Estudio geológico y geoquímico de línea base en el marco ... · estudio como la cuenca del río...
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Estudio geológico y geoquímico de "línea base" en el marco de la evaluación del impacto ambiental asociado al derrame del represo de lixiviados de la mina Buenavista del Cobre hacia la cuenca del río Sonora
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Estudio geológico y geoquímico de "líneabase" en el marco de la evaluación delimpacto ambiental asociado al derrame delrepreso de lixiviados de la mina Buenavistadel Cobre hacia la cuenca del río Sonora
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ANEXO II
ESTUDIO GEOLÓGICO Y GEOQUÍMICO DE "LÍNEA BASE"EN EL MARCO DE LA EVALUACIÓN DEL IMPACTO
AMBIENTAL ASOCIADO AL DERRAME DELREPRESO DE LIXIVIADOS DE LA MINA BUENAVISTA DEL
COBRE HACIA LA CUENCA DEL RIO SONORA
Thierry Calmusl, Martín Valencia Morenol, Rafael del Rio Salasl,Lucas Ochoa
LandinZ, Héctor Mendívil3
l: Estación Regional del Noroeste, Instituto de Geología, UNAM.2: Departamento de Geologí4 Universidad de Sonora.
3: GEO Digital Imaging de Méúco, S.A. de C.V.U
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"El saber de mis h i ioshará mi grandeza"
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Thierry Calmusl, Martín Valencia Morenol, Rafael del Rio Salasl, Lucas OchoaLandín2, Héctor Mendívi13
1: Estación Regional del Noroeste, Instituto de Geología, UNAM.2: Departamento de Geología, Universidad de Sonora.3: GEO Digital lmaging de México, S.A. de C.V.
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ESTUDIO GEOLÓGICO Y GEOQU|MICO DE "LíNEA BASE'' EN EL MARCO DELA EVALUACÉN DEL IMPACTO AMBIENTAL ASOCIADO AL DERRAME DELREPRESO DE LIXIVIADOS DE LA MINA BUENAVISTA DEL COBRE HACIA LA
CUENCA DEL RIO SONORA
CONTENIDO
Resumen efecutivo
Resumen ejecutivo....-. ................1
1. f ntroducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
2. Descripción de área de estudio ................3
3. Princlpales depósitos minerales en la cuenca del río Sonora ......... ...........,.............6
4. Metodologla .......................9
4.1 Establecimiento de las litologlas representativas y muestreo..............................................9
4.1.L Compilación de mapas geológicos ..................9
4.1.2 Agrupación de litologfas. ...........18
4,2 Muestreo, preparación y análisis de rocas....... .........................22
4.3 Tratamiento de datos...... ................23
5. Resuftados y discusión... ........................24
5.1 Elementos mayores y traza ................24
5.2 Elementos potencialmente tóxicos ......................33
5.3 Razones isotópicas ......36
6. Concfusiones .,..,..,...............42
7. Referencias. .......................¿14
Resumen ejecutivo
En este informe se presentan los resultados y análisis del estudio geológico y
geoquímico en la cuenca del río Sonora, el cual se realizó en el marco del
diagnóstico de la situación ambiental de la cuenca después del derrame de la
solución ácida ferro-cuprífera de la mina Buenavista del Cobre. En ausencia de
antecedentes, para llevar a cabo este estudio se estableció un protocolo particular,
el cual consiste en lo siguiente: en primer lugar, se definieron las tres sub-cuencas
Tinajas-Bacanuchi, Sonora-Bacoachi y Río Sonora que tienen características
geológicas y topográficas propias. En segundo lugar se agruparon las unidadesgeológicas definidas por el Servicio Geológico Mexicano en 11 grupos litológicos.
Las concentraciones de elementos mayores y traza se interpretaron de forma
separada así como por grupo litológíco, y se normalizaron a la corteza continental
superior (CCS). En general, las concentraciones son muy similares a la
composición de la CCS, definiendo una franja relativamente angosta cercana a la
línea de referencia de la CCS. Un análisis de la concentración de 9 elementospotencialmente tóxicos (V, Cr, Co, Ni, Cu,Zn, As, Sb y Pb) muestra que solamente
el As y el Sb presentan concentraciones ligeramente superiores a los valores
promedio de la CCS, lo cual se debe al contexto geológico regional caracterizado
por la abundancia de yacimientos minerales que contribuyen al aporte de metales
en la cuenca. Puesto que las rocas son la fuente para formar suelos y depósitos
sedimentarios, en este estudio se hizo una comparación de los valores de los
elementos con los valores máximos permisibles definidos en la Norma Oficial
Mexicana para uso de suelo residenciallagricolalcomercial (NOM-147). El
resultado de esta evaluación indica que las rocas no presentan concentraciones
que estén por arriba de dicha norma. Adicionalmente, un estudio de relaciones
isotópicas de Pb, Sr y Nd en muestras de rocas y de sedimentos desde la presa
Tinajas hasta la presa El Molinito, muestra un buena correlación entre las firmas
isotópicas, sugiriendo una mezcla entre un componente menos evolucionado en
relación a la CCS, ubicado en la parte norte de la cuenca, y otro componente más
evolucionado en la parte centro-sur de la cuenca.
l. IntroducciónEn el marco del diagnóstico de la situación ambiental de la cuenca del río
Sonora después del derrame de solución ácida ferro-cuprífera el 06 de agosto
2014 en la parte alta del arroyo Tinajas, se llevó a cabo entre octubre del 2014 y
junio del 2015 un muestreo de rocas representativas de la diversidad geológica
drenada por el río Sonora. El objetivo de este muestreo de Línea Base es la
determinación de los valores geoquímicos de fondo geológico natural a lo largo de
la cuenca. Para tal efecto, se realizó un muestreo de 94 rocas, en el cual se
tomaron los diferentes tipos de rocas magmáticas, metamórficas y sedimentarias,
incluyendo las zonas de alteración o de mineralización asociadas a depósitos
minerales en explotación o abandonados. La cuenca del río Sonora es una zona
rica en yacimientos minerales que son el resultado de procesos naturales de
concentración de metales o de otros elementos, principalmente por actividad
hidrotermal asociada a eventos magmáticos. Las rocas formadas en este
ambiente son en general enriquecidas en óxidos y sulfuros, susceptibles a
alterarse, lixiviarse por la interacción con aguas meteóricas, y finalmente
erosionarse para incorporarse a los sedimentos de la cuenca del río. Por lo
anterior, el muestreo de Línea Base incluye una proporción de rocas mineralizadaspara poder establecer en su totalidad, y en su diversidad, la geoquímica del fondogeológico. El objetivo de este estudio es determinar los valores geoquímicos base
para conocer el posible aporte elemental proveniente de las litologías presentes en
la cuenca del río Sonora. En el contexto de la problemática a la cual se asocia la
elaboración del presente informe, es importante hacer notar que el área de estudio
es considerada una zona mineralizada, y por lo tanto las rocas mismas pudieran
ser una fuente de metales que pueden ser potencialmente incorporados al sistema
hidrológico de la cuenca. Por esta razón, en el Capítulo 3 se hace una reseña de
los principales distritos mineros conocidos en la zona. El Capítulo 4 presenta la
metodología utilizada para el desarrollo del presente trabajo, basado en la
distribución espacial de las concentraciones de los elementos mayores y traza
para evaluar la posible contribución que, de manera natural, pueden aportar las
distintas litologías que afloran en la cuenca. Los resultados se presentan en el
Capítulo 5, los cuales pueden ser utilizados como parámetros de referencia con el
propósito de determinar índices de contaminación en sedimentos, suelos y agua.
