ADIQUISICIÓN, PROCESADO E INTERPRETACION DE DATOS ...

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL.

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

CIENCIAS DE LA TIERRA UNIDAD TICOMÁN

OPCIÓN CURRICULAR.

ADIQUISICIÓN, PROCESADO E INTERPRETACIÓN

DE DATOS ESPECTROMÉTRICOS (TORIO,

POTASIO Y URANIO) EN LA REGIÓN DE

TECUANIPAN, CHOLULA-PUEBLA.

PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO GEOFÍSICO

PRESENTA:

DANIEL ANDRÉS DAMAS LÓPEZ

ASESOR: DR. ENRIQUE COCONI MORALES

MÉXICO D.F. FEBRERO 2011

ADIQUISICIÓN, PROCESADO E INTERPRETACION DE DATOS ESPECTROMÉTRICOS (TORIO,

POTASIO Y URANIO) EN LA REGIÓN DE TECUANIPAN, CHOLULA-PUEBLA.

ÍNDICE.

RESUMEN. ............................................................................................................................. i

ABSTRACT. ...........................................................................................................................ii

INTRODUCCIÓN. ............................................................................................................... iii

OBJETIVO: ........................................................................................................................... iv

CAPITULO 1. GEOLOGÍA. .................................................................................................. 1

1.1 LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO. ....................................................... 3

1.2 VÍAS DE COMUNICACIÓN. ...................................................................................... 4

1.3 ESTRATIGRAFÍA. ...................................................................................................... 4

CAPITULO 2 ESPECTROMETRÍA. .................................................................................... 7

2.1. ANTECEDENTES. ...................................................................................................... 7

2.1.1 ESTADISTICA NATURAL DE LA DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA. ....... 9

2.1.2 FUENTES NATURALES DE RADIACIÓN. ..................................................... 10

2.1.3 FUENTES DE RADIACIÓN GAMA. ................................................................. 10

2.2. BASES GEOLÓGICAS DE LOS MÉTODOS ESPECTROMÉTRICOS. ............... 10

2.3. ELEMENTOS Y MINERALES RADIACTIVOS. ................................................... 11

2.3.1. URANIO. ............................................................................................................. 12

2.3.1.1 MINERALES QUE CONTIENEN URANIO. .................................................. 12

2.3.2. TORIO. .................................................................................................................... 13

2.3.2.1 MINERALES QUE CONTIENEN TORIO. ..................................................... 13

2.3.3. POTASIO. ............................................................................................................... 13

CAPITULO 3 METODOLOGÍA DE ADQUISICIÓN Y PROCESADO DE DATOS. ..... 14

3.1. EQUIPO UTILIZADO. .............................................................................................. 14

3.2. RESPUESTA DEL DETECTOR. .............................................................................. 14

3.2.1.- DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO UTILIZADO. .................................................. 15

3.3. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). ......................................... 16

3.3.1.-DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO UTILIZADO. ................................................... 17

3.4. ADQUISICIÓN DE LOS DATOS. ........................................................................... 17

3.5. LECTURA DE LOS DATOS. ................................................................................... 18

CAPITULO 4 INTERPRETACIÓN. ................................................................................... 27



ii

4.1 GRAFICACIÓN DE LOS DATOS ............................................................................ 27

4.2 RELACIÓN TORIO-POTASIO. ................................................................................ 31

4.3 PERFÍLES. .................................................................................................................. 33

4.3.1 DESCRIPCIÓN DE LOS PERFILES. ................................................................. 38

4.4 CORRELACIÓN GEOLÓGICA. ............................................................................... 45

CAPITULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ........................................... 49

5.1 CONCLUSIONES. ..................................................................................................... 49

5.2 RECOMENDACIONES. ............................................................................................ 50

BIBLIOGRAFÍA. ................................................................................................................. 51



i

RESUMEN.

En el año 1896 Becquerel descubrió accidentalmente una nueva propiedad de la materia que

más tarde se denominó radiactividad. Posteriormente, Rutherford pudo demostrar que cada

rayo alfa es un átomo de helio doblemente ionizado.

Los estudios que en 1898 realizan los físicos franceses Marie y Pierre Curie sobre los

minerales de Uranio y Torio, condujeron al descubrimiento de dos elementos, el Polonio y el

Radio.

Mientras que muchos elementos naturales tienen isótopos radiactivos, sólo el Potasio y el

Uranio y el Torio tienen serie de desintegración, los Rayos Gamas producen radioisótopos de

energía suficiente y la intensidad se mide por espectrometría de Rayos Gama. Esto se debe a

que son relativamente abundantes en el medio natural. Abundancias promedio de la corteza de

estos elementos citados en la literatura están en el rango 2-2.5% K, 2-3 ppm U y Th 8-12 ppm.

La aplicación de la radiactividad en ciencias de la tierra se basa en el conocimiento de las

propiedades físicas de las fuentes de radiación, y nuestra capacidad para detectar estas fuentes

a través del análisis de los datos obtenidos por teledetección.

La herramienta mide la radiación natural de la roca, originada por las tres familias de

elementos radioactivos Torio, Uranio y los isotopos de Potasio. Responde a los Rayos Gama

producidos en el proceso de decaimiento radioactivo que ocurre naturalmente en los minerales

que componen la roca.

La herramienta de medición consiste en un contador de centelleo y foto-multiplicador esta

aprovecha que los Rayos Gamas emitidos por las tres familias de elementos radioactivos

tienen diferentes energías (espectros) para distinguir cual de los elementos origina la radiación

medida y asociarlas con la Litología que predomina en la zona de estudio.



ii

ABSTRACT.

In 1896, Becquerel accidentally discovered a new property of matter that later called

radioactivity. Later, Rutherford was able to demonstrate that each alpha ray is a doubly

ionized helium atom.

Studies conducted in 1898 the French physicists Marie and Pierre Curie on uranium and

thorium, led to the discovery of two elements, polonium and radium.

While many natural elements have radioactive isotopes, only the potassium and uranium and

thorium decay series have, the radioisotopes produced gamma rays of sufficient energy and

intensity is measured by Gamma-Ray Spectrometry. This is because they are relatively

abundant in the wild. Average crustal abundances of these elements cited in the literature are

in the range 2-2.5% K, U2-3 ppm y Th 8-12 ppm.

The application of radioactivity in the earth sciences is based on knowledge of the physical

properties of the radiation sources, and our ability to detect these sources through the analysis

of remotely sensed data.

The tool measures the natural radiation of the rock, caused by the three families of radioactive

elements thorium, uranium and potassium isotopes. Responds to gamma rays produced in

radioactive decay process that occurs naturally in the minerals that make up the rock.

The measurement tool consists of a scintillator and photo-multiplier that takes advantage of

the gamma rays emitted by the three families of radioactive elements have different energies

(spectrum) to distinguish the elements which causes the measured radiation and relate them to

the lithologies predominates in the study area.



iii

INTRODUCCIÓN.

El siguiente proyecto se enfoca en el análisis de los datos obtenidos de la radiactividad emitida

por los radioelementos (Torio, Potasio y Uranio) que se encuentran en las rocas.

El presente estudio se realizó en una superficie de 100km2 aproximadamente, ubicada en el

municipio de Tecuanipan-Cholula Estado de Puebla. Esta superficie fe dividida en 2 partes

iguales, donde en este trabajo solo se hablara del área 2 que se encuentra en el municipio de

Tecuanipan.

Las mediciones tomadas se hicieron a lo largo de una malla irregular con una distancia de

1000 metros entre cada punto de medición, los datos espectrométricos de Rayos Gama fueron

tomados en todos los caminos posibles que cubrían el área de estudio.

Al término de la adquisición de los datos, fueron analizados, procesados y posteriormente se

realizó una configuración para su interpretación. Ya configurados los datos se trazó un perfil

de apoyo sobre las anomalías de mayor importancia y a partir de este se realizó la relación

Torio-Potasio para determinar los minerales que hay en la zona de estudio y así se logró

determinar la litología de la zona de estudio.

En conclusión el presente estudio permitió recalcar que la técnica geofísica de prospección de

Rayos Gamas es sumamente confiable para los estudios de prospección Geológica.



iv

OBJETIVO:

a) Adquisición y procesamiento de datos de campo en la región de Tecuanipan, Cholula-

Puebla.

b) Interpretación de datos espectrométricos de Rayos Gama.

c) Correlacionar la litología del área de estudio con los resultados del método de

espectrometría de Rayos Gama.



1

CAPITULO 1. GEOLOGÍA.

