Firmas Magnética y Radiométrica en Suelos

Sobre Acumulaciones de Hidrocarburos.

Campos Toqui-Toqui y Maná, Tolima,

Colombia. Autor: Henry Mauricio Martínez Gómez

Asesor: José María Jaramillo Mejía

Co-Asesora: Jillian Pearse

Fecha de Aprobación del Trabajo Académico:

28 de enero de 2016

Temática: Exploración

Subtemática: Técnicas para caracterizar rocas y

fluidos / Métodos para integrar datos a diversas

escalas y provenientes de diferentes fuentes de

información: Satelital, Aerotransportada, Superficie,

Pozo, Geofísica (Sísmica, Potenciales).

Palabras clave: Migración, hidrocarburos,

alteración, suelos, oxidación, reducción, bacteria,

uraninita, magnetita, autigénica, anomalía,

magnetismo, radiometría, DRX, FUS-ICP, ICP-MS.

Introducción Los procesos diagenéticos se ven influenciados

significativamente por las condiciones redox del ambiente donde se desarrollan. La migración de hidrocarburos a superficie puede establecer zonas de oxidación-reducción que favorecen cambios químicos y mineralógicos en los suelos, los cuales producen una concentración anómala de minerales, incluyendo algunos magnéticos y radiométricos que pueden ser medidos con instrumentos geofísicos de campo. Aunque existen numerosos estudios sobre este tema, la mayoría de ellos están basados en observaciones empíricas. Schumacher (1996), en su compilación de los mayores cambios en suelos y sedimentos inducidos por hidrocarburos, resaltó la importancia de un desarrollo científico de estos métodos, así como un riguroso entendimiento de los factores dominantes en estos procesos, de tal forma que se puedan utilizar exitosamente en la exploración de hidrocarburos.

Las manifestaciones superficiales de filtración de hidrocarburos están afectadas directa o indirectamente por las actividades de bacterias y otros microbios. La actividad microbacteriana a lo largo del tiempo produce el desarrollo de zonas de oxidación-reducción, las cuales favorecen la formación de cambios mineralógicos. Esta alteración es tan compleja que ha llevado al desarrollo de una gran variedad de métodos de exploración tales como métodos de carbonatos, métodos magnético y eléctrico, métodos basados en radiactividad, y métodos de sensores remotos.

La oxidación bacteriana de hidrocarburos livianos y su influencia en el pH y Eh del entorno produce cambios en los campos de estabilidad de las diferentes especies minerales, lo cual resulta en la precipitación o solución y removilización de varios minerales y elementos, de tal manera que los suelos sobre acumulaciones de hidrocarburos se convierten significativa y mesurablemente diferentes con respecto al entorno geológico (Pirson, 1969; Oehler & Sternberg, 1984; Price, 1986; Schumacher, 1996). La zona de alteración superficial, que ha sido descrita de manera empírica, puede variar desde las leves anomalías biogeoquímicas descritas en el campo Recluse en Wyoming (Dalziel & Donovan, 1980; Schumacher, 1996), hasta las aureolas diagenéticas inducidas por hidrocarburos (HIDAs) descritas en el campo Cement en Oklahoma (Donovan, 1974; Lilburn & Al-Shaieb, 1983, 1984; Schumacher, 1996), incluyendo el Hierro férrico blanqueado de la Formación La Vela en Venezuela descrito por Everett et al. (2002).

Elementos como filtraciones o ‘seeps’, ‘paraffin dirt’, aguas salinas o sulfurosas, mineralizaciones superficiales y altos topográficos han sido correlacionados con áreas productivas desde los días más tempranos de la exploración de hidrocarburos (Harris, 1908; Reeves, 1922; Thompson A. B., 1933; Sawtelle, 1936; McDermott, 1940; Rosaire, 1940; Feely & Kulp, 1957), a pesar de lo cual las investigaciones detalladas empezaron a surgir en la década de 1970 con Donovan (1974), quien describió por primera vez los complejos cambios químicos y mineralógicos observados en las capas rojas sobre los campos petroleros de Oklahoma (Schumacher, 1996). Alteración Diagenética Inducida por Hidrocarburos

Las bacterias no solo se encargan de la destrucción de hidrocarburos en filtraciones, sino que también son responsables de la formación de grandes volúmenes de minerales autigénicos, incluyendo carbonatos, sulfuro elemental, sulfuros y óxidos de Hierro, así como elementos como el Uranio (Schumacher, 1996). Los modelos y mecanismos que explican estos cambios químicos y mineralógicos en suelos y sedimentos han sido propuestos y discutidos por muchos autores (Donovan, 1974; Oehler & Sternberg, 1984; Hughes et al., 1986; Price, 1986; Klusman, 1993; Al-Shaieb et al., 1994; Thompson et al., 1994). Un resumen simplificado de las reacciones y procesos básicos se muestra en la figura 1 (Schumacher, 1996).

