34
SOCIEDAD NACIONAL. DE MINERIA LA EXPLORACION GEOFISICA DEL SUBSUELO POR NORBERTO GELLA Y JUAN BRÜGGEN SANTIAGO DE CHILE SOC. IMP. V l_IT. "UNIVERSO" AHUMADA 32

LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

SOCIEDAD NACIONAL. DE MINERIA

LA E X P L O R A C I O N G E O F I S I C A DEL S U B S U E L O

POR

NORBERTO GELLA Y J U A N B R Ü G G E N

SANTIAGO DE CHILE

SOC. IMP. V l_IT. " U N I V E R S O "

AHUMADA 32

Page 2: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

LA EXPLORACION GEOFISICA DEL SUBSUELO

por

NORBERTO GELLA y JUAN BRÜGGEN.

En el mes de Agosto, los dos autores dieron una conferencia en la Universidad Católica so-bre los métodos geofísicos que fué auspiciada por el Directorio de la Sociedad Nacional de Minería. En vista del gran interés que despertó la conferencia sobre estas investigaciones tan importantes, y para darlas a conocer también a los socios de la Sociedad Nacional de Minería residentes fuera de Santiago, hemos accedido gustosamente al deseo de la Redacción del "Bo-letín Minero", de publicar la conferencia en for-ma de un artículo, y agradecemos las facilida-des que nos permiten publicar también un número tan grande de dibujos explicativos.

El artículo siguiente se compone de dos par-tes; en la introducción se discute la relación entre el estudio geológico y la geofísica; bus-cando los ejemplos especialmente en la geología y minería chilena, resulta que la introducción trata también de la aplicación que podrían te-ner los métodos geofísicos en Chile.

La segunda parte, describe los diferentes mé-todos y explica cómo pueden emplearse para explorar el subsuelo. Para cada método se citan uno o varios casos de aplicación práctica que han tenido, porque estos sirven mejor para la explicación y después se menciona en forma un poco más detallada cómo podrían aplicarse los métodos en ciertos problemas de la geología chilena.

En general, la geofísica ya no necesitaría una defensa de la seriedad de sus procedimientos y de sus resultados; pero tratándose de una cien-cia nueva, no será demás dar algunos datos que permitan formarse una idea de la enorme im-portancia práctica de la investigación geofísica y de la gran extensión que ha alcanzado su apli-cación.

En Texas, los depósitos petrolíferos se hallan en los flancos y encima de grandes cúpulas o domos de sal. Por medio de sondajes, ejecuta-dos sin previa investigación geofísica, se habían descubierto en los 20 años de 1904 a 1924 sola-mente 6 de tales domos de sal; después de la

introducción de la exploración geofísica se des-cubrieron 5 cúpulas sólo en el año de 1925 y hasta hoy día su número es de unos 30 a 40.

En vista de tales resultados se comprende que todas las compañías grandes de petróleo apro-vechen la exploración geofísica y generalmente disponen de grupos especiales de expertos geo-físicos.

Una buena idea del aprecio que se tiene por esta clase de investigaciones en Europa, se des-prende de un artículo del ingeniero rumano, T. P. Ghitulescu, publicado en la Revista "Annales des Mines de Roumaine" Tomo XIII, 1930. Un extracto de artículo apareció en el 2.9 Con-greso Internacional de Sondajes, (Congres In-ternational de Forage), en París, 1929.

Entre otras noticias interesantes dice que, en los últimos años la Sociedad Petrolífera Steaua Romana ha hecho prospectar alrededor de 1,200 km2, por los métodos eléctricos y sís-micos. La sociedad petrolera Astra Romana emplea sólo para ella 4 balanzas de torsión y ha prospectado alrededor de 200 km2.

En la página 7, tratando de la exploración eléctrica de Moreni que se describirá más abajo, el artículo citado dice literalmente:

"La prospección eléctrica hecha por la socie-dad Piepmeyer (Kassel) en esta región, indicó el límite de la zona petrolífera en una situación mucho más austral con respecto a la isobate de 600 m.

"Según estas indicaciones se han hecho dos sondajes de exploración.

"El sondaje N." 1, encontró la capa de Mo-reni, que estaba inundada de agua, a 876 m., y la capa productiva de Drader a 913 m. Ella entró en producción en este año, el 15 de Mayo, sien-do eruptiva durante un mes y medio. Hasta el l.9 de Septiembre del presente año, ha produ-cido alrededor de 850 carros, quiere decir más o menos 8 carros (de ferrocarril) diarios.

"Esta producción es bastante grande para in-dicarnos que estamos todavía lejos del límite de la zona explotable. Parece de consiguiente

Page 3: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 4 —

que el límite de la zona productiva dado por la prospección eléctrica ha sido indicado muy bien.

"El sondaje N.9 2 de la exploración alcanzó la capa de Moreni a 949 m. y la capa productiva de Drader a 970 m. Entró en producción el 4 de Agosto y produjo hasta el 1° de Septiembre unos 350 carros, quiere decir 14 carros diarios. La erupción comenzó con una producción de 18 carros.

"Este último resultado es aún más importante que el primero; el sondaje se halla a una distan-cia más grande de los barrenos productivos y mucho más cerca del término del anticlinal de modo que las indicaciones de la prospección eléctrica aparecieron menos seguras.

"La prospección eléctrica indicó también la hondura de la capa petrolífera. Los sondajes en-contraron un error de pocos metros para el son-daje N.» 1 y de 50 m. para el N.« 2".

I. LA RELACION E N T R E LA GEOLOGIA Y LA GEOFISICA, Y LA APLICACION DE LA INVESTIGACION GEOFISICA.

El reconocimiento del depósito mineral es la primera y más importante tarea de la minería, de la cual depende no sólo la cantidad de di-nero que puede invertirse, sino también el éxi-to de toda empresa minera.

En el siglo pasado, especialmente en la época de la explotación de los ricos minerales argen-tíferos del norte de Chile, siguió la explotación inmediatamente al descubrimiento, porque el descubridor encontró una riqueza tan grande a flor de tierra que podía proceder directamente a la explotación. En vista de la riqueza de los minerales que se sacaron de la mina, poco se pensó en trabajos de reconocimiento; cuando se perdió la veta en una falla, se buscó su con-tinuación por numerosas estocadas en todas las direcciones o se siguió la veta broceada por mu-chas decenas de metros, guiado únicamente por la experiencia práctica del antiguo minero y por la buena o mala suerte. Las labores de recono-cimiento eran costosas y, a menudo, se agotó la fortuna que poco antes había proporcionado la mina.

La experiencia práctica del minero le enseñó numerosas relaciones entre la riqueza de la veta y ciertos fenómenos geológicos. La geología que, en el siglo 18 había nacido de tales obser-vaciones, examinó críticamente las relaciones observadas por el minero, estableciendo las cau-sas de algunas y refutando otras.

Los resultados así obtenidos por la geología económica, prestaban servicios muy importan-

tes a la minería, permitiendo a menudo predic-ciones exactas acerca de la existencia de mine-rales en el subsuelo. Su mejor campo de aplica-ción eran los depósitos minerales intercalados entre las rocas estratificadas en las cuales con-servan siempre el mismo nivel estratigráfico, como p. ej. los mantos de carbón, el petróleo, etcétera.

DEPOSITOS METALIFEROS

Pero en los depósitos metalíferos que tienen forma muy irregular, aún cuando aparecen co-mo vetas, la predicción geológica falla a me-nudo, porque las causas de la repartición de los metales se saben a menudo sólo después de ha-berlos descubierto. Esta irregularidad en la forma de los depósitos es muy grande en los de fierro del norte e impide hacer una cubicación justi-ficada sin haber ejecutado un gran número de sondajes, piques y socavones de reconocimiento, que ya cuestan una fortuna; y todos estos gas-tos deben hacerse basándose en un informe geo-lógico que, tratándose de una persona seria, puede decir solamente que, en vista de la gran extensión superficial del afloramiento puede su-ponerse que el cuerpo desciende a mayor hon-dura; que deben hacerse trabajos de reconoci-miento, para saber si existe fierro en cantidad explotable o nó. Quiere decir, deben gastarse centenares de miles de pesos, para saber, si un depósito es explotable o nó.

Más favorable parecen las condiciones en las vetas metalíferas, porque en ellas el metal debe hallarse dentro del plano bien definido de la veta. Sin embargo, el metal no se halla repar-tido uniformemente en toda la extensión de la veta, sino se concentra en ciertas zonas, llamadas alcances o bonanzas. La figura 1, nos muestra un plano de una de las vetas más ricas de oro del mundo, del Comstock Lode que ha produ-cido oro por un valor de tres mil millones de pesos. Pero, toda esta riqueza ha provenido ex-clusivamente de las bonanzas, que ocupan más o menos la seiscentava parte de la superficie de la veta. La figura nos muestra la enorme ex-tensión de las labores de reconocimiento y la superficie reducida de la parte explotable de la veta.

Si el afloramiento de una veta se compone de ganga estéril, es imposible saber si ella contiene más abajo un depósito explotable o nó; para esto se necesitan costosos trabajos de reconocimiento como piques y socavones. Lo peor en este caso es que no se dispone de indicaciones acerca de la dirección en qué deben llevarse las labores.

Page 4: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

5 —

-3 a

a o -Q

a ss — -d

— 3

a M o 9 o -a s

1

o

O

O ü 3 a,

C3

. C ti o a a

o. 3

Se comprende la enorme importancia que tiene en tal caso un procedimiento que permite decir al minero, en tal punto y a tal hondura hay una

masa de buena conductibilidad eléctrica que pue-de corresponder al metal buscado.

En realidad, también la pirita de fierro que carece de mayor valor, es un buen conductor. Pero aún en este caso más desfavorable, la predicción es de enorme valor, porque permite al minero dirigir sus trabajos de reconocimiento directamente hacia el punto estratégico, evitan-do los subidos gastos de numerosos socavones y piques labrados en todas las direcciones.

Para una comunidad minera que se ha for-mado para la exploración de algún depósito mi-neral, el estudio geofísico preliminar permite establecer un plan exacto de trabajo, fijando los gastos necesarios para saber, si el yacimiento es explotable. No pasará, como es la regla hoy, que se ha gastado el capital presupuestado en una serie de trabajos dirigidos en todas las di-recciones y que se vuelva a pedir más dinero, porque en ciertas partes ya apareció un poco de metal lo que debería considerarse como buen augurio; y cuando se ha gastado la nueva suma, se vuelve a pedir plata porque ya ha mejorado francamente la ley, aun cuando todavía no sea explotable.

Después de un reconocimiento geofísico pue-de decirse en tales puntos hay masas de buena conductibilidad; necesitamos tantos metros de socavón y de pique para llegar a estos puntos, y sabremos entonces si hay un yacimiento ex-plotable o nó. Si resulta ser de pirita o de una ley demasiado baja, ya no se gastará ningún centavo más. Especial importancia tiene el pro-cedimiento también porque, en minas abando-nadas puede distinguirse perfectamente si el buen conductor corresponde a agua o a mine-rales sulfurados.