Es decir, estos valores de referencia permitirán discernir entre los valores
naturales (geogénicos) y no naturales (antropogénicos). En este mismo capítulo,
se presenta una interpretación de los resultados geoquímicos obtenidos, en
conjunto con un sistema de información geográfie,a que incluye las unidades
litológicas compiladas de mapas digitales del Servicio Geológico Mexicano (SGM),
para determinar los valores de Línea Base. En el Anexo 1 se presenta un análisis
de la distribución espacial de algunos metales (Al, Fe, Mn, Ag, As, Ba, Be, Cd, Cr,
Cu, Ni, Pb, Se y Zn) en sedimentos de arroyo de la cuenca del río Sonora
reportados por el SGM, previo al dename de la solución ácida ferro-cuprífera, con
el propósito de elaborar mapas de isovalores. En el Anexo 2 se presenta el
certificado de análisis geoquímicos realizados por ActLabs. En el Anexo 3 se
presenta los resultados de concentraciones organizados en sectores A, B y C.
2. Descripción de área de estudio
El área de estudio se localiza en la parte centro-norte del Estado de Sonora,
en la porción oriental de la cuenca hidrológica del río Sonora, comprendiendo las
sub-cuencas río Bacanuchi y río Sonora-Banámichi1, la cual, por su ubicación
debería llamarse Sonora-Bacoachi. En el presente trabajo se referirá al área de
estudio como la cuenca del río Sonora (Figura 1).
l CONAGUA, Gesfón integral para la restauración hidrotógica de la cuenca del ríoSonora.
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Figura 1. Mapa regiortal. Los lfmites de la cuenca del rlo Sonora aparecen con una línea gris. Losrlos Sonora, el rfo Bacanuchi y el aroyo Tinajas aparecen en azul.
Debido a la ausenc¡a de estudios previos que puedan caracterizar la
contribución natural de las rocas al sistema hidrogeoquímico y edafológico de la
sub-cuenca Rfo Sonora, en el presente informe se def¡nieron tres sectores con
características geolfuicas, topográficas e hidrológicas susceptibles de generar
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\-, valores de fondo distintos: el sector A, localizado aguas abajo del represo Tinajas
2, y corresponde al área de influencia del anoyo Tinajas y el río Bacanuchi; el
sector B, que corresponde a la sub-cuenca Sonora-Bacoachi, la cual no está
conectiada al sistema anterior, y es hidrológicamente más activa; el sector C, el
más distal en relación a la zona del derrame, a lo largo del río Sonora entre Arizpe
y la presa Rodolfo Félix Valdez, conocida como presa El Molinito (Figura 2).
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Figura 2. Límites de los sectores A (sub-cuenca Bacanuchi), B (sub-cuenca Sonora-Bacoachi), y C(sub-cuenca Sonora).
3. Principales depósitos m¡nerales en la cuenca del río Sonora
La cuenca del río Sonora presenta una gran cantidad de zonas
mineralizadas, dentro de las cuales existen algunas minas activas y otras que
estuvieron en operación en algún tiempo. La mayoría corresponde a pequeños
prospectos actualmente abandonados que han sido explotados a nivel artesanal o
a pequeña escala (Figura 3).
Los principales desarrollos mineros corresponden, de norte a sur, a
Buenavista del Cobre (Cu-Mo) en Cananea, El Gachi (Pb-Zn) al este de Arizpe,
Santa Elena (Au) al este de Banámichi, San Felipe (Cu, Pb, Zn y Au), El Jaralito
(W), y Washington (Cu, W y Mo). al oeste y este de Baviácora respectivamente. A
continuación se muestra una breve descripción geológica de estos desarrollo
mineros enfocándose principalmente en su mineralogía y características
geológicas.
Buenavista del Cobre
La mina Buenavista del Cobre (Cu-Mo), anteriormente mina de Cananea,
corresponde a una mineralización tipo pórfido de cobre, catalogada como la más
grande de México, con más de 30 Mt de Cu contenido, y clasificado como super-
gigante (Laznicka, 1999). Esta mina pertenece a un clúster de yacimientos de este
tipo que se extiende desde el SO de Estados Unidos al NE de Sonora.
El depósito Buenavista del Cobre ha sido ampliamente estudiado
(Valentine, 1936; Mulchay y Velasco, 1954; Meinert, 1982; Ochoa y Echavarri,
1978; Bushnell, 1988; Wodzicki, 1995, entre otros), describiendo geologÍa,
estructuras y mineralización, desde un contexto desde local hasta regional. En
este distrito se presentan varios tipos y estilos de mineralización, que incluyen
\., brechas magmato-hidrotermales (Cu-Mo), skam (Cu-Zn), y diseminado (Cu-Mo).
La mineralización primaria se presenta en forma de sulfuros, particularmente en
calcopirita, bornita y molibdenita. La mineralización altamente económica está
formada por horizontes de calcocita derivado de la lixiviación de los mineralesprimarios (Chavez, 2000; Titley, 20041.
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Figura 3. Distribución geográfica de las actividades mineras dentro del área de estudio. Los puntosverdes indican las zonas mineralizadas más importantes, de las cuales tres están en actividad a lafecha de entrega del presente informe (Buenavista del Cobre, El Jaralito y Santa Elena).
El Gachi
La mina El Gachi, actualmente inactiva, se encuentra aproximadamente a 8
km al SE de Arizpe. Es un depósito de reemplazamiento distal relacionado a un
ambiente tipo pórfido de cobre, hospedado en sedimentos del Cretácico
Temprano. Las leyes promedio reportadas son de 505 g/t de Ag, 10.4Yo de Pb,
5.3% de Zn y 0.017o/o de Cu (Zúñiga-Hernández, 2010).
Sanfa Elena
Este depósito se localiza aproximadamente 5 km al este de Banámichi
(Figura 3). Este depósito se considera de origen hidrotermal formado a poca
profundidad (1-2 km) y relativamente baja temperatura (150-300 'C). La
mineralización se extiende a lo largo de una estructura E-O con más de 200 m de
longitud en superficie. Los principales elementos presentes son Au, Ag, Zn y Pb,
con menor contenido de Cu, Sb, As, Hg y Se. Los minerales de mena
corresponden a pirita, electrum (Au-Ag), esfalerita, galena y arsenopirita. Las leyes
son del orden de -80 g/t Ag y 1.5 g/t Au, con minerales asociados que contienen
Sb, Pb, Zn,Ba, Ca y Mn.
