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Promoción de Ingenieros Geólogos 2005-II U.N.M.S.M.
CURSO TALLER
EXPLORACION GEOQUIMICA
Noviembre 2005
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INGEMMET Dirección de Prospección Minera
FUNDAMENTOS Ambiente geoquímico
Muestreo
Dispersión geoquímica
Rocas y Vetas
Movilidad geoquímica
Suelos
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INGEMMET
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PROSPECCION GEOQUIMICA ● Se
ocupa de la abundancia, distribución y migración de los elementos minerales o elementos estrechamente asociados con los minerales con el fin de detectar depósitos metálicos. ● “background” - “anomalía”.
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AMBIENTE GEOQUIMICO ● Ambiente
Primario.- Alta temperatura y presión, se extiende por debajo de las aguas meteóricas, limitado movimiento de fluidos y poco oxígeno libre. ● Ambiente Secundario.- Baja temperatura y presión, abundante agua, oxigeno libre y movimiento de fluidos. Meteorización, erosión y sedimentación. Anterior
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DISPERSION GEOQUIMICA Es la capacidad de migración de un elemento desde su origen a través de medios diferentes mediante procesos físico químicos y mecánicos. Puede ser ● Dispersión Mecánica.- “ El elemento queda en el mismo estado químico durante su transporte” Hay poca diferenciación de material. Anterior
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DISPERSION GEOQUIMICA ●
●
Dispersión Química.- Hay diferenciación de material, se divide en elementos inmóviles (insolubles) y móviles (solubles) Otra clasificación la divide en dispersión primaria y secundaria, referidas al ambiente.
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En toda caracterización geoquímica considerar la escala.
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MOVILIDAD GEOQUIMICA Es la capacidad por la cual un elemento puede ser movilizado de un ambiente a otro. Depende de 2 factores: ● Las características de la fase móvil, como la viscosidad del magma y soluciones, etc. ● Las características químicas, tales como las variaciones de las condiciones del ambiente. Anterior
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MOVILIDAD HIPOGENICA ● Es
la movilidad bajo condiciones de alta presión y temperatura. ● Esta se da: ➘ Durante la cristalización de los magmas. ➘ Durante los procesos de metamorfismo.
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MOVILIDAD SUPERGENICA ● Se
da en condiciones de presión y temperatura baja. ● Una movilidad relativa puede ser expresada como la proporción del valor del elemento en el agua del río y del valor de la roca.
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ESTABILIDAD DE MINERALES ● Cualquier
cambio en el ambiente físico o químico tiende a producir nuevas fases de mineral que son estables en el nuevo ambiente. ● Como por ejemplo cuando la presión aumenta, se forman minerales densos, o cuando la T° aumenta se forman minerales absorbiendo calor. Anterior
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ELEMENTOS TRAZA ● Los
10 elementos principales (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Ti, H) forman el 98% de la corteza terrestre, al resto de elementos que forma el último 2% se le denomina “elementos traza”.
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ASOCIACION DE ELEMENTOS ● Ciertos
elementos tienden a ocurrir juntos bajo ciertas condiciones, en respuesta a movilidades relativas similares. ● En la prospección geoquímica se hace mucho uso de los elementos “pathfinder” o elementos guías.