El área de estudio se localiza dentro del Eje Neovolcánico Transmexicano (Demant., 1978), el

cual es una expresión fisiográfica de 920 Km de extensión, que divide a la porción intermedia

de la República Mexicana, desde el Océano Pacífico hasta el Golfo de México y es producto

de la activa subducción de la Placa de Cocos en la trinchera de Acapulco. El Eje Neovolcánico

está constituido por rocas y edificios volcánicos de carácter calcoalcalíno de edad Miocénica,

con una orientación general E-W y corta las principales provincias Terciarias de México.

El Popocatépetl tiene menos de 730,000 años, donde todas las rocas tienen polaridad normal.

El cono original del volcán está compuesto por flujos de lava de Andesita-Dacita. El volcán ha

sido destruido por lo menos dos veces por erupciones de tipo vulcaneano.

La historia eruptiva del volcán Popocatépetl y la evolución Geomórfica han sido interpretadas

a través de la identificación de las unidades Morfoestratigráficas y su caracterización e

identificación Litológica en campo.

El volcán Nexpayantla creció por un emplazamiento de los flujos principales de Andesita-

Dacita y un gran domo de Dacita. El volcán Nexpayantla fue afectado por la glaciación de

Nexcoalango, el cual erosionó los valles de la Barranca Hueyatlaco y la Barranca

Nexpayantla, hace 36000 años, el volcán Nexpayantla colapsó a el Sureste, generando la

escapa Tlamacaz y los depósitos de avalancha menores de Tlayecac. De la misma edad de los

depósitos de Mayorazgo, el cual forman los depósitos menores disecados del volcán Calpan

entre Atlixco y la Ciudad de Puebla. Esto originado del colapso a faldas del volcán.

El volcán Ventorrillo fue formado en los remanentes del Nexpayantla a través de los

emplazamientos de los flujos de lava de Andesita-Dacita el cual redondean previamente los

domos y cubren más de los flujos de Nexpayantla. Mientras tanto, en el pico del volcán

Iztaccíhuatl producen algunos depósitos piroclásticos que fueron hacia el valle glaciar,

formando los abanicos superficiales de Calpan. Colapsó al Suroeste entre 22,000 y 23,655

años y generó depósitos de avalanchas superficiales de Tlayecac este colapso fue acompañado

por una erupción peleana que depositó Pómez de Tochimilco en el Sur y marcó un excelente

horizonte estratigráfico.

El volcán Atlixco esta al Norte de las colinas pronunciadas con cumbres redondeadas y al Este

de Atlixco está formado por una serie compleja de roca volcánica de Andesita Basáltica que

incluye flujos de lava y depósitos vulcanoclásticos. Hay posibles depósitos de la edad

Terciaria, desde las erupciones que son apenas distinguibles y en su mayoría han sido

erosionadas, y que podrían relacionarse con el Ixtlilco o el grupo Telpexco, que afloran en el

Suroeste. Se cubren discordantemente por depósitos disecados del abanico volcánico de

Calpan, por las lavas de Metepec, y las Pómez de Tochimilco y los Lajares de

Tianguismanalco.

La erupción Peleana más joven impactó la morfología del Noreste, principalmente a través de

los emplazamientos de numerosos Lajares a lo largo de la Barraca la Espinera.



2

La erupción de Pómez generó un espesor y algunos flujos piroclásticos y Lajares debajo de la

Barraca la Espinera, depositando los Xalitzintla. Los Lajares fueron desviados al Este por las

lavas de Nealtican, llegando y llenando parcialmente el valle de Tecuanipan.

A continuación se describen las características de las rocas, pendientes de lava y tipos

sedimentos con las que cuenta el área de estudio (Figura1).

Basalto Brecha Volcánica Basáltica (Bvb).-Pertenecientes al Terciario en el punto se

encuentra en frentes de lava Basáltica caóticamente interestratificada con tezontle, a

los cuales le sobreyacen Tobas Básicas. En la periferia de la unidad se encuentran

bancos de préstamos que son explotados para la fabricación de ladrillos.

Basalto (B).- Se localiza en el Terciario, el afloramiento se encuentran en una ventana

de erosión, son Basaltos vesiculares de tono rojizo y textura afanítica, subyacen a

Tobas Básicas y Brechas Volcánicas Básicas.

Pendientes de lava.- La principal elevación del área de estudio es el volcán

Popocatépetl y está constituida por pendientes de lava. Algunos flujos de lava

Andesítica a Dacita están claramente en el relieve y están identificadas

individualmente, mientras que el resto están agrupadas de acuerdo al grado de

preservación de las estructuras primarias del flujo de lava.

Ceniza Negra.- La cumbre del cono está cubierta con un manto compuesto de varios

metros de Lapilli color oscuro y depósitos de Ceniza. Por encima de los límites de la

vegetación, estos depósitos han sido removidos por la acción de los fuertes vientos,

hasta el grado de formar dunas. En algunos lugares muestra los efecto de las

condiciones periglaciar, con la formación de una larga solidificación de lóbulos

pequeños al Oeste y pequeños barracos al Noreste. Litológicamente, la Ceniza Negra

consiste en espesores de depósitos de Lapilli y Ceniza gris-oscuro a negra, incorporado

ocasionalmente con fragmentos de Pómez. Cubre mas de los flujos de lava y otros

depósitos, pero están cubiertos solos por los depósitos pequeños de erupciones

históricas.

Figura 1 carta geológica tomada del instituto nacional de estadística y geografía (INEGI).



3

1.1 LOCALIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO.

El área de estudio (Figura 2) Municipio de San Jerónimo Tecuanipan se localiza en la parte

Centro Oeste del Estado de Puebla. Sus coordenadas geográficas son: los paralelos 19º 00' 00''

y 19 º 04' 24'' de Latitud Norte y los meridianos 98º 20' 36'' y 98º 24' 54'' de Longitud

Occidental. Colinda al Norte con los municipios de Calpan y San Pedro Cholula, al Sur, con

los municipios de Santa Isabel Cholula y San Gregorio Atzompa, al Este con los municipios

de San Pedro Cholula y San Gregorio Atzompa, y al Oeste con los municipios de Nealtican y

San Nicolás de los Ranchos.

Al Oriente, presenta una topografía más o menos plana con algunos cerros al Sureste como el

Comalo, con un ligero ascenso Sur-Norte, hasta culminar con el cerro Tecajete, con 2,460

metros sobre el nivel del mar; la altura promedio del municipio es de 2,160 metros sobre el

nivel del mar.

El municipio se ubica en la parte Occidental de la cuenca alta del Atoyac, una de las cuencas

más importantes del estado, y que nace cerca del límite de los estados de México y Puebla, en

la vertiente de la Sierra Nevada.

Algunos arroyos intermitentes provenientes del cerro Tecajete recorren la porción

septentrional del municipio. En tanto que el Huilapa, proveniente de las estribaciones del

Iztaccíhuatl, lo cruza de Norte a Sur, se une al Xalapasco y forman el Nejapa, uno de los

principales tributarios del Atoyac.

Figura 2 Zona de estudio 2 donde se tomaron los datos espectrométricos de Torio, Uranio y Potasio.



4

1.2 VÍAS DE COMUNICACIÓN.

La autopista México-Puebla (figura 3) atraviesa el municipio por la parte Noreste. La carretera

federal Puebla-Tlaxcala entra al municipio por el Sureste, pasa por la cabecera municipal y

con dirección Norte llega a la ciudad de San Martín Texmelucan. De la cabecera municipal,

parte hacia el Oeste, una carretera secundaria que atraviesa el municipio sin salir de él. El resto

de éste se encuentra comunicado por medio de caminos de terracería y brechas.

Figura 3 Vías de comunicación, tomado de Google Earth, 2009.

1.3 ESTRATIGRAFÍA.

Dentro del Campo Volcánico Sierra Nevada se encuentra el volcán Popocatépetl. Se considera

que ésta Sierra se formó en el Mioceno Tardío-Pleistoceno Temprano. La formación

Popocatépetl, forma un conjunto que se ha desarrollado en el volcán Popocatépetl. Las

Andesitas-Basaltos San Nicolás, se encuentran expuestas en la falda del volcán Popocatépetl,

consiste básicamente de un derrame de composición Andesita-Basáltica (Figura 4).

Deman A. (1982), realiza una interpretación geodinámica del vulcanismo del Eje

Neovolcánico Transmexicano, dice que este vulcanismo se da como resultado de la

subducción desde el Mioceno Tardío del sistema de placas Rivera-Cocos, debajo de una placa



5

continental deformada y fracturada. Divide al eje en tres partes: Fosa tectónica Tepic-Chapala,

Fosa tectónica de Colima y Sectores Central y Oriental del Eje Neovolcánico Transmexicano.

En relación al eje Neovolcánico argumenta que es una zona volcánica orientada E-W, inicia su

actividad en el Oligoceno-Mioceno y se prolonga hasta el Cuaternario. El Eje Neovolcánico se

encuentra fragmentado por un sistema de grabens N-S o NW-SE, la litología que presenta

corresponde a Basaltos, Andesitas y Dacitas de carácter calcoalcalíno.