Este modelo de alteración (figura 1) está

destinado a brindar un marco general dentro del cual

un amplio rango de reacciones puede ocurrir. Sin

embargo, no representa todas las posibles

reacciones y procesos que ocurren en ambientes

cercanos a la superficie (Schumacher, 1996).

Figura 1. Modelo generalizado de alteración geoquímica y geofísica de suelos inducida por hidrocarburos. Tomado de Schumacher, 1996.

Los hidrocarburos livianos, principalmente

metano a pentano, migran del reservorio a la

superficie a través de fracturas en la litología por

diferenciación de densidad (Everett et al., 2002).

Cuando alcanzan las condiciones oxidantes

superficiales, son consumidos por bacterias

aeróbicas oxidantes de hidrocarburos, lo que

disminuye el contenido de oxígeno en el ambiente

por medio de la reacción mostrada en la ecuación 1,

desarrollando condiciones anaeróbicas

(Schumacher, 1996): 1) CnH2n+2 + O2 (atmósfera) CO2 + H2O

(con n= [1, 2, 3, 4, 5] para hidrocarburos livianos).

La reducción desasimilatoria de metales es el

proceso utilizado por microbios para conservar

energía a través de la oxidación de dadores de

electrones orgánicos e inorgánicos y la reducción de

metales oxidados de los suelos tales como Fe3+ y

U6+ (Lovley, 1993). La reducción metálica

microbiana permite a los organismos crear

gradientes electroquímicos, los cuales proveen la

energía química que requieren para su crecimiento

(Lovley, 1993; Glasauer et al., 2003). Este proceso

de reducción conduce a la precipitación de

elementos como el Hierro y el Uranio a un estado de

oxidación menor, lo cual afecta su movilidad

(Schumacher, 1996; Fredrickson et al., 2000;

Mohamed Falcón, 2006) y forma nuevo minerales

en concentraciones anómalas (no relacionados con

la geología) que pueden medirse con instrumentos

geofísicos de campo.

En el caso del Hierro, es reducido del estado de

oxidación 3+ a 2+, permitiendo la precipitación

autigénica de minerales como la Magnetita

(Fredrickson & Gorby, 1996; Zhang et al., 1997)

(Dong et al., 2000; Glasauer et al., 2003) (ecuación

2), la cual produce una anomalía magnética

(Dewangan, et al., 2013). 2) Fe3+ + e-

(bacteria) Fe2+ (Fe2+(Fe3+)2O2-4) Magnetita

Similarmente, el Uranio es reducido de U6+ a U4+ permitiendo la precipitación de Uraninita autigénica (Meunier et al., 1990; Spirakis, 1996; Schumacher, 1996; Fredrickson et al., 2000) (ecuación 3), la cual puede ser medida con un contador de centelleo debido a su significativa Radiación Gamma (GR).

3) U6+ + 2e-(bacteria) U4+ (U4+O2-

2) Uraninita

El autor no ha encontrado en su revisión bibliográfica reportes publicados sobre este tema en Colombia, por lo que su propósito fue buscar indicadores de hidrocarburos evaluando diferentes técnicas geofísicas y estudiar las posibles anomalías mineralógicas sobre un campo petrolero.

Este estudio está enfocado en las anomalías magnética y radiométrica producidas en suelos sobre los campos Toqui-Toqui y Maná (TT-MN) en Tolima, los cuales tienen rutas de acceso público. Se escogieron estas dos medidas geofísicas debido a su expresión mesurable y mapeable con instrumentos geofísicos de campo, como punto de partida para la selección de muestras de suelo para análisis elemental y mineral por medio de técnicas geoquímicas.

