Earth Sciences Research Journal

Microtermometría y espectroscopia Raman de inclusiones fluidas de las mineralizaciones auríferas de El Vapor, Colombia

ABSTRACT Epigenetic El Vapor gold mineralization is hosted by the Segovia batholith and sedimentary rocks at both sides of El Nús fault, in the eastern flank of the Colombian Andes central cordillera. Gold mineralization is composed by continuous and discontinuous sigmoidal and stockwork veins and veinlets from a few centimeters to two meters of thickness and by hydrothermal breccias. Ore mineralogy includes Pyrite + Galena + Sphalerite ± Chalcopyrite ± Pyrrhotite + Proustite - Pyrargyrite. Gold occurs as inclusions within pyrite, between quartz crystals and filling fractures within pyrite at a late stage of mineralization. The fluid inclusions in quartz veins occur as clusters of primary inclusions or in alignments of secondary and pseudo-secondary inclusions. Based on petrography and Raman spectroscopy, four types of fluid inclusions could be recognized: (1) Type I are primary biphasic, liquid-rich, with (2) Type II are primary or pseudosecondary, multi-volatile presenting (3) Type III are secondary, two-phase, liquid-rich inclusions, composed of and have two different times of formation (IIIA and IIIB), (4) Type IV are very rare, three-phasic, secondary inclusions and composed of S The microthermometric and spectroscopic analysis of fluid inclusions indicates that the fluid associated with the first event of mineralization identified in El Vapor have low to moderate salinities (3.5-9.2 wt% NaCl equiv.), with trapping temperatures between 214°C and 350°C and pressures between 0.5kbar and 2.9kbar. Due to the nonexistence of fluid inclusions with variable degree of filling with opposite homogenization and because of the variations of salinity in a restricted homogenization temperatures range, it is proposed an isothermal fluid mixture process, which together with fO2 changes, generated by fluid reaction with the carbonaceous shales of the Segovia sedimentary rocks, could influence the process of gold deposition. Hydrothermal fluids from El Vapor were near neutral and reduced; similar features have been found in orogenic deposits hosted by turbidite sequences around the world.

RESUMEN Las mineralizaciones epigenéticas de El Vapor se encuentran hospedadas en el Batolito de Segovia y rocas sedimentarias a ambos lados de la falla de El Nús, en el flanco oriental de la Cordillera Central de los Andes Colombianos. Las mineralizaciones auríferas están compuestas por venas y vetillas continuas y discontinuas, sigmoidales y en stockwork desde pocos centímetros hasta dos metros de espesor, así como por brechas hidrotermales. Los minerales de mena incluyen Pirita + Galena + Esfalerita ± Calcopirita ± Pirrotina + Proustita - Pirargirita. Oro se presenta como inclusiones dentro de pirita, entre cristales de cuarzo y rellenando fracturas dentro de pirita, en un estadio tardío de mineralización. Las inclusiones fluidas en las venas de cuarzo se presentan como agrupaciones de inclusiones primarias como alineaciones de inclusiones secundarias y pseudo-secundarias. Con base en petrografía y espectroscopia Raman, se identificaron cuatro tipos de inclusiones: (1) Tipo I, primarias, bifásicas, ricas en líquido, con (2) Tipo II, primarias o pseudo-secundarias, multivolátiles, con presencia de (3) Tipo III, secundarias, bifásicas, ricas en líquido, compuestas por con dos temporalidades diferentes (IIIA y IIIB), (4) Tipo IV, muy escasas, de tres fases, secundarias y compuestas por . Los análisis microtermométricos y espectroscópicos de las inclusiones fluidas indican que el fluido hidrotermal relacionado con el primer evento de mineralización identificado en el El Vapor, presenta una salinidad baja a moderada (3.5-9.2 wt% NaCl equiv.), temperaturas de entrampamiento entre 214°C y 350°C y presiones mínimas de entrampamiento entre 0.5kbar y 2.9kbar. Debido a la inexistencia de inclusiones fluidas con grados variables de relleno y modos diferentes de homogenización, y teniendo en cuenta las variaciones de salinidad observadas en un rango restringido de temperaturas de homogenización, se propone que un proceso de mezcla isotermal de fluidos, junto con cambios en la fugacidad de oxígeno, generadas por la reacción de los fluidos con los shales carbonosos de las rocas sedimentarias de Segovia, pudieron influenciar el proceso de depósito del oro. Los fluidos hidrotermales en El Vapor fueron reducidos y cercanos a la neutralidad, características similares han sido encontradas en depósitos orogénicos hospedados en secuencias turbidíticas alrededor del mundo.