En la época actual de los bajos precios de co-bre, el reconocimiento geofísico tiene especial importancia porque deben buscarse los alcances de minerales ricos, que siempre permitirán la explotación cuando los de baja ley ya no pagan los gastos.

Interesantes son las figuras N.os 22 a 24, que se dan más abajo y que contienen los resultados de investigaciones geofísicas ejecutadas en mi-nas de cobre de Méjico. De ellas se desprende que aún en minas de gran desarrollo de labores quedan siempre numerosos alcances sin descu-brirse. Muchos de éstos, se hallan a pocos me-

, tros de distancia de los frontones de la mina. Los resultados de la investigación geofísica ya han sido comprobados por sondajes.

No cabe duda, que, en forma análoga, las numerosas minas del país contengan grandes alcances de minerales que todavía no se han

Page 5: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 6 —

descubierto, sea que se trate de alcances situa-dos en las vetas conocidas o en otras vetas ve-cinas que todavía no se han descubierto por trabajos mineros. Siempre siguen descubriéndose alcances al reabrir minas abandonadas, pero, debido a la incertidumbre sobre la situación de los alcances, los trabajos de reconocimiento di-rigidos en todas las direcciones, resultan gene-ralmente más caros que el valor de los mine-rales descubiertos en una u otra labor. Sería fá-cil encontrar ejemplos de esto en el desarrollo de numerosas empresas mineras de los últimos 10 años.

CARBON

Aun en depósitos situados en capas estratifi-cadas, donde el geólogo puede informar con mucho más seguridad, los métodos geofísicos sirven para complementar el informe geológico. Pero a menudo capas superficiales de posición horizontal y de gran espesor, cubren las rocas carboníferas situadas a mayor hondura, como pasa en la mayor parte de Arauco; en tal caso, el geólogo no puede decir nada sobre la estruc-tura de las rocas profundas, mientras, por ejem-plo, el método sísmico permite descifrar con to-dos sus detalles la estructura del subsuelo, como se ve en el ejemplo de la figura 11. Al fin del mismo párrafo sobre la investigación sísmica, se describe también la aplicación) que podría te-ner este método en el carbón de Arauco.

PETROLEO

En los yacimientos de petróleo, las prediccio-nes geológicas son aún más difíciles. Se sabe que el petróleo se concentra con preferencia en los anticlinales, mientras el sinclinal contiene a menudo agua salada. La ubicación de los anti-clinales es una tarea relativamente fácil para el geólogo, a no ser que otra vez capas horizonta-les de gran espesor, escondan las rocas plega-das, un caso que se presenta en la parte oriental de Magallanes. Tanto el método sísmico como el gravimétrico, permiten una ubicación exacta de tales anticlinales cubiertos.

Pero el petróleo no se halla en toda la ex-tensión del anticlinal, sino se concentra sola-mente en ciertas zonas de superficie reducida, de modo que, a menudo, deben ejecutarse nu-merosos sondajes, antes de dar con el yacimien-to. Además en el anticlinal los vértices de las di-ferentes capas no se hallan siempre superpues-tos, sino se desvían hacia abajo como lo indica la figura 2-A. Los ensanchamientos y compre.-siones irregulares que sufren las capas en el plegamiento, hacen imposible determinar la in-clinación exacta del plano del eje del anticlinal. Además, en regiones petrolíferas nuevas, no se sabe la posición estratigráfica de la capa petro-lífera y, por esto, tampoco puede determinarse la desviación horizontal del vértice, y con esto, la situación de la concentración del petróleo. Un ejemplo práctico de esta complicación que ha sido resuelto por la investigación geofísica, se halla representado en la figura 30.

Otras complicaciones que no se pueden saber por un estudio geológico superficial, son repre-sentadas en la figura 2-B. La capa petrolífera no alcanza hasta el vértice del anticlinal y por esto el petróleo tampoco. Casos parecidos, re-sueltos por la geofísica, se encuentran represen-tados en la figura 28. O, como en 2-C, tenemos una falla que ha cortado la capa petrolífera; en i hay indicios superficiales de petróleo y, en general, se supondrá, que se haya escurrido todo el petróleo; en realidad, la falla, con el jaboncillo formado por la fricción, ha retenido el petróleo, pero en una zona situada fuera del anticlinal. Un ejemplo de esta clase de depó-sitos estudiados por la investigación geofísica se halla en la figura 27; es la región de Nienha-gen, en Alemania. La zona descubierta por la investigación eléctrica se halló tan lejos de la región, donde los geólogos suponían la conti-nuación de los campos petrolíferos conocidos, que no se creyó en el resultado de la explora-ción geofísica y, sólo dos años más tarde, en 1928, se hicieron los primeros sondajes, y ac-tualmente hay más de 16 barrenos en explota-ción, cada uno con una producción diaria su-perior a 30 metros cúbicos.

Fig. 2.—Perfiles por anticlinales petrolíferos. P=petróleo; A-S = aaua salada.

Page 6: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

_ 7 —

Fig. 3—Perfil esquemático por Magallanes.—cr = cretáceo; te = terciario di = diluvio; terreno glacial.

Otra situación del petróleo, donde puede des-cubrirse sólo por casualidad, es la de la derecha de la figura 2-C; es un caso análogo al repre-sentado en la figura 28 de Moreni, en Rumania.

Los problemas que pueden esperarse en la re-gión petrolífera de mayores expectativas de Chi-le, en Magallanes, se hallan representados en la figura 3. En vista que disponemos de pocos deta-lles nuevos sobre la región, dibujé un perfil es-quemático basándome principalmente en los es-tudios ejecutados por el Dr. Felsch. Según esto, tenemos en el Oeste, en los puntos it una zona con afloramientos de los mantos petrolíferos del cretáceo que se presentan con impregnaciones de asfalto, vertientes de gas, etc. Los mantos petrolíferos cortados por la denudación, han perdido, probablemente, ya su contenido en pe-tróleo, a no ser que, en la forma representada en la figura 2 B y C, se haya conservado una parte de este precioso líquido. Además, es bien posible, que debajo de los mantos que acabamos de mencionar, existan también otros más pro-fundos que no han sido alcanzados por la de-nudación y que conservan todavía su riqueza.

Hacia el Este, desaparecen las capas petro-líferas debajo de rocas terciarias también ple-gadas. Pero examinando el plano de separación entre las dos formaciones, observamos que no coinciden los pliegues del terciario con los del cretáceo petrolífero. Esta irregularidad causada por la discordancia que separa los dos sistemas de estratos, se explica porque después de la sedimentación de las capas cretáceas, estas han sufrido un plegamiento; más tarde, las irregu-laridades causadas en la superficie, fueron nive-ladas por la denudación, y encima de las capas denudadas se depositaron los estratos terciarios que más tarde sufrieron otro plegamiento. Esto tiene como consecuencia que los anticlinales del terciario que se observan en la superficie, no coinciden siempre con los anticlinales del cretá-ceo en que se ha concentrado el petróleo. En a coinciden, pero se ve que la denudación anterior al terciario ha destruido los vértices de las ca-pas petrolíferas. El anticlinal del cretáceo en b

se halla debajo de un sinclinal del terciario. El geólogo que ubica un sondaje en el anticlinal del terciario en e encontrará a hondura los mantos petrolíferos en el sinclinal donde con-tienen generalmente, agua salada. El plegamien-to disminuye én fuerza hacia el Este, donde sfe encontrarán los anticlinales menos elevados, que son más favorables para la formación de yaci-mientos petrolíferos. Pero, en esa región em-pieza la gruesa capa de acarreo glacial que es-conde enteramente las rocas, de modo que allá sería imposible determinar puntos de sondaje basados en un estudio geológico.

Parecidas son las condiciones de los mantos petrolíferos del terciario. Los indicios de petró-leo se observan solamente en la parte occidental, donde la mayor parte del petróleo se habrá ex-currido; pero en el Este, debajo de la gruesa cu-bierta glacial (di), pueden esperarse anticlinales todavía no destruidos por la denudación.

Una investigación geofísica determinaría pri-mero la situación de los anticlinales profundos, usando el método sísmico; sería un estudio pa-recido al representado en la figura 12. Después de haber ubicado los anticlinales más favorables, se emplearía el método eléctrico para ver si existen en los anticlinales zonas de mala con-ductibilidad que consistirían en petróleo o gas de petróleo y que, al final se explorarían y ex-plotarían por medio de sondajes.

La ventaja de la exploración previa por la geofísica consiste en ahorrar enormemente en gastos de sondaje. Con el costo de un sólo son-daje profundo puede examinarse una extensa región; veremos más abajo, al hablar del mé-todo sísmico que con este procedimiento se han explorado en Galicia unos 500 km2 en tres meses, ubicando un gran número de anticlina-les, pudiendo comprobarse hasta la posición in-versa de las capas. El método eléctrico, que representa un estudio mucho más detallado, po-dría investigar alrededor de unos 2 a 3 kms. cuadrados por mes. Repartiendo las superficies destinadas a la exploración eléctrica en tres o cuatro de los anticlinales más favorables, resul-

Page 7: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

D o m o de sal

-mm . . . ^ y/y^Y/fa Z o n a s ma la conduc t ib i l i dad J R *

Sondeos v¡e;os p e r f o r a d o s sin é i¿ to

S o n d e o s d e s c u b r i d o r e s de ace i t e < 0 g a

c = SD =

G =

Yeso

Lomo sal ino

G a s v pe t ró leo

H = Esresda hor izon ta l

V = , EscaVo ver t ica l

Page 8: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 9 —

tarían 3 a 4 campos de unos 8 kms. cuadrados. En caso que el estudio eléctrico hubiera com-probado la existencia de petróleo, podrían ubi-carse en cada campo unos 50 a 100 sondajes productivos.

Procediendo según el método antiguo en re-giones que tienen una cubierta de capas hori-zontales o dónde hay discordancias, se necesi-tarían primero numerosos sondajes, solamente para ubicar los anticlinales, sin que por esto se sabría la existencia del petróleo ni los puntos donde sé halla concentrado.

Como ejemplo puede servir el caso del domo de sal de Fannet, en Texas, que se había des-cubierto por el método sísmico, lo que puede compararse con la ubicación de un anticlinal; pero con esto no se ha determinado todavía la existencia ni la ubicación de los depósitos de petróleo. En Texas, se procedió inmediatamente a la exploración por sondajes y, sólo después de haber ejecutado 11 barrenos negativos, que se hallan representados en la figura N.9 4, se encargó la exploración eléctrica que ubi-có varias zonas de mala conductibilidad. Los numerosos sondajes ejecutados posterior-mente en estas zonas (1), encontraron en ellas petróleo en cantidades explotables. El sondaje III, lo encontró a 1,590 m. de hondura. Muy interesante sería también una investigación geo-física de otras regiones con indicios de petróleo, como p. ej.: Chiloé o el interior de Antofagasta, donde uno de los autores descubrió indicios de petróleo.