San Felipe
El distrito de San Felipe se localiza aproximadamente a 6 km al O-NO delpoblado de San Felipe de Jesús (Figura 3). En el distrito de presentan varios
depósitos minerales en forma de vetas hidrotermales, incluyendo La Artemisa,
Santa Rosa y Lamas, y además un cuerpo mineralizado de tipo skarn. En la
superficie, estas estructuras presentan direcciones N-S y E-O con un espesor
promedio de 1 m, y son caraderizadas por pirita, calcopirita, galena y esfalerita,
covelita, malaquita, azurita y óxidos de Fe.
El Jaralito
El Jaralito (W) es un distrito minero localizado en la parte centro-sur de la
Sierra de Aconchi, aproximadamente a 14 km al SO de Baviácora. Los depósitos
en este distrito corresponden a skarns desarrollados en el contacto entre rocas
intrusivas y calizas paleozoicas. En este distrito también existen afloramientos de
cuerpos pegmatíticos con mineralización de W-Be (Roldán-Quintana et al., 1989).
Washington
La mina Washington (Cu, W y Mo), ubicada a 15 km al SE de Huépac, se
caracteriza por una brecha mineralizada emplazada en una secuencia de rocas
volcánicas de la Formación Tarahumara. Esta brecha presenta una asociación de
cuazo-turmalina + sericita, con una mineralización caracterizada por pirita,
calcopirita, molibdenita, scheelita, y trazas de tetraedrita, esfalerita y galena
(Simmons y Sawkins, 1983; Zúñiga Hernández, 2010).
4. Metodología
4.1 Establecimiento de las litologías representativas y muestreo
4.1.1 Compilación de mapas geológicos
Las 16 cartas geológicas utilizadas en este trabajo fueron adquiridas en
formato digital del SGM, específicamente en shape f/e, habilitadas para utilizarse
en cualquier sistema de información geográfica; sin embargo, antes de poder ser
utilizadas para los fines del proyecto, éstas requirieron un proceso de unificación
espacialy de base de datos.
Con el propósito de unirlas en un solo archivo digital, las cartas fueron
revisadas digitalmente una a una para eliminar inconsistencias en sistemas de
coordenadas entre ellas, así como las inconsistencias entre sus límites espaciales.
En diversas áreas se encontró que algunos cuerpos litológicos que están en los
límites de las cartas, no coincidían en forma ni en los atributos de su base de
datos asociada. Dado que estas conecciones no coresponden al objetivo de este
trabajo, en la mayoría de los casos se mantuvieron dichas inconsistencias; sólo en
los lugares que corresponden a muestras colectadas se hicieron los ajustes
correspondientes a la litología a partir de las observaciones directas de campo.
Además, dado que la escala de los mapas del SGM es 1:50,000, se observaron
discrepancias entre la litología reportada por muestra y la señalada por el SGM en
sus cartas.
Para este reporte, se creó un Sistema de lnformación Geográfica (SlG) en
el software ArcGlS versión 10.3 del fabricante ESRI. El sistema de coordenadas
utilizado para éste fue el Universal Transverso de Mercator (UTM) para la zona
12N y con datum WGS84.
La información principalque se tomó de las cartas fue la litología y zonas de
alteración reportadas por el SGM. Las cartas fueron agregadas al proyecto SIG sin
modificar su sistema de coordenadas y datum originales, los cuales fueron
asignados por el SGM como UTM Zona 12 y NAD27 México. Una vez agregadas
en el SlG, se verificó las condiciones espaciales y de atributos para iniciar elproceso de fusión de cartas formando así un solo archivo con la compilación de
las 16 cartas escala 1:50,000.
Al momento de la adquisición de la información, la carta correspondiente al
cuadrángulo H12D33 no estaba disponible para su venta o distribución (Figura 4).
Dado que esta carta corresponde al límite sureste del área de interés, la
información requerida para este sector fue digitalizada y editada de la carta H12-8publicada a escala 1:250,000 por el SGM y adquirida en formato PDF. Luego de la
digitalización de la porción faltante se hizo una nueva fusión de ésta con las 16
10
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cartas escala 1:50,000 (Figura 5). La fusión implica la homogenización de las
bases de datos de todo elconjunto compilado.
FQura 4. Cartas adquiridas del SGM. Se observa en la figura la falta de información en la porciónsureste del área de estudio, conespondiente a la carta topográfica H12D33.
1 1
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Figura 5. Litología de las cartias adquiridas del SGM, utilizando la información litológica original dela base de datos.
Además de la problemática espacial de los pol¡gonos litológicos, se
presentaron también problemas de inconsistencia en el orden, nomenclatura y tipo
de los c€¡mpos de las bases de datos (Figura 5). Para resolverlos, se crearon
nuevos campos, uno para la litología original reportada por el SGM, y otro para la
litología producto de la agrupación específica para este estudio. Esta agrupac¡ón
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se hizo por medio del software y henamientas de geo-procesamiento, incluyendo
nuevos polígonos que representan las distintas litologías del área de estudio.
Una vez creada la nueva categorización, se hizo un recorte de los polígonos
compilados utilizando como límite el área de estudio, y el resultado de este recorte
se clasificó usando la nueva agrupación de litologías (Figura 6).
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Figura 6. Mapa mostrando la agrupación de las 11 litologías de la cuenca Río Sonora.
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Como ¡lltimo paso en el proceso de la categorización digital de litologla, segeneraron los recortes por cada uno de los sectores (Figuras 7 a 9), esto con elfin
de utilizar los polfgonos litológicos en cada sector para elcálculo de las superficiespor lltologfa, y con ello poder asignar la ponderación a cada muestra. La
descripción detallada de esta ponderación se presenta en el apartado 4.3(tratamiento de datos).
Flgura 7. Litologfa agrupada para el sector A conespondiente a la suFcuenca Bacanuchi.
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Figura 8. Mapa litológico para el Sector B conespondiente a la subcuenca Sonora-Bacoachi.
1 5
Figura 9. Mapa litológico para el Sector C correspondiente a la sub-cuenca Sonora.
A cada litología de cada sector se le calculó la superficie ocupada de
acuerdo a los polígonos entregados por el SGM y a las modificaciones hechas a
los polígonos coincidentes con muestras. Las superficies calculadas fueron
asignadas a cada una de las muestras que intersectaron polígonos litológicos para
después exportarlas en forma de tabla, mismas que se utilizaron en este trabajo
1 6
U para ot¡os cálculos y generación de gráficos. La Figura 10 muestra la distribución
de muestras respecto a las unidades litolfuicas de las cuales se obtuvo la
superficie.