Caracterización biológica y geológica de biopelículas y tapetes microbianos actuales y comparación con estructuras litificadas similares en formaciones cretácicas de Colombia

ABSTRACT Microorganisms may play an important role in the binding of sediments and the formation of sedimentary structures, by means of the formation of biofilms and microbial mats. In this work, filamentous cyanobacteria from three different environments were compared: a biofilm from a lacustrine environment with intervals of flooding/desiccation, a biofilm from a continental saline environment, and a microbial mat from a thermal spring. The optical identification of the cyanobacteria allowed to establish that in the biofilms there is a dominance of the Order Oscillatoriales, while in the microbial mat both cyanobacteria of the Orders Nostocales and Oscillatoriales dominated. Two rock samples isolated from the thermal spring which genesis was possibly influenced by the activity of cyanobacteria are described and classified. One of them is a travertine/microbial framestone with stromatolitic and thrombolytic texture. The second one is classified as a mudstone/microbial boundstone. Finally, a comparison between the sedimentary structures identified in those rocks with similar structures in the formations La Luna, Paja and Tetuán, deposited during regressive phases of the Colombian Cretaceous epyric sea, and microbial mat features previously described is performed. Based on morphological resemblance, fibrillar networks identified locally in those formations are interpreted as possible biolaminations originated from the activity of cyanobacteria.

RESUMEN Los microorganismos pueden jugar un papel importante en la cohesión de los sedimentos y la formación de estructuras sedimentarias, a través de la formación de biopelículas y tapetes microbianos. En el presente trabajo se compararon las cianobacterias filamentosas de tres ambientes diferentes: una biopelícula de un ambiente lacustre con intervalos de inundación/desecación, una biopelícula de un ambiente continental salino, y un tapete microbiano aislado de una fuente termal. La identificación óptica de las cianobacterias permitió establecer que en las biopelículas predomina el Orden Oscillatoriales, mientras que en el tapete microbiano predominan a la vez cianobacterias de los Ordenes Nostocales y Oscillatoriales. Se describen y clasifican dos muestras de roca tomadas de la fuente termal cuya génesis posiblemente estuvo influenciada por la actividad de cianobacterias. Una de ellas es un travertino/ "framestone microbiana con textura estromatolítica y trombolítica. La segunda se clasificó como una lodolita/ "boundstone" microbiana. Finalmente, se realiza una comparación entre las estructuras sedimentarias identificadas en dichas rocas con estructuras similares en las formaciones La Luna, Tetuán y Paja, depositadas durante fases regresivas del mar epicontinental de Colombia durante el Cretácico, y las características de tapetes microbianos descritas previamente. Con base en las similitudes morfológicas, las redes fibrilares identificadas de manera localizada en dichas formaciones se interpretan como posibles bioláminas originadas por la actividad de cianobacterias.