AGUA SUBTERRANEA

También en el descubrimiento de agua sub-terránea que, en el norte, tiene una importancia casi igual a la del petróleo, la investigación geofísica podría prestar servicios de mayor im-portancia, tal como lo ha comprobado última-mente en la región de Lüderitzbucht, en Sud-Africa, donde se descubrió agua en medio del desierto de arena.

( 1 ) L a f i g u r a <4, q u e e s l a c o p i a de u n d i b u j o a n t i -g u o , n o c o n t i e n e l o s n u m e r o s o s s o n d a j e s p o s t e r i o r e s , s i n o s o l a m e n t e l o s N . o s II , I I I y X .

Por el ,estudio superficial, el geólogo puede indicar ciertas zonas como favorables para la formación de corrientes de agua subterránea, pero la elección del punto de sondaje resulta generalmente muy difícil. La zona que se presta para sondajes abarca a menudo muchos kilóme-tros cuadrados y fácilmente puede ocurrir que, en el punto de sondaje indicado, la capa acuífera, que se halla a algunos centenares de metros de hondura, se presente impermeable, mientras que, a poca distancia se encontraría gran abundancia de agua.

Otra dificultad muy grande para la indicación de puntos de sondajes, se explica en la figura 5 que representa un caso que fué estudiado por uno de los autores en el año pasado. Según la morfología y estructura geológica de la región situada al Este de Calama, todo el agua que se infiltra ahí, tiene que pasar como corriente sub-terránea debajo del llano que conduce de Cala-ma hacia el Toco. Este llano separa la Cordille-ra del Medio, en que se halla Chuquicamata, de los cerros de Limón Verde y de Guacate, y por ser relativamente estrecho, sería este llano el más apropiado para la ubicación de un sondaje. Pero, según lo representa el perfil de la figu-ra 5, se hallan varios cerros bajos antepuestos tanto a la Cordillera del Medio como al Limón Verde, que son cumbres de estas serranías que descienden hacia el río Loa. También las lomas bajas de la región del ónix son otras cumbres parecidas, lo mismo que el cerro Topáter, etc.

Un sondaje en busca de agua, debería ubicarse en la parte más profunda del valle, porque esta correspondería al antiguo curso del valle. Es imposible saber si esta parte se halla al norte o sur del cerro Topáter. El peligro más grande es que el sondaje se ubique en un punto donde, a poca hondura se halla la cumbre de un cerro como p. ej.: en el dibujo debajo del río Loa.

Por el método gravimétrico o por el sísmico, podría determinarse fácilmente la superficie de las rocas fundamentales en el subsuelo y con esto podría elegirse el mejor punto de sondaje. Además, una exploración eléctrica podría indi-car dónde y a qué hondura pasan corrientes de agua subterránea por la región, porque el agua es un buen conductor de la electricidad.

Ccrc1 c1?/

Fjg. 5.—Perfil esquemático por el-valle del Loa en Calama. punteado = terreno de acarreo, hachurado = rocas fundamentales.

Page 9: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 10 —

Puntos favorables para la existencia de ma-yores cantidades de agua subterránea existen en gran número entre Arica y Copiapó. La explo-ración geofísica permitiría descubrirlas.

Problemas parecidos existen también en el centro de Chile, donde corrientes subterráneas profundas podrían proporcionar agua potable de buena calidad a las ciudades, ahorrándose las ca-ñerías caras que traen el agua desde gran dis-tancia.

CONSTRUCCIONES DE TRANQUES, PUENTES, EDIFICIOS.

En los embalses de lagunas, la cortina imper-meable del tranque debe atravesar enteramente la capa superficial de rodados que se halla en el lecho del río. Esta excavación que debe hacerse debajo del nivel del agua subterránea, constituye uno de los gastos más grandes de la construc-ción. Para determinar el costo se hacen una se-rie de sondajes, generalmente a mano, debido a la poca accesibilidad que tienen los puntos de embalses situados en la alta cordillera. Estos sondajes quedan generalmente demasiado dis-tanciados entre sí; además, si la sonda da con un bloque grande, éste se perfora sólo unos 20 ó 30 cms. y fácilmente se paraliza después el sondaje creyendo que se encontró ya la roca del subsuelo. De tal procedimiento pueden resultar grandes desembolsos no previstos.

Con el método sísmico puede determinarse la superficie de las rocas fundamentales en toda la extensión del tranque con exactitud absoluta. Además, este método, o el de la determinación de la radioactividad, permiten saber si hay grie-tas importantes en el fondo de la angostura que podrían causar grandes pérdidas de agua. Una observación sísmica del punto del tranque, que debe durar varios meses, permite saber, si existe una sismicidad especial en las cercanías.

La misma importancia tiene el estudio del sub-suelo en la fundación de puentes y de edificios. Una de las sorpresas más grandes se presentó en la excavación de uno dé los pilares del puente del Limarí, cambiando la hondura de la roca viva desde 12 m. hasta 26 m., en una distancia horizontal de unos 15 m. Si de antemano, se hubiera reconocido el subsuelo por el método sísmico, se habría podido cambiar la ubicación del puente ahorrándose muchos centenares de miles de pesos.

En muchos edificios grandes, especialmente en fábricas, se requieren cualidades especiales del subsuelo, no solamente en cuanto se refiere a su resistencia, sino también a la conductibili-

dad de las ondas elásticas causadas, p. ej.: por el movimiento oscilatorio de las máquinas, que puede causar graves daños en las casas vecinas.

De la exposición anterior se desprende que la exploración geofísica tiene para la geología la misma importancia que el descubrimiento de los rayos X para la medicina. De esta compa-ración resulta también que el geólogo y el in-geniero de minas no deben mirar a la geofísica como un competidor sino como una ayuda im-portante en su tarea de explorar y explotar las riquezas del subsuelo.

La geofísica no hace supérfluo el estudio geo-lógico, sino al contrario lo necesita como base de su investigación. El geólogo tiene que elegir las zonas que deben explorarse por la geofísica, debe dar los antecedentes acerca de la estruc-tura geológica que puede esperarse en el sub-suelo; de los datos así proporcionados depende-rán los métodos geofísicos que se aplicarán.

Igualmente se necesita la ayuda del geólogo para la interpretación de los resultados de la exploración geofísica, porque ésta nos da sola-mente noticias acerca de las cualidades físicas del subsuelo.

II. DESCRIPCION DE LOS DIFERENTES METODOS GEOFISICOS.

1). EL METODO GRAVIMETRICO.

Las investigaciones gravimétricas se basan en la determinación de las perturbaciones del cam-po de gravitación causadas por la existencia de masas más pesadas o más livianas en el sub-suelo. Debido a ellas, la dirección y el valor de la gravitación cambian de un punto al otro. Los cambios son más importantes, donde entran en contacto unidades geológicas de diferente den-sidad. La variación de la gravitación se repre-senta por los gradientes y su valor se expresa en unidades Eotvós siendo 1 Eótvo=lX10- 9 cgs. El valor nos indica en qué cantidad aumenta o disminuye la componente horizontal de la gravitación en una distancia de 1 cm.

Para obtener una sensibilidad tan grande, ha-bía que construir una balanza especial cuyo in-ventor era el barón húngaro v. Eótvos. Poste-riormente, el instrumento fué mejorado consi-derablemente por "Schweydar", el famoso geo-físico de Potsdam, quien le dió la forma repre-sentada en la figura 6.

El instrumento consiste en un balancín de forma parecida a la letra Z. En los términos de

Page 10: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— l i -

lilí tubito delgado de metal (19 de la figura 6) se hallan dos masas iguales en 9 y 22. El ba-lancín está colgado en el alambre de platino su-mamente delgado (5) que tiene un pequeño es-pejo en 20, que reflecta la luz de una señal óp-tica.

Debido a las masas más pesadas o más li-vianas del subsuelo cambia la gravitación de un punto al otro y las dos masas 9 y 22 son in-fluenciadas de diferente modo, causándose una pequeña torsión del balancín hasta que ésta sea compensada por el momento de torsión del alambre que obra en contra de la gravitación.

luz que es reflectado por el espejo 20 hacia una placa fotográfica situada en el chasis 31.

Para proteger la balanza contra la intemperie y cambios bruscos de la temperatura, se pone el aparato en una casucha de gruesas paredes de corcho.

Con la balanza pueden medirse diariamente tres estaciones; pero el número de éstas depen-de de la exactitud requerida, de la extensión del objeto por examinar, de modo que no pueden darse cifras exactas acerca del tiempo que re-quiere un estudio gravimétrico, sin saber los de-talles del objeto por investigar.

Para aumentar la rapidez de las mediciones, la balanza tiene también otro balancín, pero de posición opuesta que no está representado en el dibujo esquemático; tiene su masa superior a la izquierda y su masa inferior a la derecha. Para protección contra los cambios de tempe-ratura y otras influencias perturbadoras, se han puesto los dos balancines en dobles tubos de metal que dan el aspecto característico a la ba-lanza de torsión (figura 6, a la derecha).

Abajo, en 8, 11, 12, etc., se halla el mecanismo que da vuelta a la balanza para hacer las obser-vaciones en diferentes posiciones azimutales. La lectura se hace automáticamente por el rayo de

Fuera del gradiente, se determina también la curvatura de la superficie de nivel que es la su-perficie de igual gravitación y que coincide con el geoide de los geodestas. Los valores de la cur-vatura, que corresponden a la diferencia entre la curvatura más fuerte y más débil de la superficie de nivel, tienen, encima de la masa más pesada posición paralela, y encima de la masa más liviana posición normal al límite entre las dos clases de rocas.

La tabla siguiente nos da algunas cifras de densidades de diferentes rocas y minerales, to-madas de "Ambronn" y "Rinne":

Page 11: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 12 —

arena seca 1,4-1,65 " húmeda 1,7-1,9 " mojada 1,95-2,05

greda seca 1,5-1,6 " húmeda 1,67-1,85

grava 1,8-2,0 arenisca 1,8-2,8 conglomerado 2,1-2,7 arcilla 1,8-2,6 pizarra 2,65-2,88 caliza 2,3-3,0 dolomita 2,44-2,90 granito 2,46-2,73 diorita 2,75-2,97 gabro 2,8-3,1 traquita 2,6 andesita y porfirita 2,5-2,85 basalto 2,8-3,3 diabasa 2,8-3,0 sal gema 2,1-2,4 la mayor parte de los minerales metalíferos entre 4 y 8

La gran variabilidad de las densidades que se debe a los cambios importantes de la porosidad, obligan a menudo a determinar de antemano las densidades exactas de las diferentes rocas que componen la región que se va a estudiar.

