Introducción
En la corteza de la tierra, la concentración de elementos radiactivos generalmente siguen una distribución log-normal; lo mismo sucede cuando se analizan muestras de prospección o exploración no importa que elemento sea, la distribución que estos muestran por lo general son tenores mayormente bajos, los cuales conforme se van incrementando en valores más altos estos se hacen cada vez menos frecuentes (distribución sesgada positiva), hecho que ocurre casi siempre en cualquiera que sea el tipo de yacimiento mineral [1].
Con relación a la medición de radiación gamma, se debe indicar que la información radimétrica suministrada por la actividad de los elementos integrantes de la cadena de desintegración del uranio está condicionada a una situación de equilibrio entre los citados elementos, vale decir que todos ellos deben de estar presentes en el mineral y en determinadas proporciones.i
Tres son los elementos de la cadena de desintegración radiactiva del uranio que pueden migrar produciendo desequilibrio: el U-234 y Ra-226 solubles en agua y el Rn-222 que es un gas de gran movilidad. El U-234 pertenece al grupo del uranio y el Ra-226 y Rn-222 al grupo del radio. La migración de los mismos ocasiona la ausencia de un elemento que se encuentra a posteriori en la cadena, el Bi-214 cuyo nivel de energía de 1.762 MeV presenta un pico característico dentro del espectro.
Si se tiene presente que del 100 % de la información gamma total, el 2 % pertenece al grupo del uranio y el 98 % restante al grupo del radio, se deduce que los dos elementos más importantes a considerar como causa del desequilibrio son el Ra-226 y el Rn-222.
En el tratamiento de resultados de uranio procedentes de mediciones por espectrometría gamma in situ observamos que los valores al ser interpretados en un diagrama Th/U, el logarítmo de estos valores son los que responden mejor al establecer la correlación secular de la proporción Th/U = 4. Sin embargo, un desbalance de esta relación nos indica que los minerales de uranio presentes en el granito han sufrido modificación por efectos de removilización; en consecuencia, esto determina como roca fuente de uranio facies del granito, indicando desde el punto de vista geoquímico diferenciación magmática.
La Figura 1 se muestra los diagramas de la distribución normal y distribución log-normal, ésta última distribución generalmente está caracterizada en términos de la variable log-transformada, utilizando como parámetro el valor de la media de su distribución o la desviación estándar [2].
Figura 1. Ejemplos: (a) distribución normal (b) distribución log-normal.
Metodología
El estudio se basa en información levantada en campo de mediciones por espectrometría gamma in situ en la zona “Villa Progreso” en el granito de San Ramón-La Merced, Región Junín, referenciada por un posicionador satelital de coordenadas (N 8’789,133 E 469,862), donde se han efectuado determinaciones de la concentración de actividad de uranio equivalente (Ue), en este caso en un espectrómetro portátil modelo RS-230 BGO. Igualmente, se han realizado mediciones de las concentraciones de la actividad de los elementos Th y K, las lecturas corresponden a un perfil de campo sobre afloramiento del granito, de las que no ha sido necesario tomar la muestra.
Los tenores de U-Th-K obtenidos en las mediciones de campo, como el logaritmo calculado de estos valores se muestran en la (Tabla 1) se puede apreciar que tanto los tenores de uranio y torio medidos en campo por el espectrómetro gamma no guardan la proporcionalidad del equilibrio secular (relación Th/U = 4) sus logaritmos de estos han sido utilizados para elaborar los diagramas de la relación Th-U y U-K que se ilustran en la Figuras 2 y 3. A partir de estos diagramas se han efectuado las interpretaciones del comportamiento del uranio en la roca granito bajo estudio.
Tabla 1. Tenores de espectrometría gamma de U-Th-K, Granito de San Ramón.