Fracturas en yacimientos volcánicos: caso de estudio del levantamiento de Zhongguai en la margen noreste de la cuenca de Junggar, China

ABSTRACT Fractures in Carboniferous volcanic rocks located at Zhongguai Area (China) highly influence the accumulation and productivity of oil and gas. As such, the study of development periods and genetic mechanisms of tectonic fractures could throw useful information regarding the evaluation and development of that reservoir. Their tectonic origins caused high-angle and oblique shear fractures. The primary orientation of those fractures appears close to EW (270°±10°), NW (300°±15°), NE (45°±15°), and SN (0°±10°). At least four fracture generations can be found in Carboniferous volcanic rocks at Zhongguai Area. Combined with a tectonic evolution, they are based on the segmentation relationship of the fracture fillings, the thermometry measurement of the fracture filling inclusion, and the acoustic emission, as well. Affected by a new horizontal principal stress, the opening and permeability of nearly EW fractures are the best. In this way, a priority in the development of well's patterns should be considered close to EW fractures. The pressure change in the process of exploitation may damage the reservoir permeability of fractured volcano rocks severely. Accordingly, well patterns should be adjusted to dynamic changes of permeability happened during the oilfield development since some differences have been detected in distinct fracture sets.

RESUMEN Las fracturas en las rocas carboníferas volcánicas del área de Zhongguai tienen una influencia determinante en la acumulación y producción de petróleo y gas. El estudio de los períodos de desarrollo y el mecanismo genético de las fracturas tectónicas proveen información importante para la evaluación del yacimiento y su desarrollo. En esta zona se encontraron fracturas con un ángulo alto de cizallamiento y fracturas oblicuas causadas por origen tectónico. La orientación principal de las fracturas es cercana a EW (270°±10°), NW (300°±15°), NE (45°±15°) y SN (0°±10°). Se encontraron por lo menos cuatro generaciones de fracturas en las rocas volcánicas del área de Zhongguai. Combinadas con la evolución tectónica, las fracturas están basadas en la relación de segmentación del relleno de las fracturas, la termometria de las inclusiones, y la emisión acústica. Afectadas por esfuerzos horizontales recientes, las fracturas de apertura y permeabilidad con dirección EW son las mejores. Aquellas fracturas cercanas a la dirección EW deben ser consideradas como una prioridad en el desarrollo de los patrones del pozo. El cambio de presión en los procesos de explotación podría causar daños severos en la permeabilidad de las rocas volcánicas fracturadas en el yacimiento. Durante el desarrollo del campo petrolífero, los patrones del pozo deben ser ajustados de acuerdo con los cambios en las dinámicas de permeabilidad ya que las configuraciones de fracturas son diferentes.

Evaluación geoespacial de los cambios ecoambientales en el área de desertificación de la región semiárida brasileña

ABSTRACT Eco-environmental change prediction models are important decision tools for policy makers, as they help to quantify environmental sensitivity and to understand the relationship between human activities and environmental quality. Thus, this paper aims to analyze eco-environmental changes in Monteiro County, a semi-arid zone within northeastern Brazil between 1987 and 2010, by means of satellite images, geographic information system and global positioning system techniques, topographic map, climatic data and soil maps, as well as field survey. The resulting outputs were evaluated for their ability to accurately predict the most sensitive and least sensitive areas. The results showed that land cover changes have modified the environment in general and the land degradation and low soil loss processes were identified. The mean soil loss decreased from 9.67 t ha-1 yr-1 in 1987 to 2.67 t ha-1 yr-1 in 2010, as an effect of vegetation gain and particularly the conversion of thousands of square kilometers of Tropophile caatinga middle slope and barren land into Tropophile caatinga plain and Tropophile caatinga high strand. Thus, this study provides insight on territorial ordering and management of environmental services with a regional perspective.

