Método magnético

En esta entrada puedes aprender la teoría básica del método geofísico magnético, sin embargo al ser un tema extenso, te dejamos varios subtemas que puedes visitar, a continuación.

En esta sección se pretende dar a conocer los principios de la magnetometría (método magnético) como parte de los métodos geofísicos aplicados a la prospección y como parte del programa del blog dedicado a la geofísica.

Las brújulas y las agujas de inmersión se utilizaron en la Edad Media para encontrar minerales de magnetita en Suecia, lo que convierte al método magnético en el más antiguo de todas las técnicas geofísicas aplicadas.

Sigue siendo uno de los más utilizados, aunque solo una cantidad muy pequeña de minerales produce efectos magnéticos significativos.

Las intensidades del campo magnético ahora generalmente se miden en nanoTesla (nT).

La unidad pre-SI, la gamma, originalmente definida como 10^−5 gauss pero numéricamente igual a la nT, todavía se usa con frecuencia.

¿Qué es el método magnético?

El objetivo de un estudio magnético (método magnético o magnetometría) es investigar la geología del subsuelo sobre la base de anomalías en el campo magnético de la Tierra como resultado de las propiedades magnéticas de las rocas subyacentes.

Aunque la mayoría de los minerales formadores de roca son efectivamente no magnéticos, ciertos tipos de roca contienen suficientes minerales magnéticos para producir anomalías magnéticas significativas.

De manera similar, los objetos ferrosos hechos por el hombre también generan anomalías magnéticas.

Por lo tanto, la magnetometría (prospección magnética) tiene una amplia gama de aplicaciones, desde ingeniería a pequeña escala o estudios arqueológicos para detectar objetos metálicos enterrados, hasta estudios a gran escala realizados para investigar la estructura geológica regional.

El método magnético (prospección magnética) se puede realizar en tierra, mar y aire.

En consecuencia, la magnetometría se emplea ampliamente, y la velocidad de operación de las inspecciones aerotransportadas hace que el método sea muy atractivo en la búsqueda de tipos de depósitos minerales que contienen minerales magnéticos.

Aplicaciones del método magnético

El método magnético es una técnica rápida y rentable y representa uno de los métodos geofísicos más utilizados en términos de longitud de línea estudiada (Paterson y Reeves 1985).

Las prospecciones magnéticas se utilizan ampliamente en la búsqueda de depósitos minerales metalíferos, una tarea que se realiza rápida y económicamente mediante métodos aéreos.

Las investigaciones magnéticas son capaces de localizar depósitos sulfuros masivos (Fig. 1), especialmente cuando se usan junto con métodos electromagnéticos.

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Figura 1: Perfil de anomalía magnética sobre un cuerpo mineral de sulfuros masivos en Quebec, Canadá. El área sombreada representa la ubicación del cuerpo de mineral inferida a partir de mediciones electromagnéticas.

Sin embargo, el objetivo principal de la topografía magnética es el mineral de hierro.

La relación de magnetita a hematita debe ser alta para que el mineral produzca anomalías significativas, ya que la hematita generalmente no es magnética.

La Figura 2 muestra las anomalías magnéticas de campo total de un estudio aerotransportado de la zona norte de Northern Range, Australia Meridional, en el que se observa que los cuerpos de mineral hematítico no están asociados con las anomalías principales.

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Figura 2: Anomalías aeromagnéticas (sur de Australia). Cuerpos de mineral de hierro ricos en hematita. Intervalo de contorno 500nT.

La Figura 3 muestra los resultados de un estudio aeromagnético de parte de la península de Eyre en el sur de Australia que revela la presencia de una gran anomalía alargada de este a oeste.

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Figura 3: Anomalías aeromagnéticas de alto nivel, península de Eyre, sur de Australia. Intervalo de contorno 100 nT.

Se realizaron recorridos de terreno posteriores sobre esta anomalía utilizando métodos magnéticos y métodos gravimétricos (Fig. 4) y se encontró que los perfiles magnéticos y de gravedad exhiben máximos coincidentes.

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Figura 4: Perfiles de gravedad y perfiles magnéticos, península de Eyre, en el sur de Australia.