Figura 10. Mapa de litologfa agrupada del área de estudio mostrando la localización de lasmuestras de roca colectadas para estudios geoquímicos. En este mapa se puede observar larepresentatividad del muestreo realizado.
v1 7
4.1.2 Agrupación de litologías
Para establecer los sitios de muestreo y los tipos de rocas representativos
de la geología de la cuenca del río Sonora, se tomaron en cuenta eltipo de roca y
la distribución geográfica en los Sectores A, B y C. Como base geológica se
usaron los mapas geológico-mineros publicados por el Servicio Geológico
Mexicano a escala 1:50,000 y 1:250,000. A partir de estos mapas geológicos se
establecieron 6 grupos divididos en 11 unidades litológicas considerando su
naturaleza, sedimentaria, ígnea o metamórfica, y su grado de preservación.
Posteriormente se calculó la superficie ocupada por cada una de estas
unidades con el objetivo de ponderar los resultados geoquímicos. Con el objetivo
de obtener una población representativa de las litologías se definieron
originalmente 55 puntos de muestreo, los cuales se ampliaron a 83 para mejorar la
representatividad del muestreo (Figura 11). Sin embargo, debido a problemas de
acceso, -20o/o de las muestras tuvieron que ser reubicadas con respecto al plan
de muestreo original.
Las muestras de roca colectadas presentan diferentes grados de
preservación, a partir de los cuales se pueden dividir en rocas frescas, alteradas y
mineralizadas. Las rocas frescas corresponden a aquellas que no han sufrido los
efectos del intemperismo. Por otra parte, las rocas alteradas y mineralizadas
corresponden a aquellas que han experimentado procesos naturales que dieron
lugar a cambios geoquímicos y mineralógicos debido a la circulación de fluidos
hidrotermales principalmente asociados a eventos magmáticos, los cuales
localmente desarrollaron zonas mineralizadas. Las rocas mineralizadas presentan
concentraciones altas en ciertos elementos, en particular arsénico (As), cobre
(Cu), hierro (Fe), molibdeno (Mo), manganeso (Mn), tungsteno (W), plomo (Pb), y
zinc (Zn),las cuales en varios fugares de la cuenca del río Sonora han dado lugar
al desarrollo de obras mineras.
1 8
v
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Figura 1 1. Mapa mostrando la localización del programa original (círculos azules) respecto almuestreo realizado (triángulos amarillos y círculos verdes).
Los grupos y tipos de roca considerados para este estudio conesponden a:
Grupo 1: Rocas sedimentarias
a) Depósitos detríticos no @nsolidados del Plio.Cuatemario, incluyendo aluviones,
abanicos aluviales y coluv¡ones.
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b) Formación Báucarit (King, 1939) y del Grupo Sonora (Grijalva-Noriega y
Roldán-Quintana, 1998). Estas rocas son las más abundantes en términos de
exposición superficial, y consisten principalmente de conglomerados y areniscas
depositados en cuencas formadas durante la fase extensional del Oligoceno tardío
y Mioceno en el noroeste de México. Debido a su posición topográfica baja han
sido preservadas de procesos erosivos. Estas unidades continentales detríticas
son representativas de la composición geológica superficial de la cuenca del río
Sonora durante dicha fase extensional.
c) Roca sedimentaria marina. Esta litología corresponde esencialmente a rocas del
Grupo Bisbee del Cretácico Temprano, compuestas de alternancias de areniscas,
limolitas y calizas (González-León et al., 2000). Estas rocas afloran solamente al
norte de la localidad de Arizpe, en el norte de la cuenca del río Sonora, por
ejemplo en el puerto El Zarape, o en el área del la mina El Gachi, al sureste de
Arizpe.
d) Cuarcita. Son areniscas de cuazo recristalizadas del Paleozoico, las cuales
afloran solamente en el área de Bacoachi.
Grupo 2: Rocas intrusivas
e) Roca granítica. Esta litología corresponde a las rocas plutónicas que se
emplazaron durante el evento magmático Laramide que ocurrió entre 90 y 40 Ma
(Damon et al., 1983). Estas representan el segundo tipo de roca más importante
en términos de exposición superficial, y forman el batolito de la Sierra de Aconchi y
de la Sierra Los Locos, así como algunos otros plutones de menor tamaño. Las
rocas intrusivas presentan variaciones mineralógicas y texturales (i.e. granito,
granodiorita, pegmatita, aplita, pórfido, etc.). Sin embargo, se consideran como un
solo grupo desde el punto de vista geoquímico, ya que las variaciones en las
composiciones de elementos mayores y traza son mínimas para los propósitos del
presente trabajo.
Grupo 3; Rocas volcánicas
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f) Roca volcánica félsica. Corresponde a principalmente a dacitas, riodacitas y
riolitas pertenecientes a dos unidades geológicas principales: la Formación
Tarahumara del Cretácico Tardío y el volcanismo contemporáneo de la Sierra
Madre Occidental.
g) Roca volcánica intermedia. Las rocas de este grupo tienen un porcentaje de Si
entre 55 y 650/o. Son básicamente las andesitas pertenecientes a la Formación
Tarahumara. En la región central de Sonora existe un cambio progresivo de la
composición de la Formación Tarahumara de más intermedia en el sur a más
félsica en el norte del Estado. Por su composición, las andesitas de la Formación
Tarahumara son las rocas más susceptibles de ser alteradas por fluidos
hidrotermales, y en algunos casos de hospedar mineralización.
h) Basalto. Esta litología consiste de flujos de lava pobres en sílice y ricos en
minerales ferromagnesianos- En la cuenca del río Sonora, estas rocas son
comunes en la base de la Formación Báucarit o intercalados con los
conglomerados de la misma, principalmente al sur de Arizpe.
Grupo 4: Rocas de metamorfismo regional
i) Roca de metamorfismo regional. Esta titología incluye los gneises y esquistos
pertenecientes al basamento precámbrico que aflora esporádicamente al norte de
la Sierra Los Locos.
Grupo 5; Rocas de metamorfismo de contacto
j) Roca de metamorfismo de contacto. Esta litología corresponde a rocas
pertenecientes principalmente a calizas del Paleozoico que fueron metamorfizadas
por la interacción con rocas intrusivas durante su emplazamiento y enfriamiento.
Este metamorfismo de contacto generó la formación de depósitos de tipo skarn y
aureolas de silicatos cálcicos con enriquecimiento de Fe, W, Mn, Cu, Be y U.
Estas rocas se encuentran aflorando principalmente al sur de la Sierra de Aconchi,
aloeste de Baviácora.