La investigación siguiente, ejecutada por la casa Piepmeyer y Co., puede servir para expli-car la aplicación práctica del método gravimé-trico y la describiremos según un artículo de la revista Braunkohle, publicado por el ingeniero H. Seblatnigg, quien ha dirigido el trabajo.

El manto de lignita de Borken, situado cerca de Kassel, tiene una cubierta de arcillas, arenas y rodados cuyo espesor varía entre 30 y 100 m. El manto de lignita tiene posición horizontal o escasa inclinación y su espesor varía entre 1 y 15 m. La hoya terciaria está atravesada por va-rias fallas de rumbo N.-S. cuya existencia se sabía por algunos sondajes que se habían eje-cutado a grandes distancias entre sí. Para esta-blecer un programa detallado de explotación, debía conocerse exactamente la situación de las fallas, lo que habría costado grandes sumas, si el reconocimiento se hubiera hecho por medio de sondajes. Por esto la Dirección de Minas de la Sociedad Eléctrica de Prusia, Sección Borken, encargó a la casa Piepmeyer y Co., con el reconocimiento geofísico.

En la figura 7 vemos el plano de situación de las estaciones gravimétricas y de sus resultados expresados en gradientes y en valores de cur-vatura del geoide. Los sondajes 2, 7 y 431, ha-

bían entrado al triásico, sin encontrar carbón, mientras que los barrenos 6, 173 y 429 dieron con el carbón a diferentes honduras.

La tarea de la investigación geofísica consis-tió en ubicar exactamente la falla cuya existen-cia se había comprobado por los sondajes. Las diferencias de densidad entre el terciario (2,1) y la lignita (1,2) por un lado y el triásico (2,35) por el otro lado, eran suficientes para garantizar un resultado exacto de la investigación gravi-métrica.

En cuatro* perfiles trazados normalmente a la falla supuesta se ubicó ésta con la exactitud pe-dida y después se unieron estos puntos por medio de la línea interrumpida que indica el trazado de la falla.

La figura N.' 8, nos muestra en forma de-tallada, aunque esquemática, el procedimiento. Abajo, en I, tenemos el perfil geológico con la falla que limita el campo carbonífero; más arriba, en II, se han dibujado con flechas las direcciones de los diferentes gradientes obser-vados en la línea del perfil. Los gradientes ob-servados encima del carbón se dirigen hacia el triásico más pesado y tienen su valor más alto directamente encima de la falla como lo indica la parte superior III que contiene la curva con-tinua de los gradientes. A la derecha de II, los gradientes toman dirección opuesta debido al descenso lento de la superficie del triásico.

La situación de la falla se había determinado con una exactitud de más o menos 7 m. y los dos sondajes de control (455 y 458) que se hi-cieron a 7 m. de distancia de la falla indicada comprobaron plenamente el resultado de la in-vestigación geofísica. Después se han ejecutado también los sondajes de control N.os 461, 473 y 469 cuyos resultados también coincidían con los datos proporcionados por el estudio gravi-métrico.

Termina el artículo del señor Seblatnigg di-ciendo que, no obstante las profundidades re-ducidas, el reconocimiento gravimétrico resultó mucho más barato que una exploración por sondajes y que la relación se presentaría mucho más favorable para la investigación geofísica, tratándose de honduras más grandes.

La balanza de torsión permite reconocer tam-bién masas pesadas, como minerales metalíferos o masas más livianas como cúpulas de sal, lo mismo que la determinación del espesor de ca-pas de rodados, o la situación de anticlinales, por-que en éstos hay a menudo núcleos de rocas más pesadas. Tanto las cúpulas de sal como los anticlinales son de mayor importancia porque en ellos se concentra a menudo el petróleo.

Page 12: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

13 —

Fig. 7.—Plano del levantamiento gravimétrico de Borken.

Page 13: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 14 —

M

¿¿ssfss

£> £Q 4¿> 60 So /CO m

Fig. 8.—Perfil esquemático por la falla de Borken. III Curva de los gradientes.

II Los gradientes en proyección horizontal. I Perfil geológico con los sondajes de control,

te = terciario con densidad 2,1 tr — triásico » » 2,35 C — lignita » » 1,2

La misma sensibilidad grande de la balanza de torsión es también una desventaja para su uso, porque hay que hacer una nivelación muy exacta de la vecindad hasta unos 100 m. de dis-tancia de la estación, porque ya la presencia de una pequeña fosa dentro de esta distancia haría notar su efecto. Los efectos de las irre-gularidades encontradas por la nivelación se eliminan por cálculo, lo mismo la influencia de cerros vecinos.

Resulta de esto que la balanza de torsión tie-ne su mejor campo de aplicación en terrenos planos; en Chile serviría perfectamente en los grandes llanos longitudinales, donde permitiría determinar el espesor de las capas de rodados, lo que sería de gran importancia para determi-nar los puntos más apropiados para sondajes en busca de agua.

La hondura que se puede alcanzar por la in-vestigación gravimétrica es de unos 2,000 m.

2). EL METODO SISMICO.

El método sísmico se basa en la diferente velocidad de conducción que tienen las distintas

rocas para las ondas elásticas. Estas se produ-cen por medio de un temblor artificial causado por la explosión de una carga de dinamita que varía entre 50 grs. y unos 300 kgs. Mien-tras más profundo debe alcanzar la investiga-ción, más grande debe ser la cantidad de di-namita empleada.

A ciertas distancias y, arregladas en línea recta, se ponen tres estaciones sísmicas en que se observa la llegada de las ondas de elastici-dad que toman diferentes caminos por las distin-tas capas del subsuelo. Los instrumentos que componen cada estación, se ven en la figura 9.

A la derecha, en ,,el cajón largo y parado se halla e¿ péndulo cuya gran masa inerte indica la llegada de las ondas por sus oscilaciones que, por medio de un rayo de luz, son comunicadas al aparato registrador que se ve a la izquierda encima del cajón. Este aparato tiene como parte principal un tambor encima del cual se mueve una cinta de papel parecida a las que se usan en los telégrafos. La cinta consiste en papel fotográfico en que se marcan las oscilaciones del péndulo en forma de sismograma aumentán-

Page 14: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 15 —

dose el movimiento del sacudimiento 500,000 a 1.000,000 de veces. Para descifrar más fácilmente el sismograma, el transformador, que aparece en el centro de la figura, marca rayas verticales en la cinta que distan una cincuentava parte de segundo.

Según el tiempo demorado, puede calcularse el camino tomado por las ondas, si han pasado solamente por las capas superficiales de rodados o por las rocas más profundas. En las arenas y rodados superficiales hay una velocidad de 300 a 400 y aún hasta 800 m. por segundo, se-gún su firmeza; en areniscas endurecidas la

velocidad es de unos 2,000 a 2,400 m.; en rocas compactas como granito, pórfidos etc., de unos 5,000 m.; la velocidad máxima se observa en la sal cristalina donde sube hasta 10,000 m.

En la figura N.9 10, la explosión se produce en S y la llegada de las ondas se determina en las estaciones E^ E g y E„. En E ( , llegan pri-mero las ondas directas que siguen por la super-ficie. Según se ve arriba llegan después de 0,4 segundos, lo que nos da la velocidad v que co-rresponde a la capa superficial.

En E 0 llegan primero las ondas que desde S han entrado a la capa más profunda donde se-

1 Fi g 10.—Esquema del levantamiento sísmico.

Page 15: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 16 —

propagan con la mayor velocidad v2; con la mis-ma velocidad siguen superficialmente desde E 2

hacia la derecha, de modo que la diferencia de tiempo entre E2 y E,; nos da directamente el valor de v . Las dos velocidades v1 y v2 se han indicado en el diagrama de arriba en forma de líneas enteras; su intersección nos da el pun-to K, cuya situación depende del espesor de la capa superior, que puede calcularse fácilmente con los datos observados. Del mismo modo puede determinarse también el espesor de la capa inferior, si más abajo sigue otra con mayor velocidad de propagación.

El ángulo bajo el cual las ondas son reflecta-das desde la capa inferior hacia la superior, de-pende en parte de la diferencia de elasticidad existente entre ambas, en gran parte también de la inclinación que tiene el plano de separa-ción. Cambiando la posición de las estaciones y de los tiros, de modo que el tiro se produce a la derecha y las estaciones se hallan a la iz-quierda, puede determinarse la inclinación de las capas con una exactitud muy grande.

Ya en el año de 1926, dió Ambronn (pág. 188), las cifras siguientes:' exactitud de la hon-dura de 2 a 4% y la del ángulo de manteo de y2°. Hoy día puede indicarse la hondura hasta 500 y 600 m. con una exactitud de más o menos 1 m. y hasta 2,000 m. con más o menos 10 m. La determinación del manteo que acabamos de mencionar es más exacta que la obtenida al de-terminarlo con el clinómetro en el afloramiento de una capa en la superficie de la tierra.

Igualmente exactos son los datos acerca de la situación y del salto de fallas.

La figura 11 nos muestra un problema que podía resolverse muy bien por el método sísmi-co. En la región de lignitas de Rhenania, los mantos profundos de lignita se muestran fuer-

5•

temente dislocados por fallas y aparecen di-sueltos en una serie de bloques. La tarea era encontrar las diferentes fallas dentro de una re-gión de 160 km2, y determinar la estructura pro-vocada por estas fallas. Los dos perfiles de la figura 11 comprueban la gran importancia de la investigación sísmica: dónde el geólogo suponía la existencia de solamente 3 fallas, pero sin po-der indicar el salto de las fallas o la hondura de cierta capa, el estudio sísmico constató la presencia de 10 fallas, indicando para cada una en cuántos metros habían subido o bajado los bloques de estratos, cuya profundidad se indicó también con gran exactitud como quedó com-probado por sondajes posteriores.

La figura es interesante también porque ex-plica cierto característico del método sísmico. El manto de lignita no posee caracteres elás-ticos que permitan reconocerlo directamente, cuando se halla a gran hondura. Por esto se ha elegido la superficie del Devoniano como capa característica para descifrar la estructura geoló-gica; en vista de que el manto de lignita guarda siempre el mismo nivel dentro del perfil de los estratos, este método indirecto tiene el mismo valor que la determinación directa de la hondura del carbón.

Otro estudio sísmico muy importante se hizo en Galicia por encargo del Gobierno de Polo-nia. La figura 12 da un perfil esquemático por la planicie baja que separa el borde septen-trional de los' Cárpatos y la meseta de Podolia. En esta zona de unos 50 km. de ancho se su-ponía la continuación de los pliegues de los Cár-patos con sus ricos yacimientos de petróleo; pero el gran espesor de capas horizontales que cubren la planicie impedía cualquier estudio geo-lógico del subsuelo.

i < 1 \ > \ \ t t \ '

Fig. 11.—Investigación sísmica en Rhenania. (A = resultado del reconocimiento sísmico; B = perfil geológico por la misma región antes de la

investigación geofísica).

