Geología de Minas

660 Pages·1970·11.18 MB·Spanish

by  Hugh Exton McKinstry

HUGH EXTON McKINSTRY
Profesor de Geología de la Universidad de Harvard
GEOLOGIADE MINAS
Con secciones a cargo de
STANLEY A. TYLER
Profesor de Geolog!a de la Universidad de Wisconsin
E. N. PENNEBAKER
Geólogo asesor de Consolidated Coppermines Corporation
KENYON E. RICHARD
Geólogo de American Smelting and Refining Company
EDICIONES OMEGA, S. A.
CASANOVA, 220
BARCELONA
La edición original de esta obra ha sido publicada en inglés por Prenliee-Ha/l, /ne.,
de Englewood Cliffs, N. J., con el título
M/N/NG GEOLOGY
Traducción por
MIGUEL CASANUEV A
Ingeniero de Minas
Segunda edición revisada por el
DR. HORACIO MAGLIOLA MUNDET
Profesor de la Universidad Nacional de Córdoba (Argentina)
~
Ediciones Omega, S.A., /970
Depósito legal: B. 5879- 1970 N." Registro: 612-62
PRINTED IN SPAIN
Impreso en GRAFlCAS CQNDAL - ClOI,102-104 - Barcelona
PRóLOGO
Como puede verse por el título, este libro trata de Geología aplicada a la
Minería. Menos evidente es, quizás, el hecho que intenta cubrir un campo bas-
tante distinto del de aquellos textos titulados Yacimientos Minerales o Geología
Económica.Estos libros se ocupan principalmente del origen y naturaleza de los
yacimientos,y de descripcionesde distritos mineroscaracterísticos,y proporcionan
al geólogominero profesionalla base científicapara su trabajo. En ellos está per-
fectamente tratado el tema propuesto, y en modo alguno es un descrédito para
losmismosel que dejen, en su mayor parte, al ingenio del individuo laexacta ma-"
y
nera de aplicar este conocimientoa la búsqueda de mineral evaluaciónde minas.
No existeningún sustituto para elingenioy eljuiciopersonal,especialmenteen una
vocación que, en el presente estado de su desarrollo, constituye tanto un arte
como una tecnología; sin embargo, la geologíaminera ha sido una profesión por
sus méritos propios durante una generación o más, y durante todo este tiempo
muchos hombres capacesdel mundo entero han ideado técnicas de investigación,
y desarrollado filosofíasde búsqueda de minerales. Es cierto que parte de estas
doctrinas tan sólo pueden encontrarse en las mentes de profesionales de expe-
riencia,yla mejorformade aprenderlasestriba en practicarlasen elcampo.Mucha
parte consiste en el conocimientocomún en la profesión, aunque no esté escrito,
y otra mucho mayor se encuentra impresa, pero muy esparcida, en la literatura
técnica. ¿No ha llegadoel momentode que reunamosalgunosde los frutos
1
de estaexperienciapara ayudade losgeólogosjóvenes,asícomo para aquellosque
deseensaber más acercade cómo desarrollasu trabajo el geólogominero?
Cualquierintento para explicarlo que el geólogominero hace, y cómolo hace,
nos obliga a adentramos en esa frontera confusa que separa los respectivos do-
miniosde la Geologíay de la Minería. Necesariamente,este estudio abarca ambos
dominios.Cuánto debe uno aventurarse en cada uno de ellos, qué temas deben
incluirse,y si dichos temas se han de tratar de un modo elemental o exhaustivo,
soncuestionesen las que no están de acuerdo dos autoridades de la materia. Na-
Existe un volumen muy útil: J. D. Forrester. Field and Mining Geology. Nueva
York: John Wiley and Sons Ine., 1946.
6 PRÓLOGO
turalmente, cada geólogotiende a sustentar aquellas nociones y métodos que se
han demostrado más útiles en su propia experiencia,y yo no soy una excepción
en lo que serefierea mis predileccionespersonales.