Formación Popocatépetl: Esta Formación fue definida por Fries C. (1965) como Riodacita

Popocatépetl quien incluyó bajo este nombre los derrames lávicos emitidos por el centro

eruptivo del Popocatépetl. Mooser F. (1974) incluyen al volcán Popocatépetl en lo que se

dominó Sierra Nevada y le asignaron una edad del Plioceno Tardío.

Existen flujos de lava que se han originado a través de la actividad que presenta el volcán

Popocatépetl a continuación se mencionan y se describe el flujo que afecta el área de estudio.

Flujos de lava:

Flujos de lava de Amacuilécatl.

Flujos de lava de Nexpayantla.

Flujos de lava Ventorrillo.

Flujos de lava el Malpaís.

Flujos de lava Mesas.

Flujo de lava Metepec.

Flujo de lava San Pedro Benito Juárez.

Flujo de lava El Fraile.

Flujo de lava Las Cruces.

Flujo de lava Quimichule.

Flujo de lava Buenavista.

Flujo de lava Atlimiyaya.

Flujo de lava Nealtican.

Flujo de lava Nealtican.

Este es el sobresaliente oscuro de flujo de lava Andesítica, originada de los más bajos

respiraderos del Ombligo-Xalapilcáyatl, que forma un cono de arena de menos de 30 metros

de alto y 100 metros de diámetro. Este cubre todas las pendientes menores y el Este de las

faldas del volcán, Sur de Santiago Xalitzintla y San Nicolás de los Rancho. Todas en su

superficie de flujos primarios con características fácilmente reconocibles los flujos de lava con

espesor de 20 a menores de 100 metros y más de 20 km de largo.



6

Este emplazamiento modifica los patrones de drenaje de la Barranca la Espinera, desviándola

hacia el Noreste. Está cubierta por los depósitos de Calpan y los flujos de Las Cruces, también

por los Lajares menores de Xalitzintla y Tianguismanalco y de la Pómez P21. Está cubierta por

la Pómez P12 y la Ceniza Negra3 y también por los Lajares superiores de Xalitzintla y

Tecuanipan.

Respiradero Ombligo-Xalipilcáyatl.

Al Noreste del cono principal, una serie de respiraderos alineados son notables, algunos

apenas reconocibles mientras que otros son hasta de 50 metros de altura y 200 metros de

diámetro. El más alto de los respiraderos es el Ombligo, mientras que uno de los menores está

en la parte principal de la Barraca Xalipilcáyatl. Los flujos emitidos por esos respiraderos

tienen morfología idéntica a los flujos de lava de Las Cruces que no están identificadas. El

respiradero del flujo de Nealtican es también parte de este respiradero.

Figura 4 Columna Geológica Estratigráfica de la Sierra Nevada, modificada del Servicio Geológico Mexicano, 2000.

1 Pómez Blanca, dos depósitos de caída de Pómez blanca separados por aumentos de depósitos. 2 Pómez Ocre, espesor color naranja de los depósitos que caen. 3 Ceniza negra Andesítica y de Lapilli.



7

CAPITULO 2 ESPECTROMETRÍA.

Espectrometría de Rayos Gama.

La radiación natural de las formaciones proviene de las tres familias de elementos presentes en

las rocas: Torio (Th), Uranio (U) y Potasio (K). El decaimiento de estos genera la emisión

continua de los Rayos Gamas naturales y son medidas utilizando un detector adecuado

(Gómez, 1975).

La herramienta de Espectrometría de Rayos Gama consiste de un contador de centelleo y

fotomultiplicador. Esta aprovecha que los Rayos Gama emitidos por las tres familias de

elementos radiactivos (Uranio, Torio y Potasio) tienen diferentes energías (espectros), para

distinguir cual de los elementos origina la radiación medida, los valores emitidos de Torio y

Uranio se presentan en partes por millón (ppm) y el valor de Potasio se presenta en porcentaje

de peso (1% equivalente a 10000ppm) (Gómez, 1975).

La respuesta depende del contenido de Arcilla de una formación. Sin embargo, la herramienta

de Rayos Gama Naturales no tiene la capacidad de diferenciar el elemento radiactivo que

produce la medida. (Gómez, 1975).

En rocas de Carbonatos se pueden obtener un buen indicador de arcillosidad si se resta de la

curva de Rayos Gama a la contribución de Uranio, el análisis del contenido de Uranio puede

facilitar el reconocimiento de rocas generadoras. (Gómez, 1975).

La herramienta de Rayos Gama mide la radiactividad natural de las formaciones y es útil para

detectar y evaluar depósitos de minerales radiactivos tales como Potasio y Uranio. En

formaciones sedimentarías el registro refleja normalmente el contenido de Arcilla de la

formación. Esto se debe a que los elementos radiactivos tienden a concentrarse en las Arcillas.

Las formaciones limpias usualmente tienen un bajo nivel de contaminantes radiactivos, tales

como Cenizas Volcánicas o Granito deslavado o aguas de formación con sales disueltas de

Potasio. (Gómez, 1975).

Usos cualitativos:

Determinación del espesor de capa.

Detectar capas permeables.

Indicar Arcillosidad.

Correlación de Litología.

2.1. ANTECEDENTES.

La radiactividad es una propiedad de ciertos elementos químicos cuyos núcleos atómicos son

inestables con el tiempo, para cada núcleo llega un momento en que alcanza su estabilidad al

producirse un cambio interno, llamado desintegración radiactiva.



8

El fenómeno de la radiactividad fue descubierto casualmente por Henri Becquerel en 1896,

estudiaba los fenómenos de fluorescencia, sin saberlo Becquerel había descubierto lo que

Marie Curie llamaría más tarde radiactividad.

Marie Curie junto a su esposo Pierre Curie empezaron a estudiar el raro fenómeno que había

descubierto Becquerel. Estudiaron diversos minerales y se dieron cuenta de que otra sustancia

el Torio era radiactiva.

Demostraron que la radiactividad no era resultado de una reacción química, sino una

propiedad elemental del átomo. En 1898 descubren dos nuevas sustancias radiactivas el Radio

y el Polonio, mucho más radiactiva que el Uranio.

Marie Curie junto a Enerst Rutherford, quien encontró que emitan las sustancias radiactivas,

tenían tres componentes que denominó:

Alfa.

Beta.

Gama.

En casos singulares, en general asociados a la emisión de radiación de los llamados productos

de fisión, se produce la desintegración espontánea de un nucleído por emisión de un neutrón y,

en casos aun más excepcionales, por la emisión de un protón.

La ley de evolución temporal de los procesos radiactivos es independiente de la radiación

emitida, pero cada proceso presenta características singulares y son regidas por tipos de

interacción diferente.

La radiactividad Alfa es un proceso de inestabilidad dinámica gobernado por la interacción

fuerte; la radiactividad Beta es un proceso de inestabilidad regido por la interacción débil, y la

emisión de Rayos Gama es un fenómeno de desexcitación de un nucleido que se encuentra en

un estado excitado, proceso controlado por la interacción electromagnética.

También se consideran, los mecanismos alternativos a la emisión de radiación Gama para la

desexcitación nuclear, es decir, la conversión interna y la producción de parejas electrón-

positrón.

Las principales propiedades que caracterizan a los procesos Alfa, Beta y Gama son:

Tipo de proceso.

Los nucleidos que lo pueden presentar.

El tipo de interacción responsable.

El espectro energético de la radiación emitida.

Los resultados del estudio cinemático.

La relación entre el periodo del radioemisor y la energía de la radiación emitida.

Los posibles fenómenos secundarios que acompañan al proceso.



9

2.1.1 ESTADISTICA NATURAL DE LA DESINTEGRACIÓN RADIACTIVA.

La desintegración radiactiva es un fenómeno estadístico. Cada desintegración atómica durante

la desintegración radiactiva ocurre totalmente independiente de otros decaimientos, y el

intervalo de tiempo entre desintegraciones no es constante. Para un gran número de átomos se

desintegra al azar de un radionucleido en particular, la frecuencia de la desintegración

radiactiva está dada por la distribución de Poisson: si n es la velocidad de desintegración es

decir, la probabilidad, P, que el número atómico n, se irá degradando en una unidad de tiempo

es (IAEA 2003):

(2.2)

Para la distribución de Poisson sostiene que la varianza σ2 de una distribución es igual a su

valor medio y σ es la desviación estándar. El rango de ± 1σ alrededor de la media abarca el

68,3 por ciento de la distribución, ± 2σ abarca 95,5 por ciento de la distribución, y abarca ±

3σ 99,7 por ciento de la distribución (IAEA, 2003).

