Libro Gfs Nuevo

8/16/2019 Libro Gfs Nuevo

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CAPITULO 1

LA GEOFISICA COMO CIENCIA

1.1 GEOFISICA PURA Y APLICADA

La Geofísica es la aplicación de los principios físicos al estudio de la

Tierra y su entorno, por tanto estudia la física de la Tierra sólida, la física

de su envoltura liquida y la física de los gases, sus contornos magnéticos ylas partículas cósmicas, además incluye el estudio del Sol, la Luna y elUniverso, en la medida que estos tengan una influencia directa sobre la

Tierra. La Geofísica dedicada al estudio de la Tierra sólida se subdivide a su

vez enGeofísica Pura y Geofísica Aplicada (Prospección Geofísica).

Geofísica Pura.- Investigación de los campos físicos asociados a la Tierra:

campo magnético- CMT-, gravedad (g), sismos, geo electricidad,radiactividad y calor.

Geofísica aplicada.- También llamadaProspección o Exploración Geofísica,se refiere al estudio de la parte superior de la corteza terrestre tendiente aldescubrimiento de las estructuras del subsuelo de utilidad económica(anticlinales, domos salinos, fallas, etc.)para su explotación en beneficio dela humanidad: hidrocarburos, minerales, aguas subterráneas, roca madre(“bed rock”) para la cimentación de obras civiles, investigacionesarqueológicas, así como los estudios relacionados con el medio ambiente. Enel siglo XVI en Suecia, ya realizaban prospección de minerales magnéticosempleando una brújula. Desde entonces ha ido evolucionando, y en formaparticular en las últimas décadas, como consecuencia del avance tecnológico

y la popularización de las PC con software especializados y poderosos.

Además se obtienen resultados (mapas y perfiles) a todo color en 2 y 3 dimensiones inclusiveintegrando datos. A esto se suma el uso de sistemas de posicionamiento global (GPS) cada

vez más baratos (al 2! un "tre#$ Garmin cuesta solo !3 %&S y el nuevo GA''" de la&" solo 2) y losSistemas de nformaci*n Geográfica (SG) +ue permiten manipularcual+uier imagen de sat,lite georeferenciada y en cual+uier sistema de coordenadas (&- ogeográficas).

Finalmente se han incorporado desde 1985 nuevastécnicas geofísicas

aéreas(CarsonCo de Filadelfia, es un buen ejemplo)

!

!


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GEOFISICA PURA PROSPECCION GEOFISICA

* SISMOLOGIA * PROSPECCION SISMICA

* GEOMAGNETISMO * PROSPECCION MAGNETICA

* GRAVEDAD * PROSPECCION GRAVIMETRICA* GEOELECTRICIDAD * PROSPECCION GEOELECTRICA

* RADIACTIVIDAD * PROSPECCION RADIOMETRICA

* FLUJO DE CALOR * PROSPECCION GEOTERMICA

REFLEXION:

HIDROCARBUROS

2

2


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Cuadro 1. MetodosGeofisicos 2010 -TELLGER/IGEMA-UMSA

DETALLESMETODO

GRAVIMETRICOMETODO MAGNETICO METODOS SISMICOS METODOS ELECTR

APLICACIONES

Reconocimiento General

de la zona. Estructuras

osi!les" #idrocar!uros$

tect%nica$ a&uassu!terr'neas$ &eot(cnia$

desastres naturales )

otros.

Reconocimiento &eneral.

Estructuras osi!les"

Miner*a$ +idrocar!uros$

tect%nica.

Re,racci%n"

#idro&eolo&*a )

&eotecnia. Re,le-i%n"

#idrocar!uros.Georadar" Arueolo&*a

) medio am!iente.

A&uas su!terr'nea

&eotecnia.

electroma&n(ticos

miner*a. GPR camino

VALORES MEDIDOS Mili&ales / 0 &al 1 cm2s34 nT 1 nanoteslas / &amas 4Tiemos de lle&ada

/se&4 ) secciones

Resisti5idades /o+m

6recuencias. Tiem

INSTR7MENTOS EMPLEADOSGra5*metros /e8" Lacoste

9 Rom!er&$ :; mil a > a > re,racci%n ) 0; a 0

re,lecci%n> a

RES7LTADOS OBTENIDOS

Maas de Bou&uer.

Residuales )

Trans,ormados.