Aunque este libro está dedicado al lector que ya tiene algún conocimientode
los principios de geologíaestructural y formación de minerales, he creído con-
veniente pasar revista a algunos principios geológicosbásicos, aunque desde un
punto de vista algo distinto al de los textos comunes para lanzar una especie de
visual retrógada desde la que partirá el itinerario. Entonces, después de haber
discutido las aplicaciones estrictamente geológicas de estos principios, podría
haberme detenido en los límites de las matenas pertenecientes a la ingeniería
minera,evaluaciónde minas,geofísicay geologíaingenieril,meramente apuntando
el camino y deseandoal lector buena suerte en sus ulteriores estudios. Esto pare-
cería lo más discreto, si no fuera por el hecho de que el geólogominero, más que
cualquier otro profesional, se encuentra trabajando lejos de cualquier biblioteca,
inclusola propia. Así,para su convenienciahe intentado reunir de forma sumaria
aquellos principios esencialese informacionescuyo uso me parece más probable
en los variados trabajos que habrá de acometer. Y como, donde quiera que me
pare, o tan lejos como vaya, siempre existirán campos de estudio más allá, he
intentado dar lasreferenciasadecuadas al lector que quiera seguir profundizando.
Sospecho que ocúltos tras los "yo" en este libro hay fragmentos de ideas
y filosofíasde muchos predecesores y asociados.Entre éstos los principales son
Waldemar Lindgren, que me inició en el estudio de los criaderos minerales;
Louis Caryl Graton, cuyas discusiones me indujeron a pensar sobre ellos; y
Donald H. McLaughlin, que me enseñó a estudiar los criaderos sobre el campo.
Algunas de las contribuciones de éstos, y muchos otros geólogos,se encuentran
en estas páginassin reconocer su origen, pues el libro de la memoria tiene pocos
espaciospara referencias; mucho de lo que imagino que es original podría, si lo
trazáramos hasta su origen, resultar propiedad de uno u otro de los geólogose
ingenieros con los que he trabajado o charlado en este o aquel campo minero.
Algunosamigosy colegasse han prestado graciosamentea leer y criticar diver-
sas secciones del manuscrito. Para su protección debo dejar en claro que la
expresiónde mi sinceragratitud no lleva la implicaciónque ellos sostengantodos
lospuntos de vistaexpresadosen este libro, o inclusoen las seccionesque hayan
leído.Algunosde losque me han proporcionadoinformacionesy sugestionesestán
citadosen el lugar correspondiente,pero aprovechola ocasiónpara dar las gracias
a aquelloscuya ayuda.no he reconocidoadecuadamente y para indicar las partes
del manuscritoque amablementehan leído:
James S. Baker (Respuesta de las Menas a los Tratamientos), D. W. Bantz
(Adquisiciónde Prospecciones), Francis Birch (Presión de las Rocas en Profun-
didad), Roland Blanchard (Tipos de Limonita Residual), Kirk Bryan (Guías Fisio-
gráficas),Frederic M. Chace (Guías de la Mena), Rollin Farmin (Planos del Sub-
suelo; Compilación de Datos), George M. Fowler (Perforación de Percusión),
PRÓLOGO 7
N. B. Keevil (Investigaciones Geofísicas), L. C. Graron (Persistencia del Cria-
dero en Profundidad), Robert D. Longyear (Perforación con Diamante), C. V. Theis
(Problemas hidrológicos), George Tunell (Métodos de Laboratorio y Guías Mine-
ralógicas), F. S. Turneaure (Persistencia del Criadero en Profundidad), W. T. Stuart
(Problemas hidrológicos), Harrison Schmin (Levantamiento de Planos), C. O. Swan-
sen (Ensayos Altos Erráticos), S. A. Tyler (Exploración de Menas de Hierro),
Robert K. Warner (Valuación de Minas), y Kenneth K. Welker (Explosiones de
Roca). Edward Schmitz dibujó la mayor parte de las ilustraciones.
HUGH EXTONMcKINSTRY
l
ÍNDICE DE MATERIAS
Pálrs.
PRÓLOGO. . . .. 5
INTRODUCCILÓaNG: eologíaen la industriaminera 15
Geología "pura" y Geología aplicada. Campos de aplicación de la Geología.