Grupo 6: Roca alterada
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k) Roca alterada. Las rocas alteradas son de distintos tipos y fueron modificadas
en su composición por procesos hidrotermales. El proceso de concentración de
ciertos elementos, sobre todo metálicos, se llevó a cabo principalmente durante la
fase de magmatismo regional que ocurrió en esta zona entre -65 y -40 Ma. La
cuenca del río Sonora cuenta con distintos tipos de depósitos minerales formados
durante este evento. Las rocas que hospedan estos depósitos son más antiguas
que 65 Ma y pertenecen mayormente a las rocas volcánicas de la Formación
Tarahumara. Sin embargo, algunas rocas plutónicas someras, son consideradas
importantes precursores para la formación de grandes yacimientos minerales de
cobre y molibdeno, como los del área de Cananea. Además de estos depósitos
claramente asociados al magmatismo Laramide, existen otros depósitos minerales
más jóvenes que corresponden a sistemas epitermales asociados al magmatismo
del Oligoceno (Ochoa-Landín et al., 2011).
4.2 Muestreo, preparación y análisis de rocas
Las muestras seleccionadas fueron colectadas y fragmentadas en el sitio de
muestreo, incluyendo las superficies intemperizadas, con el propósito de evitar la
modificación de composición original de la muestra por contacto con materiales de
otras fuentes. Posteriormente, los fragmentos de roca fueron triturados y reducidos
a un tamaño de aproximadamente 1 cm utilizando una quebradora con quijadas de
acero en el Laboratorio de preparación de muestras de la Estación Regional del
Noroeste de la UNAM. Una fracción de las muestras trituradas fue enviada a los
laboratorios de ActLabs en Canadá, donde fueron pulverizadas utilizando un
molino con contenedor de ágata, y posteriormente analizadas por el método "Code
4LITHO (11+¡ Major Elements Fusion ICP(WRA)', para determinar las
concentraciones de elementos mayores (superiores a 1o/o afi peso), y por el
método "Trace Elements Fusion ICP/MS(WRA4B2)", pa'a determinar la
concentración de los elementos traza (menores a 1o/o en peso), considerados de
interés para los fines perseguidos en el presente informe.
Las razones isotópicas de Pb, Sr y Nd se midieron en Departamento de
Geociencias de la Universidad de Arizona. Las razones isotópicas de Pb se
\,
midieron utilizando un Multicolector de Espectrometría de Masas con Plasma
Acoplado Inductivamente (MC-lCP-MS), siguiendo la metodología descrita en Del
Rio-Salas et al. (2013), que a continuación se describe brevemente. Las muestras
se digirieron utilizando una mezcla de HF-HNO3 y posteriormente se evaporaron.
Las muestras se disolvieron con HCIO¿ y se evaporaron. Después, las muestras
se disolvieron con HNO3 (16 M) y se evaporaron para ser atacadas con HNOs (8
M) y posteriormente con HCI (8 M). Una vez digeridas, las muestras se purificaron
utilizando el método de cromatografía descrita por Thibodeau et al. (2007). Las
razones isotópicas se determinaron usando un instrumento GV MC-ICP-MS.
Las razones isotópicas de Sr y Nd se midieron utilizando espectrometría de
masas por ionización térmica, siguiendo la metodología descrita en Girardi et al.
(2012), que a continuación se describe brevemente. Las muestras pulverizadas se
digirieron con una mezcla concentrada de HF-HNOg a 150'C durante una semana
para asegurar la digestión completa de las fases refractarias. Después, las
muestras se evaporaron y re-disolvieron en tubos de teflón 3 ml de HCI (6 M) y 1
ml H3BO3 saturado en HCI (2.5 M). Posteriormente se evaporaron y se disolvieron
en HCI (6 M). Una vez asegurada la digestión total, las muestras evaporadas se
re-disolvieron en HCI (2.5 M). La separación química se realizó utilizando resina
de intercambio iónico AG50W-X12 en columnas de cuarzo. Las soluciones
enriquecidas en Sr se cargaron en filamentos de Ta en forma de fosfato, y se
midieron en un espectrómetro de masas VG-354, mientras que las de Nd se
cargaron en filamentos dobles de Ta en forma de cloruro, y se midieron en un
espectrómetro de masas Micromass SECTOR 54.
4.3 Tratamiento de datos
Para el caso de los elementos mayores, el hieno, originalmente reportado
como Fe2O3, fue recalculado a su forma FeOt, y las concentraciones fueron
convertidas a una base anhidra, eliminando el porcentaje de volátiles (LOl), y
posteriormente los valores resultantes fueron normalizados a 100%. Por otra
parte, las concentraciones de los elementos traza y razones isotópicas fueron
utilizadas tal y como se recibieron de los laboratorios.
23
5. Resultados y dlscusión
5.1 Elementos mayores y t¡azr^
Las figuras (sectores A, B y C) presentan las concentraciones de elementos
mayores y traza de las muestras por sector, normalizadas a los valores de la
Corteza Continental Superior (CCS) de Rudnick y Gao (2003; Tabla 1); las líneasrojas representan los promedios aritméticos de las concentraciones elementales
de todas las rocas de cada sector. En general, se aprecia que las concentracionesson muy similares a la composición de la CCS, definiendo una franja relativamenteangosta cercana a la línea de referencia (muestra/CcS = 1).
Tabla 1. Valores de concentraciones de elementos para la corteza conünental superior (Rudnick yGao, 2003); unidades de concentración expresadas en vvt. 7o para los elementos mayores, y enppm para elementos traza
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14.002.10
97.00628.00320.0021.00
193.0092.0017.30
NiCuZnGaGeAsRbNbMoAgln
SnSbCsLaCePrNdSm
47.0028.0067.0017.501.404.80
84.0012.001 .100.050.062.100.403.67
31.0063.007.10
27.004.70
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PbB¡
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1.004.000.703.900.832.300.301.960.315.300.901.900.90
17.000.16
10.502.70
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v
De los elementos mayores, solamente los elementos Ca, Mn, y en menor
proporción el P, presentan concentraciones arriba de los valores de la CCS, en
particular en el sector C. El Mn y el Ca son elementos muy móviles, comúnmente
removidos por procesos hidrotermales y de intemperismo, y que se depositian en
cavidades, poros y fracturas abiertas de las rocas en forma de dendritas para el
Mn, y vetillas y caliche en el caso del Ca. Fuera del Ca y del Mn, los elementos
mayores, como elAl y el Fe muestran valores típicos de la CCS.
Figura 12. Concentraciones de elementos mayores y traza normalizados a los valores de laCorteza Continental Superior (CCS) de Rudnick y Gao (2003, Tabla 1) representados por la lineaazul. La línea roja muestra el promedio aritmético elemental de las rocas del sector A. La escaladel eje vertical es logarítmica; por ejemplo, el valor promedio de las concentraciones del Sb es -17veces más alto que el valor para este elemento en la CCS.
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Figura 13. Concentraciones de elementos mayores y lraza normal¡zados a valores de laCorteza Continental Superior (CCS) de Rudnick y Gao (2003, Tabla 1) representados por lalinea azul. La línea roja muestra el promedio aritmético elementalde las rocas del sectorA. La escala deleie verticales logarítmica.