La emisión de partículas y Rayos Gama en la desintegración radiactiva es proporcional al

número de desintegración atómica, y la desviación estándar se puede utilizar para estimar el

rango de las desviaciones y los errores de las mediciones radiométricas. Si las cuentas N se

registran en el tiempo t, entonces la desviación estándar de la cuenta registrada es la siguiente:

(IAEA, 20003).

(2.3)

Donde N es matemáticamente el número de cuentas (el número medio de medidas repetidas).

La desviación estándar fraccionaría de una cuenta (error de medición de N) es:

(2.4)

Para una cuenta n = N / t (c / s), la desviación estándar viene dada por:

(2.5)

Y la desviación estándar de la fracción del tipo de cuenta n (error de medición de n) es:

(2.6)

La desviación "probable" (P = 0,5) es 0,674 σ, un múltiplo de la desviación estándar. Las

ecuaciones (2,9) y (2,11) indican que la precisión de las mediciones radiométricas se puede



10

incrementar por: (a) aumentar la cuenta, N, (b) aumentar la tasa de recuento, n, y (c) aumentar

el tiempo de cuenta t. Esto se puede lograr mediante el uso de equipos más sensibles, la

mejora de la geometría de medida, o extender el tiempo de recuento. En la práctica, los errores

también se ven afectados por la radiación de fondo. La radiación de fondo debe mantenerse al

mínimo, mediante el blindaje del detector. Una descripción más detallada de la teoría de la

radiactividad se puede encontrar en Adams y Gasparini, 1970, Kogan et al., 1971, y Mares et

al., 1984. (IAEA, 2003).

2.1.2 FUENTES NATURALES DE RADIACIÓN.

Mientras que muchos elementos naturales tienen isótopos radiactivos, sólo el Potasio y el

Uranio y el Torio decaen en serie, tienen radioisótopos que producen Rayos Gama de energía

suficiente y la intensidad se mide por espectrometría de Rayos Gama. Esto se debe a que son

relativamente abundantes en el medio natural. Abundancias promedio de la corteza de estos

elementos citados en la literatura están en el rango 2-2.5% K, 2-3 ppm U y Th 8-12 ppm.

(Dorbin, et. al., 1952)

2.1.3 FUENTES DE RADIACIÓN GAMA.

Cada fotón de Rayo Gama tiene una energía discreta, y esta energía es característica de la

fuente isotópica. Esta forma la base de la Espectrometría de Rayos Gama, por medio de las

medidas de las energías de los fotones de Rayos Gama, podemos determinar la fuente de la

radiación (Dorbin, et al.1952).

Las fuentes naturales de radiación derivan de radio-isótopos sintetizadas durante la creación

del Sistema Solar. Debido a sus largas vidas medias, aun siguen existiendo hoy. De estos, el

Potasio (40K), el Uranio (238U y 235U y sus hijos), y el Torio (232Th y sus hijos) son los únicos

radio-isotopos que producen Rayos Gama de alta energía de intensidad suficiente para ser

usados para el mapeo de Rayos Gama (Dorbin, et al 1952).

2.2. BASES GEOLÓGICAS DE LOS METODOS ESPECTROMÉTRICOS.

De los tres tipos de radiación emitidas por elementos radiactivos la capacidad de penetración

de los Rayos Gama es más alta. Los rangos de las partículas Alfa y Beta son muy pequeños y

consecuentemente estas se radian de rocas y menas en el subsuelo o desde los afloramientos,

raramente alcanzados por los instrumentos de medición empleados en la superficie (Dorbin, et

al 1952)

La capacidad de penetración de los Rayos Gama depende de la naturaleza de los elementos

radiactivos presentes (la energía de los Rayos Gama) y sobre la densidad de rocas a través del

cual este pasa. Usualmente, los Rayos Gama son emitidos por elementos radiactivos naturales,

la principal radiación son debidas al producto del decaimiento del Uranio y el Torio y debidas

al Potasio. El principal emisor de Rayos Gama en el Uranio y el Radio son los isotopos RaB y

RaC+RaC. El producto de estos tres isotopos produce el 98% de la radiación total de los

Rayos Gama (Dorbin, et al 1952).



11

Los Uraníferos son minerales pesados, no son fácilmente susceptibles a la alteración o

descomposición, estos se acumulan en suelos residuales o son acarreados y depositados en

cualquier lugar como parte de una fracción de mineral pesado de sedimentos Clásticos, mucho

del Uranio contenido en los minerales los cuales se descomponen durante el tiempo, son

disueltos en la superficie y aguas subterráneas y son llevados a través de las capas de rocas

donde son re-depositados. Como resultado, grandes zonas de minerales radiactivos

dispersados, llamados: (Dorbin, et al 1952)

Haloes de dispersión.

Flujo.

Se desarrollan alrededor de los depósitos primarios.

Como una regla las dimensiones laterales de estos Haloes y Flujos son mucho más grandes

que aquellos depósitos originales.

Formas en las cuales la dispersión de Haloes y Flujos se desarrollan:

Haloes mecánicos.

Los Haloes mecánicos consisten de fragmentos de material radiactivo que se han desarrollado

muy cerca o muy lejos de los depósitos originales. Los Haloes mecánicos son grandes en

tamaño comparados con los cuerpos de mena; usualmente arriba de algunos metros cuadrados

hasta cientos de metros cuadrados dependiendo de la naturaleza de ocurrencia del depósito

original, el gradiente de la superficie, etc. Los minerales más valiosos de Uranio industrial,

Uranita y Pechblenda, frecuentemente forman Haloes mecánicos de grandes dimensiones.

Flujos de dispersión mecánicos.

Se forman más frecuentemente en áreas con gran ondulación topográfica, aquí los productos

de desintegración son llevados a las partes más profundas de área debido a la acción de la

gravedad. Similarmente, las aguas superficiales, estacionales y perenes, transportan masas

considerables de formaciones conteniendo fragmentos radioactivos. La distancia de migración

de tales materiales clásicos es del orden de cientos de metros hasta uno o dos kilómetros.

2.3. ELEMENTOS Y MINERALES RADIACTIVOS.

Se les llama minerales radioactivos a todos aquellos en cuya composición intervienen uno o

más elementos radioactivos ya sea como constituyentes principales o como accesorios. Por su

origen, pueden clasificarse en dos grandes grupos, primarios y secundarios. Se les llama

primarios a todos aquellos formados por precipitación directa de soluciones de filiación

magmática; y secundarios a los que resultan de la alteración de los primarios ya sea por la

acción del Intemperísmo o de cualquier proceso (Dorbin, et al 1952).



12

2.3.1. URANIO.

Elemento químico situado en el grupo lllb del sistema periódico formando parte del subgrupo

del actinio. Símbolo, U; n.° at., 92; p. at., 238 (Dorbin, et al 1952).

El Uranio natural es una mezcla de tres isotopos de masas 234, 235 y 238, siendo este ultimo

el más abundante.

El Uranio se encuentra ampliamente distribuido en la corteza terrestre, se presenta en

pequeñas cantidades en casi todos los tipos de roca, así como disuelto en aguas marinas y

continentales. Se estima que el Uranio se encuentra presente en la Corteza Terrestre en una

porción del orden de 0.0003% (3 gramos por tonelada de roca) y cada mil toneladas de agua

marina alrededor de 1 gramo (Dorbin, et al 1952).

2.3.1.1 MINERALES QUE CONTIENEN URANIO.

Se conocen más de cien minerales que contienen Uranio, de los cuales solamente unos cuantos

poseen las propiedades físicas y químicas y se presentan en concentraciones tales, que

permiten la obtención del Uranio ya sea solo con otros elementos (Dorbin, et al 1952).

URANINITA.- La Uraninita es esencialmente un Óxido de Uranio UO2 y UO3 CON 50 A

80% de U3O8, presentándose en forma de cristales cúbicos u octaedrales. Tiene una gravedad

específica de 8 a 10.5 y exhibe un color negro, negro verdoso y negro grisáceo. Se le

encuentra más comúnmente en Pegmatitas pero también es un constituyente de cierta

importancia en casi todos los yacimientos hipogenéticos, encontrándose íntimamente

asociadas con su variedad masiva la pechblenda (Dorbin, et al 1952).

PECHBLENDA.- Variedad masiva de la Uranita UO3 con 50 a 80% de U3O8, es el

componente principal de todos los yacimientos más importantes y es el que ha proporcionado

la mayor parte de todo el Uranio producido en el mundo, tiene una gravedad específica que

varía entre 6 y 9, se le encuentra en forma de masas irregulares, a menudo con estructura

botroidal. Se encuentra principalmente en vetas de tipo mesotermal, lo mismo que en Rocas

Ígneas y metamórficas; y en depósito tabulares estratificados en Rocas Sedimentarias (Dorbin,

et al 1952).