Especialidades dentro de la geología minera. Imponancia de los criaderos epi-
genéticos. Geología en Minería. Departamentos geológícos. El trabajo de sec-
ciones gubernamentales. "Ge610gos economistas". Disposición de este libro.
PRIMERAPARTE:COMPILACIÓN DE DATOS GEOLÓGICOS
1. Planosgeológicos. .. .. . 25
Grado de duda. Qué hay que cartografiar. Selección de detalles. Qué recoger
en primer lugar. Reconocimiento y detalle. Trabajo en la superficie y en el
subsuelo. - Planos de superficie: Grado de precisión. Elección de escala.
Aislamiento de afloramientos. Instrumentos y equipo. Base topográfica. Método
Cerro de Pasco. Otros métodos. Fotografías aéreas. - Planos del subsuelo:
El plano base. Hojas de trabajo. Equipo. Mediciones. Lavado de paredes.
Plano de proyección. Determinación de buzamientos y rumbos. Levantamiento
de chimeneas. Levantamiento de tajos. Notas aclaratorias.
2. Toma de muestras y cálculo de tonelaje. .. 57
Principios generales.- Toma de muestras en rozas: Procedimiento. Loca-
lización de las muestras. Rozas subdivididas. Medición de anchuras. Espa-
ciamiento de las rozas. Reducción del tamaño de las muestras. - Otros
-
métodos de toma de muestras. Promedio de ensayos: Método general.
Ensayosaltoserráticos.- Cálculode laleyy tonelajede lamena: Ley media.
-
Volumen. Tonelaje. Desmuestre con perforaciones. Precauciones contra
adulteraciones.
3. Perforación. 90
Introducción. - Tipos de sondas. - Sondeos de percusión: Introducción.
Equipo de sondeo de percusión. Operación del equipo de p~rforación. Mues-
tras. Notas y diagramas. Determinación de estructuras. Coste y velocidad.
Deberes del geólogo. - Perforación con diamante: La barrena. El tubo
sacatestigo. - Muestras: Desviación de pozos. Deducciones de los resulta-
dos de la perforación. Velocidad y coste. Deberes del geólogo. - Perforación
con granalla de acero. - Perforación con martillos. - Planteamiento de una
campaña de perforación: Elección del método de perforación. Sondeos para
desmuestre. Perforaciones en la búsqueda de menas nuevas.
10 ÍNDICE DE MATERIAS
Pág.
4. Investigaciones geofísicas 134
Métodos: Métodos magnéticos.Métodos eléctricos. Método,; sísnúcos. Mé-
todos gravimétricos.Radiactividad.- Linútacionesde los métodos geofísicos.
S. Métodos de laboratorio. 151
Ejemplares de laboratorio. - Métodos microscópicos: Métodos petrográ-
ficos. Estudios petrofábricos. Estudios de minerales pesados. Estudios mine-
ralográficos; técnicas, sucesión de depósito, criterio de enriquecimiento- super-
génico. - Estudios con rayos X y espectroscópicos. - Colecciones. Mues-
tras para análisis químicos. - Papel de la investigación en el laboratorio.
6. Correlación de datos 178
Planosy secciones.Maquetas. Modelos.- Interpolación y análisis: Interpo-
lación de contactos. Planos compuestos según la pendiente. Seccioneslon-
gitudinales.Seccionesinclinadas.Escalasexageradas.Curvas de nivelrespecto
a unplanoinclinado.Análisisde losdatos de losensayos.Resumen.
SEGUNDAPARTE: PRINCIPIOS GEOLóGICOS DE LA BUSCA
Y EVALUACIóN DE LOS MINERALES
7. El usodelhechoy la teoría. 215
Teorías buenas y teorías malas. Crecimiento de una teoría "correcta". Teoría
general y teoría local. Linútaciones de la teoría.
. .