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DISTRIBUCION GEOQUIMICA ● Ciertas
rocas tienen elementos característicos o tienen una concentración típica de un elemento, es decir debe haber una relación directa entre la geología y la dispersión de los elementos, a esta distribución se llama “topografía geoquímica”
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PAISAJE GEOQUIMICO ● ● ● ● ●
Dentro de un paisaje geoquímico, las AGUAS se dividen en 4 clases, en función de su pH: Aguas fuertemente ácidas (pH<3) Aguas ácidas y poco ácidas (3.5
8.5)
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PAISAJE GEOQUIMICO ●
En condiciones naturales, en la zona supergénica abundan los ácidos débiles (CO2, ácidos orgánicos) y las bases fuertes (Na, K, Mg, Ca). No es de extrañar que los paisajes que poseen baja acidez (bosque y llanura de tundra), neutralidad (bosque y tundra montañosos) o alcalinidad (estepa y desierto) sean los más extendidos en el planeta. Las condiciones de marcada acidez se dan únicamente en zonas puntuales (depósitos de sulfatos, áreas de actividad volcánica, etc). Anterior
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BARRERAS GEOQUÍMICAS ●
● ● ● ● ● ●
Una BARRERA GEOQUÍMICA es una área donde hay un acusado descenso en la intensidad de migración de un determinado elemento, que provoca la concentración del mismo. Hay diversos tipos de barreras geoquímicas supergénicas: Evaporacionales: B, Sr, F, Mo (a veces) Gravitacionales: Au, Pt, Sn, W, Nb, Ta, Ti, etc. Reduccionales: Mo, U, Se Oxigenas: Fe,Mn Alcalinas: Cu Adsorcionales: Cu, Zn, Pb, U, Mo, etc. Anterior
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BARRERAS GEOQUÍMICAS ●A
veces, la acumulación de minerales en una barrera geoquímica puede ser de tal magnitud que esta constituya por si misma un yacimiento de ese mineral (p.ej. placeres); otras veces, manifiesta una MIGRACIÓN ENDÓGENA) de determinado mineral (p.ej. dep. hidrotermales). Anterior
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BARRERAS GEOQUÍMICAS ●
La alta concentración de otros ELEMENTOS MINORITARIOS) asociados al mineral principal, cuya precipitación conjunta no se da habitualmente en barreras geoquímicas (Sr-Pb, Sn-Mo, Au-As) puede ser un buen indicador de cara a la prospección.
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VALOR DE FONDO NORMAL ● Es
la abundancia o concentración normal de un elemento, se le conoce también como “background”. ● El valor de fondo debe considerarse más como un valor medio que como un valor exacto, pues está sujeto a diversas variaciones.
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ANOMALIA GEOQUIMICA ● Una
anomalía geoquímica es una desviación de los valores geoquímicos que son normales para una región. “Un yacimiento mineral es una anomalía geoquímica”. ● El limite de valor de fondo se llama “threshold”.
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TIPOS DE ESTUDIOS GEOQUIMICOS ● Existen
varios métodos geoquímicos:
– Estudio de Sedimentos de Quebrada. – Estudio de Suelos. – Estudio de Rocas. – Hidrogeoquímica. – Atmogeoquímica. – Biogeoquímica.
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MUESTREO Consiste en colectar muestras de un yacimiento o área en estudio, de tal manera que el grupo de las mismas representen lo mejor posible a la totalidad del yacimiento o área de estudio. La exactitud del muestreo dependerá del número de muestras y de su distribución correcta en relación al volumen y forma del yacimiento o área estudiada. Anterior
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CUALIDADES DE LA MUESTRA ● Ser
representativas. ● Ser proporcionales, esto es, que las diferentes partes del yacimiento deberán estar contenidas de manera proporcional en el grupo de muestras. ● No estar contaminadas.
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MUESTRAS PROVENIENTES DE LABORES DE SUPERFICIE Muestras de fragmentos de roca.- Son aquellas que se toman en afloramientos con evidencias de alteración hidrotermal. Pueden tomarse aleatoreamente en la fases preliminar de la exploración o pueden ser parte de una malla en la fase de muestreo geoquímico sistemático.
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MUESTRAS PROVENIENTES DE LABORES DE SUPERFICIE Muestras de suelo.- Son aquellas que corresponden a un muestreo sistemático de suelos (en malla) y sirven para efectuar un estudio geoquímico de dispersión secundaria.