La perforación posterior en estas alturas reveló la presencia de un cuerpo de mineral portador de magnetita a poca profundidad con un contenido de hierro de alrededor del 30%. Gunn (1998) ha informado sobre la ubicación de áreas prospectivas para depósitos de hidrocarburos en Australia mediante estudios aeromagnéticos, aunque es probable que esta aplicación solo sea posible en entornos bastante específicos.

En investigaciones geotécnicas y arqueológicas, se pueden usar métodos magnéticos para delimitar zonas de fallas en la roca y para localizar elementos metálicos enterrados, hechos por el hombre, como tuberías, minas antiguas y edificios.

La Figura 5 muestra un mapa de contorno del campo magnético total del sitio de un bloque de apartamentos propuesto en Bristol, Inglaterra.

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Figura 5: Mapa de anomalías magnéticas en Bristol, Inglaterra. Intervalo de contorno 100 nT.

El área había sido explotada para carbón en el pasado y los problemas de estabilidad surgirían de la presencia de pozos viejos y trabajos enterrados (Clark 1986).

Posteriormente, se encontraron pozos alineados de hasta 2 m de diámetro debajo de las anomalías A y D, mientras que otras anomalías aisladas, como B y C, eran conocidas o se sospechaba que estaban asociadas con objetos metálicos enterrados

En investigaciones regionales de características de la corteza a gran escala, aunque las fuentes de las principales anomalías magnéticas tienden a restringirse a rocas de composición básica o ultrabásica.

Además, el estudio magnético es de uso limitado en el estudio de la geología más profunda de la corteza continental debido a que la isoterma de Curie para minerales ferrimagnéticos comunes se encuentra a una profundidad de unos 20 km y, por consiguiente, las fuentes de anomalías importantes se restringen a la parte superior de la corteza continental.

Aunque la contribución del método magnético al conocimiento de la geología continental ha sido modesta, la adquisición magnética en áreas oceánicas ha tenido una profunda influencia en el desarrollo de la teoría de la tectónica de placas (Kearey y Vine, 1996) y en las opiniones sobre la formación de la litosfera oceánica.

Los primeros levantamientos magnéticos en el mar mostraron que la corteza oceánica se caracteriza por un patrón de anomalías magnéticas lineales (Fig. 6) atribuibles a franjas de corteza oceánica alternativamente magnetizadas en una dirección normal e inversa (Mason y Raff 1961).

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Figura 6: Patrón de anomalías magnéticas lineales y principales zonas de fractura en el Océano Pacífico nororiental.

La simetría bilateral de estas Las anomalías lineales y magnéticas sobre las crestas y elevaciones oceánicas llevaron directamente a la teoría de la propagación del fondo marino y al establecimiento de una escala de tiempo para las transiciones de polaridad del campo geomagnético (Heirtzler et al. 1968).

En consecuencia, la corteza oceánica se puede fechar sobre la base del patrón de transiciones de polaridad magnética conservadas en ella.

Las fallas de transformación interrumpen el patrón de anomalías magnéticas lineales (ver Fig. 6) y, por lo tanto, su distribución se puede mapear magnéticamente.

Debido a que estas fallas se extienden a lo largo de arcos de pequeños círculos hasta el polo predominante de rotación en el momento del movimiento de falla de transformación, los regímenes individuales de propagación durante la evolución de una cuenca oceánica pueden identificarse mediante estudios magnéticos detallados.

Dichos estudios se han llevado a cabo en todos los océanos principales y muestran que la evolución de una cuenca oceánica es un proceso complejo que involucra varias fases discretas de propagación, cada una con un polo de rotación distinto.

El método magnético es una ayuda muy útil para el mapeo geológico.

En regiones extensas con una cubierta sedimentaria gruesa, se pueden revelar características estructurales si los horizontes magnéticos, como las areniscas y lutitas ferruginosas, tobas y flujos de lava están presentes dentro de la secuencia sedimentaria.

En ausencia de sedimentos magnéticos, los datos del estudio magnético pueden proporcionar información sobre la naturaleza y la forma del basamento cristalino.

Ambos casos son aplicables a la exploración de petróleo en la ubicación de trampas estructurales dentro de los sedimentos o las características de la topografía de basamentos que podrían influir en la secuencia sedimentaria suprayacente.

El método magnético también se puede usar para ayudar a un programa de mapeo geológico de reconocimiento basado en muestras de rejillas muy separadas, ya que las anomalías aeromagnéticas se pueden emplear para delinear los límites geológicos entre los puntos de muestreo.

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