En general, en los tres sectores, las Figuras 12 a 14 muestran patrones
s¡milares con enr¡quecimientos relativos en Sb, As y Ag. Además, en el sector C,
se observan anomalías pos¡t¡vas de Pb, Bi y Zn con respecto a los valores de la
CCS (Figura 14),lo cua! se atribuye a la influencia de las rocas muestreadas en
las zonas mineralizadas del distrito minero de San Felipe y la región de Ures. Los
datos originales de las @nqentraciones de los elementos analizados y utilizados
para elaborar las gráficas se presentan en elAnexo 2.
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Figura 14. Concentraciones de elementos mayores y traza normal¡zados a valores de laCorteza Continental Superior (CCS) de Rudnick y Gao (2003, Tabla 1) representados por lalínea azul. La línea roja muestra el promedio aritmético elementalde las rocas delsectorA. La escala del eje verticales logarítmica.
La Tabla 2 muestra los promedios de las concentraciones de elementos
mayores y traza por grupo litológico de los tres sectores. Estos se calcularon a
partir de los datos originales presentados en el Anexo 2 (Certificado de análisis
ActLabs,2015l. Las Figuras 15 a 17 representan los promedios de las litologías
muestreadas en los diferentes sectores, normalizados a la composicíón promedio
de la CCS (Rudnick y Gao, 2003). El espectro en color rojo representa el promedio
ponderado de estas litologías, considerando el porcentaje de la superficie cubierta
por cada, para tener una aproximación más real de la abundancia elemental de las
rocas de la cuenca del río Sonora.
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Figura 15. Promedio de concentaciones de elementos mayores y traza por grupo litológico delsector A, normalizados a valores de la CCS (Rudnick y Gao, 2003), representados por la lfneaazul. La línea roja muestra el promedio ponderado elemental de las rocas del sector. La escala deleje vertical es logarítmica.
Considerando la influencia real de las distintas litologías muestreadas, la
Figura 15 muestra que el promedio ponderado de los elementos mayores presenta
un perf¡l más suave en comparación con el perfil correspondiente al promedio
aritmético para el sector A (Figura 12), sugiriendo valores muy similares al
promedio de !a CCS. En el caso de los elementos traza, el promedio de la Ag, Sb
y As es -10 veces los valores de la CCS; de éstos, los valores de Ag y As se
correlac¡onan a rocas volcánlcas intermedias y depósitos detríticos no
consolidados, m¡entras que el Sb está más asociado a rocas volcánicas félsicas,
depósitos detríticos no consolidados, y rocas alteradas. Otras anomalías positivas
se observan para Ba, Cu, W, Pb, Bi, Th y U, las cuales se core¡acionan con rocas
Grupos litológicosO Oepódloo d€bliicoo no msdidadc
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de la Fm. BáucariUGpo. Sonora, depósitos detríticos no consolidados, y rocas
alteradas.
Figura 16. Promedio de concentraciones de elementos mayores y traza por grupo litológico delsector B, normalizados a valores de la CCS (Rudnick y Gao, 2003), representados por la líneaazul La tínea roja muestra el promedio ponderado elemental de las rocas del sector. La escala deleje vertical es logarítmica.
En el caso del sector B, el comportamiento de los elementos mayores es
similar al sector A, aunque el calcio aparece ligeramente más concentrado. En el
caso de los elementos traza, el patrón también es muy similar, con las anomalías
positivas más notables de Ag, Sb y As, que se conelacionan a rocas volcánicas
félsicas, depósitos detríticos no consol¡dados y a la Fm. BáucariUGpo. Sonora. En
menor proporción se observa el Ba que se asocia a depósitos detríticos no
consolidados, rocas sedimentarias marinas y Fm. BáucariUGpo. Sonora, mientras
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Figura 17. Promedio de concentraciones de elementos mayores y lraza por grupo litológico delsector C, normalizados a valores de la CCS (Rudnick y Gao, 2003), representados por la líneaazul. La llnea roja muestra el promedio ponderado elemental de las rocas del sector. La escala deleje vertical es logarítmica.
En cuanto al sector C, el espectro elemental es relativamente distinto a los
observados en los sectores A y B (Figura 17). En el caso de los elementos
mayores, el Ca muestra una anomalía positiva, la cual se €¡socia a rocas
volcánicas intermedias y félsicas, y rocas alteradas. Además, se observa una
anomalía importante en Mn, claramente correlacionada con a depósitos detríticos
no consolidados. En cuanto a los elementos traza, las anomalías más
\-,32
sobresalientes corresponden a Ag, que se asocia a depósitos detríticos no
consolidados, rocas graníticas y rocas alteradas; el Pb y Bi se asocian a depósitos
detríticos no consolidados y rocas graníticas. Las anomalías de Zn se asocian a
depósitos detríticos no consolidados y rocas alteradas; el Sb se asocia a rocas
alteradas, Fm. BáucariUGpo. Sonora, y rocas volcánicas félsicas; el W se
correlaciona a rocas alteradas, depósitos detríticos no consolidados, rocas
volcánicas intermedias y rocas graníticas. En menor proporción se observa una
anomalía positiva en As asociado a rocas alteradas, Fm. BáucariUGpo. Sonora y
rocas volcánicas félsicas.
5.2 Elementos potencialmente tóxicos
En la sección anterior se observaron anomalías positivas para algunos
elementos con respecto a los valores de la CCS, incluyendo elementos mayores
(Ca, P y Mn) y elementos traza (Ag, As, Sb, Pb, W, Bi, Zn, Cu), Algunos de estos
elementos son considerados como potencialmente tóxicos de acuerdo a normas
internacionales y nacionales de uso de suelos. Por esta razón, en esta secciÓn
seleccionamos varios de ellos para hacer un estudio comparativo entre los valores
de línea base y los valores máximos permisibles de acuerdo a las normas. En
dicho estudio, usamos los trazadores más recunentemente monitoreados a nivel
internacional para evaluar riesgos de contaminación. Estos elementos son: V, Cr,
Co, Ni, Cu, Zn, As, Sb y Pb. Debido a que en las normas mexicanas establecidas
por la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT), no se
contemplan valores de referencia para las rocas, para los fines de este trabajo, se
utilizaron los valores para suelos de uso residenciallagrieolalcomercial
establecidos por la NOM-147 (2004). Debido a que esta norma no incluye el Co,
Cu,Zn y Sb, la referencia para estos elementos se utilizaron los valores de la US-
Environmental Protection Agency (USEPA), definidos en el documento Regional
Screening Levels del 2016 (Tabla 3). Para efectos de este estudio, este grupo de
elementos se referirá como NOM. El estudio también incluyó un análisis
comparativo de estos elementos normalizados a la CCS (Tabla 3).
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\-.