Secciones en 3D ) >D

Maas de anomal*as

ma&n(ticas. Per,iles en

3D ) >D

Dromocronas t = d$ en

re,racci%n. Secciones

5erticales en re,le-i%n

Cur5as de resisti

6recuencias$ tiemo

caida$ etc.

COSTE POR BRIGADA = MES

/; mil con interretaci%n >; mil con interretaci%n

3; mil re,racci%n. 3;; a

:;; mil re,le-i%n

3; cada SEV. 0

otros m(todos

3

3


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Superficie

corteza sólida (2.67 g/cm3)

pastoso-sólido (3.3 g/cm3)

Manto Superior

Manto Inferior

Sólido (.6!-!.6! g/cm3)

"#$uido (%.7 & ''.) gg/cm g/cm3) g/cm3)g g/cm3)

*cleo +,terno

Sólido ('6 g/cm3)

Geocentro

*cleo Interno

.

.

.

.

ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA

Fig.1Estructura interna del globo terráqueo

/

/


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CAPITULO 2

GRAVEDAD Y PROSPECCION GRAVIMETRICA

2.1 LA GRAVEDAD

Hoy sabemos que lagravedad es simplementela fuerza de atracción que

ejerce la masa de un astro y que tiende a acercar los cuerpos hacia su

centro.Por acción de la gravedad (pesantez) todo cuerpo situado en torno aun astro es atraído verticalmente (cae) hacia el suelo. Por efecto de la

gravedadla tierra gira alrededor del Sol y la Luna alrededor de la Tierra. En

fin lagravedadmantiene al universo unido. Para llegar a estas definicioneshan tenido que pasar siglos de estudios teóricos y experimentales.

En la antigüedad y durante la Edad Media se creía que la Tierra era plana yen este marco las nociones de “arriba” y “abajo” como direcciones absolutasen el espacio eran indiscutibles, todo lo que estaba arriba era divino y todolo que estaba abajo era infernal, así que un ángel caído del cielo (arriba)terminaría inexorablemente en el averno (abajo) cuando el navegante F. deMagallanes (Portugal 1480- Filipinas 1521) y su segundo, J.S. Elcano

(España 1476-1526), demostraron definitivamente la esfericidad del mundo,se hizo necesario modificar las nociones dearriba y abajocomo direccionesabsolutas en el espacio. Aquel gran acontecimiento y la consigna de“ provareeriprovare”de la Academia Florentina, dieron la señal de partida almétodo científico que detonaría las grandes revoluciones científicas delRenacimiento.

0

0


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El primer estudio sobre la gravedad con enfoque y rigor científico se debe aGalileo Galilei (Pisa 1564-Arcetri 1642) quien con su legendario experimento

desde la torre del campanario de la iglesia de Pisa demostró que la

velocidad de la caída libre de un cuerpo no depende de su masa y

posteriormente que la velocidad de caída libre aumenta de un modo tal

que las distancias recorridas por un cuerpo en movimiento aumentansegún la relación de los cuadrados de sus tiempos (imaginase el lector las

veces que Galileo debió repetir un experimento debido a la falta deinstrumentos de precisión (media el tiempo con una Clepsidra!!-Reloj de

agua-). Sus experimentos llevaron a Galileo a descubrir las relaciones: v = a

t, dondea es una constante de proporcionalidad llamada aceleración

(veremos que ésta equivale a la gravedad).

El monumental trabajo precursor de Galileo dio el material para que otrogenio, venido al mundo el mismo año de su muerte, Sir Isaac Newton

concibiera laLey de la Gravitación Universal, según la cual dos objetos

materiales cualesquiera se atraen mutuamente con una fuerza

proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al

cuadrado de la distancia que las separa. Su formula:F = G Mm/R2

(dondeGes la constante universal de la gravedad) es hoy tan familiar ennuestro mundo científico).

Fig.2Copérnico Kepler Galileo Newton

El trabajo que Newton dejó a la ciencia es solo comparable con lo que la Academia de Platón dejó a la filosofía (Newton tuvo que inventar el calculoinfinitesimal para continuar con su trabajo y satisfacer las exigencias de sugenio!).Los estudios de Newton proporcionaron, dos siglos después, a AlbertEinsten(Ulm 1879-Princeton 1955)elementos para formular su Teoría de la

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1


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Relatividad, según la cual la gravedad no es sino la curvatura del continuóespacio-tiempo tetradimensional.