RESUMEN Los modelos de predicción del cambio ecológico ambiental son herramientas de decisión importantes para los responsables de la formulación de políticas, ya que ayudan a cuantificar la sensibilidad ambiental y comprenden la relación entre las actividades humanas y la calidad ambiental. Por lo tanto, este artículo tiene como objetivo analizar los cambios ecológicos en el condado de Monteiro, una zona semiárida en el noreste de Brasil. Este estudio utilizó medios de imágenes satelitales, sistema de información geográfica y técnicas del sistema de posición global, mapas topográficos, datos climáticos y mapas de suelos, así como datos de encuestas de campo. Los resultados fueron evaluados en su capacidad para predecir con precisión las áreas más y menos sensibles. Los resultados mostraron que los cambios en la cobertura terrestre han modificado el medio ambiente en general, y se han identificado dos procesos importantes de degradación ambiental: la degradación de la tierra y la baja pérdida de suelo. La pérdida media de suelo aumentó de 0.09 t ha-1 año-1 en 1987 a 0.18 t ha-1 año-1 en 2010, como un efecto del aumento de la vegetación y particularmente la conversión de miles de kilómetros cuadrados de bosque Tropophile de pendiente media y tierra estéril en la llanura del bosque Tropophile y el bosque alto Tropophile. Por lo tanto, este estudio proporciona información sobre el ordenamiento territorial y la gestión de los servicios ambientales con una perspectiva regional.

Método alternativo para mejorar los modelos de campo gravitacional al incorporar información del satélite Explorador de la Circulación Oceánica y de Gravedad

ABSTRACT The aim of this paper is to present an alternative method that can be used to improve existing gravity field models via the application of gradient data from Gravity field and Ocean Circulation Explorer (GOCE). First, the proposed algorithm used to construct the observation equation is presented. Then methods for noise processing in both time and space domains aimed at reducing noises are introduced. As an example, the European Improved Gravity model of the Earth by New techniques (EIGEN5C) is modified with gradient observations over the whole lifetime of the GOCE, leading to a new gravity field model named as EGMGOCE (Earth Gravitational Model of GOCE). The results show that the cumulative geoid difference between EGMGOCE and EGM08 is reduced by 4 centimeters compared with that between EIGEN5C and Earth Gravitational Model 2008 (EGM08) up to 200 degrees. The large geoid differences between EGMGOCE and EIGEN5C mainly exist in Africa, South America, Antarctica and Himalaya, which indicates the contribution from GOCE. Compared to the newest GOCE gravity field model resolved by direct method from European Space Agency (ESA), the cumulative geoid difference is reduced by 7 centimeters up to 200 degrees.

RESUMEN El objetivo de este trabajo es presentar un método alternativo que sea usable para mejorar los modelos de campo gravitacional existentes a través de la aplicación de la información de gradiente ofrecida por el satélite Explorador de la Circulación Oceánica y de Gravedad (GOCE, del inglés Gravity field and Ocean Circulation Explorer). Primero, s( presenta el algoritmo propuesto para la construcción de la ecuación de observación. Luego se introducen los método! para el procesamiento y reducción del ruido tanto en el tiempo como en el espacio. Por ejemplo, el Modelo Europe( Mejorado de Gravedad a través de Técnicas Nuevas (EIGEN5C, del inglés European Improved Gravity model of th Earth by New techniques) se modificó con las observaciones de gradiente del satélite GOCE, en órbita desde marzo de 2009, lo que condujo a un nuevo modelo gravitacional llamado EGMGOCE (Modelo Gravitacional Terrestr del GOCE). Los resultados muestran que la diferencia geoidal acumulada entre el modelo EGMGOCE y el Modelo Gravitacional Terrestre de 2008 (EGM08) se reduce en cuatro centímetros a comparación de la diferencia geoidal entr el EIGEN5C y el EGM08, por encima de los 200 grados. Las mayores diferencias geoidales entre el EGMGOCE y e EIGEN5C se presentan principalmente en África, Suramérica, la Antártica y el Himalaya, lo que muestra la contribuciót del GOCE. Comparado con el más reciente modelo gravitacional GOCE resuelto a través del método directo por l Agencia Espacial Europea (ESA), la diferencia geoidal se reduce en 7 centímetros por encima de 200 grados.