Este estudio fue realizado en una localidad con presencia conocida de hidrocarburos, pero su metodología puede ser utilizada en exploración de bajo, así como en evaluación de prospectos. Área de estudio

Los campos TT-MN se encuentran en la Vereda Chicalá, Municipio de Piedras, Departamento de Tolima, alrededor de 50km al norte de Ibagué. La figura 2 muestra la ubicación del municipio de Piedras en Colombia y en Tolima, así como la ubicación de los campos TT-MN (punto azul) (Alcaldía de Piedras-Tolima, 2009).

Figura 2. Ubicación del Municipio de Piedras en Colombia y en Tolima. El punto azul corresponde a la ubicación de los campos TT-MN. Modificado de Alcaldía de Piedras-Tolima, 2009.

Marco Geológico. Los campos TT-MN se

encuentran en la sección norte de la cuenca del

Valle Superior del Magdalena (VSM). El mapa

geológico (SGC, 2015) del área de estudio (figura 3)

muestra que en el área de los campos TT-MN

afloran la Formación Honda (n4n6-Sc), el Abanico

de Ibagué (Q-vc), y depósitos aluviales (Q-al). La

Formación Honda es una secuencia estratigráfica

descrita por primera vez por Hettner (1892), datada

por Guerrero (1993) como Neógena, y cuya génesis

es continental lacustre (De Porta, 1966; Acosta G.

et al., 2002). Es descrita como areniscas líticas con

intercalaciones de lodolitas gris-verdosas y

conglomerados (SGC, 2015). La Formación Honda

se encuentra cubriendo discordantemente rocas

sedimentarias Cretácicas (b6k6-Stm), y se

encuentra cubierta de manera discordante por el

abanico de Ibagué y depósitos aluviales

Cuaternarios (Gómez, 2002; SGC, 2015). El

Abanico de Ibagué está compuesto por depósitos

vulcanoclásticos de espesor variable de

composición andesítica del Volcán Nevado Del

Tolima, principalmente flujos piroclásticos, laháres y

depósitos glaciares (Gómez, 2002; SGC, 2015). Los

depósitos Cuaternarios aluviales comprenden

sedimentos actuales no consolidados de poco

espesor y corta extensión, los cuales son

transportados como material de arrastre del Río

Torare y depositados en las llanuras de inundación

(Cortolima; Corpoica; Sena; Universidad del Tolima,

1976; Gómez, 2002). Otros cuerpos de roca

importantes en el mapa son el Batolito de Ibagué (J-

Pi), un intrusivo granodiorítico Jurásico de la

Cordillera Central; rocas metamórficas Triásicas (T-

Mbg3); y el basamento Precámbrico (MP3NP1-

Mag2) (SGC, 2015). La falla de Ibagué es una falla

de rumbo dextral con una longitud de 150km (SGC,

2015).

Figura 3. Mapa geológico del área de estudio y características geológicas relevantes. Depósitos aluviales cuaternarios (Q-al), Abanico de Ibagué ((Q-vc), Fm. Honda (n4n6-Sc), rocas sedimentarias Cretácicas (b6k6-Stm), Batolito de Ibagué (J-Pi), rocas metamórficas Triásicas (T-Mbg3), basamento Mesoproterozoico (MP3NP1-Mag2). Los campos TT-MN están dentro del óvalo rojo. Modificado de SGC, 2015.

Suelos. De acuerdo con el estudio general de suelos

del Departamento del Tolima (IGAC, 2004), en el

área de los campos TT-MN hay tres unidades de

suelo: MWA, MWI, y LWA, las cuales corresponden

a suelos someros y poco productivos expuestos a

fuerte erosión, con bajo contenido de materia

orgánica, y presencia de los horizontes A, B y C, en

los que pueden encontrarse óxidos e hidróxidos

metálicos, materiales arcillosos, algunas raíces, así

como influencia de la litología de afloramiento.

Objetivos General.

Analizar datos magnéticos y radiométricos

tomados sobre los campos TT-MN e identificar si

existen anomalías que se puedan correlacionar con

su ubicación, así como identificar la presencia o

ausencia de mineralizaciones en muestras de suelo

que permitan explicar los resultados geofísicos.

Específicos.

-Generar mapas de contornos de las anomalías

magnética y radiométrica, analizar su

significancia y las coincidencias entre ellos.

-Realizar un análisis mineralógico de las

muestras de suelo seleccionadas que permita

identificar la causa de las anomalías.