Einsten propone la existencia de ondas de gravitación,las que serian emitidas por los cuerpos celestes del

Universo con sus masas en movimiento al perder partede su energía (así como las cargas eléctricas enmovimiento pierden parte de su energía en forma deondas electromagnéticas) Las ondas de gravitación sepropagarían en forma de campos de gravitaciónprocedentes del Universo cíclicamente variables yextremadamente débiles.Los sofisticados receptores

ingeniados parea captar estas señales son unos pesados cilindros metálicossuspendidos y asilados, los cuales están diseñados para captar hasta las

mas leves vibraciones que pueden ser registradas por sus efectospiezoeléctricos. Estas débiles vibraciones serían provocadas por las ondas degravitación, por cierto se han detectado algunas de estas señales, pero esimposible afirmar que sean causadas por las ondas de gravitaciónprocedentes del Universo.

La teoría de la relatividad de Einstein no había sido comprobada todavía;en junio de 1993 la NASA envió al espacio la sonda de gravedad con la

“misión de prototipo para comprobar la teoría de la relatividad de

Einstein”, no se pudo

El “Principio de la sonda” se refiere a que los haces de luz son desviados porel campo gravitatorio. Entonces la técnica es hacer atraer a dos grandespéndulos (10Kg y 1 tonelada suspendidos) por el paso de la onda degravedad.

Los grandes secretos que el cerebro humano todavía no ha podido revelar,paradójicamente pertenecen al Átomo y al Universo, lo más pequeño y lomás grande, ¿de cuál estamos más cerca? No será que ambos dependen delconocimiento y comprobación completa de la gravedad? Tal vez estamoscerca de demostrar que el final fue igual que el principio.

2.2 ATRACCION Y POTENCIAL GRAVITATORIOS

En este capítulo veremos los fundamentos de la Teoría del Potencial.

Fi.3 AlbertEinstein


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Según la Ley de Newton sobre la gravitación: dos puntos con masas m1 y m2separadas por la distancia R se atraen uno al otro con una fuerza.

22!

R

mmG F =

1ª LEY DE NEWTON

(LEY DE ATRACCION UNIVERSAL)

F = m1 g2ª LEY DE NEWTON, g= G M/R2

Las primeras derivadasdel potencial terrestre V, o sea las componentes dela fuerza, son también continuas a través del espacio, pero no así lassegundas derivadas. En los puntos donde la densidad cambiadiscontinuamente, algunas derivadas tienen alguna discontinuidad. Esto se

hace evidente por que el potencial V satisfacela Ecuación de Poisson,

donde interviene la densidad σ.

σ π GV /2

−=∇ Ecuación dePoisson

Recordemos que NABLA AL CUADRADO,2

∇ = =∇ · ∇ = DIVERGENCIADEL GRADIENTE

2

2

2

2

2

22

Z

V

Y

V

X

V V

∂

∂+

∂

∂+

∂

∂=∇

Fuera de los cuerpos atrayentes (en el espacio) la densidad es igual a cero

por lo que es la famosaEcuación de Laplace. Las soluciones a esta

ecuación se llaman Armónicos esféricos. Ecuación aplicable sobre y fuera

de la tierra

OV =∇2

Ecuación deLaplace

En conclusión, el Potencial de Gravitación es unaFunción Armónica Fuera

de las masas atrayentes y cumple con la ecuación deLaplace, mientras queDentro de las masas atrayentesNoesuna función armónica, y en este

caso cumple con la ecuación dePoisson

2.3 ELIPSOIDE Y GEOIDE


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En vista que la Tierra no es una esferano es una esfera ni menos homogénea,en Geofísica y en Geodesia debemos

buscar una forma que más se aproximea la Tierra Real. Las dos figuras que

cumplen con ese objetivo son elElipsoide y elGeoide.

ElElipsoide es una figura geométricade revolución ideal engendrada por larotación de una elipse sobre su eje menor (elipsoide achatado). Al 2010 sigue

vigente el elipsoide WGS 84.

ElGeoide, en cambio es una superficie equipotencial, y es aproximadamente

la superficie que se obtendría prolongando el nivel medio de los océanos pordebajo de los continentes. Difieremuy poco del elipsoide de revolución, pero

representa mejor a la Tierra Real. En realidad la diferencia es apenas de

algunos metros .ElGeoide puede determinarse mediante observaciones

gravimétricas, astronómicas o por satélites.