DAVIDITA.- Este mineral es un Óxido de tierras raras, Fierro y Titanio, con un contenido de

7 a 10% de UO8, tiene una dureza de 5 a 6 y su gravedad específica es de 4.5, su color varía de

gris oscuro a negro con lustre vítreo submetálico. Se le encuentra más comúnmente en masas

angulares e irregulares, algunas veces presenta contornos de cristal, se deposita en vetas

hidrotermales, posiblemente a mayor presión y temperatura que la pechblenda (Dorbin, et al

1952).

CARNOTITA.- Es un Venadato de Potasio y Uranio K2O-2UO3V2O5.nH2OUO3 con 50 a 55%

de U3O8, de él se ha obtenido la mayor parte de Uranio en los yacimientos secundarios y es el

mineral de mayor importancia económica dentro de los de su clase, tienen una dureza de 2 a 3

y una gravedad específica de 3.5 a 3.9, por lo común se le encuentra como polvo formado por



13

partículas amorfas o de agregados microcristalínos, compacto en ocasiones, o bien como

costras constituidas por minerales aplanados e imperfectos (Dorbin, et al 1952).

URANOFANO.- Es un Silicato Hidratado en Uranio y Calcio con fórmula

CaO.2UO3.2SIO2.6H2O con 65% de U3O8, tiene una dureza de 2 a 3 y una gravedad específica

de 3.81 a 3.90, el cual se presenta en pequeños prismas aciculares formando agregados

radiales, o más compactas con estructura fina y fibrosa. Es un constituyente importante de los

depósitos secundarios de calizas y de areniscas (Dorbin, et al 1952).

2.3.2. TORIO.

Este elemento tiene el número atómico 90, un peso atómico de 232.12 y no tiene isotopos

fisionables con el Uranio, pero siendo bombardeado por neutrones se transforma en Uranio

233, que es un material fisionable (Dorbin, et al 1952).

Se encuentra distribuido ampliamente en la naturaleza pero en cantidades relativamente

pequeñas. Se han estimado en 0.001% en contenido de Torio en la corteza terrestre, alrededor

de 10 gramos por tonelada de roca y por lo tanto tres veces más abundante que el Uranio.

Solamente se conocen dos minerales en los que el Torio es el principal constituyente y son:

Orangita (ThS1O4) y Torianita (ThUO2) (Dorbin, et al 1952).

2.3.2.1 MINERALES QUE CONTIENEN TORIO.

La cantidad de minerales que contienen Torio es pequeña, en comparación con el Uranio,

debido principalmente a que el Torio no forma minerales secundarios, se presentan en

Granitos y Pagmatítas lo mismo que en depósitos derivados de esas rocas. Únicamente existen

dos minerales en los que el Torio es el principal constituyente, los demás son compuestos de

tierras raras (Dorbin, et al 1952).

MONACITA.- Es un Fosfato de tierras raras, principalmente del grupo del cerio, que contiene

de 1 a 15% de óxido de Torio ThO2 y cantidades variables de UO2 y UO3, tiene un color negro

a pardo y un lustre submetálico, opaco o grasoso, su dureza varía de 5 a 7 y su gravedad

específica es alrededor de 9. Se presenta generalmente es Pegmatitas Granitos y Genises en

forma de pequeños cubos (Dorbin, et al 1952).

TORITA.- Es un silicato de Torio ThSiO4 que puede contener hasta 80% de ThO2 y hasta un

25% de U3O8, se presenta e pequeños cristales prismáticos de sección cuadrada y extremos

piramidales, semejantes a los del zircón, tiene una dureza de 4.5 a 5 y una gravedad específica

que varía de 4 a 6. La Torita ocurre en pequeñas cantidades en Granitos, Gneises y Pegmatitas,

así como en arenas y gravas derivadas de tales rocas (Dorbin, et al 1952).

2.3.3. POTASIO.

El Potasio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo es K y cuyo número

atómico es 19. El potasio constituye del orden del 2,4% en peso de la corteza terrestre siendo

http://es.wikipedia.org/wiki/Elemento_qu%C3%ADmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_peri%C3%B3dica

http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_at%C3%B3mico

http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_at%C3%B3mico

http://es.wikipedia.org/wiki/Tierra



14

el séptimo más abundante. Debido a su solubilidad es muy difícil obtener el metal puro a partir

de sus minerales. Aun así, en antiguos lechos marinos y de lagos existen grandes depósitos de

minerales de Potasio (Carnalita, Langbeinita, Polihalita y Silvina) en los que la extracción del

metal y sus sales es económicamente viable. Se conocen diecisiete isótopos de Potasio, tres de

ellos naturales 39K (93,3%), 40K (0,01%) y 41K (6,7%) (Dorbin, et al 1952).

CAPITULO 3 METODOLOGÍA DE ADQUISICIÓN Y PROCESADO DE DATOS.

3.1. EQUIPO UTILIZADO.

Espectrómetros de Rayos Gama portátiles de mano de rayos son ampliamente utilizados en

estudios de campo. El umbral se puede ajustar a una energía baja para la medida de recuento

total, y con las energías ligeramente por debajo de 1.46 MeV, 1.76 MeV y 2,62 MeV para el

K, U, Th y medición, respectivamente. Una fuente de Rayos Gama que emiten referencia se

utiliza para el ajuste de instrumentos de ganancia. Espectrómetros de Umbral con un volumen

pequeño cristal son adecuados para las mediciones in situ de crudo de anomalías recuento

total. Los instrumentos pueden registrar el espectro de Rayos Gama completa, así como los

canales de suma sobre las ventanas de energía amplia para la estimación in situ de K, U y Th

concentraciones de radioelementos. Las constantes de calibración se almacenan en la memoria

del instrumento. Varias miles de mediciones de campo o de varios cientos de espectros de

energía total se pueden grabar en la memoria del instrumento. El uso de grandes cristales de

centelleo y el volumen de muestra de intervalos de varios minutos en dar una precisión

aceptable para el análisis cuantitativo (IAEA, 2003.).

El procedimiento de campo de la espectrometría de Rayos Gama portátiles depende del

propósito del estudio y del problema geológico o del medio ambiente que se está investigando.

El tipo de espectrómetro, el volumen del detector, los tiempos de medición, y el modo de

medida depende del ambiente de radiación y el tamaño de letra, y la distribución de las fuentes

radiactivas (IAEA, 2003.).

El detector debe colocarse directamente sobre la superficie de la Tierra, o se mantendrá a una

altura baja, pero constante. Esto reduce al mínimo los efectos de las variaciones locales en la

distribución de ayuda y radioelementos. Para un detector colocado en el suelo, la muestra de

roca efectiva tiene un espesor de aproximadamente 25 cm, un radio de 1 m, y una masa

superior a 100 kg. Si la altura del detector se eleva, aumenta rápidamente en fuente efectiva

diámetro de varios metros a decenas de metros, en función de la energía de los Rayos Gama

(IAEA, 2003.).

3.2. RESPUESTA DEL DETECTOR.

Los cristales de cintilización de Talio dopado y Yoduro de Sodio son los detectores más

comunes usados en el mapeo de radioelementos naturales. Estos detectores modifican el

espectro considerablemente. Los principales aspectos de la respuesta del detector son la

eficiencia del detector, la resolución de energía y el tiempo muerto. La eficiencia del detector

refiere a que también absorbe los Rayos Gama. La resolución de la energía del detector es una

http://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Mineral

http://es.wikipedia.org/wiki/Carnalita

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Langbeinita&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Polihalita&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Silvina



15

medida de una habilidad del detector para distinguir entre dos Rayos Gama de energía

ligeramente diferente. El tiempo muerto refiere al tiempo finito requerido por el espectrómetro

para el proceso de fotones individuales (Figura 5) (IAEA, 2003.).

Figura 5 Ejemplos típicos de espectros de Totales, K, U y Th grabados con largos tiempos de integración y efecto de la respuesta del detector y la integración de los rayos gamas con la materia.

3.2.1.- DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO UTILIZADO.

El instrumento empleado fue un espectrómetro de Rayos Gama portátil GRM-260 el cual tiene

dimensiones de 270mm de largo, 130mm de ancho y 180mm de alto con un peso de 2.8kg, el

cual contiene un detector de Nal (TI) de 2”x2” con fotomultiplicador y escudo magnético, el

rango de su energía Gama es de 3MeV, con estabilizador espectral de 137Cs (16kBq), cuenta

con un analizador espectral de 256 canales (Figura 6).



16

Figura 6Espectrómetro de Rayos Gama portátil GRM-260

3.3. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS).

El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global (más conocido con

las siglas GPS, aunque su nombre correcto es NAVSTAR-GPS ) es un sistema global de

navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un

objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros, usando

GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos metros. (Valdés, R., 2008).