Correlación empírica entre parámetros geotécnicos y geofísicos en la zona de un deslizamiento de tierra. Caso de estudio: Deslizamiento de Nargeschal

ABSTRACT Today, geotechnical and geophysical techniques are used for landslide evaluation. Geotechnical methods provide accurate data, but are time consuming and costly. Geophysical techniques, however, are fast and inexpensive, yet their accuracy is lower than that of the geotechnical methods. Therefore, simultaneous use of geotechnical and geophysical methods provides a suitable solution for landslide evaluation. Availability of geotechnical and geophysical data makes it possible to investigate correlation between different parameters. Correlating geotechnical and geophysical parameters ends up lowering field investigation costs and enhancing subsurface survey speed in a landslide zone. In the present study, in order to evaluate Nargeschal landslide in Iran, ambient noise measurement, ERT survey, and geotechnical investigations were used. Once finished with data processing, the data obtained from geotechnical and geophysical investigations were correlated. These included SPT-N - electrical resistivity, soil moisture content - electrical resistivity, and SPT-N - shear wave velocity correlations. The correlations were examined using two methods, namely Spearman's coefficient test and least square regression analysis. The results obtained from the two methods were in good agreement with one another. The correlations obtained in this study were of moderate to very strong strength and fell in the range of the results of previous studies. Investigation of the results indicated significant influences of ground water on electrical resistivity and soil stiffness on shear wave velocity. Results of this study can be used for soil classification and determination of mechanical and seismic characteristics of soil across various areas.

RESUMEN Actualmente, las técnicas geotécnicas y geofísicas se utilizan en la evaluación de los deslizamientos de tierra. Los métodos geotécnicos proveen información exacta pero son costosos y requieren de tiempo. Las técnicas geofísicas, son rápidas y económicas a pesar de que su exactitud es menor a la ofrecida por los métodos geotécnicos. El uso simultáneo de métodos geofísicos y geotécnicos provee una solución adecuada en la evaluación de estos movimientos en masa. La disponibilidad de información geotécnica y geofísica hace posible investigar la correlación entre los diferentes parámetros. Esta correlación permite una reducción en los costos de la investigación y agiliza la medición subsuperficial en las zonas de deslizamiento. En este estudio, con el fin de evaluar el deslizamiento de Nargeschal en Irán, se utilizaron medidas de ruido de fondo, prospección eléctrica, e investigaciones geotécnicas. Una vez terminado el procesamiento de los datos, se correlacionó la información obtenida de los análisis geotécnicos y geofísicos. Estos incluyen correlaciones ensayo de penetración estándar- prospección eléctrica, contenido de humedad del suelo-prospección eléctrica, y ensayo de penetración estándar-velocidad onda de corte. Las correlaciones se examinaron a través de dos métodos, llamados la prueba de coeficiente de Spearman y el análisis de regresión de mínimos cuadrados. Los resultados obtenidos a través de los dos métodos coinciden entre sí. Las correlaciones obtenidas en este estudio fueron de fuerza moderada a muy fuerte y se enmarcan en los resultados de estudios previos. El análisis de los resultados señalaron fuertes influencias del agua subterránea en la prospección eléctrica y la rigidez del suelo en la velocidad de la onda de corte. Los resultados de este estudio se pueden utilizar para la clasificación del suelo y la determinación de características mecánicas y sísmicas del suelo a través de varias áreas.

Enfoque modificado de la Inversión de Impedancia Elástica con variación del valor Κ

ABSTRACT Elastic impedance inversion is the latest development in the field of hydrocarbon exploration and production. The present research focuses on the improvement of the use of elastic impedance inversion, easing exploration of hydrocarbons. The seismic velocities change with variation in geological constraints. Constant Κ, which is S-wave to P-wave ratio of the nth layer and n+1 layer across the interface, it must be changed accordingly. This research focuses on testing the effects of Κ as a constant in the elastic impedance equation. As using the same value of Κ for all types of formations can give rise to severe errors in the interpretation of data. The importance of the value of Κ for particular Amplitude Variation with Offset AVO type (I-IV) is studied using different Elastic Impedance Equations. The Reflection Coefficient (RC) curves for each AVO class are generated using Zoeppritz approximation and Elastic Impedance equations. The comparison of RC curves shows significant variations at far offsets in each AVO type using the Constant value of Κ. When Κ Calculated is used, AVO type I and Type II shows a good match at near, mid and far offsets. Type III does not change due to the changing value of Κ. Type IV gives good agreement at near and intermediate offsets. This variation in curves, with the change in the value of Κ, indicates that it is a significant factor of interpretation using elastic impedance. The application of findings on well logs has given a satisfactory confirmation of the present results. This research can be helpful to resolve severe errors in the interpretation due to the constant value of Κ.