ElGeoide Gravimétrico se obtiene midiendo la Magnitud del vector

gravedad en numerosos puntos sobre el globo.En la última década los satélites han logrado medir al Geoide con bastanteaproximación. El principio es sencillo ya que el satélite es atraído en forma

desigual mientras gira en su órbita, de este modo se ve que el Geoide tienezonas abultadas y otras hundidas. El mayor abultamiento tiene 61 metros(Nueva Guinea y España), mientras que el mayor hundimiento o depresiónestá en Sri Lanka con -113 metros). Como vemos la diferencia entre elElipsoide y el Geoide (N = H – h) es despreciable para ciertos cálculos.

EN JULIO 2008 LAESA LANZO EL SATELITEGOCE (GRAVITY OCEAN

CIRCULATION EXPLORATION) PARA MEDIR CON PRECISION ELGEOIDE.

2.4 CONSTANTES Y PARAMETROS TERRESTRES

El Elipsoide Internacional –WORLD GEODETIC SPHEROID(WGS84) es unElipsoide Geocéntrico de Revolución establecido por la IUGGcon lasconstantes:

• a (semieje mayor) = 6.378 137 metros• G = 6.67206 x 10-11 (m3 s-2 kg-1)• M (masa terrestre) = 5.9737 x 1024 kg• w (velocidad angular de la tierra) = 7.2921157 x 10-5Rad./s

Fig.4Elipsoide y Geoide

4

4


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• ecuación matemática para el Elipsoide WGS84

)5!(

5!

22

2

sene

senk e

−

+= γ γ

Donde:

oγ e (gravedad normal en el Ecuador) = 978,032.67714 miligales

o e2 (primera excentricidad al cuadrado) = (a2 – b2)/a2 =6.69437999013 x 10-3

o c (achatamiento terrestre) = 1/298.257 = (a-b)/ao Ø (latitud geodésica)o a,b (Semiejes mayor y menor)

oγ p (gravedad normal en los polos) = 983,218.63685 miligales

Entonces la formula (2-17) expresada en forma numérica, resulta:

miligales sene

sen

))5!(4!3114/344.!

5134!43!0!3.! !/4632.1

22

2

−−

+=γ

Año Gregoriano 365.2425 días = 31,556 952 s

Atmósfera (masa) 5136 x 1018 Kg.

Biosfera (masa) 1.1 1015 Kg.

Densidad de la Tierra:Núcleo Interno 12.7 a 13 gr/ cm.-3

Núcleo Externo 9.9 a 12.7 gr/cm.-3

Manto 3.3 a 5.5 gr/ cm-3

Corteza continental inferior 2.92 gr/ cm-3

Corteza continental superior 2.72 gr/cm-3

Promedio de la corteza 2.67 gr. / cm.-3

CortezaOceánica ígnea 2.89 gr/ cm-3

Promedio 5.518 ± 0.004 gr./ cm.-3

Edad de la Tierra 4.5 x 109 años

Ecuador (perímetro) 40,075.24KmEcuatorial (radio a) 6,378 137 m

Ecuatorial (velocidad rotacional) 465.10 m s-1

Gravedad Promedio 9.8062565 m s-2

Campo Magnético (promedio) 0.5 gauss = 50,000 gammas (nT)

Volumen 1.0831 x 10 E12 km3

Cuadro 2. Parámetros Terrestres

!

!


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Nota. Durante el Cretácico el día duraba solo

21 horas.

La Tierra ha aumentado de peso!

!!

!!


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!2

!2


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Cuadro 3.Elipsoide WGS – 84ALGUNOS VALORES DENTRO DE

BOLIVIA

15 a20. g. grados de latitud

LATIT7D

GEODESICA

GRAVEDAD

TEORICA/mili&ales4

LATIT7D

GEODESICA

GRAVEDAD

TEORICA/mili&ales4

15 978,378.63975 18 (-ORURO) 978,525.9145815,1 978,383.0096 18,1 978,531.091615,2 978,387.4366 18,2 978,536.323115,3 978,391.9210 18,3 (-AR!A) 978,541.609015,4 978,396.4636 18,4 978,546.952215,5 978,401.0653 18,5 978,552.351015,6 978,405.7269 18,6 978,557.806615,7 978,410.4491 18,7 978,563.319715,8 (-"U#O) 978,415.2326 18,8 978,568.8910

15,9 978,420.0783 18,9 978,574.5209 16 ( -$RA%&A) 978,425.07811 19 978,580.1911816,1 978,429.7201 19,1 (-%U!R') 978,585.621116,2 978,434.4344 19,2 978,591.104416,3 (-AR') 978,439.1976 19,3 978,596.641316,4 978,444.0185 19,4 978,602.232516,5 (-&A "A) 978,488.8976 19,5 978,607.8785