8. Guías de la mena, anillos y lugares favorables 222
Anillos concéntricos. Intersección de lugares favorables. Evidencia en las
áreas marginales. - Guías regionales. - Clasificación de guías. - Guías
geoquínúcas. Las aguas del subsuelo como guía. Guías geobotánicas y bio-
químicas.
9. Guías fisiográficas 233
Expresiones topográficas de yacimientos: Eminencias y depresiones. Aflora-
mientos engañosos. Hundimiento por oxidación. - AmbierIte fisiográfico de
los yacimientos: La topografía como guía de menas de hierro. - Relaciones
fisiográficas en placeres: Guía de canales. Localización de fajas ricas. - La
fisiografía en relación con la oxidación y enriquecimiento: Menas residuales.
Zonas de sulfuros supergénicos.
10. Guías mineralógicas 247
Alteración de la roca: Naturaleza de la alteración. Anillos de alteración.
Mineralización primaria: Anillos de distribución mineral. Guías mineraló-
gicas de las vías de las soluciones. Zonas hipogénicas como guías. - Pro-
ductos de oxidación: Productos de oxidación en profundidad. Mena no
oxidada en afloranúentos. Mena oxidada explotable. Productos de oxidación
de superficie como indicadores. Metales en la zona oxidada. Significación de
la ganga. Tipos de limonita derivados de suJfuros y de otros minerales.
ÍNDICE DE MATERIAS 11
Pázs.
.
11. Guías estratigráficas y litológicas . 289
En yacimientos singenéticos. En yacimientos epigenéticos. Condiciones favo-
rables. Formaciones competentes e incompetentes. Ejemplos de formaciones
favorables. Aplicación.
12. Esquemas de fracturación como guías 302
Principios mecánicos de la fracturación: Esfuerzos. Planos principales de es-
fuerzo. Diagrama de los planos principales de esfuerzo. Relación de las frac-
tUras con el esfuerzo. Características de las fractUras de c;izalla y de tensión.
Diagrama idealizado de fracturas. Variaciones del díagrama ideal. Fuerzas
que causan la fractUración. - Diagramas de vetas como guías: Análisis de
un modelo de vetas. Modelos úpicos de vetas. Aplicaciones. Estructura de
vetas dentro del sistema. Localización de bolsadas dentro del sistema de
fractUras.
.
13. Contactos y pliegues como guías 339
-
Contactos. Pliegues: Pliegues posteriores a la mena. Pliegues anteriores a
la mena
14. Masas dislocadas de mena . 354
Yacimientos desplazados por fallas: Aspectos geométricos. Aspectos geoló-
gicos: Guías de la dirección de desplazamiento. Dislocaciones múltiples.
Paredes falsas. Trampas en la solución de fallas. ¿Edad premineral o post-
-
mineral? - Masas desplazadaspor intrusiones. Después de restaurar las
dislocaciones.
15. Persistenciade la mena en profundidad. 374
Posición y forma probable a niveles más profundos: Inclinación. Cambios de
forma. - ¿A qué profundidad llegará la mena?: Importancia práctica.
¿Fondo del criadero o fondo de la mina? Reglas empíricas para determinar
-
la profundídad. Fondo mineralógico y fondo estructural. Fondo minera-
lógico: Cambio de la mineralogía con los hastiales. Cambio de la mineralogía
con la estructura. Cambios de la mineralogía por zonación. Cambio de mine-
ralogía debido a procesos supergénicos. - Fondo estructural: Con el debili-
tamiento de la fracturación. En fallas. Por cambio de los hastiales. Otras
formas de fondos estructurales. Dependencia de la inferencia geológica.
TERCERAPARTE: APLICACIONES A FASES ESPECíFICAS
DE LA MINERíA
16. Exploración del terreno . 415
Reservas y concesiones. Reconocimiento inicial. Clasificación y elección del
-
terreno. Búsqueda y desarrollo de la mena. Ejemplos de métodos de explo-
ración: Exploración en la concesión Nkana. Prospección en Uganda. Pros-
pección en Canadá oriental. Exploración de menas de hierro en la región del
Lago Superior. Prospección de scheelita (mena de volframio).
12 íNDICE DE MATERIAS
Páa's.