Page 16: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 17 —

p¡ g 12.—Esquema de la estructura del subsuelo de Galicia según resulta de la Investigación Sísmica.

Se estudiaron sísmicamente 3 perfiles, cada uno de SO km. de largo y que distaban 5 km. entre sí, así que la superficie investigada era de unos 500 km2. El trabajo se realizó en unos 3 meses y se podían ubicar dos zonas de sole-vantamiento general de las capas, un gran nú-mero de anticlinales y, además, dos cúpulas de sal con su velocidad característica de las ondas elásticas. En ciertos puntos podía comprobarse una posición inversa de las capas.

La exploración relativamente corta dió un número tan grande de resultados, como no po-drían haberse obtenido por ningún otro método. Se habrían necesitado centenares de sondajes para obtener los mismos resultados.

El ejemplo de Galicia nos indica también el límite de la investigación sísmica; ella permite ubicar los anticlinales en que, generalmente, se concentra el petróleo, pero no puede decirnos, si este precioso líquido está presente en el anti-clinal o no. Según hemos visto más arriba, en el caso del domo de Fannet (Figura 4), la ex-ploración geofísica debe seguir entonces con el método eléctrico. Por ser más rápida, abarcando grandes superficies, la exploración sísmica debe preceder a la eléctrica, que es un estudio mucho más detallado.

De los ejemplos anteriores se desprende que el método sísmico se presta en primera línea para descifrar la estructura del subsuelo. Co-nociendo el perfil de los estratos, se puede de-terminar en forma indirecta la posición de to-das las substancias útiles intercaladas entre las capas, tales como mantos de carbón, etc.

Especialmente bien se prestan para esta in-vestigación las rocas carboníferas de Arauco; el manto superior de carbón se halla unos 20 a 30 m. debajo del límite entre las areniscas con-tinentales y las marinas. Las marinas son are-niscas muy arcillosas y blandas, mientras que los primeros bancos de las capas continentales, que siguen más abajo, se componen de arenis-cas muy duras. Esta diferencia notable entre las dos clases de rocas, permite reconocer fácilmente el límite, y con esto pueden determinarse tam-bién todas las fallas y su efecto. Se comprende

2.

la gran importancia que tiene esto para una mina de carbón si se sabe ya de antemano la situación y el salto de todas las fallas que in-terrumpen la continuidad del carbón.

Otro campo de aplicación muy importante son las construcciones de tranques y puentes, porque el estudio sísmico permite determinar el espesor de la capa de rodados en el fondo de la angostura que debe ser atravesada por la cortina impermeable.

En los valles del norte, permite reconocer el espesor del relleno con rodados fluviales y ele-gir los puntos más apropiados para hacer son-dajes en busca de agua.

3). EL METODO MAGNETICO.

La investigación magnética estudia los dis-turbios que sufre el campo magnético terrestre por la intercalación de algunos minerales fuer-temente magnéticos, como magnetita, magne-topirita, hematita y otros minerales de fierro. Pero también rocas ricas en magnetita, como serpentina, basalto, etc., pueden reconocerse per-fectamente, lo mismo que intercalaciones de minerales paramagnéticas, como siderita, u otros de efecto fuertemente diamagnético con res-pecto a las rocas vecinas, como sal gema o yeso.

La lista siguiente nos da algunas cifras de las propiedades magnéticas de algunas rocas y mi-nerales expresadas como "susceptibilidades":

sal gema y cuarzo -1X10-6

calcita, fluorita, baritina, azufre, dolomita -1X10-0

galena, magnesita, pirita, marca-sita, grafito entre 2 y 8XÍ0-fi

anquerita, chalcopirita, malaquita " 23 y 40 " anfíbola, augita, limonita, pirita

arsénica!, wolframita, cromita, silomelana, siderita entre 122 y 331 "

serpentina, gabro y hematita alrededor de 3,000 "

magnetopirita 7,018 " fierro titanífero 30,740 " franklinit'a 35,640 " magnetita 97,350 "

Page 17: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 18 —

Para el reconocimiento de depósitos minera-les, se estudian de preferencia las variaciones locales de la intensidad, usando los variómetros locales proyectados por el profesor Dr. Schmidt de Postdam. Las diferentes mediciones se efec-túan según perfiles o en una red de puntos repartidos en el terreno; consisten en la ob-servación microscópica del cambio de posición de un imán extraordinariamente sensible. Ade-más, se estudia la variación total del campo magnético terrestre durante la investigación, observándola por medio de un segundo aparato.

La figura 13, nos muestra un levantamiento magnético de un depósito de magnetita y la influencia que tiene la inclinación del depósito en la curva de la intensidad.

El método magnético es especialmente im-portante para los yacimientos de fierro del norte de Chile, que se caracterizan por una forma ex-terior muy irregular. Esto hace necesario un reconocimiento muy detallado por socavones, piques y sondajes, cuyo número podría redu-cirse a unos pocos, si se determina anterior-mente la forma que tienen los cuerpos de fie-rro a hondura. En tal caso, los trabajos mi-neros de exploración pueden dirigirse directa-mente hacia los puntos más importantes.

' 4). MEDICIONES RADIOACTIVAS. La determinación de emanaciones radioacti-

vas en el suelo, no se limita al descubrimiento de yacimientos de los minerales de uranio, sino

C.Gs w-s

E5S&

Fig. 13.—Diagrama de la intensidad vertical encima de un cuerpo de magnetita, a = zona con mineral. b = mineral explotado. c = desmonte.

J

encima de fallas.

Page 18: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 19 —

se presta también para el descubrimiento de aguas medicinales y, en general, para encontrar fallas y vetas metalíferas situadas debajo de una cubierta gruesa de terreno de acarreo. Se explica esto porque en las fallas y en las vetas circulan, generalmente, aire o agua radioactivas.

La figura 14, nos muestra el aparato relativa-mente sencillo que tiene arriba un electroscopio que se lee por medio del anteojo y debajo de esto, el recipiente cilindrico es la cámara de ionización que se rellena con el aire del suelo. Para la investigación se ejecutan numerosos pequeños sondajes a mano, de más o menos 1 m. de hondura que se dejan durante 24 horas ta-padas. Después, por medio de la sonda que, en la figura 14, aparece colocada contra la pata izquierda del instrumento, se saca el aire del sondaje pasándolo a la cámara de ionización, en la cual se examina la ionización por medio del electroscopio.

La parte derecha de la figura 14 muestra cómo el máximum de contenido de emanaciones radioactivas en el suelo se observa directamente encima de las fallas. El procedimiento permite descubrir las fallas o vetas aun cuando existe una gruesa cubierta de terreno de acarreo.

Poco conocidos, pero de gran interés son los últimos ensayes que están haciéndose para determinar la radioactividad de testigos de son-dajes hechos en busca de petróleo. La emana-ción radioactiva contenida en muchos petróleos y gases, penetra también a las capas superpuestas a los mantos petrolíferos, de modo que el estu-dio de testigos de sondaje puede proporcionar muy temprano indicios acerca de la presencia del petróleo. El método se halla todavía en es-tado de ensaye, pero los resultados son hala-gadores.

Debido a su sencillez y rapidez, la exploración radioactiva se presta muy bien como método complementario para seguir el trazado deta-llado de fallas o vetas que se han descubierto por otros métodos, como p. ej.: por la explo-ración sísmica.

5). MEDICIONES DEL GRADO GEOTERMICO.

El grado geotérmico normal es de unos 33 m., lo que significa que por cada 33 m. de hondura aumenta la temperatura en 1°C.

Pero desde mucho tiempo se conocen ex-cepciones muy grandes; así se observa un au-mento más rápido de la temperatura, debido en parte, a la existencia de masas de lava en el subsuelo. En otros casos, los procesos químicos que siguen desarrollándose en los mantos de carbón y de petróleo, ponen en libertad grandes cantidades de calor, que causan un aumento más rápido de la temperatura. Por esto una vi-gilancia geotérmica de los sondajes en busca de estas substancias, puede tener gran valor práctico porque puede indicar la presencia de la substancia buscada ya mucho antes de tocar el depósito. Especialmente, cuando se trata de la resolución, si un sondaje ya muy profundo, debe paralizarse o continuarse, las observaciones geotérmicas pueden ser de suma importancia.

También en la busca de corrientes de agua subterránea, la observación del grado geotér-mico es muy importante.

6). LOS METODOS ELECTRICOS.

Los métodos eléctricos son de mayor im-portancia porque permiten descubrir directa-mente los depósitos de muchos minerales, sea que éstos se distingan por su buena o por su mala conductibilidad. Como límite entre la con-ductibilidad buena y mala se supone un valor de resistencia de unos 250 Kilo-Ohm por cm3. Todos los valores inferiores se consideran como buenos conductores, los valores superiores co-rresponden a los malos conductores. Un grupo intermedio, cuyo valor oscilaría alrededor de esta cifra, no tiene representantes entre los mi-nerales útiles, sino solamente entre las rocas. Con el límite indicado, se ha confeccionado la lista siguiente:

1). MINERALES METALIFEROS.

Conductores buenos.

Todos los minerales de Pt, Au y Ag, con excep-ción de:

Todos los minerales de Cu, con excepción de: Todos los minerales de Fe, con excepción de: Todos los minerales de Mn, con excepción de: Todos los minerales de Ni, con excepción de: Todos los minerales de Co, con excepción de: Todos los minerales de Bi, con excepción de: Todos los minerales de As, con excepción de: casiterita, molibdenita, wolframíta galena, mercurio y tetraedrita de Hg. zinquita, franklinita, wurtjbita pirita, magnetopirita

Conductores malos,

rosicleres de Ag, estefanita, polibasita, cloro-bromuros de Ag.

burnonia, carbonatos de Cu y tennantita. limonita, siderita, hausmanita, rodonita. flor de Ni y silicatos de Ni. flor de cobalto, bismita y silicatos de Bi. rejalgar y oropimente. estanina, wulfenita. cinabrio. blenda, carbonato de Zn y wilemita. azufre, minerales de U y Al; todos los minerales

de Sb v Cr.

Page 19: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

c Fig. 15.—El campo magnético normal causado por dos electrodos.

A. aspecto en la superficie terrestre. B. perfil vertical trazado por el eje dipolar. C. perspectiva del campo.

Page 20: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 21 —

Los conductores buenos pueden descubrirse fácilmente por medio de la investigación eléc-trica. Tratándose de conductores malos, deben estudiarse primero las conductibilidades de muestras del mineral y de la roca de la caja, para poder decir si la diferencia es suficiente para que éstas puedan reconocerse por la forma de las líneas de fuerza.

2). COMBUSTIBLES FOSILES.

La antracita y muchas variedades de hullas son buenos conductores de la electricidad. Pero siempre hay que hacer primero determinaciones de la conductibilidad para saber si la diferencia entre las rocas y el carbón es suficiente para la investigación eléctrica.