16,6 978,453.835819,6 (*+'.) 978,613.5798

16,7 978,458.8338 19,7 978,619.337116,8 978,463.8922 19,8 978,625.150616,9 978,469.0119 19,9 978,631.0213 17 978,474.18944 20 978,636.9538317,1 978,478.1045 20,1 978,642.634917,2 978,484.0745 20,2 978,648.367217,3 978,489.1003 20,3 978,654.150717,4 978,494.1823 20,4 978,659.986517,5 978,499.3212 20,5 978,665.874817,6 978,504.5177 20,6 978,671.8161

17,7 (-%A#/A!RU) 978,508,7723 20,7 978,677.810817,8 978,515.0858 20,8 978,683.8595

17,9 978,520.4589 20,9 978,689.9626

&as iudades etresartesisest uiadas solo aroiadaete. 'lsigo * sigiia :eiserio orte ; el sio - :eiserio sur.

!3

!3


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los


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!7m F g =Escribiendo detalladamente

[ ] R R

R

z y xmG

z y xm

z y x F z y x g

2

)26262(2

!6!6!!

)!6!6!()!6!6!( ==

Donde222)!2()!2()!2( z z y y x x R −+−+−=

En estas condiciones, la componente vertical de la gravedad será:

Vertical Dirección

R

z z

R

z y xmG z y x z g

)!2()26262(2)!6!6!(

2

−=

Finalmente

3

)!2()26262(2

R

z z z y xmG g

−=∆

El valor que se obtiene de esta ecuación es el que representa a lacomponente vertical de la gravedad, la misma que usaremos para el cálculo

de lasanomalías gravimétricas; para determinar la forma y posición de los

cuerpos anómalos (estructura geológicas) que las producen.La unidad deg

se llamagal en honor a Galileo, es así que1 gal = 1 cm. /s2, pero comoanomalías gravimétricas son muy pequeñas, utilizaremos un submúltiplo del

gal, en nuestro caso el miligal (1 gal = 1,000 miligales).El valor de g en el

ecuador es de 978,032.67714 miligales y en los polos 983,218.63685

En la prospección es suficiente medir elvalor relativo de g de una base en

la zona de estudio en relación a todos los puntos del perfil o de la mallagravimétrica a medirse.

2.5.2 GRAVIMETROS

El instrumento utilizado para la Prospección Gravimétrica se llama

Gravímetro, que mide la componente vertical del campo gravitatorio, o sea,

la pesantez. El origen de este instrumento se remonta a la balanza de torsiónde Eotvos, inventada por el científico húngaro Barón Von Eotvos en 1888 confines científicos; pero fue recién a finales de la primera guerra mundial enque se pensó utilizarla como instrumento de Prospección. A partir de 1930 elgravímetro se utilizaba en todo el mundo. El mayor éxito que se tuvo con laProspección Gravimétrica fue en el Golfo de México, donde se descubrió por

!0

!0


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este método entre 1930 y 1955 25,000 millones de barriles de petróleosolo en los Estados Unidos).

Como las variaciones relativas de la componente vertical de la gravedad (g)son muy pequeñas (anomalías), los gravímetros tienen que ser muy precisos

(capaces de leer hasta un centésimo de miligal) y de ahí su costo elevado(antes de la guerra del Golfo Pérsico un gravímetro Lacoste costaba cerca de23,000 $us, DESPUÉS SUBIÓ HASTA 100MIL)

Básicamente un Gravímetro consta de un resorte o muelle que varía segúnque la masa suspendida en su extremo sea atraída más o menos a lo largodel perfil de mediciones

Fig.5Cambio en el Resorte de un Gravímetro

!1

!1


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18/32

. u e

l l e

d e l o

n g

i t u

d c

e r o

asa;

; r a z o 8


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PROSPECCION GRAVIMETRICA (PASOS)

1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA (HIPOTESIS)

2.- MARCO TEORICO (TODO LO ESCRITO SOBRE EL TEMA, MAPAS,

PERFILES, FOTOS, IMÁGENES, ANTIGUOS POZOS, INFORMES, ETC.

3.- METODOLOGIA A UTILIZARSE (ELEGIR EL METODO GEOFISICO)

4.- PLANIFICACION DE LA CAMPAÑA (MOVILIDADES, INSTRUMENTOS,GASOLINA, PERSONAL, LOGISTICA, ETC.)