. .. ..
17. Examen y desarrollo de las prospecciones 435
"El eslabón más débil". Problemas: de trabajo y geológico.- Examen e
-
investigaciónde prospecciones: Inspección preliminar. Examen detallado.
Adquisiciónde prospecciones: Prospeccionesen tierras públicas. Prospeccio-
nes en manosprivadas.- Desarrollode prospecciones: Políticade desarro-
llo. Métodos de desarrollo.Coste del desarrono.
. . .
18. Evaluaciónde propiedades mineras 464
Evaluación de minas en actividad: Propósitos de una evaluación. Bases de
evaluación. Factores que determinan el valor. Vida de la mina. Valor presente
de ganancias futuras. Sumario. - Evaluación de prospecciones: Propósito de
la evaluación. Métodos de evaluación. Factores de la evaluación.
19. Trabajo geológico en una mina en actividad . 506
-
¿''Teoría'' o "práctica"? Lugar del geólogo en una organización minera:
El geólogo residente. El geólogo consultante. - Deberes de los geólogos
residentes: Reunión de información. Investigación. Cooperación con opera-
dores. Recomendación del desarrollo. Seguir los trabajos de desarrollo. Tra-
bajos en otras minas. Servicios aparte de la búsqueda de mena. Estimación
-
de mena. Ayudas mineralógicas en el tratamiento de menas. Publicación
de notas científicas.
20. Problemas geológicos de ingeniería en minería 520
Situación de los trabajos. - Problemas hidrológicos: Cono de depresión.
Variación con la naturaleza de la roca. Trabajos llenos de agua. Variación
con la profundidad.Necesidadde datos. -Movimientos delterreno: Natura-
lezade los problemas.Hundimiento o colapso.Explosionesde roca.- Fuen-
tes de materias primas minerales: Materiales para hormigón. Caliza. Sílice
para fundente. Arcilla.Guijarros para molinos.
..
21. Redacción y lectura de informes 546
Informe de progresos.Informes periódicos.Informes finaly especial.- Su-
gestionesen la preparación de informes: Informes privados. Cuándo escribir
el informe. Disposición. E_stilo. Longitud. Ilustraciones. Apariencia física.
Artículospara publicación. Lectura de informes: Evídenciainterna. Edu-
cación del autor. Señales de inadecuación científica. Tratamiento de los
datos de ensayos.Reticencia respecto a la mena. Realidad y fantasía. -
Resumen.
CUARTAPARTE: CARACTERíSTICAS TECNOLóGICAS
DE LOS MINERALES
. ..
22. Respuestade lamena a los tratamientos 563
Procesos de tratamiento. - Concentración: Propósitos. Cálculos. Métodos de
concentración: Escogido a mano. Concentración por gravedad. Separación por
líquidos pesados. Flotación. Amalgamación. Separación magnética. - Hidro-
metalurgia: Métodos hidrometalúrgicos. Cianuración. Lixiviación de menas de
cobre. - Fusión. - Refinación. - Elección del método de tratamiento.
íNDICE DE MATERIAS 13
Págs.
23. Formas vendibles de metales y menas . .. 578
Fórmulas de pago de los fundidores. - Menas metálicas.Naturaleza mine-
ralógica y normas comerciales: Aluminio, antimonio, arsénico, berilio, bis-
muto,cadmio,cinc,cobalto,cobre,cromo,estaño,hierro, manganeso,mercurio,
molibdeno,niquel, oro, plata,plomo, tantalio, titanio, vanadio,volframio.
. . . .
Apéndices 601
Clasificaciónde rocas: Rocas ígneas. Rocas sedimentarias.Rocasmetamórfi-
caso- Clasificacióngenética de yacimientos.- Escala de tiempos geológi-
cos: para Norteamérica; para Europa. - Elementos químicos y sus pesos
atómicos.- Pesos y medidas.- Funciones naturales de ángulos.- Buza-
miento aparente en direcciónno perpendicular al rumbo.
Glosario de términos mineros y geológicos 629
Bibliografía seleccionada 651
índice alfabético . 661