-Analizar la información disponible de pozos

productores, así como su relación con la

ubicación de las anomalías.

-Analizar la relación entre las anomalías y la

geología local.

Metodología La adquisición de datos geofísicos y las muestras

de suelo se realizó durante los días 11 y 12 de

octubre de 2014 en los campos TT-MN y sus

alrededores. Los puntos de adquisición se

distribuyeron uniformemente sobre los caminos de

acceso a los pozos. La tabla 1 resume los datos

colectados en el campo.

GR 131 puntos

Intensidad del Campo Magnético 115 puntos

Muestras de suelo 82 puntos Tabla 1. Resumen de muestras de suelo y datos colectados en campo.

Para el procesamiento de los datos magnéticos

se calculó la Señal Analítica con base en el

procedimiento descrito por Cárdenas Contreras &

Castillo López (2013), así como la primera y la

segunda derivada vertical de la Intensidad del

Campo Magnético (MFS). Con estos datos se

realizaron mapas de contornos que fueron

comparados con la información geológica, la

ubicación de los pozos productores y con el mapa

de contornos realizado a partir de los datos de GR

(GR), medidos con un contador de centelleo.

Para el análisis geoquímico se seleccionaron 10

muestras de suelo, las 5 con mayores mediciones

de GR y las 5 con las menores. El análisis químico

se realizó por medio de las técnicas FUS-ICP

(elementos mayores) e ICP-MS (elementos trazas),

y la identificación mineral se realizó por medio de

Difracción de Rayos X (DRX). En la identificación

mineral se realizó separación de minerales

ferromagnéticos a cada muestra y separación por

líquidos densos a la muestra con mayor valor de GR.

Resultados Señal Analítica

La Señal Analítica de la MFS y su visualización

3D se muestran en la figura 4, donde se pueden

identificar claramente dos fuentes anómalas

interrumpidas en la mitad. La profundidad de las

fuentes es estimada por criterios de simetría de las

Campanas de Gauss que representan su ubicación.

La línea amarilla horizontal en el mapa 2D de la

figura 4 representa 1426m, lo que permite el cálculo

de una profundidad media de 1008m y una

profundidad total de 2016m. Para el pico anómalo a

la derecha, esta línea representa 2860m, lo que

permite calcular una profundidad de 2022m a la

fuente.

La interrupción entre las dos campanas de Gauss

se asocia con una falla de cabalgamiento, puesto

que ambos picos en el mapa se encuentran

alineados pero el de la izquierda tiene mayores

valores de Señal Analítica, lo que implica una mayor

profundidad, por lo que se relaciona con el bloque

yacente de la falla. El modelo de la Sub-Cuenca

Girardot (donde se encuentran los campos de

estudio) propuesto por Montes (2001) (figura 5)

concuerda con el análisis de la Señal Analítica en las

profundidades estimadas al basamento y en la

orientación de la falla Cambao. De acuerdo al mapa

geológico del área (SGC, 2015), la falla Cambao

está cubierta y su ubicación precisa no se conoce.

Sin embargo, la descripción de la geología del

petróleo de los campos TT-MN menciona la

convergencia oblícua de la falla Cambao contra la

falla de Ibagué como la causa del monoclinal que

representa la trampa estructural de los campos

(Santacruz, 2014).

Derivadas Verticales de la MFS

El análisis de la Señal Analítica permite la

identificación de fuentes de anomalías magnéticas

relacionadas con estructuras y características

geológicas a escala mapeable. Para la identificación

de las fuentes de anomalías cercanas a la superficie

es necesario usar las derivadas verticales de la

MFS.

Figura 4. Visualizaciones 2D y 3D de la Señal Analítica de la MFS. La línea roja representa el área esquemática de los campos TT-MN, mientras que los puntos negros representan la ubicación de los pozos productores. Las líneas amarillas representan la extensión de las campanas de Gauss usadas para estimar la profundidad de las fuentes de las anomalías (2022m de profundidad para la estructura en el lado izquierdo del mapa, y 2016m de profundidad para la estructura en la derecha). Se propone una falla de cabalgamiento como la causa de la discontinuidad en la señal anómala, la cual es mayor en el bloque yacente (el bloque yacente es más profundo que el colgante). La fuente propuesta es el basamento volcánico Triásico-Jurásico.