5.- CAMPAÑA DE TOMA DE DATOS EN CADA ESTACION GRAVIMERICA

(ID EN LA MAGNETICA)

6.- INTERPRETACION DE DATOS: TRANSFORMACION A UNIDADES QUE

QUEREMOS.

7.- ELABORACION DE MAPAS DE ANOMALIAS DE BOUGUER Y DE

PERFILES INTERESANTES.

8.- INTERPRETACION CUALITATIVA DE LOS MAPAS Y CUANTITATIVADE LOS PERFILES.

9. CONSTRUCCION DE MODELOS 2D, 3D

10. CORRELACION GEOLOGICA-GEOFISICA

11. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

* BIBLIOGRAFIA * ANEXOS (MAPAS, PERFILES, MUESTRAS, ETC.)

Fig.7 Esquema de

un Gravímetro

InestableLacoste en

!4

!4


20/32

Fig.8gravímetros

* Note: Right-handwheeloncountarindicatesaproxímate 0.1

miligal 09-07-1993

DLP Reading Line: 2.60 Temperature: 54.6 C

'8$G$ !20

G >;olivia

261

2

2


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2.5.3 VARIOS MODELOS DE LA FABRICA LACOSTE& ROMBERG DE

AUSTIN-

TEXASExisten varias casas fabricantes de gravímetros, entre ellas Scintrex(Canadá), Worden (EEUU), Lacoste-Romberg (EEUU), ABEM (Suecia). El

gravímetro Lacoste&Romberg-modelo G- es el mejor, actualmente cuesta$us100.000.

2.5.3.1 CAMPAÑA GRAVIMETRICA –MEDICIONES- DENSIDAD DE LASROCAS

A) CAMPAÑA GRAVIMETRICALos resultados de una campaña gravimétrica se valoran por la precisión y laseguridad de los resultados de las mediciones u observaciones de campo.

LasEtapas principales de las que se compone una campaña gravimétrica

(que en general valen para todos los métodos geofísicos) son las siguientes:

1.Planteamiento del Problema y recopilación de todos los datosgeológicos, geofísicos y otros existentes sobre la zona de estudio.

2.Programación detallada del trabajo de campo. Determinación deltamaño de lamalla (también llamada red o reticulado) o largo de los

perfiles a medirse, y número deestaciones (puntos donde se realiza la

medición u observación).

Las dimensiones de la malla y/o de los perfiles a medirse están en función alos objetivos del estudio y al alcance de trabajo:

*En unmapeo regional o nacional se tendrán estaciones variables entre 1

– 5 Km., esto depende de la accesibilidad de la región y del presupuesto

disponible,cada estación medida tiene un precio. El mapa Gravimétrico

del Canadá, por ejemplo, tiene una medida para cada celda de una malla ored de 5 Km. de lado, lo que suma aproximadamente 500,000 estaciones.Para el mapa Gravimétrico de Bolivia se tienen cerca de 8,000 estaciones

medidas sobre lared nacional de enlaceque sigue básicamente las vías

camineras del país y algunas vías fluviales.• En la Prospección Gravimétrica de hidrocarburos las

estaciones se fijan en los vértices de una malla de intervalos entre 10-50 m, esto depende de las características geológicas y topográficas delárea a estudiarse

• En la Prospección Gravimétrica Minera el espaciado del

reticulado es obviamente menor, y estará en función al tamaño posible

2!

2!


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embargo, proveen de un espectro integrado de profundidad de lasfuentes que ven mas allá que simplemente las rocas superficiales.

6.Existen dos aproximaciones principales para la interpretaciónPATRON yFORMA.

7.ElPATRON de un mapa de anomalía gravimétrica o magnética es un

poderoso indicador de cómo las rocas superficiales y las formaciones sedistribuyen: Pueden proveer indicaciones rápidas de TENDENCIAS,

VETEADOS y DESCONTINUIDADES. El estudio del patrón puede

diagnosticar una secuencia o ensamble en particular de rocas LaFORMAde las anomalías individuales puede usarse para determinar la forma y laposición de contrastes en densidad o magnetización (unidades de rocas).En teoría, existen numerosas geometrías que ajustan una anomalía en

particular. En laPRÁCTICA, mediante la utilización realista de controles

geológicos y geofísicos proveerán de RESTRICCIONES NUMERICAS

REALES sobre las fuentes anormales.8.Sin embargo, siempre entiéndase y apréciense las debilidades eimpresiones de los datos. Nunca intente perder tiempo tratando deajustar anomalías con mayor precisión que con que fueron medidas.

