Dentro de los principales roles que cumple un gelogo en la industria minera destacan:

Prospectar, explorar, mapear, calcular de reservas y participar en la explotacin de yacimientos metalferos, no metalferos y rocas de aplicacin.



Planificar, dirigir, evaluar y efectuar estudios destinados a determinar la estructura, composicin y gnesis de minerales, rocas, y suelos.



Realizar estudios tcnicos de Evaluacin de Impacto Ambiental de la actividad minera.



Realizar el control geolgico de la explotacin tanto en minera subterrnea como a cielo abierto.



ETAPAS DE UN PROYECTO MINERO

CATEO Y PROSPECCIN

EXPLORACIN

EVALUACIN DEL PROYECTO (Estudio de factibilidad)

DESARROLLO Y CONSTRUCCIN

PRODUCCIN O EXPLOTACIN

CIERRE Y POST-CIERRE



CATEO Y PROSPECCIN

Al principio se tiene como tarea el identificar la zona donde se ubica el yacimiento minero. Para ello se procede a realizar el cateo, que consiste en realizar bsquedas visuales de anomalas geolgicas en la superficie, lo que puede dar indicios de presencia de minerales



Ya en la prospeccin, la observacin se realiza con el apoyo de herramientas tecnolgicas para realizar un trabajo ms eficiente y rpido, como las fotos areas, datos satelitales, tcnicas geofsicas (para observar propiedades fsicas de las rocas analizadas) o geoqumicas (para obtener resultados qumicos de los materiales observados).



Los gelogos hacen uso de alta tecnologa para realizar las exploraciones. Para ello, se estudia el terreno, las rocas, su composicin qumica y su abundancia, de forma que se pueda saber si es que se puede construir una mina.



En base a los resultados del cateo y la prospeccin, se elige el rea para un estudio ms detallado, que permita comprobar la existencia de minerales. En este momento es que se debe solicitar un petitorio ante las autoridades respectivas, sobre el rea donde se presume exista un posible yacimiento mineral, procedimiento que asegura el derecho sobre los posibles minerales que en la zona solicitada se encuentren. Aprobada la solicitud de petitorio, se obtiene la concesin. Entonces se puede continuar con estudios ms detallados que pueden tomar varios aos, por lo que se conserva el derecho de explotacin del rea mediante un pago anual, que se llama Derecho de Vigencia.



Para ello se realizan estudios ms detallados sobre el yacimiento, incluyendo perforaciones, muestreos, anlisis del contenido y tipo de mineral, entre otros, buscando definir si el mineral es recuperable y a qu costo. As, la exploracin y los estudios ms detallados ayudan a determinar si es viable econmicamente la explotacin de un yacimiento.




Confirmada la informacin respecto a la calidad y cantidad de mineral del yacimiento, se deben de realizar otros anlisis y estudios previos al desarrollo de la mina, entre los que cabe resaltar:

El impacto y remediacin ambiental que se dar de desarrollarse el proyecto. Toda exploracin debe contar con un Estudio de Impacto Ambiental (EIA), con el objeto de conocer el potencial impacto ambiental de su puesta en operacin. En el EIA se describen los aspectos fsico-naturales de la zona del yacimiento, as como los biolgicos, socio-econmicos y culturales de su rea de influencia.



El estudio tcnico econmico que determina la ingeniera necesaria para ejecutar el proyecto, su costo y viabilidad econmica. Conocido como Factibilidad, este estudio contiene informacin de las reservas; leyes de corte, mtodo de minado (subterrneo o a tajo abierto); plan de desarrollo; costos de transporte, mano de obra, insumos a emplearse; impuestos, seguros, etc.




Cuando se reconocen las caractersticas del yacimiento minero y se decide extraerlo, se inicia el desarrollo y construccin de la mina, para luego pasar a produccin o explotacin minera que es el proceso de extraccin del mineral.



En esta fase se culmina la planificacin y se ejecutan los trabajos de infraestructura necesaria para realizar la explotacin.




Luego de haber culminado las etapas antes mencionadas, recin se puede obtener el mineral. Los pasos previos son rigurosos, no obstante la explotacin minera es en s misma es una etapa mucho ms especfica y particular.



La generacin de valor del mineral se hace mediante distintos procesos (fsicos, qumicos, y/o fsico-qumicos, o hidrometalrgicos) . De estos procesos se obtiene las partes valiosas y se desecha las que no tienen valor comercial. Podemos sealar que los contenidos valiosos (metlicos) se obtienen por tcnicas que van a depender del tipo de mineral que se est procesando.



Finalmente, la refinacin y fundicin permite purificar los metales obtenidos, y es en este momento que recin sirven para su transformacin o uso industrial (lingotes, barras, etc.). La etapa de produccin es la que ms aos de duracin tiene, influenciada por los costos de operacin, el precio de los minerales y el volumen de reservas.




Cuando la mina deja de operar, porque ya no tiene reservas de mineral que resulten econmicamente viables de ser trabajadas, se procede a su cierre. El cierre se inicia desde el momento que se inicia la operacin minera.



El cierre de la mina es programado desde antes de su inicio y tiene como objetivo rehabilitar las reas donde se desarroll la actividad minera.Para lograrlo, se desmantelan los equipos e instalaciones que se usaron en el ciclo de vida de la mina y se recuperan las zonas afectadas. El postcierre, por su parte, es una etapa de monitoreo y mantenimiento de los alcances del cierre, con la finalidad de verificar que el cierre de mina haya sido efectivo.

QUE ES LA MENA?

Es el mineral cuya explotacin presenta inters. En caso de los minerales metlicos, se requiere un tratamiento de la mena, que en general comprende dos etapas: el tratamiento mineralrgico y el metalrgico.

Es la concentracin mnima que debe tener un elemento en un yacimiento para ser explotable, es decir, la concentracin que hace posible pagar los costes de su extraccin, tratamiento y comercializacin.

QUE ES LA LEY DE CORTE O CUT OFF ?

CUALES SON LAS ETAPAS DEL PROYECTO MINERO ?

CATEO Y PROSPECCIN

EXPLORACIN





EN QUE CONSISTE EL CATEO ?

Consiste en realizar bsquedas visuales de anomalas geolgicas en la superficie, lo que puede dar indicios de presencia de minerales

GRACIAS

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