El GPS funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de respaldo) en órbita

sobre el globo, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la

Tierra (Valdés, 2008).

Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza

automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales

indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato

sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales; es decir, la distancia al satélite.

Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación en el caso

del GPS, a diferencia del caso 2-D que consiste en averiguar el ángulo respecto de puntos

conocidos, se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición

(Valdés, 2008).

Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres

satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que

emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenada reales del punto de medición. También se

consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que

llevan a bordo cada uno de los satélites (Valdés, 2008.).

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_global_de_navegaci%C3%B3n_por_sat%C3%A9lite%20/%20Sistema%20global%20de%20navegación%20por%20satélite

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_global_de_navegaci%C3%B3n_por_sat%C3%A9lite%20/%20Sistema%20global%20de%20navegación%20por%20satélite

http://es.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite_artificial%20/%20Satélite%20artificial

http://es.wikipedia.org/wiki/Tierra%20/%20Tierra

http://es.wikipedia.org/wiki/Triangulaci%C3%B3n%20/%20Triangulación



17

3.3.1.-DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO UTILIZADO.

El instrumento utilizado fue un GPSMAP 60Cx, (Figura 7) cuenta con un receptor de alta

sensibilidad apoyada por el chip SiRFSTAR III, tiene dimensiones 6.1 x 15.5 x 3.3 cm (2.4" x

6.1" x 1.3"), con una resolución de 160 x 240 pixeles, con un peso de 198gr (7.0 oz) con

baterías, cuenta con la opción de grabar las posiciones tomadas así como la posibilidad de

descargar y cambiar los tipos de coordenadas según las necesidades del operador.

Figura 7GPSMAP 60Cx

3.4. ADQUISICIÓN DE LOS DATOS.

Para poder obtener los datos se hizo un recorrido a pie haciendo una maya irregular (Figura8),

tomando los datos a cada kilómetro, abarcando un área de aproximadamente 50km2.

Los levantamientos a pie proporcionan reconocimientos a pequeña y mediana escala, en

especial si se requiere un estudio detallado como es el de identificar los depósitos radiactivos

que existen en la zona para posteriormente determinar las zonas con anomalías radiométricas.



18

Figura 8 Las marcas de color amarillo y rojo son representativas de los datos que se tomaron a cada kilómetro.

3.5. LECTURA DE LOS DATOS.

Para poder graficar los datos obtenidos de campo se realizó una base de datos en una hoja de

cálculo (Ver Tabla 1-8), el primer paso fue convertir las coordenadas geográficas a UTM para

poder realizar la configuración en SURFER versión 8.



19

Tabla 1 Datos de campo lecturas en Totales (ppm).

coordenada utm (X) coordenada utm (Y) valor espectrométrico

569119 2106032 11.1 5-7 de febrero

568934 2105596 0

568546 2105466 17.84

567951 2105152 0

567344 2104611 17.14

566926 2103827 0

566320 2103300 0

565714 2102549 52.7

565393 2102087 19.7

564705 2102040 93.37

564118 2102447 60.37

563473 2102873 37.82

562185 2102830 58.04

561407 2102901 120.79

560688 2103187 110.57

560592 2103241 94.3

560647 2103370 68.97

560696 2104239 74.78

554308 2105994 0 12-14 de marzo

554341 2105989 0

554481 2105809 0

554575 2105645 0

554724 2106928 0



20

Tabla 2 Datos de campo lecturas en Totales (cps).

coordenada utm(X) coordenada utm(Y) valor espectrométrico

569119 2106032 447.9 5-7 de febrero

568934 2105596 441.6

568546 2105466 450.8

567951 2105152 430

567344 2104611 450.5

566926 2103827 427.4

566320 2103300 439.4

565714 2102549 465.8

565393 2102087 451.6

564705 2102040 483.3

564118 2102447 469.1

563473 2102873 459.4

562185 2102830 468.1

561407 2102901 495.1

560688 2103187 490.7

560592 2103241 483.7

560647 2103370 472.8

560696 2104239 475.3

554308 2105994 419.7 12-14 marzo

554341 2105989 382.2

554481 2105809 400.3

554575 2105645 387.2

554724 2106928 410.1



21

Tabla 3 Datos de campo lecturas en K%.

coordenada utm (X) coordenada utm (y) valor espectrométrico

569119 2106032 1.32 5-7 de febrero

568934 2105596 0.75

568546 2105466 1.56

567951 2105152 0

567344 2104611 0.33

566926 2103827 1.99

566320 2103300 0.73

565714 2102549 0.15

565393 2102087 0

564705 2102040 0.73

564118 2102447 0.67

563473 2102873 1.13

562185 2102830 0

561407 2102901 7.7

560688 2103187 0

560592 2103241 0.24

560647 2103370 0.89

560696 2104239 0.48

554308 2105994 2.32 12-14 marzo

554341 2105989 1.25

554481 2105809 1.35

554575 2105645 0.69

554724 2106928 1.19



22

Tabla 4 Datos de campo lecturas en K (cps).


569119 2106032 1.3 5-7 de febrero

568934 2105596 1.4

568546 2105466 1.9

567951 2105152 0.7

567344 2104611 1.1

566926 2103827 1.7

566320 2103300 1

565714 2102549 1

565393 2102087 0.4

564705 2102040 0.9

564118 2102447 1

563473 2102873 1.3

562185 2102830 0.8

561407 2102901 1.8

560688 2103187 1.6

560592 2103241 1.6

560647 2103370 1.3

560696 2104239 0.7

554308 2105994 2.2 12-14 marzo

554341 2105989 1.7

554481 2105809 1.6

554575 2105645 1.5

554724 2106928 1.4



23

Tabla 5 Datos de campo lecturas en U (ppm).

coordenada utm (X) coordenada utm(Y) valor espectrométrico

569119 2106032 0 6-7 de febrero

568934 2105596 4.66

568546 2105466 1.36

567951 2105152 5.56

567344 2104611 4.25

566926 2103827 0

566320 2103300 1.54

565714 2102549 6.39

565393 2102087 0.7

564705 2102040 0

564118 2102447 0.41

563473 2102873 0

562185 2102830 9.4

561407 2102901 7.79

560688 2103187 14.27

560592 2103241 9.27

560647 2103370 3.33

560696 2104239 0

554308 2105994 0 12-14 marzo

554341 2105989 3.55

554481 2105809 1.66

554575 2105645 4.46

554724 2106928 0



24

Tabla 6 Datos de campo lecturas en U (cps).

coordenada utm(X) coordenada utm (Y) valor espectrométrico

569119 2106032 0.1 5-7 de febrero

568934 2105596 0.7

568546 2105466 0.7

567951 2105152 0.6

567344 2104611 0.8

566926 2103827 0.1

566320 2103300 0.2

565714 2102549 0.7

565393 2102087 0.4

564705 2102040 0.3

564118 2102447 0.4

563473 2102873 0.4

562185 2102830 1

561407 2102901 1.2

560688 2103187 1.7

560592 2103241 1.5

560647 2103370 0.4

560696 2104239 0.3

554308 2105994 0.3 12-14 marzo

554341 2105989 0.6

554481 2105809 0.4

554575 2105645 1

554724 2106928 0.6



25

Tabla 7 Datos de campo lecturas en TH (ppm).


569119 2106032 2.01 5-7 de febrero

568934 2105596 1.32

568546 2105466 7.6

567951 2105152 0

567344 2104611 4.29

566926 2103827 8.27

566320 2103300 0

565714 2102549 0

565393 2102087 4.68

564705 2102040 7.95

564118 2102447 4.74

563473 2102873 7.88

562185 2102830 0

561407 2102901 7.2

560688 2103187 0.18

560592 2103241 6.64

560647 2103370 0

560696 2104239 7.93

554308 2105994 4.98 12-14 marzo

554341 2105989 1.47

554481 2105809 1.69

554575 2105645 7.21

554724 2106928 13.88



26

Tabla 8 Datos de campo lecturas en TH (cps).


569119 2106032 0.1 5-7 de febrero

568934 2105596 0.1

568546 2105466 0.3

567951 2105152 0

567344 2104611 0.2

566926 2103827 0.3

566320 2103300 0

565714 2102549 0

565393 2102087 0.2

564705 2102040 0.3

564118 2102447 0.2

563473 2102873 0.3

562185 2102830 0

561407 2102901 0.3

560688 2103187 0.1

560592 2103241 0.3

560647 2103370 0

560696 2104239 0.3

554308 2105994 0.2 12-14 marzo

554341 2105989 0.1

554481 2105809 0.1

554575 2105645 0.3

554724 2106928 0.5



27

CAPITULO 4 INTERPRETACIÓN.