9.Cualquier interpretación final debe satisfacer todos los datos geofísicos ygeológicos.

B). MEDICIONES CON EL GRAVIMETRO

Una vez planificada la campaña y se hayan cumplido las tres primerasetapas indicadas, se procede a la toma de datos o mediciones de campocon el gravímetro, o sea la 4° etapa. Cada gravímetro tiene suscaracterísticas y constantes señaladas, pero en general todos sonsimilares. Se procede del siguiente modo:

1.Instalación del gravímetro en la estación correspondiente (anotar el N°de estación ya marcada por la brigada topográfica, y su altitudcorrespondiente).

2.Encender las luces de los niveles y el sistema óptico, nivelar elinstrumento y esperar que el termómetro llegue a la marca establecida para el gravímetro

que se esta usando (para el LacosteRomberg N°1025 son 54,6°C)Soltar la

barra – resortedel gravímetro (la línea de lectura empezará a moverse en el

ocular y hay que ponerla en 2.8).

3.Leer el contador y el dial (Lectura), se debe realizar tres lecturas con

intervalos de 2 -3 minutos para sacar un promedio. Esta lectura se hace

23

23


24/32

solo y cuando la línea de lectura esté en su lugar (para el

LacosteRombergNº 1025 esta marca es igual a 2.6). Para la siguiente

estación, moviendo el contador y el dial, se debe volver a poner la línea en sumarca, de este modo se realiza la segunda lectura y así sucesivamente hastaterminar con todas las estaciones (por supuesto se debe seguir el

procedimiento de lecturas de repetición para el cierre del circuito).4. Ya en el gabinete se transforman las lecturas del gravímetro a miligalesusando las tablas que vienen con cada instrumento. Posteriormente se

calcula elvalor absoluto de la gravedad en miligales por contraste con

una estación de la red fundamental nacional o internacional. El

cálculo de la gravedad absoluta suele no ser necesario en los trabajos de

prospección donde solo interesan lasanomalías relativas a una estación

base.Ejemplo del cálculo del valor en miligales y de la gravedad absoluta

entre La Joya (KK) y la estación Fundamental Aeropuerto de La Paz(LPB).

1 2 3 4 5 6

Estación

Lectura Tabla Valor

Dif Dif x FacGravedad

(1-2)(4x1.0315)

miligal(3+5)

LPB 991.602 900 928,63

91.60

2 94.492

1023,12

2

KK1115,294

11001134,94

15.294

15.7761150,716

5. Aplicar todas las correcciones a cada estación (corrección por latitud, poraltura, por placa de Bouguer, por topografía)

6. Ahora estamos en condiciones de elaborar los mapas de anomalías

(regionales, residuales, etc.) y elegir los perfiles importantes para la

interpretación (el software actual permite la interpretación de los mapas o

de los perfiles en 2,2.5 y 3 dimensiones.

CALIBRACION TABLA PARA EL G-1025

Tabla 2.1

2/

2/


25/32

20

20


26/32

Gra5edad O!ser5ada

/Mili&ales4

Asei> de ?uara;os 978.375.440 %&A? 77 (ista)

$ase #a


27/32


28/32

Cuadro9. Formaciones Superficiales De La Ciudad DeLa Paz

2.6 ANOMALIAS GRAVIMETRICAS

Una Anomalía Gravimétrica es un valor fuera de lo normal. Para calcularla

medimos la gravedad como se explico anteriormente y a este valor le

aplicamos una serie de correcciones parareducir la gravedad a nuestra

Elipsoide Geocéntrico de Revolución (por ejemplo al WGS-84). Lascorrecciones que se aplican son:

1°Corrección por Latitud.- Debida al achatamiento del elipsoide, esdecir, a la variación de la Gravedad Teórica sobre el Elipsoide delEcuador hacia los polos (gravedad teórica aumentada del Ecuadorhacia los polos, esta diferencia vale 5185.95971 miligales). Los valoresde la gravedad teórica resultan de la aplicación de una formulamatemática de acuerdo al elipsoideWGS-84, pero para evitarnos estoscálculos los valores de la gravedad teórica ya vienen tabulados

2°Corrección por Altitud (corrección de Aire Libre – Cal-).-Debida a

la elevación (o depresión) de la estación sobre el elipsoide (que en estecaso es la línea de referencia o datum, que equivale al nivel del mar).Es obvio que la gravedad irá disminuyendo en función al alejamientodel centro de la Tierra (geocentro), de manera que esta corrección será

h R g )7( σ σ

2

2


29/32

Este gradiente equivale a:

mmiligales Rh geCAL 731.72 ==Donde

R = radio terrestre promedioh = altura de la estación sobre el nivel del marge = valor teórico de la gravedad al nivel del mar

Esta corrección es (+) cuando la estación está sobre el nivel del mar. Ya dijimos que la altitud de cada estación debía conocerse con unaprecisión de 20 cm., un error de este orden ocasionaría un error de0.06 miligales. Del mismo modo que un error de 30 metros en ladistancia horizontal (Latitud N-S) ocasionaría un error de 0.03miligales.