Figura 5. Perfil esquemático de la Sub-cuenca Girardot modificado de Montes, 2001. El óvalo azul representa el área estimada del mapa de la Señal Analítica. La línea amarilla vertical representa la ubicación estimada de las campanas de Gauss en la Señal Analítica atribuida al basamento volcánico, la cual es interrumpida por la falla Cambao.

La primera derivada vertical de la MFS permite la

identificación de fuentes anómalas en la superficie,

y la segunda derivada vertical, que amplifica más las

frecuencias altas, permite ubicar las fuentes de las

anomalías cercanas a la superficie.

Las derivadas verticales de la MFS (figura 6)

muestran un valor alto aislado dentro del área de los

campos TT-MN, el cual no puede ser explicado por

la geología local puesto que la distribución de los

sedimentos vulcanoclásticos del Volcán Nevado del

Tolima no es aislada. Esto permite asociar este pico

con la ubicación de la fuente de una anomalía

causada por la migración de hidrocarburos a

superficie y la consecuente generación de

condiciones reductoras, permitiendo la formación de

magnetita autigénica.

MFS y GR

La figura 7 muestra la comparación de los mapas

de la MFS y GR, donde las coincidencias y

semejanzas son señaladas con flechas naranjas y

azules, respectivamente. Las líneas negras

representan perfiles de MFS y GR, los cuales se

muestran en las figuras 8 y 9, respectivamente.

De la figura 7 se puede observar que los valores

más altos de GR se encuentran ubicados en los

bordes suroccidentales del área de los campos TT-

MN, mientras que hay una notable distribución de

valores bajos dentro de la misma. Esta distribución

es opuesta a la observada en la respuesta

magnética, la cual tiene sus valores más altos dentro

del área de los campos TT-MN, y se encuentran

rodeados por valores bajos, lo cual sugiere una

relación con la distribución espacial de los

hidrocarburos.

No hay relación alguna de estas respuestas con

la geología local (figura 10), puesto que ambas

señales geofísicas varían de sus valores más bajos

a los más altos dentro de los mismos cuerpos

litológicos.

De las figuras 7 a la 9 se puede observar que

ambas mediciones tienen valores altos en el límite

occidental de los campos TT-MN y que los valores

máximos de la MFS coinciden con los mínimos de

GR dentro del área de los campos de estudio.

La relación entre GR y la MFS se puede resumir

en el análisis de los perfiles en las figuras 8 y 9.

Los valores máximos de la MFS se pueden

relacionar fácilmente con la ubicación de los campos

petroleros debido a la correspondencia espacial

entre ellos, considerando la ubicación de la fuente

de la anomalía dada por las derivadas verticales.

Figura 6. Primera y Segunda Derivada Vertical de la MFS.

Esto puede ser explicado como la reducción del

Fe3+ de la Hematita y la Goethita en los suelos

debido a las condiciones reductoras producidas por

la filtración de hidrocarburos, la cual permita la

formación de Magnetita autigénica, la cual produce

la anomalía magnética.

Este efecto se puede ver como la relación

Gaussiana propuesta por Schumacher (1996) en su

modelo generalizado de alteración geoquímica y

geofísica de suelos y sedimentos inducida por

hidrocarburos (figura 1).

El comportamiento de las mediciones de GR, con

valores altos en el borde occidental de los campos

de estudio decreciendo hacia el este, se puede ver

como un efecto de aureola, también descrito por

Schumacher (1996) en su modelo para la alteración

de suelos inducida por hidrocarburos (figura 1), el

cual permite que el proceso de reducción se lleve a

cabo únicamente en el límite entre áreas oxidantes

y reductoras.

El U6+ puede reducirse bajo las mismas

condiciones que el Fe3+. Sin embargo, puesto que

es soluble, es drenado de los suelos por las aguas

superficiales y subterráneas y se precipita tan pronto

encuentra un ambiente reductor en su camino hacia

tierras más bajas. Los campos TT-MN se

encuentran en el camino de los drenajes que fluyen

hacia el este de la Cordillera Central hacia el Río

Magdalena, lo cual puede explicar por qué los

valores máximos de GR están en el borde occidental

de los campos de estudio (el U6+ es precipitado

como U4+ antes de que los drenajes puedan cruzar

el área de los campos TT-MN). Esto no solamente

explica la ubicación de los valores máximos de GR,

sino también su considerable decrecimiento hacia el

este.