4.1 GRAFICACIÓN DE LOS DATOS

Para poder realizar los mapas de anomalías radiométricas de Totales, K (Potasio), Th (Torio) y

U (Uranio), se ingresaron los datos de coordenadas y las lecturas tomadas en el programa

SURFER versión 8, en las siguientes figuras se muestran los mapas obtenidos del área de

estudio.

Figura 9 Mapa espectrométrico de Cuenta Total en partes por millón del área de Tecuanipan, Cholula-Puebla, la barra de colores se muestran las intensidades en color azul los mínimos y en morado los máximos.

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

Totales(ppm)

2104000

2106000

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

-50510

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

120

escala de colores

0 2000 4000 6000

escala en Kilómetros



28

Figura 10 Mapa espectrométrico de Cuenta Total en cuentas por segundo del área de Tecuanipan, Cholula-Puebla, la barra de colores muestra que las intensidades en color azul son valores mínimos y en morado valores máximos.

Figura 11 Mapa espectrométrico de Potasio en porcentaje del área de Tecuanipan, Cholula-Puebla, la barra de colores muestra que las intensidades en color azul son valores mínimos y en morado los valores son máximos.

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

Totales(cps)

2104000

2106000

38

5

39

0

39

5

40

0

40

5

41

0

41

5

42

0

42

5

43

0

43

5

44

0

44

5

45

0

45

5

46

0

46

5

47

0

47

5

48

0

48

5

49

0

49

5

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000


556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

55.5

66.5

7

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

K%

2104000

2106000

0 2000 4000 6000

escala de colores




29

Figura 12 Mapa espectrométrico de potasio en cuentas por segundo del área de Tecuanipan, Cholula-Puebla, la barra de colores muestra las intensidades de color azul valores mínimos y en morado valores máximos.

Figura 13 Mapa espectrométrico de Torio en partes por millón del área de Tecuanipan, Cholula-Puebla, la barra de colores muestra las intensidades en color azul los valores mínimos y en morado los valores máximos.

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

k(cps)

2104000

2106000

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

11.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

22.1

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000


556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

TH(ppm)

2104000

2106000012345678910

11

12

13

14

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000




30

Figura 14 Mapa espectrométrico de Torio en cuentas por segundo del área de Tecuanipan, Cholula-Puebla, la barra de colores muestra las intensidades en color azul los valores mínimos y en morado los valores máximos.

Figura 15 Mapa espectrométrico de Uranio en partes por millón del área de Tecuanipan, Cholula-Puebla, la barra de colores muestra las intensidades en color azul los valores mínimos y en morado los valores máximos.

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

TH(cps)

2104000

2106000

00.0

20

.04

0.0

60

.08

0.1

0.1

20

.14

0.1

60

.18

0.2

0.2

20

.24

0.2

60

.28

0.3

0.3

20

.34

0.3

60

.38

0.4

0.4

20

.44

0.4

60

.48

0.5

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000


556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

U(ppm)

2104000

2106000

-1.5

-0.5

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

6.5

7.5

8.5

9.5

10.5

11.5

12.5

13.5

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000




31

Figura 16 Mapa espectrométrico de Uranio en cuentas por segundo del área de Tecuanipan, Cholula-Puebla, la barra de colores muestra las intensidades en color azul los valores mínimos y en morado los valores máximos.

4.2 RELACIÓN TORIO-POTASIO.

Esta gráfica (Figura 17) ayuda a identificar ciertos tipos de minerales característicos de ciertos

valores de Torio y Potasio (Gráfica tomada de Schlumberger 2003).

De la gráfica podemos observar la presencia de Montmorillonita que son los Sedimentos bajos

en agua de las Cenizas Volcánicas. También se determinó Mezcla de Arcillas. Además de las

anteriores mencionadas se encontró Clorita, Illita, mezcla Glauconita y Caolinita.

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

U(cps)

2104000

2106000

00.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

11.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000




32

Figura 17 Relación Torio-Potasio en la cual se muestran los minerales que contienen en el área de estudio.

Descripción de algunos minerales (González, 2010):

Las Arcillas forman del 25 al 35% de la fracción terrígena de las Rocas Sedimentarias.

Los minerales Arcillosos de estas rocas pueden haberse formado por cualquiera de las causas

siguientes:

1) Simple degradación, si cambios químicos de rocas que contenían Arcillas tales como:

Lutita y Pizarras o Filitas.

2) Intemperísmo químico (en la formación de suelos) de los minerales que contenían

Aluminio (Al) y Silícilio (Si), principalmente Feldespatos, Micas y minerales

Arcillosos.

3) Intemperísmo, bajo el agua, de Cenizas Volcánicas.

4) Cambios diagenéticos que ocurrieron en el fondo del mar después del depósito.

5) Cambios diagenéticos debidos a sepultamientos profundos, a migración de soluciones

congénitas o a metamorfismo insipiente.

6) Metamorfismo intenso.

2.011.32

7.6

0

4.29

8.27

00

4.68

7.95

4.74

7.88

00.18

6.64

0

7.93

4.98

1.471.69

7.21

13.88

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5

Th

ori

o

Potasio

Elementos pesados; Torio

Caolinita

Mezcla de arcillas

IlitaMicas

Glauconita

Feldespatos

Evaporitas

Montmorilonita

Clorita



33

7) Intemperísmo postdiagenético durante la exposición de la superficie, cerrándose así el

ciclo (empezando en 2.) (Folk, 1969).

Caolinita Es un resultado de la descomposición de minerales aluminosos, especialmente el

feldespato de rocas graníticas. En algunas regiones en las que se han descompuesto esas rocas

en gran escala, la arcilla resultante permanece en inmensas capas de caolín, generalmente más

o menos mezclado con cuarzo libre, y algunas veces con oxido de fierro de algún otro mineral

presente. Puede ocurrir en cuerpos que se han formado en el sitio por descomposición directa

de la roca original, o puede haber sido transportado y ocurrir como extensas capas

sedimentarias (Salisbury, 1969).

Montmorillonita Se forma en un ambiente rico en Magnesio principalmente por la interacción

de Cenizas Volcánicas y también en parte por el Intemperísmo especialmente en Rocas

Básicas de clima templado.

Clorita Toma su nombre del hecho de que gran parte de los minerales incluidos en él se

caracterizan por el color verde común en los silicatos en los que es prominente el fierro ferroso

(Salisbury, 1969).

Consideradas químicamente, las cloritas son silicatos de aluminio con fierro ferroso y

magnesio y agua químicamente combinada. El fierro férrico puede estar presenta en pequeña

cantidad sustituyendo al aluminio; el cromo entra similarmente en algunas formas, que son

entonces de un color rosa en vez del verde más común (Salisbury, 1969).

4.3 PERFILES.

Para poder determinar los perfiles en las gráficas de anomalías espectrométricas de cada uno

de los elementos radioactivos, se tomó como base la geología de la zona de estudio, donde las

anomalías espectrométricas están más definidas en cada una de las configuraciones del

programa Surfer Versión 8 denominando el perfil como (A-A’), (B-B’), (C-C’), (D-D’)

(E-E’),(F-F’), (G-G’), (H-H’) como se muestran en las siguientes figuras.



34

Figura 18 Ubicación del perfil A-A'

Figura 19 Ubicación del perfil B-B'

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

Totales(ppm)

2104000

2106000

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

-50510

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

120

escala de colores

0 2000 4000 6000


556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

Totales(cps)

2104000

2106000

38

5

39

0

39

5

40

0

40

5

41

0

41

5

42

0

42

5

43

0

43

5

44

0

44

5

45

0

45

5

46

0

46

5

47

0

47

5

48

0

48

5

49

0

49

5

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000




35

Figura 20 Ubicación del perfil D-D'

Figura 21 Ubicación del perfil C-C'

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

55.5

66.5

7

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

K%

2104000

2106000

0 2000 4000 6000

escala de colores


556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

k(cps)

2104000

2106000

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

11.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

22.1

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000




36

Figura 22 Ubicación del perfil E-E'

Figura 23 Ubicación del perfil F-F'

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

TH(ppm)

2104000

2106000

012345678910

11

12

13

14

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000


556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

TH(cps)

2104000

2106000

00.0

20

.04

0.0

60

.08

0.1

0.1

20

.14

0.1

60

.18

0.2

0.2

20

.24

0.2

60

.28

0.3

0.3

20

.34

0.3

60

.38

0.4

0.4

20

.44

0.4

60

.48

0.5

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000




37

Figura 24 Ubicación del perfil G-G'

Figura 25 Ubicación del perfil H-H'

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

U(ppm)

2104000

2106000

-1.5

-0.5

0.5

1.5

2.5

3.5

4.5

5.5

6.5

7.5

8.5

9.5

10.5

11.5

12.5

13.5

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000


556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

U(cps)

2104000

2106000

00.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

11.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

556000 558000 560000 562000 564000 566000 568000

2104000

2106000

escala de colores

0 2000 4000 6000




38

4.3.1 DESCRIPCIÓN DE LOS PERFILES.

Se puede apreciar que en el perfil A-A’ (Figura 26), los valores radioactivos partiendo del

punto de origen se mantienen constantes en el rango de 30(ppm) a 60(ppm) ubicado en los

primeros 4000 metros, el valor radioactivo aumenta de forma significativa, debido a los

contenidos mineralógicos que se encuentran en los depósitos de Pómez, llegando a las Cenizas

Volcánicas los valores siguen bajando siguiendo la tendencia de la curva confirmando las

anomalías graficadas (Figura 18) con el programa Surfer Versión 8

Figura 26 Perfil A-A'

En el perfil B-B’ (Figura 27), se observa que de igual manera los valores radioactivos antes

del contacto litológico son casi constantes, llegando al cambio de Basalto a Pómez aumenta su

radioactividad de forma considerable para que después llegar a la Ceniza Volcánica decrecen

en su radioactividad, este cambio apenas se distingue debido a que las cuentas por segundo

miden en forma regional.