RESUMEN La Inversión de Impedancia Elástica es el último desarollo en los campos de la producción y exploración de hidrocarburos. La presente investigación se enfoca en el mejoramiento del uso de la inversión de impedancia elástica para facilitar la exploración de hidrocarburos. Las velocidades sísmicas cambian con la variación de las condiciones geológicas. La constante Κ, que es el resultado de la velocidad de la onda S y la onda P en una capa n y en la capa n+1 a lo largo del punto de contacto, debe ser cambiada de acuerdo con estos condicionantes. Este trabajo busca medir los efectos de Κ como una constante en la ecuación de impedancia elástica. Si se usa el mismo valor de Κ para todos los tipos de formaciones se puede incurrir en errores severos al interpretar la información. Se analizó el valor de la constante Κ en la Variación de la Amplitud con el Desplazamiento (AVO, del inglés Amplitude Variation with Offset) tipos I al IV a través de diferentes ecuaciones de impedancia elástica. Las curvass del Coeficiente de Reflexión para cada tipo AVO se generaron a traves la ecuaciones de Zoeppritz y impedancia elástica. La comparación de las curvas de reflexión muestran variaciones determinantes en los desplazamientos más lejanos en cada tipo AVO si se usa un valor constante de Κ. Cuando se utiliza el valor modificado de Κ, los tipos I y II de AVO muestran coincidencia en los desplamientos cercanos, medianos y lejanos. La AVO tipo III no cambia cuando se utiliza el valor Κ constante o modificado. La AVO tipo IV concuerda en los desplazamientos cercanos e intermedios. Esta variación en curvas, con los cambios en el valor de Κ, indican que esta constante es un factor significante en la interpretación a traves de la impedancia elástica. La aplicación de los hallazgos de este trabajo en registro de pozos han confirmado satisfactoriamente los resultados. Esta investigación puede ser de ayuda para resolver errores en la interpretación de información que tenga un valor de Κ constante.

La revolución del gas de lutita en China-problemas y contramedidas

ABSTRACT Shale gas development throughout the world has resulted in a revolution in the field of global energy and has also become an important topic in China in recent years. While organic-rich shale is widely distributed in China and the initial commercialization of shale gas has been achieved, the research, exploration, and development of shale gas remain at an early stage. Problems exist with crucial technologies, innovation, institutional mechanisms, environmental protection, and other aspects of the industry. The shale gas exploration and development industry in China can learn from the experiences of other countries and strengthen its position in the market, with the support of new government policy. Given its unique geological conditions, China should speed up the introduction of technical innovation and establish its unique systems and methods for shale gas exploration and development.

RESUMEN El desarrollo del gas de lutita en el mundo ha significado una revolución en el campo de la energía; en China, durante los útlimos años se ha convertido en un tema importante. Las lutitas, ricas organicamente, están ampliamente distribuidas en China y la comercilización inicial de gas de lutita ha sido lograda; sin embargo, la investigación, exploración y desarrollo de este producto permanence en etapas prematuras. Los problemas se presentan en las tecnologías clave, la innovación, los mecanismos institucionales, la protección ambiental y otros aspectos de la industria. La exploración del gas de lutita y el desarrollo industrial en China se pueden mejorar a partir de las experiencias de otros países y con su fortalecimiento en el mercado, acompañado del apoyo de políticas gubernamentales. Gracias a sus condiciones geológicas únicas, China puede acelerar la introducción de innovación técnica y establecer sus sistemas y métodos únicos para la exploración y desarrollo del gas de lutita.