N° Muestra | Código | Espectrometría gamma | Observaciones | |||||
K (%) | Log | U (ppm) | Log | Th (ppm) | Log | |||
1 | SR-1.12.a | 6.3 | 1.84 | 62.8 | 4.13 | 820 | 6.7 | roca intrusiva, granito rojo |
2 | SR-1.12.b | 7.3 | 1.98 | 96.5 | 4.56 | 1256 | 7.13 | roca intrusiva, granito rojo |
3 | SR-1.12.c | 6.6 | 1.88 | 30.7 | 3.42 | 365 | 5.89 | roca intrusiva, granito rojo |
4 | SR-1.12.1 | 5.9 | 1.77 | 12.9 | 2.55 | 92.3 | 4.52 | roca intrusiva, granito rojo |
5 | SR-1.12.2 | 11.3 | 2.42 | 85.7 | 4.45 | 1263 | 7.14 | roca intrusiva, granito rojo |
6 | SR-1.15.3 | 6.4 | 1.85 | 12.4 | 2.51 | 77.6 | 4.35 | granito rojo grano grueso, biotítico |
7 | SR-1.15.4 | 8.4 | 2.12 | 49.5 | 3.9 | 921.3 | 6.82 | granito rojo grano grueso, biotítico |
8 | SR-1.15.4.1 | 5.8 | 1.75 | 16 | 2.44 | 176.4 | 5.17 | granito rojo grano grueso, biotítico |
9 | SR-1.15.5 | 5.4 | 1.68 | 11.4 | 2.43 | 59.6 | 4.08 | granito rojo grano grueso, biotítico |
10 | SR-1.15.6 | 7.5 | 2.01 | 29.3 | 3.37 | 880 | 6.77 | granito rojo grano grueso, biotítico |
11 | SR-1.15.7 | 5.9 | 1.77 | 32 | 3.46 | 388.5 | 5.96 | granito rojo grano grueso, biotítico |
12 | SR-1.15 | 5.2 | 1.64 | 7 | 1.94 | 30.2 | 3.4 | granito rojo grano grueso, biotítico |
13 | GM-1.16 | 5.8 | 1.75 | 8.6 | 2.15 | 15.2 | 2.72 | base contacto granito/Gpo. Mitu |
14 | GM-1.16 | 6.7 | 1.9 | 8.8 | 2.17 | 17.9 | 2.88 | base contacto granito/Gpo. Mitu |
15 | GM-1.16 | 6.4 | 1.85 | 7.4 | 2 | 20.6 | 3.02 | base contacto granito/Gpo. Mitu |
Figura 2. Muestra la relación, en el eje de las abscisas el log de los valores de U y en el eje de las ordenadas el log de los valores de Th.
Figura 3. Muestra la relación en el eje de las abscisas el log de los valores de U y en el eje de las ordenadas el log de los valores de K.
Resultados y discusión
En el presente estudio el tratamiento de los valores de uranio obtenidos por espectrometría gamma, cuando se les interpreta a partir del logaritmo (comportamiento log-normal del tenor de uranio) y se les representa en diagrama binario Th/U, muestran una correlación lineal positiva y se interpreta que estos dos elementos radiactivos tienen la misma filiación metalogenética y, orienta la prospección con mayor claridad en las etapas iniciales, donde predominan valores generalmente bajos en uranio posibilitando una mejor interpretación de su repartición espacial (concentración) y la orientación de la prospección.
Con relación a la procedencia de las muestras pertenecen a ambiente ígneo y representada por la asociación magmatica; el vulcanismo del grupo Mitu, integrada por andesitas y areniscas rojas, y la intrusiva el granito de San Ramón que por su contenido de uranio caracteriza a cada unidad ígnea cuando se establece la relación con el contenido de torio; en este caso, en los diagramas de las Figuras 2 y 3 se muestra una clara diferencia entre dos tipos de rocas, volcánicas e intrusivas, información que nos permite afirmar que si bien tienen un origen co-genético no muestran una correlación, debido a que en estas últimas se ha producido en el tiempo de emplazamiento un gradual enriquecimiento en uranio por diferenciación magmática, pasando a constituirse en granito fértil a diferencia de la modalidad considerada por Roger & Adams [3].
Las anomalías de uranio de la zona en estudio tienen un claro control litológico. En la Tabla 1 las muestras de granito (SR) tienen tenor medio de 37.2 ppm de U y 527 ppm de Th, las muestras de rocas volcano-detríticas del paleozoico (GM) tienen tenor más bajo, 8.2 ppm de U y 17.9 de Th, y establece que se ha producido removilización de uranio en el seno del granito de San Ramón, dando lugar a formación de depósitos de uranio que en la etapa de exploración del granito se debe definir.
Conclusiones
Mediciones de U, Th y K in situ por espectrometría gamma en rocas intrusivas ofrecen información útil en las etapas iniciales de la fase exploratoria determinado zonas anómalas en contenido de uranio.
Las muestras de rocas volcano-detríticas (andesitas y areniscas) del paleozoico (GM) con un log medio de 2.10 de U y log 2.87 de Th; las muestras de facie granito rojo de log promedio de
3.82 de U y 6.27 de Th; el de facie granito biotítico el log promedio de 2.80 de U y log 5.22 de Th. Por la relación de proporcionalidad de estos se indica que la facie de granito rojo con una relación de log Th/U=1.64 representa la de mayor favorabilidad, por diferenciación y removilización de uranio.
Rocas del tipo volcáno-detríticas (andesitas, areniscas) e intrusivas (granito), pertenecientes al mismo contexto metalo-genético, en estas últimas el contenido de uranio se debe a la ocurrencia de un proceso de enriquecimiento de este elemento por diferenciación en el ciclo magmático, dando lugar a un nuevo modelo de depósito de uranio en el país que eleva el potencial.