39

Figura 27 Perfil B-B'

Los valores del perfil C-C’ (Figura 28), son casi constantes en datos altos del perfil debido a

que las medidas de Potasio en (cps) detectan los contenidos de arcilla, en los depósitos de

Pómez se aprecian los valores más altos por el contenido mineralógico y en las Cenizas

Volcánicas los valores son un poco menores, lo que también pueden ser lentes arcillosos ya re-

trabajados por las zonas de cultivo que se presentan en la zona de estudio.

Figura 28 Perfil C-C'



40

Se puede observar que en el perfil D-D’ (Figura 29), son valores constantes y bajos debido a la

litología de la zona que son Basaltos y Ceniza Volcánica, el incremento radioactivo se pueda

dar debido a la presencia de minerales por los depósitos de Pómez que se encontraron en la

zona de estudio.

Figura 29 Perfil D-D'

En el perfil E-E’ (Figura 30), los valores de radioactividad en los Basaltos se mantienen altos

esto se da por que en las mediciones de Torio (ppm) detectan los altos contenidos de mineras

pesados, que son minerales de origen Ígneo; en la zona de los depósitos de Pómez y Ceniza

Volcánica los valores varían debido a que puede contener lentes de minerales derivados del

Intemperísmo de los Basaltos puesto a que a partir de estas zonas se localiza en su mayoría

Arcilla de origen Vulcano-Sedimentario.



41

Figura 30 Perfil E-E'

El perfil F-F’ (Figura 31) muestra en zonas Basálticas valores altos por el contenido de

minerales radioactivos originados por el Basalto, también se aprecia que hay una decreción en

los depósito de Pómez, llegando a la Ceniza Volcánica la variación en las medidas está más

definida debido a que las medidas en (cps) son de forma regional y detecta con mayor

facilidad los contenidos de minerales radioactivos.



42

Figura 31 Perfil F-F'

En el perfil G-G’ (Figura 32), el espectro de U(ppm), indican valores constantes pero al llegar

a los depósitos de Pómez aumenta posiblemente por la mezcla que hay entre Agua y Pómez y

al llegar a la Ceniza Volcánica los valores siguen la tendencia de la curva hacia medidas bajas.

Figura 32 Perfil G-G'



43

Los valores del perfil H-H’ (Figura 33), indican que las medidas de Uranio en los basaltos son

constantes, al llegar a los depósitos de Pómez aumenta debido al contenido de minerales con

los que cuenta, al llegar a la Ceniza Volcánica los valores son constantes, esto se da porque

son Sedimentos de origen Volcánico

Figura 33 Perfil H-H'

Para poder justificar las anomalías en las gráficas de los elementos radioactivos Torio, Uranio

y Potasio fue necesario localizar el perfil de apoyo en la Geología de la zona de estudio,

(Figura 34(a)) así mismo correlacionándola con los perfiles D (Figura 29) y E (Figura 30) que

son elementos radioactivos de Torio y Potasio, tomando los valores de cada uno de estos se

pudo hacer la relación Torio-Potasio y así identificar los minerales que se encuentran en la

zona de estudio (Figura 35), en la figura 34(b) se muestran los valores numéricos de Torio y

Potasio.



44

Figura 34 a) perfil de apoyo ubicado en la carta geológica para identificar las anomalías radioactivas, b) valores numéricos de Torio y Potasio para hacer la relación Torio-Potasio.

Figura 35 Relación Torio-Potasio e identificación de los minerales del perfil de apoyo.

La relación Torio-Potasio que se utilizó para determinar los minerales que se encuentran en el perfil

trazado y poder relacionarlo con la geología y las anomalías de la zona de estudio, no es competente

debido a que esta relación solo es factible para ambientes marinos y sedimentarios por el contrario no

para ambientes ígneos

Por lo que los minerales encontrados no coinciden con el tipo de ambiente que tenemos en el lugar y

los eventos que se han dado en el volcán Popocatépetl. Es por eso que para determinar la litología de la

zona de estudio se despreció la relación Torio-Potasio



45

4.4 CORRELACIÓN GEOLÓGICA.

La figura 36 muestra que el método de espectrometría de Rayos Gama es eficaz para la determinación

de litología superficial y apoyándose con estudios geológicos a detalle previamente escritos junto con

las graficas de Surfer Versión 8 y del apoyo de la imagen satelital muestra que las anomalías

encontradas coinciden en el contacto litológico entre Basaltos y Pómez provocando este la anomalía de

mayor importancia mostrada en las graficas determinando así la litología del área de estudio que consta

de Basaltos, Pómez y Ceniza Volcánica.

Figura 36Carta geológica empalmada con imagen satelital.

A continuación se muestran en las gráficas que se hicieron con el software Surfer Versión 8 junto con

la carta geológica para poder identificar las anomalías que se encontraron corroborando así que la

litología mostrada en la Carta Geológica de Huejotzingo (INEGI) no es la que se encontró en la zona

de estudio.



46

Figura 37 Grafica de Totales (ppm) empalmada con la Carta geológica mostrando la anomalía que hay en el contacto Litológico.

Figura 38 Grafica de Totales (cps) empalmada a la Carta geológica mostrando la anomalía que hay en el contacto Litológico.

Figura 39 Grafica de K% empalmada a la Carta geológica mostrando la anomalía que hay en el contacto Litológico.



47

Figura 40 Grafica de K (cps) empalmada a la Carta geológica mostrando la anomalía que hay en el contacto Litológico.

Figura 11 Grafica de TH (ppm) empalmada a la Carta geológica mostrando la anomalía que hay en el contacto Litológico.



48

Figura 42 Grafica de Th (cps) empalmada a la Carta geológica mostrando la anomalía que hay en el contacto Litológico.

Figura 43 Grafica de U (ppm) empalmada a la Carta geológica mostrando la anomalía que hay en el contacto Litológico.

Figura 44 Grafica de U (cps) empalmada a la Carta geológica mostrando la anomalía que hay en el contacto Litológico.



49

CAPITULO 5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

5.1 CONCLUSIONES.

Se pudo correlacionar la geología de la zona de estudio el método de espectrometría de

Rayos Gama.

La espectrometría de Rayos Gama es un método Geofísico confiable para la

determinación de minerales radioactivo en la rocas sedimentarias e ígneas

superficiales.

Se determinó que la geología que muestra la carta geológica Huejotzingo (INEGI) no

es la correcta ya que de acuerdo a los estudios realizados las áreas de Tobas-Basálticas

corresponden a Ceniza Volcánica mismas que no se muestran en la carta geológica.

La anomalía de mayor importancia se localiza en la zona de contacto litológico entre

Basaltos y depósitos de Pómez.



50

5.2 RECOMENDACIONES.

Se recomienda realizar un levantamiento espectrométrico de Rayos Gamma,

ampliando el área de estudio para definir las anomalías y poder correlacionarlas

con los eventos ocurridos.

Se recomienda realizar estudios de magnetometría ya que ayudará a proporcionar

mejor información de los eventos ocurridos y poder relacionarlos mejor con la

geología de la zona.

Es importante tomar muestras geológicas de la zona de estudio para poder analizar

de manera detallada los tipos de minerales propuestos en la zona de estudio.

Se recomienda realizar una gráfica Torio-Potasio para la identificación de

minerales en rocas ígneas y Metamórficas.

Se recomienda hacer un estudio de espectrometría de Rayos Gama para los

depósitos de Pómez.



51

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http://www.sgm.gob.mx/pdfs/PUEBLA.pdf.

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