Asfalto, petróleo, gas de petróleo tienen una resistencia tan grande que se comunica a las ro-cas impregnadas, de modo que estas substancias pueden determinarse por los métodos eléctricos adecuados..

3). SALES.

Las soluciones salinas son muy buenos con-

ductores. Los minerales secos, como sal gema y otras sales son malos conductores, cuyo valor varía un poco. Generalmente, las rocas vecinas a los depósitos de sal tienen mejor conductibi-lidad que la sal.

4). MINERALES NO METALICOS.

Sólo el grafito es un buen conductor; mica, asbesto, corindón y talco son aisladores absolu-tos. Mármol, caolín, magnesita, yeso, fluorita, baritina, fosforita son malos conductores cuya resistencia es variable y debe ser determinada de antemano y comparada con la de la roca de la caja.

5). AGUA SUBTERRANEA.

Es un buen conductor que en regiones de de-sierto, puede determinarse fácilmente.

6). LAS ROCAS.

Las rocas tienen conductibilidad que se hallan

Fig. 16.—El desarrollo del levantamiento eléctrico

Page 21: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 22 —

cerca del límite entre buenos y malos conduc-tores. Conteniendo grafito, pirita, magnetita, humedad, etc., aumenta su conductibilidad.

EL LEVANTAMIENTO ELECTRICO

Los métodos eléctricos empleados por las di-ferentes compañías geofísicas, son muy varia-dos; explicaremos aquí solamente los usados por la Casa Piepmeyer y Co., entre ellos es el más importante el método conocido bajo el nom-bre de Elbof.

En este método se aplica al suelo una corrien-te alterna producida en un generador; se usan generadores de dos frecuencias, una de unos 500 H, y otra de unos 100 H. Se emplean fre-cuencias tan bajas, porque se ha comprobado que éstas penetran a profundidades mucho más bajas que las frecuencias altas.

La corriente alterna se aplica al suelo por medio de dos electrodos, de forma de dos ba-rras metálicas que se ponen en el suelo a una distancia de unos 100 a 300 m: Habiendo igual conductibilidad en el suelo, quiere decir en au-sencia de masas de una conductibilidad mejor o inferior que la vecindad, el campo de fuerza magnética causado tiene el aspecto de la figu-ra 15. En la superficie terrestre, las líneas de fuerza o los vectores, constituyen una serie de círculos concéntricos, separados por un plano de simetría que pasa por los dos electrodos. Este plano es de la mayor importancia para la investigación y su intersección con la superficie se llama eje dipolar.

Intercalaciones de substancias de buena con-ductibilidad como p. ej.: de minerales metalífe-ros, de agua subterránea, o de petróleo que es un mal conductor, causan disturbios caracterís-ticos en el campo magnético que permiten ubi-car los depósitos de las substancias mencio-nadas.

El proceso del levantamiento del campo mag-nético está representado en la figura 16. Se cu-bre primero la región por explorar con una red de estacas que tienen cierta distancia entre sí, p. ej.: de unos 25 a 50 m. En cada una de estas estacas se determina con marcos especiales de inducción las direcciones de los vectores. El marco, representado en la figura 17, puede girar alrededor de un eje vertical y de otro horizontal, de modo que puede determinarse tanto la direc-ción horizontal como la vertical del vector. Ade-más se determina la intensidad y otra particula-ridad que podemos llamar la falta de nitidez de las fases (Phasenunschárfe). En caso de que

exista esta falta de nitidez de las fases, la direc-ción de los vectores no puede determinarse con la exactitud normal de sino el marco puede girar a veces en unos 15° sin que se note un cambio de la intensidad mínima, que es la que se observa.

Fig. 17.—Marco de inducción.

En el pianito a la derecha arriba de la figura N.' 16, se ve como en cada estación se dibuja la dirección horizontal del vector observado. Los dos pianitos siguientes nos muestran cómo se obtienen las líneas de fuerza interpolando gráficamente las direcciones observadas. El pia-nito 5, muestra las líneas de fuerza así obtenidas y en el último pianito se ha imprimido encima del anterior un campo normal para comparar con él las irregularidades del campo observado; además se ha agregado la interpretación de es-tas irregularidades.

En forma parecida se dibujan los ángulos verticales observados en forma de líneas isoclí-nicas que reúnen los puntos de igual inclina-ción, (véase fig. 32); las intensidades se repre-sentan en forma de líneas de igual intensidad y las observaciones de falta de nitidez de las fases en forma de curvas correspondientes.

El material así obtenido muestra la reparti-ción de la corriente en el terreno y da indicios para la ubicación de nuevos puntos de electro-dos. Generalmente, el mismo terreno se cubre dos a tres veces desde diferentes puntos, para obtener un control mutuo de las diferentes zonas de desviación que se hayan descubierto.

El método Elbof que acabamos de describir,

Page 22: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 23 —

se ha llamado también método integral, porque permite determinar, en la superficie, el campo magnético total de todas las líneas de fuerza eléctrica. Los cálculos más modernos de varios geofísicos, como Konigsberger, Hummel, etc., han demostrado que el método integral es el más apropiado para descubrir las intercalacio-nes de substancias situadas a gran hondura, por-que es el integral de todos los efectos prove-nientes de hondura.

En el método integral no se trata de la rela-ción entre las diferentes conductibilidades, sino de la relación de las diferencias para con la su-ma de las dos conductibilidades. El valor resul-tante de las conductibilidades no puede alcan-zar cualquier magnitud, ni teóricamente; sino cuando la conductibilidad de la inclusión es muy

comprobaron Konigsberger, Hummel y Müller, en sus exposiciones teóricas. De consiguiente, el efecto maximal se alcanza fácilmente. La pro-fundidad de la inclusión que causa la desviación de las líneas de fuerza puede deducirse de la forma más o menos brusca que presenta la des-viación del trazado normal.

Basándose en la ley de Biot-Savart, calculó Konigsberger que una esfera aisladora o un elipsoide de rotación, cuyo radio es igual a la mitad de la profundidad, causa en las partes ex-teriores del eje dipolar una desviación de hasta 8o. La distancia del electrodo terrestre más cer-cano debe ser más o menos igual a la hondura del centro de la esfera; si la distancia es menor, no se observa la influencia del conductor malo. La figura 18, muestra en forma esquemática,

\ - y r y \ \ >i ^ J | ^ \ \ \ f Í N X W \ / • / I \ \ \ \ f t V

- / / / ; r \ \ \ \ Fis:. 18.—Efecto de la distancia de los electrodos

grande o muy pequeña, comparada con la de la vecindad, se obtienen valores maximal de 1 ó minimal de 0,5. Estos valores terminales se al-canzan casi, cuando la conductibilidad es 10 ve-ces menor, ó 10 veces mayor que la de la ve-cindad.

Las perturbaciones de las líneas de corriente permiten deducciones acerca de la hondura máxima y mínima y acerca de la extensión de la inclusión, lo que es de mayor importancia práctica. Especialmente pueden determinarse in-clusiones de buena conductibilidad en un suelo homogéneo o estratificado. Más abajo daremos algunos ejemplos de la aplicación de los méto-dos eléctricos en el cateo de conductores bue-nos, como depósitos metalíferos, yacimientos de grafito y agua subterránea.

De mayor interés es la posibilidad de deter-minar capas o inclusiones que son conductores inferiores en comparación con las rocas vecinas. Hay que hacer la restricción que debe existir cierta relación entre la extensión horizontal y la hondura del conductor malo. Además, la disminución de la conductibilidad de la inclusión debe corresponder a la quinta a décima parte de la conductibilidad de la masa normal según lo

cómo el marco de inducción registra las influen-cias de mayor hondura, mientras más lejos se hallan los electrodos. Si debajo del marco a la izquierda se halla una substancia de mala con-ductibilidad a 2 cm. (medidos en el dibujo), de-bajo de la línea que significa la superficie, el marco no recibiría ninguna indicación de su existencia. Pero, alejándonos con los electrodos hasta que la substancia tenga la distancia de los electrodos correspondientes al marco de más a la derecha, se podría determinar fácilmente su presencia.

En este fenómeno se basa el procedimiento usado por el método Elbof para determinar la hondura de la inclusión al cambiar la distancia de los electrodos del objeto por buscar. Con estos cambios aumentan o disminuyen las des-viaciones que sufren las líneas de fuerza. Otros indicios acerca de la profundidad sé obtienen por el cambio de la curvatura de las líneas des-viadas, y por la observación de la falta de niti-dez de las fases.

Resulta que no hay necesidad que la inclusión se halle cerca de la superficie como han aseve-rado algunos autores. Para obtener el efecto más favorable, las mediciones deben ejecutarse

Page 23: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 24 —

fuera de la zona de mayor aglomeración de las líneas de fuerza. Más se recomienda la región de la prolongación exterior del eje dipolar lo que constituye la base del método Elbof, mientras otros métodos parecidos miden entre los puntos de electrodos.

El efecto de Skin, no ofrece ninguna dificul-tad en la parte exterior de la línea dipolar, por-que allá, las líneas de fuerza no pueden ser atraídas por el alambre eléctrico que, desde el generador, puesto entre los electrodos, va hacia

determinación de la intensidad medida en la di-rección del eje dipolar que se dirige de tal ma-nera que cruza la zona desviada.

La figura 19-A contiene tal medición encima de una veta. La línea interrumpida indica la dis-minución normal de la intensidad al alejarse de los electrodos Pj y P y la línea entera co-rresponde a la curva observada que muestra el aumento de la intensidad encima de la veta me-talífera que es un buen conductor de la electri-cidad.

\l

s

/•o

09

O^f

Ol^TA rvc/A 0£ ¿.43

Fig. 19.—Mediciones de intensidad ejecutadas en la dirección del eje dipolar.

A. Encima de una veta metalífera cubierta de diluvio (di). B. Encima de los anticlinales (A) y Sinclinales (S) de Schodnica, Polonia. C. b = con-

ductor bueno; C. m = conductor malo.

éstos. Además, el efecto de Skin no causa dis-turbios de las líneas de fuerza para frecuencias de 500 H hasta 1,000 m. de hondura, lo que constituye otra ventaja del método Elbof que trabaja con frecuencias inferiores a 500 H.

El método integral tiene dificultades solamen-te al interpretar las desviaciones, si se trata del efecto de una inclusión de conductibilidad me-jor o inferior que la de la vecindad. Un conduc-tor bueno atrae las líneas de fuerza que se con-centran por esto, lo que causa en la vecindad una mayor distancia de las otras líneas. Del mismo modo, un conductor malo, que causa una mayor distancia de las líneas de fuerza, pro-voca en la vecindad un mayor acercamiento de ellas.

Por esta razón deben emplearse otros méto-dos eléctricos suplementarios que permiten de-terminar la naturaleza de la inclusión que cau-sa la desviación. Uno de éstos consiste en la

La figura 19-B, contiene las curvas de inten-sidad observadas en dirección normal a los sin-clinales Sj y S,, que, debido a la presencia de agua salada son buenos conductores, mientras que el anticlinal A, es un mal conductor a causa de la presencia del petróleo.