3°Corrección por Placa de Bouguer (CB).- Debida al efecto de la placao lámina teórica de material, de extensión horizontal y seminfinita,que se tiene entre la estación y el nivel de referencia. Para eliminareste efecto, tenemos que considerar el grosor de la placa (h) y ladensidad del material (δ); esta corrección entonces vale:

hGCB σ π 2−=

Sustituyendo valores, tenemos

( )mmiligaleshCB 7/!4!. σ =

El signo de esta corrección es (-) si la estación está sobre el nivel dereferencia, o sea, la CAL y la CB tienen siempre signos opuestos. LaFigura II.5 ilustra los parámetros para la CAL y la CB.

"li soideGeocentro

24

24


30/32

Fig.9Esquema de los parámetros para lasCorrecciones de

AireLibre y Bouguer

4°Corrección por Topografía (CT).- Debida al relieve topográficopróximo circundante a la estación (como elevaciones y depresiones),en estos casos se debe suprimir el efecto de las elevaciones y rellenar

el efecto de las depresiones (colinas y valles por ejemplo, recordemosque en la corrección de Bouguer tomamos una placa infinita teóricaque despreciaba estos accidentes, los que ahora estamos corrigiendo).

Para eliminar estos efectos se siguen utilizando las planillastransparentes y tablas elaboradas por S. Hammer (1939)

Fig.10Plantilla de Hammer para la Corrección Topográfica.

El Centro de la planilla se hace coincidir con la

Estación sobre un mapa topográfico.

3

3


31/32

Cuadro 10. De Hammer para la corrección topográfica (siempre +)

5°Corrección por mareas Terrestres (CMT).- Debida al efecto de laatracción lunisolar. Este valor es muy pequeño, del orden de ± 0.2miligales y en la practica queda eliminado mediante el cierre delcircuito de medición de estaciones cada día, este procedimiento delectura de estaciones con cierta repetición elimina también el efectode la llamada deriva instrumental.

2.6.1 ANOMALIA DE AIRE LIBRE (AAL) Y ANOMALIA DE BOUGUER

(AB)

Como vimos una Anomalía Gravimétrica es un valor fuera de lo

normal, explicitando esta definición diremos que una Anomalía

Gravimétrica es ladiferencia entre la gravedad observada (Gobs) ±

las correcciones y la Gravedad teórica (Gteo).

3!

3!


32/32

Anomalía Gravimétrica = Gobs± Correcciones – Gteo

Las causas de estas anomalías son las heterogeneidades de nuestra masa

terrestre por los cambios de densidad de un lugar a otro. Una de lasconsecuencias claras de estos cambios de densidad es la deformación delas orbitas de los satélites artificiales (observadas a partir de la década delos 60), los mismos que son atraídos con mayor intensidad cuandosobrevuelan una zona de densidad elevada y al contrario se elevan unpoco cuando sobrevuelan otra zona de baja densidad. Estasdeformaciones orbítales han permitido calcular la forma exacta de la

Tierra (Geoide).

En la Prospección Gravimétrica(ya sea petrolera, minera, etc.) lasanomalías locales atestiguan la presencia en el subsuelo de masasenterradas cuya densidad difiere de la del terreno circundante (un bolsónmineralizado y la roca sedimentaria encajonante o un domo salino porejemplo).

El cálculo de las dimensiones y otras características geológicas de estos

cuerpos de interés neoeconómico se obtiene mediante lasanomalías de

aire libre (AAL) y las anomalías de Bouguer (AB)(sobre todo AB) que

resultan de la aplicación de las correcciones explicadas.

a.Anomalía de Aire Libre (AAL).- Se obtiene aplicando solo lacorrección de aire libre (CAL), es decir se supone el vacío entre laestación y el nivel de referencia, entonces:

( )miligalesGteohGos AAL −+= 31.

32

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