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CANTIDAD DE MUESTRA Debe estar en relación directa a la potencia de la veta y principalmente a las dimensiones del yacimiento. Por ejemplo si observa que una veta tiene tres bandas, el espesor de la banda A es el doble que el de la banda B y el triple que el de la banda C. Si se toma una muestra de cada banda la cantidad de muestra de la banda A debe ser el doble que la de B y el triple que la de C. Anterior
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MÉTODOS DE MUESTREO
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Los métodos de muestreo utilizados varían de acuerdo a los tipos y características propias de cada yacimiento (tipo, forma, extensión), y también al sistema de explotación en uso. Los métodos mas comunes son los siguientes: Muestreo por canales Muestreo por puntos Muestreo por astillas Muestreo por trincheras Anterior
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MUESTREO POR CANALES Consiste en cortar, con la mayor exactitud posible, una ranura rectangular a través de toda la estructura mineralizada para obtener una muestra de un determinado peso. Se aplica comúnmente en el muestreo de vetas, mantos y algunas veces en cuerpos mineralizados que tengan mineralización controlada por ciertas estructuras, principalmente en labores mineras subterráneas. Anterior
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MUESTREO POR CANALES ●
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Es muy importante que todos los canales de muestreo tengan un ancho y profundidad suficientes y sean trazados en lo posible perpendiculares al rumbo y buzamiento de las vetas o mantos. Como regla general, en un canal se tomarán tantas muestras como bandas de diferente mineralización tenga la veta.
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DIMENSIONES DEL CANAL Todo canal debe tener una longitud igual a la potencia de la veta o igual al ancho horizontal de la estructura tabular, aunque el material proveniente de este sea dividido en muestras separadas; en todo caso cuando es dificultoso trazar el canal en forma perpendicular al rumbo y buzamiento, su longitud será mayor que la potencia. Anterior
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DIMENSIONES DEL CANAL ● ● ●
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Profundidad del canal: Puede fluctuar entre una o dos pulgadas. El ancho del canal puede variar entre dos y ocho pulgadas de acuerdo a la potencia de la veta. Como regla general, los canales, en vetas de mas de 9 pulgadas (22.5 cm), deben tener un ancho de 4 pulgadas (10 cm). Si la potencia de la veta fuera menos de 9 pulgadas(Fig. Nº 4) el ancho del canal variaría de tal modo que el área muestreada tendría siempre el mínimo de 36 pulgadas cuadradas (225 cm2).
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ESPACIAMIENTO DE MUESTRAS ●
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Es recomendable que dicha distancia o intervalo regular o irregular sea lo suficientemente pequeño para evitar cualquier variación brusca en el contenido metálico de la veta. En el caso de yacimientos de naturaleza vetiforme y contenido metálico uniforme, el intervalo entre muestras puede ser hasta de 20 pies (6 metros); pero, en los depósitos de oro o con mineralización irregular será necesario muestrear cada 3 pies (01 metro). Anterior
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ESPACIAMIENTO DE MUESTRAS ●
El espaciamiento irregular puede emplearse en vetas o en estructuras en las que hay alternancia de minerales económicos con zonas estériles, tomándose estas últimas muestras con un espaciamiento mayor que las primeras.
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MUESTREO POR ASTILLAS ●
Se aplica en los mismos casos que el método por canales. Consiste en extraer una serie de astillas o fragmentos de todo el ancho de la veta, siguiendo una línea imaginaria que correspondería al eje de un supuesto canal de muestreo. En el caso de atravesar diferentes bandas de mineral, debe sacarse mayor cantidad de astillas de las de mayor potencia o se dividirá la muestra en tantas partes como diferentes bandas tenga la veta. Anterior
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CRITERIOS PARA ORIENTAR EL MUESTREO ● La
forma de extraer las muestras también dependerá del respectivo tipo de yacimiento, pudiendo considerarse: Filoneano, Diseminado, Cuerpos masivos, Manto, Estratiforme, Sedimentario, stockwork, etc. Anterior
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Depósitos mineralizados del tipo Diseminado En estos tipos de depósitos se acostumbra extraer muestras aleatorias de fragmentos de roca (rock chips) en los afloramientos ubicados en los diferentes sectores del area por investigar.