Otro método suplementario sería el de la determinación de la diferencia potencial o de los cuocientes desarrollado últimamente por Konigs-berger. Con él se miden las conductibilidades de cada una de las diferentes capas superpuestas y su manteo. Es un método que permite recono-cer la existencia de diferentes napas de agua subterránea que se hallan superpuestas.

El método de inducción sirve para determinar la presencia de buenos conductores, como agua salada. Tiene una importancia muy grande para distinguir en minas abandonadas entre agua existente en las labores y alcances de minerales sulfurados que ambos son buenos conductores.

Page 24: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 25 —

EJEMPLOS DE LA INVESTIGACION ELECTRICA.

a). EN DEPOSITOS METALIFEROS. .

La figura 20, nos muestra una investigación eléctrica ejecutada en el distrito de Rouyn en Quebec (Canadá), en una región cubierta su-perficialmente por pantanos y rocas superficiales de arcilla. En el subsuelo existían macizos irre-gulares de chalcopirita de los cuales estaban co-nocidos ya los dibujados con hachurado. La investigación eléctrica descubrió los depósitos P, Q y R, que hasta entonces estaban descono-cidos y cuya existencia se comprobó más tarde por trabajos mineros. La figura muestra las im-portantes contracciones que sufren las líneas de fuerza encima de los buenos conductores.

por trabajos mineros que comprobaron la exac-titud de la investigación eléctrica.

En el interior de las minas no puede obser-varse toda la superficie del campo magnético, pero la figura 22 comprueba que esto no impide el reconocimiento eléctrico en las labores sub-terráneas.

Las líneas de fuerza obtenidas convergen cla-ramente en los puntos A, B, C, D y E donde se hallan masas de buena conductibilidad eléctrica; sondajes ejecutados posteriormente han compro-bado la existencia de bonanzas en estos puntos. A y B constituyen probablemente un sólo cuer-po de mineral. Se ve que las numerosas gale-rías del Nivel 9 pasan en parte a muy poca dis-tancia de los alcances, como p. ej.: la labor que sale del pique (shaft) hacia C, pero que se ha doblado poco antes de descubrirlo.

Fig. 20.—Desviaciones de las líneas de fuerza encima de yacimientos de cobre. Canadá

Este reconocimiento ejecutado en una región pantanosa indica que investigaciones dirigidas a gran profundidad no son influenciadas por fe-nómenos superficiales, como p. ej. agua subte-rránea o superficial, en cuanto éstos tengan ma-yor extensión horizontal. Konigsberger com-probó esto en un lago de hondura moderada, de unos 50 m. que causó una desviación casi im-perceptible en las líneas de fuerza.

La figura 21 representa la investigación de un yacimiento de chalcopirita en Rumania. Se ve que todas las líneas de fuerza se desvían ha-cia el cuerpo de buena conductibilidad, y, hasta puede reconocerse la irregularidad superficial del depósito, representada en el perfil geológico. El yacimiento se ha explorado posteriormente

Para tener la mayor seguridad posible acerca de la existencia de los cuerpos descubiertos, se cambia varias veces la posición de los electro-dos y al final, en el informe se indican como cuerpos de buena conductibilidad solamente las zonas en que coinciden los resultados observados desde diferentes puntos. La figura 23 contiene tal caso en que en el nivel 10, de otra mina de cobre, a una profundidad de 500 m., se han hecho las mediciones eléctricas con seis diferentes po-siciones de los electrodos. Los seis diferentes hachurados de la leyenda corresponden a las su-perficies de las zonas de buena conductibilidad observadas desde los diferentes electrodos y se ve que los resultados se cubren perfectamente. Como extensión de la zona mineralizada se in-

Page 25: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

Fig. 21.—Influencia de un depósito de chalcopirita en el campo magnético. La l'nea interrumpida indica el límite aproximado del depósito.

MI i>

I J ¿y

.,*<• > -

i.-Ya 1

-' / / / • ; ¡n • ] i

i i."

1 1 .

¡ ¡ \

/ /

"h'l

Y . l E

fig. 22.—Campo magnético observado en las labores subterráneas (Nivel 9) de una mina de cobre en Méjico.

a = frontones b = componentes horizontales observadas e interpolación c = líneas de fuerza obtenidas

Page 26: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 27 —

dica solamente la superficie en que hay perfecta coincidencia de las observaciones. También este dibujo contiene varios casos en que las labores pasan a muy poca distancia de los alcances. Aun mejor se observa esto en la figura 24, que permite ver que se trata de una mina de con-siderable desarrollo de sus labores, en que se había ejecutado una serie de sondajes de ex-ploración. Pero a pesar de todo esto habían que-dado escondidos muchos alcances.

b). EN YACIMIENTOS PETROLIFEROS.

1). ANTICLINAL JURASICO DE OBERG, ALEMANIA.

En el anticlinal jurásico de Oberg, cerca de Hannover, se había descubierto el petróleo por medio de varios sondajes que se hicieron a raíz de una serie de filtraciones observadas en la

Page 27: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 28

9.

10

11

# 3 \% 6

Fig. 24.—Plano de la mina anterior con los resultados obtenidos en los niveles 9 y 10.

9, 10 y 11 son los frontones de los niveles correspondientes, a = indicaciones de buenos conductores obtenidas en el nivel 9 b = las mismas obtenidas en el nivel 10. Dr. H.—sondajes de reconocimiento anteriores a la exploración eléctrica.

Fig. 25.—Perfil a lo larpo del eje anticlinal de Oberg.

Page 28: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 29 —

superficie. Paulatinamente se extendió la zona en explotación por nuevos sondajes y se consta-tó que se trató de un anticlinal cuyo eje des-cendía lentamente hacia el E.S.E. En la parte más alta, se había encontrado el petróleo a unos 220 y los sondajes posteriormente ejecutados al Este de la aldea Oberg, lo encontraron a 550 m. de hondura.

El límite sureste del anticlinal no se conocía; los geólogos suponían que la zona productiva siguiera todavía más, para pasar al fin a un gran sinclinal con agua salada. La ubicación exacta del límite era de mayor interés para las compañías petrolíferas, cuyos geólogos propo-nían una investigación eléctrica para controlar el método. El Dr. Stoller, del Servicio Geológico de Prusia, eligió la región por estudiar de tal manera que ella constituía la continuación de la zona ya explorada por sondajes y que entraba probablemente también el sinclinal. Se traba-jó con todos los métodos eléctricos en la zona que abarcó unos 2 kms. cuadrados.

La figura 26 muestra uno de los numerosos

en Oberg.

El mal conductor tiene aproximadamente los lími-tes indicados por la línea gruesa interrumpida.

campos de fuerza que se levantaron. Los elec-trodos se habían puesto encima del sinclinal con el eje dipolar dirigido hacia el término supuesto del anticlinal petrolífero. Se ve el efecto del mal

conductor situado a la izquierda arriba que causa la divergencia de las líneas de fuerza. Al mismo tiempo se nota la desviación del eje di-polar hacia la derecha debido al agua salada del sinclinal que es un buen conductor. El mal con-ductor podía reconocerse también por la dismi-nución de la intensidad y por la falta de nitidez de las fases que se observó en esa parte.

El resultado de numerosas observaciones pa-recidas ejecutadas desde diferentes puntos era la determinación de tres diferentes zonas. En el norte una zona de muy mala conductibilidad, a continuación una zona poco definida en que la conductibilidad cambia de un punto al otro y al sur una zona de muy buena conductibilidad.

Los resultados fueron complementados por mediciones de la diferencia potencial, princi-piando en el Noroeste de ¡la región, donde las capas petrolíferas encontradas por los sondajes, se hallan a poca hondura. Los cuocientes de las mediciones indicaron la situación de la capa de mala conductibilidd a 270 m. de hondura con in-clinación de la capa hacia el Sur y Suroeste, lo que coincidía perfectamente con los resultados de los sondajes. Después se repitieron las me-diciones en la zona por investigar encontrando la capa de mala conductibilidad a 600 m. de hondura con inclinación hacia el Sur y Sureste. Además se hicieron mediciones de inducción que comprobaron los resultados obtenidos por el método integral, determinando en 720 m. la hondura del buen conductor.

Los sondajes posteriormente ejecutados, com-probaron la exactitud de los resultados de la investigación eléctrica.

2). NIENHAGEN, ALEMANIA.

Como lo representa la figura, había en Nien-hagen un domo de sal, en cuyo borde habían sido solevantadas las capas del jurásico y cre-táceo en cuyas partes más altas se concentró el petróleo. Los geólogos suponían que la zona explotable seguiría el borde del domo de sal, pero los sondajes hechos en esa zona, no en-contraron petróleo.

Un levantamiento eléctrico ejecutado en 1925 encontró una zona de mala conductibilidad a gran distancia al noroeste del campo en explo-tación en una situación no esperada por los geólogos. Los resultados no fueron creídos en esa época; una revisión del levantamiento eléc-trico por otro nuevo ejecutado un año más tarde, corroboró los resultados de la primera exploración. Sólo 2 años más tarde, una compa-

Page 29: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 30 —

Fig. 27.—Plano y perfil geológico de Nienhagen.

3 O ° S o^c/rf f 'fíc, Strc f /sic/'csic/ofses, J^í- £C TM/c-n s r c o//¿>tsc roaiss

y jlljj¿os** corfo<z/oA

jOOMfO y ^

SAL.

Tñ'AS'CO

ñía nueva hizo el primer sondaje en la zona in-dicada y encontró a 720 m. petróleo en cantida-des explotables. Hoy día trabajan en el campo descubierto por la geofísica, alrededor de 16 son-dajes, cada uno con una producción de más de 30 metros cúbicos diarios.

3). MORENI, RUMANIA.

El domo de sal de Moreni tiene la forma de un filón ancho y largo que ha subido en el centro de un anticlinal; se compone de arcilla con sal. Al lado del domo fueron solevantados también los estratos terciarios en cuyas partes más elevadas había ricos depósitos de pe-tróleo.

La figura 28, muestra el aspecto total del domo de Moreni y la extensión de Ja zona pe-trolífera productiva tal como se conocía hasta el reconocimiento geofísico. En la falda sur del domo se ven algunas curvas de profundidad de los mantos petrolíferos basadas en los resulta-dos de los numerosos sondajes en explotación. En dirección hacia el Sureste del domo no se conocía la extensión austral del horizonte pe-

trolífero, pero se sabía que después seguía un gran sinclinal con agua salada. La tarea era de-terminar el límite entre el petróleo y el agua salada dentro del campo rectangular que tiene unos 2 kms. cuadrados de superficie. En este campo no existía ningún sondaje.