Estos procesos reductores son mediados por

bacterias, las cuales encuentran más fácil reducir el

U6+ soluble que el Fe3+ mineralizado, lo cual explica

por qué hay valores bajos de la MFS donde están

los máximos de GR. Por otro lado, después de pasar

el borde occidental de los campos petroleros, el

contenido de U6+ disminuye considerablemente, lo

que permite la precipitación de Fe2+ de la reducción

del abundante Fe3+. Esto se ve como valores bajos

de GR en los lugares donde la MFS es máxima,

dentro del área de los campos TT-MN. La figura 11

muestra un modelo esquemático de esta

explicación.

Figura 7. Comparación entre los mapas de MFS y GR. Las flechas naranjas señalan las coincidencias. Las flechas azules señalan las diferencias. Las líneas negras son perfiles para cada medición geofísica.

Figura 8. Perfil de la MFS, el cual aumenta dentro del área de los Campos

TT-MN.

Figura 9. Perfil de GR, el cual es máximo en el borde occidental de los

campos TT-MN y disminuye dentro del área de los mismos.

Figura 10. Mapa geológico, adaptado de SGC, 2015.

Figura 11. Modelo esquemático de las anomalías magnética y radiométrica sobre los campos TT-MN. El U6+ soluble avanza hacia el este y se precipita como U4+ bajo las condiciones reductoras producidas por los campos TT-MN en su borde occidental (efecto de aureola), produciendo la anomalía radiométrica. El U6+ y por tanto el U4+ disminuyen hacia el este, permitiendo la reducción del Fe3+ mineralizado en Fe2+, el cual genera la anomalía magnética sobre los campos TT-MN (efecto Gaussiano).

Composición Química

El análisis de composición química se realizó

para identificar el material parental de los suelos e

identificar alteraciones que se pudieran relacionar

con minerales autigénicos. Para ello, se realizaron

los gráficos de clasificación TAS (figura 12),

clasificación alcalina (figura 13), diagramas Harker

de elementos mayores y gráfico de tierras raras

(figura 14) normalizadas al condrito. Todos estos

resultados fueron comparados con los de Jaramillo

(1980) realizados para las lavas del Volcán Nevado

Del Ruiz, relacionado genéticamente con el Volcán

Nevado del Tolima.

Figura 12. Clasificación TAS de las muestras de suelo. Las muestras son de

composición intermedia.

Figura 13. Clasificación alcalina (Miyashiro, 1974). Todas las muestras son Calco-alcalinas. Este resultado coincide con los de Jaramillo (1980).

Las muestras exhiben un comportamiento típico

de rocas volcánicas de composición intermedia en

sus elementos mayores y en las tierras raras, por lo

que se presume este como el material parental de

los suelos. Sin embargo, el diagrama Harker (1909)

del Potasio muestra un comportamiento anómalo, el

cual decrece al aumentar la sílica total, al igual que

el Uranio y el Thorio, lo cual indica una alteración en

los suelos que sugiere una fuente diagenética de GR

(figura 15). La figura 16 muestra los coeficientes de

correlación entre los elementos que producen GR y

la medición tomada en campo, los cuales son

significativamente altos y positivos, sin embargo, es

más alta en el U y el Th.

Figura 14. Diagrama de tierras raras normalizado al condrito (McDonough & Sun, 1995). Las muestras tienen el comportamiento típico de rocas con composición intermedia.

Figura 15. Contenido de K, Th y U con respecto a la Sílica total.

Figura 16. Correlación entre los elementos que producen GR y la medición de campo. Todos presentan una correlación positiva significativa.

Composición Mineral

El análisis por DRX (figura 17) muestra la

asociación mineral típica de las andesitas de la

Cordillera Central: Plagioclasa intermedia, dos

Piroxenos, dos Anfíboles, Biotita, Zircón, Apatito y

Óxidos e Hidróxidos de Fe-Ti (Jaramillo, 1980). Sin

embargo se encontró la presencia de Magnetita

estequimétrica y Carbonatos de Hierro (Siderita y

Dolomita Ferrosa), los cuales no se relacionan con

la geología local ni con el material parental de los

suelos, por lo que se definen como autigénicos.

Figura 17. Composición mineral de las muestras.