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Depósitos mineralizados del tipo Manto La extracción de la muestra se realiza en forma de canaleta, perpendicular a la estructura del manto, utilizando los mismos criterios geológicos que para los filoneanos. También se recomienda extraer muestras de la roca caja.
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Depósitos mineralizados del tipo Estratoligado:
La aplicación del muestreo en la mayoría de los casos, es similar a los yacimientos del tipo manto; para lo cual es conveniente reconocer el área hasta comprobar y espaciar los puntos de muestreo, a una distancia no mayor a los 10 m. de diámetro. Es muy importante realizar un muestreo de rock chips de la zona mineralizada y de las cajas.
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Depósitos del tipo de Cuerpos Masivos: El espaciamiento de los puntos de muestreo dependerá de la magnitud del afloramiento de estos cuerpos y del programa de estudio en el área. Es recomendable efectuar la extracción de muestras de fragmentos de rocas, en un sector con un diámetro no mayor a 5 – 10 m.; además se deben recolectar muestras de roca fresca y alterada. Anterior
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ERRORES EN EL MUESTREO ●
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La presencia de bandas o concentraciones mineralizadas de menor dureza respecto a la ganga, da lugar a la toma, en forma incorrecta de mayor cantidad de las partes blandas y mineralizadas. En el intento de evitar esto se extrae mayor proporción de las partes duras. Caso contrario, si dichas bandas son de mayor dureza se extrae proporcionalmente menor cantidad de mineral. Anterior
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ERRORES EN EL MUESTREO ●
●
Esto se puede evitar tomando muestras por separado de cada una de las bandas de diferente dureza por muy pequeñas que sean. Falta de limpieza del sector a muestrearse, así como del equipo de muestreo (puntas, combas, bolsas, etc.).
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ERRORES EN EL MUESTREO ● ●
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Falta de conocimiento de la técnica correcta del muestreo o inexperiencia en su ejecución. Inclusión de parte estéril en la muestra de mineral en el caso de muestrearse por separado los ramales o bandas mineralizadas y partes estériles. Apresuramiento excesivo en la toma de muestras. En la muestra interesa más la exactitud que la rapidez.
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ERRORES EN EL LABORATORIO ●
Desde el momento en que llega la muestra al Laboratorio hay la posibilidad de cometerse errores inconscientes por lo mínimo que sean, ya que durante la preparación de la muestra, el mal cuarteo, chancado y molienda no uniforme, falta de limpieza de la lona y accesorios de la chancadora, etc., como durante la etapa de análisis químico de la muestra.
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DEPOSITOS EPITERMALES Los depósitos epitermales se encuentran de preferencia en áreas de volcanismo activo alrededor de los márgenes activos de continentes o arcos de islas y los más importantes son los de metales preciosos (Au, Ag), aunque pueden contener cantidades variables de Cu, Pb, Zn, Bi, etc.
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DEPOSITOS EPITERMALES La exploración geoquímica de estos depósitos puede resultar en distintas anomalías geoquímicas, dependiendo de la mineralización involucrada. Los sistemas de BS tienden a ser más ricos en Zn y Pb, más bajos en Cu y con ratios Ag/Au más altos. Los de AS pueden ser más ricos en As y Cu con ratios Au/Ag más bajas.