Una serie de pipelines atravesaron el campo que disturbaron al principio las mediciones. Sien-do su situación desconocida a la compañía in-teresada, se levantó un plano exacto de ellos por medio de las mediciones de los ángulos ver-ticales del campo eléctrico.

Como siempre, las exploraciones se efectua-ron desde diferentes lados y siempre mostraron la existencia de una extensa masa de buena con-ductibilidad situada en la parte sur, mientras que en el campo norte prevalecía mala conduc-tibilidad. Naturalmente no podía encontrarse un límite bien marcado, lo que es imposible por la dispersión, pero se descubrió una faj3 que indicó la transición entre las dos clases de conducti-bilidades.

La figura 29, muestra el campo integral de una medición que se hizo para conocer la distribución del buen conductor que correspondía al agua salada del sinclinal. El electrodo, que tenía una

Page 30: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

• lt í)

1

O O a o 3

a <o "3r

§1 Cí

• ° o O " a i ' S ^ i s O.

¡B O S O.® te ^ C3 H3 p „ g J j

£ O O &XS g ^ - g § m CQ ^ § ^ S S 33 P«ci O 0)J¡ O 03 en. O ü O c3 H-tí

- O o j S S o¡ a o a a es o a o o •5 «j s ' o - j » 9-.3 "O 2 m

-QT3TS o o o a-e a - m 2 «o

"3 0S.-S g II m 9 8 Ea ' ta °>S Si—i S n— o II II II II ^ 53 JD O^dl-i

Page 31: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 32 —

DOMO D£ SAL

i i

s /

Fig. 29.—Uno de los campos integrales observados en Moreni

longitud de 600 m., se había orientado de tal manera que el eje dipolar se dirigía directamente hacia el domo de sal y hacia las capas petrolífe-ras situadas cerca del domo que eran malos conductores. En caso de que la conductibilidad fuera igual en todo el campo, el eje dipolar de-bería seguir normalmente hacia el Norte. En caso de la existencia de buenos conductores si-tuados en cualquier dirección, la corriente prin-cipal seguiría al buen conductor, produciéndose una fuerte deformación del campo magnético normal. En la figura 29, se ve claramente esta deformación doblándose el eje dipolar con fuerte ángulo hacia el Noreste y siguiendo a la masa principal del buen conductor. Este debe hallar-se, pues, en la parte oriental.

Combinando los resultados de esta figura con los obtenidos en otros 10 levantamientos hechos desde diferentes puntos, podía indicarse una faja limítrofe entre los conductores malos y buenos que pasa a cierta distancia del borde del domo.

Dentro del límite indicado se ejecutaron dos sondajes, N.os I y II. Los dos sondajes encon-traron petróleo a la hondura de unos 900 m. el primero, y a unos 950 m. el segundo. Esto sig-nifica que, en realidad el rumbo de las capas pe-trolíferas y, con esto, también el del límite debe desviarse hacia el N.E.; con rumbo Este-Oeste, las capas petrolíferas deberían hallarse en el segundo sondaje a un nivel más alto que

en el primero. Son éstos los dos sondajes de los cuales trata la publicación del señor Ghitulescu que se ha traducido en la introducción de este artículo. El sondaje N.o I, produjo en los pri-meros tres meses, 8 carros diarios de petróleo; el N.o II principió con una producción de 18 carros (de ferrocarril).

La importancia económica del resultado de la investigación eléctrica es muy grande. Se evi-taron los gastos subidos de sondajes fuera de la zona petrolífera; cada uno de tales sondajes costaría más que el reconocimiento geofísico. Por el otro lado, pueden ejecutarse fácilmente unos 20 a 30 sondajes productivos dentro del campo reconocido como petrolífero.

4). SCHODNICA, GALICIA.

Entre los anticlinales grandes y bien conoci-dos de Mraznica y Schodnica, aparecen las ca-pas cretáceas con numerosos pliegues. Estos, en parte pueden reconocerse en la superficie y se han determinado geológicamente. Pero no se puede saber, dónde se hallan las partes más al-tas de las capas petrolíferas, en que se ha con-centrado el petróleo. Se ve esto en el perfil I de la figura 30, donde el petróleo se halla bastante distante del vértice de las capas que aparecen en la superficie.

En esta región geológicamente bien conocida, la tarea del estudio eléctrico era una revisión de la estructura del subsuelo y la determinación de los anticlinales productivos.

La región tenía una superficie de 5 km2, y se exploró detalladamente en unos 3 meses. Se fijó la posición exacta de los anticlinales principales y su trazado. En la parte central se constató la presencia de una zona fracturada en que se ha-llaban especialmente buenos conductores. Ha-cia el Este seguían dos corridas de anticlinales casi paralelos entre sí y que no contenían ma-los conductores.

El anticlinal principal se distinguió claramen-te y mientras más al Oeste, más pronunciado se presentó. Una pequeña fractura en el anticlinal podía constatarse por las componentes vertica-les, fenómeno que fué confirmado por los geó-logos de la región. El aumento de la claridad del anticlinal hacia el Oeste y su desapareci-miento hacia el Este, indicó que el anticlinal sube desde mayores honduras, elevándose ha-cia el Oeste, aumentando al mismo tiempo en ancho.

Las determinaciones de la hondura indicaron unos 270 m. en la parte occidental y 360 m. en

Page 32: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

* * O

Page 33: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 34 —

la oriental. Algunos de los sondajes, que se habían ejecutado ya antes de la exploración eléctrica, habían encontrado agua salada, otros tenían cantidades reducidas de petróleo a hon-duras de 360 m. Se explica esto porque los sondajes no se habían ejecutado encima del vértice de las capas petrolíferas que, según he-mos visto más arriba, aparece desviado hacia el sur en comparación con el vértice de las capas superficiales. Los sondajes ejecutados después de la exploración encontraron petróleo en can-tidades explotables.

Interesantes son las dos figuras de líneas de fuerza representadas en la figura 31.

A la izquierda todo el eje dipolar se ha des-viado hacia el sinclinal Sf que, debido a la pre-sencia del agua salada, constituye una zona de buena conductibilidad. Las líneas de fuerza

atraviesan la zona de mala conductibilidad del anticlinal por el camino más corto para entrar luego al otro sinclinal S2> En la figura a la de-recha se ve la indecisión de las líneas de fuerza; el eje dipolar se dirige primero hacia S ] y des-pués hacia S9.

Como ejemplo de un plano con líneas isoclí-nicas puede servir la figura 32, que corresponde al campo magnético izquierdo de la figura 31. Las líneas isoclínicas sirven especialmente para descubrir la estructura geológica del subsuelo, porque los ángulos bajo los cuales las líneas de fuerza suben a la superficie, son influenciados por la inclinación de las capas. La línea inte-rrumpida de la figura corresponde a 0o e indica la posición del eje dipolar. En la figura puede reconocerse claramente el anticlinal indicado por las líneas de 40 y 50°.

n Jí.

Fig. 32.—Las líneas isoclínicas del anticlinal de Schodnica.

Page 34: LA EXPLORACIO GEOFISICN A DEL SUBSUELO

— 35 —

LITERATURA.

La ciencia geofísica existe desde unos 10 años y, no obstante el tiempo tan corto, la literatura sobre los métodos geofísicos comprende ya mi-les de artículos. El libro de Ambronn, editado en 1926, da los títulos de 1670 artículos y libros. En Estados Unidos, el "United State Bureau of Mines", edita una revista especial que contiene solamente los artículos sobre geofísica que han aparecido en otras revistas y libros.

Por esto no será posible dar en este pequeño artículo una lista ni de las publicaciones más importantes, sino nos limitaremos a citar en primera línea los artículos que se han aprove-chado en las líneas anteriores.

Ambronn, R.—Methoden der angewandten Geo-physik. Dresden 1926.

Gella, N.—Edektrisches Schürfen auf Erdoel. Umschau., Bd. 29. 1925.

— Geoelectric investigations of non-conduc-tors. Four new examples. Bull. Americ. Assoc. Petroleum Geologists. Tomo 14. 1930.

Ghitulescu.—Les investigations géo-électriques. Congres International de Forage. París. 1929.

Hedstroem, H.—Geoelectrical Exploration Me-thod used in Oil fields. Oil weekly. July. 1930.

Heine, W.—Elektrische Bodenforschung. Born-traeger. Berlín. 1928.

Hummel, J. N.—Physikalische Grundlagen zur geoelektrischen Methode. Zeitschr. Geophy-sik. Bd. 4. Heft 2.

— Beitrage zur geoelektrischen Methode. ibidem. Bd. 4. Heft 4.

— Theoretische Grundlagen fuer Auffindung von Stoerungskoerpern mittels geoelek-trischer Methoden, etc. Gerlands Beitrage f. Geophysik. Bd. 20. 1928.

— Ueber die Tiefenwirkung bei geoelektris-chen Potentiallinienmethoden. Geophysik. 1928.

Konigsberger, J.—Ueber geoelektrische Messun-

gen u. Methoden mit direkter Stromzu-fuehrung.—Erg.—Hefte f. angewandte Geo-physik. Bd. 1. 1930. Wien.

— Ueber die elektrische Auffindung von Erdoel. Petroleum. Wien. 1926.

— Zur Ermittlung ausgedehnter Schichten verschiedener Leitfaehigkeiten. Zeitschr. Geophysik. Bd. 6.

Konigsberger y N. Gella.—Ueber die Moeglich-keit erdoelfuehrende Schichten mittels elektrischer Schuerfmethoden aufzufin-den. Petroleum. Wien. 1927.

Krahmann, R.—Die Anwendbarkeit der geophy-sikalischen Lagerstaetten Untersuchungs Verfahren, etc. Abh. zur praktischen Geo-logie u. Bergwirtschaftslehre. 1926.

— Die verschiedenen geoelektrischen La-gerstaetten Untersuchungs Verfahren in allgemein physikalischer Hinsicht. Metall u. Erz. 1926.

Lee, F. W.—Comparative advantage of apply-ing several geophysical methods of pros-pecting to the same territory. Dep. of Commerce. Un. States Bureau of Mines. 1930.

Mueller, M.—Beitraege zur Geophysik, 1920. Bd. 21.

'Schlattnigg, H.—Ueber die Feststellung von Verwerfungen mit der Drehwage. Braun-kohle. 1929.

Schlumberger, C.—Etude sur la prospection électrique. París. 1920.

Schlumberger, C. y M.—Depth of Investiga-tions attainable by potential methods of electrical Exploration, etc. Tecnical Pu-blication. N.o 315. A. I. M. E. New York.

Stefanescu. S.—Etudes théorétiques de la pros-pection électrique du sous-sol. Instituí, geologic al Roumanici. Bukarest. 1929.

Sundberg, K., H. Eklund, H. Lundberg.—Elec-trical prospecting in Sweden. Stockholm. 1925.

Zuschlag, Th.—Mapping oil structures by the Sundberg-method. Tecnical Publication. N.o 313. A. I. M. E. New York.