\-
NOM
ccs28092
23.o',17.3
1,60047
Tabla 3. Valores máximos permisibles de algunos elementos considerados potenzcialmentetóxicos, de acuerdo a la Norma Oficíal Mexicana (NOM-147) para suelos de usoresidenciaf/agricola/comercial, 2004; y Regional Screening Levels lRSts) - Generic Tables, May2016 (rrywW4pq.Say), para suelos de uso residencial ('). Valores de la corteza continental superior(CCS) de Rudnick y Gao (2003).
Elemento V Cr Co Ni Cu Zn As Sb Pb
7897
3,100* 23,000"28 67
22 31.0*4.8 0.4
4001 7
La Figura 18 muestra las concentraciones de estos elementos por grupo
fitofógico del sectorA, normalizadas a la NOM y ala CCS. En la Figura 18A se
observa que todos los elementos están por debajo de la NOM, destacando la baja
concentración de Cu, Zn y Ni. En la Figura 188 se nota la ligera anomalla positiva
en As y Sb, asociadas a rocas volcánicas intermedias y félsicas, y Fm.
Báucarit/Gpo. Sonora.
Figura 18. Gráfica de concentraciones de algunos elementos considerados potencialmente tóxicospara el sector A, normalizados a: A) valores de la Norma Oficial Mexicana NOM-147; los valores deCo, Cu, Zn y Sb fueron tomados de los valores de Regional Screening Levels (RSLs) - GenericTables, May 2016 (www.epa.gov); B) valores promedio de la GCS (Rudnick y Gao, 2003). La líneaazul representa los valores de referencia de la NOM; la línea roja representa el promedioponderado respecto a la superficie .
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En cuanto a los sectores B y C, de igual forma se aprecia valores por
debajo de la NOM en todos los elementos, en particular en Ni, Cu y Zn (Figuras
19A y 20A). Las rocas sedimentarias marinas son las que presentan los valores
más bajos, mientras que la Fm. BáucariUGpo. Sonora presentan los valores más
altos (Figura 19A). La figura 19B muestra que la Fm. BáucariVGpo. Sonora es el
único grupo litológico que presenta anomalías positivas en As y Sb.
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Figura 19. Gráfica de concentraciones de algunos elementos considerados potencialmente tóxicospara el sector B, normalizados a: A) valores de la Norma Oficial Mexicana NOM-147; los valores deCo, Cu, Zn y Sb fueron tomados de los valores de Reglonal Screening Levels IRSLs) - GenericTables, May 2016 (www.epa.gov); B) valores promedio de la CCS (Rudnick y Gao, 2003).
El sector C presenta anomalías positivas en As y Sb en rocas volcánicas
intermedias y basalto, y solamente una ligera anomalía positiva en Pb también en
las rocas volcánicas intermedias (Figura 208). Sin embargo, los perfiles de
anomalías para estos 9 elementos con respecto a la NOM y CCS, son similares y
no presentan enriquecimiento significativo, es decir, presentan valores
elementales típicos de rocas de la corteza continental superior.
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Figura 20. Gráfica de concentraciones de algunos elementos considerados potencialmente tóxicospara el sector C, normalizados a: A) valores de la Norma Oficial Mexicana NOM-147; los valores deCo, Cu, Zn y Sb fueron tomados de los valores de Regional Screening Levels lRSts) - GenericTables, May 2016 (www.epa.gov); B) valores promedio de la CCS (Rudnick y Gao, 2003).
5.3 Razones isotópicas
Con el objetivo de trazar la firma isotópíca de los grupos litológicos y
sedimentos de arroyo recolectados a lo largo del cauce del anoyo Tinajas-río
Bacanuchi (sector A), y del río Sonora (Sector C), se realizaron anál¡sis utilizando
los sistemas isotópicos de Nd, Sr y Pb (Tabla 4).
Los valores de 875#6Sr mayores a 0.706, y valores de 143Nd/r4Nd menores
a 0.512638, confirman una firma continental para las rocas y los sedimentos de la
cuenca, lo cual puede apreciarse también en las gráficas de los valores
geoquímicos de los elementos mayores y traza contra la CCS, en las cuales la
mayor población de datos se ubican cercanas a la unidad. La Figura 21 muestra
una gráfica de correlación isotópica de Sr y Nd con una tendencia de valores
menos evolucionados a la izquierda a más evolucionados a la derecha. Sin
embargo existe una dispersión en los datos, lo cual muy probablemente se deba a
la relativa mayor movilidad qulmica del Sr, comparado con el Nd que es
característicamente un elemento inmóvil.
\-,36
\-. La Figura 22 muestra la razón isotópica de Pb vs. Nd en donde se parecía
de igual forma una tendencia desde un componente menos radiogénico a la
izquierda hasta un componente más radiogénico a la derecha. A excepción de dos
muestras de rocas volcánicas, el resto de los datos muestra un arreglo lineal que
confi rma la fi rma continental observada anteriormente.
Al igual que las Figuras 21 y 22, las Figuras 23 y 24 muestran una
tendencia lineal para la distribución de las razones isotópicas de Pb/Pb desde un
componente menos radiogénico a la izquierda hasta un componente más
radiogénico a la derecha. Esto se observa de manera más clara en la Figura 23,
donde fas relaciones 26Pb/2sPb ys. 2o7PbFMPb muestran una correlación mejor
definida. Es interesante notar que la sistemática de isótopos de plomo define de
manera clara la relación entre los sedimentos de arroyo y las rocas fuente de la
cuenca del río Sonora.
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Figura 22.G¡áñeade la relackln de l€Nd/lsNd vsmPbfqPb para algunas muestras de roca y desedimentoe a lo largp de la subcuenca Rlo Sonora.
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Figura 23. Gráfica de la relación ¿e mpufspb u$. aTPbFsPb para a$unas muesms de roca y desed¡msntos a lo largo de la sub+uenca Rlo Sonora.
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Figura 24. G¡áñade la rclacién Oe mp¡fspb vs. mPbfuPb para algunas muesras de roca y desedimentos a lo largo de la sub'cuenca Rfo Sonora.
6. ConclusionesDentro de las observaciones más relevantes derivadas del presente estudio
para definir la línea base geoquímica de rocas en la sub-cuenca del río Sonora, se
puede mencionar las siguientes:
La evaluación de las concentraciones de elementos mayores y traza en
rocas de los diferentes grupos litológicos revela la presencia de anomalías
positivas en relación a la composición promedio de la corteza continental
superÍor (CCS). En el caso de los elementos mayores, las anomalías
geoquímicas son relativamente pequeñas y se observan en CaO, MnO y
PzOs, en particular en el sector C (porción sur del área de estudio; ver
Figura 2). Respecto a las concentraciones de elementos traza, se observan
anomalías en As, Ag y Sb en los tres sectores, y en menor proporción en
Pb, Zn, W y Bi, excepto en el sector C, donde estas anomalias son más
notables. Cabe mencionar que para efectos de este estudio, el sector B que
corresponde a una sub-cuenca de referencia, fuera de la zona de influencia
del derrame (Figura 2), implica que la firma geoquímica de los valores de
fondo es común en todas las sub-cuencas.