La figura 18 muestra la proporción de minerales

arcillosos, ferromagnéticos y no ferromagnéticos de

cada muestra, lo cual deja en evidencia la gran

variabilidad que hay en las muestras, lo cual sugiere

que los suelos se desarrollaron a partir de material

volcánico transportado con depósitos locales de

cenizas y separación mecánica del material durante

la sedimentación. La alteración del vidrio volcánico

presente en las cenizas produce las altas

proporciones de minerales arcillosos.

Figura 18. Proporción de minerales arcillosos, ferromagnéticos y no ferromagnéticos de las muestras.

La figura 19 muestra la correlación entre los

minerales que producen GR y la medición de

campo. No se encuentra una relación significativa

a la que se pueda atribuir la anomalía radiométrica

medida, por lo que esta se atribuye a la presencia

de Uraninita por debajo del límite de detección de

DRX (~2%).

R² = 0,5256

R² = 0,8529

R² = 0,73310,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

57 62 67 72

SiO2 (%)

K2O(%)

Th(ppm)

U(ppm)

R² = 0,7664

R² = 0,8813

R² = 0,8567

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

22 32 42 52

GR (cps)

K2O(%)

Th(ppm)

U(ppm)

La figura 20 muestra el difractograma de la

muestra concentrada por líquidos densos, en la

que se pueden distinguir las firmas de la Titano-

Magnetita atribuida al material volcánico de la zona

(Jaramillo, Petrography and Mineral Composition,

1980) y la Magnetita de composición elemental

atribuida a la formación autigénica asociada a la

migración de hidrocarburos a superficie.

Figura 19. Correlación entre los minerales con respuesta radiométrica y la medición de GR de campo.

Figura 20. Difractograma que diferencia la Magnetita volcánica de la autigénica.

Conclusiones • Las firmas magnética y radiométrica se relacionan

espacialmente con el área de los campos Toqui-

Toqui y Maná, aunque no de la misma manera; la

firma magnética por un efecto Gaussiano y la

radiométrica por uno de aureola.

• La interpretación de los datos de magnetismo por

medio de la técnica de la Señal Analítica permitió

localizar estructuras importantes de los campos

Toqui-Toqui y Maná.

• El material parental de los suelos tiene

composición volcánica intermedia. Aún conserva el

comportamiento típico de los elementos mayores y

tierras raras, aunque presenta alteración en los

elementos causantes de Radiación Gamma, lo que

sugiere un bajo grado de diagénesis.

• La asociación mineral de los suelos estudiados es

la típica de las andesitas de la Cordillera Central,

lo cual genera un enmascaramiento en las firmas

geofísicas estudiadas y representa un obstáculo

en la identificación de minerales atribuidos a

procesos diagenéticos. Sin embargo, se encontró

evidencia de la presencia de minerales que no se

relacionan con el material parental ni con la

geología (Magnetita estequiométrica, Dolomita

ferrosa y Siderita), lo que sugiere su origen

autigénico relacionado con los campos Toqui-

Toqui y Maná.

• No se puede correlacionar la anomalía

radiométrica con los minerales encontrados, por lo

que puede haber Uraninita por debajo del límite de

detección de DRX (~2%)

• Se encontró una variabilidad significativa en la

proporción mineral de las muestras, lo cual se

explica por diferenciación mecánica en los

procesos de sedimentación, los cuales se

atribuyen a diferentes eventos de transporte aluvial

de material volcánico proveniente de la Cordillera

Central y la caída de cenizas volcánicas, cuya

alteración produjo las proporciones elevadas y

variables de minerales arcillosos en las muestras.

• La composición de los suelos, así como las

mediciones geofísicas, no corresponde con la

geología descrita por el Servicio Geológico

Colombiano en la zona de estudio, por lo que las

anomalías encontradas se atribuyen a procesos

diagenéticos relacionados con los campos de

estudio.

• Con la apropiada información geológica y geofísica

se pueden identificar cambios mineralógicos en

suelos relacionados con la migración de

hidrocarburos a superficie.

Referencias Bibliográficas Acosta G., J. E., Guatame, R., Caicedo A., J. C., & Cárdenas, J. I. (2002).

Grupo Honda (Ngh). In Mapa Geológico de Colombia. Plancha 245 Girardot.

Escala 1:100.000. Memoria Explicativa (pp. 51-53). Bogotá: INGEOMINAS.

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