Gravimetria Para Geologos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMAN FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE GEODESIA Y TOPOGRAFÍA CATEDRA DE GEOFÍSICA APUNTES DE

PROSPECCIÓN GRAVIMÉTRICA
PARA ALUMNOS DE GEOLOGÍA DE LA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMAN

Prof. Ing. Luis A. Estrada Año 2008

Geofísica – FACET – UNT - Prospección Gravimétrica para Geólogos

INTRODUCCIÓN Enrazón de que un objeto sobre la superficie terrestre es atraído por la masa de la Tierra, el Método de Exploración Gravimétrica utiliza este fenómeno para detectar variaciones laterales en la densidad de materiales bajo la superficie, midiendo la gravedad e interpretando los valores registrados. Se nos presenta una aparente dificultad si consideramos la magnitud de las variaciones que medimos. Elvalor medio de la gravedad de la tierra es de 980 cm/seg2, y para que podamos detectar los cambios de densidad que mencionamos, es necesario que midamos 10-5 de esta unidad. No obstante esto es posible pero requiere instrumentos muy sensibles. El cálculo del efecto que producen las masas de densidad y formas variables no es tan complicado, sí en cambio, el hecho de que distintas configuracionesde forma y densidad, producen idénticos valores de gravedad observada. Dada esta particularidad, es un método de prospección que detecta fundamentalmente grandes estructuras de carácter regional, y tratándose de pequeños yacimientos de minerales, el requisito será un fuerte contraste de densidad y una buena información geológica de base. Generalmente se lo complementa con otros métodos geofísicos,sirviendo fundamentalmente como de reconocimiento previo a la sísmica para prospección petrolífera. FUNDAMENTO FÍSICO La Primera Ley de Newton establece que existe una fuerza de atracción entre dos masas m1 y m2 separadas por una distancia r, representada por la siguiente relación de proporcionalidad:
m1 m2 r F F

F ∝

m1m2 r2 = G

m1m2 r2

Para la determinación del factor deproporcionalidad, Cavendish en el año 1798 ideó una balanza similar a la de la figura, y como podía medir las masas y distancias, además de conocer el coeficiente de torsión del hilo de suspensión y medir el ángulo de rotación, pudo calcular el coeficiente de proporcionalidad que es la conocida Constante de Gravitación Universal (G) que vale 6,67 x 10-11 Nm2/kg2. Si suponemos que la tierra es esférica eirrotacional con masa M, la atracción Newtoniana a una masa genérica m sobre su superficie será: F = GmM/R2 donde R es el radio medio de la Tierra.

La segunda ley de Newton establece que F = ma, y si definimos como g, aceleración de la gravedad, a la causada por la atracción de la masa de la tierra, entonces: F = mg = G mM/R2 y finalmente tendremos que g = GM/R2

UNIDADES El valor de g en elSistema Internacional viene dado en m/seg2, pero en honor a Galileo se definió el Gal = 1cm/seg2. Como necesitaremos valores muy pequeños, definimos el miligal = 1mgal = 0,001 Gal y la unidad gravimétrica ug = 0,1 miligal. En microgravimetría se usa el centésimo de miligal. MEDICIÓN DE LA GRAVEDAD La determinación del valor absoluto de la gravedad requiere de instrumentos sofisticados, difíciles detransportar, con un considerable tiempo para la medición y con un sinnúmero de cuidados.

Ing. Luis Estrada - 2008

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El péndulo es uno de estos instrumentos, ya que una masa suspendida a una longitud L, oscila con un período T, tal que T = 2π√L/g Esto en razón de que la gravedad hace de fuerza recuperadora del sistema. Elmétodo de caída libre con laser y medición electrónica de tiempo y distancia, puede asegurar 0,01 miligal, utilizando la conocida relación z = ½ gt2 ó g = 8(z2-z1)/((t4-t1)2 – (t3-t2)2)

cuando se arroja un cuerpo hacia arriba, pasando por dos marcas en subida y dos en bajada (z1 y z2) y midiendo los tiempos (t1,t2,t3 y t4) correspondientes. La determinación del valor relativo de la gravedad se...