Actualmente en Chile, la mayoría de yacimientos de pórfidos/cupríferos cercanos a la superficie se encuentran bien localizados y en etapa de explotación; sin embargo, la minería moderna está haciendo un giro hacia la identificación de depósitos a mayor profundidad (>600 – 1000 m). En esta etapa ha encontrado problemas debido al alto costo de exploraciones a través de sondajes (excavaciones) y una gran incerteza de los datos geológicos.
Solo en 2019, Cochilco reportó que se realizaron 613 sondajes. De ese total, un 38% fue para exploraciones en busca de cobre. Si consideramos que en promedio un metro de sondaje diamantina (como el de los 33 mineros) cuesta alrededor de 277 dólares, al buscar depósitos a 1000 metros ya llegamos sobre los 250 mil dólares para una sola excavación.
Es aquí donde la geofísica no invasiva entra a jugar y se muestra como una buena alternativa para la solucionar el problema de la exploración inicial, ya que permite una buena caracterización del área de interés y con costos muy bajos en comparación a técnicas invasivas.
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Cómo se forman los depósitos minerales
Para entender como la sismología puede ayudar en la exploración minera, lo primero que debemos hacer es comprender cómo se forman estos depósitos de mineral en la Tierra y principalmente los de cobre, que tanto aportan al país.
Todo esto parte por el famoso proceso de subducción. Sí, ese mismo que escuchan o leen cada vez que hay un temblor. Ya casi todos sabemos que la placa de Nazca se mueve bajo la placa Sudamericana y esto puede causar grandes terremotos. Pero quizás no todos saben que es ese mismo proceso el que ayuda a la formación de depósitos de minerales.
A profundidades cercanas a los 80-120 km empieza la deshidratación de la placa oceánica. Aquí hay un intercambio de fluidos que ayuda a que el material en la corteza superior, o sea en la placa Sudamericana, empiece a fundirse por el cambio de sus condiciones de equilibrio. Ahí es cuando se genera el magma.
Ese magma puede subir y lograr llegar a la superficie, y así explicamos la formación de los volcanes. Pero también está el caso en que el magma queda atrapado y no puede salir; entonces, este se comienza a enfriar hasta volverse sólido. Pero como venía caliente, todos esos gases y fluidos que subieron desde muy abajo, actúan como un gran horno y alteran las rocas a su alrededor, creando así depósitos de minerales, en el caso de Chile, mayormente pórfidos de cobre (un 80% del cobre de Chile se da en este tipo de depósito).
Y aquí el Advanced Mining Technology Center (AMTC) es lider en Chile en la búsqueda de nuevos métodos de exploración
El AMTC fue creado en 2009 y es parte de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. Dentro de sus líneas de investigación está la de Exploración y Modelamiento de Yacimientos y es aquí en donde se busca, usando la técnica de la tomografía sísmica, identificar potenciales targets de exploración a mayores profundidades que las actuales (esto es > 600m).
Tomografía Sísmica
La mejor descripción para acercar este concepto viene por algo que quizás la mayoría conocemos por buenas o malas razones: el scanner de rayos X. En esa técnica de imagen, se lanzan rayos X los cuales atraviesan nuestro cuerpo y son recibidos por receptores en la otra parte. Los scanner más modernos giran en 360 grados pudiendo cubrir de rayos nuestro cuerpo desde todos los ángulos, logrando imágenes con muy buena resolución.
Así mismo funciona la tomografía sísmica, pero en vez de rayos X, lo que se usa son los rayos de las ondas sísmicas generadas por un temblor. Estos pueden ser medidos por estaciones sismológicas en la superficie de la Tierra y, después de un procesamiento, lograr imágenes de lo que hay bajo nuestros pies.
Proyecto actual
El proyecto actual está en etapa de búsqueda de financiamiento y se plantea como objetivo el integrar la técnica de tomografía sísmica junto con otros métodos geofísicos y datos geológicos para así poder identificar, en una escala distrital (cientos de metros a un par kilómetros), potenciales targets de exploración.
Para lograrlo, se quiere usar la sismicidad natural registrada en Chile y revisarla en detalle. Como dato, el Centro Sismológico Nacional (CSN) reportó que en 2020 se detectaron más de 7500 sismos en todo el país. En nuestro grupo de investigación del AMTC, usando un programa de detección automática de sismos y junto una red sismológica temporal que tenga muchos sensores (~50 estaciones), podemos aumentar la detección de eventos hasta los 20.000 sismos para un periodo de 6 meses en una zona acotada (el norte de Chile por ejemplo).
Así, al contar con una mayor cantidad de datos (rayos de las ondas sísmicas), es posible hacer un scan mucho más detallado de zonas de interés y luego relacionar los modelos generados con potenciales zonas con depósitos minerales.
De ser exitosa, esta tecnología aportaría con datos relevantes para la exploración minera del futuro no solo en el país sino que también en el extranjero y además ayudaría a reducir los costos de exploración al entregar información relevante para hacer más eficientes los sondajes de prospección.