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DEPOSITOS EPITERMALES La fineza del oro (=Au/Au+Ag x 1000) en yacimientos epitermales es en general baja (promedio 685 en sistemas del Pacifico SW), es decir el oro contiene apreciables cantidades de plata y en muchos casos se presenta como electrum; en contraste los yacimientos de tipo pórfido o skarn presentan normalmente más alta fineza del oro (promedio 920). Anterior
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SUELO COMO PARTE DE UN PROGRAMA DE EXPLORACIÓN ●
El espesor varía de algunos mm (ambientes árticos o alpinos) hasta cientos de metros (tropicales). En terrenos glaciales varia de 1 a 2 m. El desarrollo del suelo involucra factores climáticos y acción de organismos condicionado por el relieve y el régimen del agua. Estos actúan a través del tiempo en el material geológico y modifican sus propiedades, cambiando las distribuciones de los elementos mayores y traza. El perfil resultante se divide en tres capas u horizontes A, B y C. Anterior
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SUELO COMO PARTE DE UN PROGRAMA DE EXPLORACIÓN El contenido de elementos traza es considerado normalmente para representar un área limitada. Grandes cantidades de muestras se necesitan para evaluar una propiedad mineral. El muestreo de suelos como una técnica de reconocimiento puede ser considerado donde el movimiento mecánico de la sobrecarga, como depósitos de talud o coluviales, donde la dispersión química en regimenes activos de agua (base de pendientes) permite a una muestra reflejar más de su ambiente local. Anterior
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Controles de evolución del terreno Donde ocurren los elementos Fraccion en que se acumulan los elementos Anterior
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MUESTREO DE SUELOS ●
El muestreo detallado usualmente sigue una grilla cuadrada o rectangular. Muestras adicionales pueden tomarse de paisajes asociados con acumulación de elementos traza tales como depresiones o zonas de filtración, para probar la dispersión hidromórfica de una ocurrencia mineral profunda intersectada sólo por agua subterránea.
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MUESTREO DE SUELOS
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El espaciamiento y el intervalo de muestreo está controlado por muchos factores: Tamaño de la ocurrencia mineral en la interfase bedrock-sobrecarga. Procesos de dispersión local. Geología Topografía Área favorable Tamaño del área bajo investigación; y Disponibilidad de fondos para personal y análisis.
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MUESTREO DE SUELOS La toma de muestras y estudio del perfil del suelo permite conocer la evolución del contenido metálico en profundidad, y de esta manera posibilita el seleccionar el horizonte más adecuado. Otro problema de interés es el de la distribución de los elementos en las diferentes fracciones granulométricas de los suelos. Aunque generalmente la fracción más fina contiene más minerales de arcilla, materia orgánica, óxidos hidratados de Fe y Mn, y por lo tanto es la más rica en metales, conviene Anterior Siguiente
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MUESTREO DE SUELOS ●
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Generalmente se emplea la fracción -80, lo que no significa que sea necesariamente la mejor en cada caso. El muestreo y análisis de suelos residuales es el método más empleado en prospección geoquímica. Este método de prospección es especialmente útil en las regiones con suelos profundos. Los estudios orientativos deben constituir el primer paso en la prospección geoquímica de suelos. Anterior
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MUESTREO DE SUELOS En Canadá, la grilla de reconocimiento normalmente comprende líneas cada 300m con un intervalo de 150m. Idealmente la presencia de mineralización es indicada por al menos dos muestras adyacentes. Subsecuentes grillas detalladas comúnmente usan un espaciamiento de 50 a 100m, con un intervalo de muestreo de 25 a 100m o quizás menos si las anomalías asociadas con vetas someras son el target. Anterior
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MUESTREO DE SUELOS ●
Frecuentemente, no hay una relación entre tamaño y forma de una anomalía geoquímica y el tamaño y forma de su roca fuente. Considerando el depósito Bell Copper de Canadá (53.4 mill [email protected]%Cu, 0.34 g/t Au. La zona mineralizada tiene más de 300m de ancho y 100m de longitud y está rodeada por un halo de alteración de 3500x2500m. Geoquímicamente el depósito es reflejado por una anomalía de Cu, en suelos aguas abajo del depósito, en dos sitios apartados a 120m. Anterior
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apa isovalórico de cobre y drenaje superpuesto. Anterior
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