Las concentraciones de los elementos considerados como potencialmente
tóxicos, incluyendo V, Cr, Co, Ni, Cu,Zn, As, Sb y Pb, fueron normalizadas
con los valores establecidos por la NOM-147 y la RSLs de la USEPA para
uso de suelo residenciallagrícolalcomercial. Los resultados indican que
todas las muestras analizadas tienen valores por debajo de los máximos
permisibles, incluso aquellos que mostraron anomalías positivas con
respecto a la CCS.
Las relaciones isotópicas de Sr, Nd y Pb revelan una interesante progresión
desde un componente menos evolucionado, en términos de la corteza
continental, ubicado en la parte norte de la cuenca, a uno más evolucionado
en la parte central. Esto se refleja de manera muy clara en los sedimentos,
cuyas firmas isotópicas sugieren una mezcla entre ambos componentes y
una clara naturaleza geogénica.
1 .
2.
3.
42
4 . El estudio de interpolación de las anomalías geoquímicas de los elementos
Al, Ag, As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sb, Se y Zn en sedimentos
de arroyo reportadas en el Anexo 1, muestra la presencia de zonas con
valores anómalos a lo largo de toda la cuenca. Dichas anomalías coinciden
con la presencia de zonas mineralizadas, entre las que destacan las
siguientes:
- Mina Buenavista del Cobre: esta mina genera anomalías moderadas
a altas en la parte alta de la cuenca. Sin embargo, en general las
anomalías no alcanzan el río Bacanuchi.- Minas de San Felipe de Jesús: varios elementos presentan
anomalías muy altas en el sitio de las minas pero los valores
disminuyen rápidamente y ninguna anomalía alta o muy alta se
reporta en el cauce del río Sonora.- Minas del distrito Cumobabi: están localizadas en el parteaguas
entre las cuencas del río Sonora y el río Moctezuma. Algunas de las
anomalías positivas relacionadas con estas minas alcanzan el río
Sonora en las cercanías de Baviácora.
Los resultados de este estudio de geoquímica de Línea Base pueden ser
utilizados como parámetros de referencia con el propósito de determinar
índices de contaminación para estudios más específicos (sedimentos,
suelos y agua), que permitan evaluar la situación ambiental de la cuenca
del río Sonora. A la vez, este estudio de Línea Base puede servir como un
protocolo para el estudio de otras cuenffis hidrográficas.
5.
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45
U
Anexo I
rurA¡-rsrs E TNTERpRETAcÉru DE Los vALoREs cEoeuf¡r¡cosDE SEDTMENToS DE ARRoyo DE r.e suB.cuENcA oel nlo
SONORA
v
v
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE Los vALoREs GEOQUíMICOSDE SEDIMENTOS DE ARROYO DE LA SUB.CUENCA DEL RiO SONORA.
lntroducción
El presente anexo contiene la integración e interpretación de la informacióngequímica de sedimentos de arroyo, publicada por el Servicio Geológico Mexicano(SGM) paralelamente a la cartografía geológico-minera a 1:50,000, así como deinformación proveniente de estudios geológicos publicados en otros medios. Enprimer lugar, se definió la subcuenca del Río Sonora que corresponde a lascorrientes de agua que alimentan directamente dicho río. Los límites de estasubcuenca difieren ligeramente de la información de la CONAGUA, debido a quelas líneas divisoras se definieron a partir del análisis del modelos digital deelevación de la región. Se eliminó la parte occidental de la cuenca queconesponde a la subcuenca del Río San Miguel, la cual desemboca aguas abajode la presa Rodolfo Félix Valdéz (El Molinito).
Las cartas geológicas conespondientes a la zona de estudio son:
H12B,54H12853
H128,52H128,64H12863Hl28,62
H12874H12873
CUOUÁRICHICANANEADIECISEIS DESEPTIEMBREBACOACHIBACANUCHISANTA TERESANACOZAR] DEGARCiAARIZPE
H12872 SARACACHlH12883 BANAMICHI
H12882 SANTA ANAH12D14 CUMPASH12D13 ACONCHIH12D12 OPODEPE
H12D23 BAVIACORAH12D22 RAYÓNH12D32 URES
Objetivos
A partir de los análisis geoquímicos de 1,682 muestras de sedimentos de arroyorealizados por el SGM dentro de sub-cuenca del Río Sonora (Alto Río Sonora), seinterpolaron los resultados por cada elemento y se generaron los mapascorrespondientes (Ag, Al, As, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Se, Zn). Dadoque no existe una norma oficial para los valores geoquímicos de los elementos ensedimentos de arroyo, las interpolaciones finales se clasificaron estadísticamentequedando de la siguiente manera (X= media aritmética):
<= f ,x ) 2.5X2.5X ) 5X
>5X
Elemento x 2.5X 5X Mínimo MáximoAt (%l 2.56 6.40 12.80 0.260 6.580
Ag (ppm) 1.279 3.20 6.40 0.400 44.200As (ppm) 20.303 50.76 101.52 0.323 2,091.700Ba (ppm) 243.318 608.30 1,216.60 24.000 1,436.00Be (ppm) 1.553 3.88 7.77 0.200 16.559Cd (ppm) 0.919 2.30 4.60 0.040 61.583Cr (ppm) 66.294 165.74 331.47 1.000 546.480Cu (ppm) 54.114 135.29 270.57 1.000 6,471.000
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Tabla 1. Elementos analizados en este informe y valores de la media aritmética (X)para cada elemento, así como los valores de 2.5X y 5X utilizados como intervalosen la interpolación de los resultados.
Debido al tipo de muestras analizadas (sedímentos de arroyo), el método deinterpolación utilizado fue el Inverso de la Distancia Ponderado (lDW, por sussiglas en lnglés), se seleccionó este método ya que los valores para estasmuestras no son una característica in-situ, sino que son transportados yacumulados desde la fuente original.
Resultados
En este capítulo se presentan las imágenes de interpolación para cada uno de loselementos de la Tabla 1. Se incluyen en ellas la localización de las muestras delSGM y la localización de las minas activas, y otras obras mineras, obtenidas dedatos del University of Arizona-lndustry-USGS Mexico Consortium y lainterpretiación del grupo de Línea Base.
De forma general se observa una buena correlación entre la mayor parte de loselementos, ya que los valores más altos corresponden a zonas mineralizadas.Enseguida se analiza más a detalle la distribución de las concentraciones, a partir delas interpolaciones realizadas para cada elemento.
Cabe mencionar que las cartas H12882 (Santa Ana), H12883 (Banámichi) yH12D12 (Opodepe) presentan una evidente disparidad en los valores de algunoselementos con respecto a las cartas adyacentes, lo cual se manifiesta en cambiosbruscos de los valores de interpolación, que coinciden con los límites de los mapas
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v(ver por ejemplo el caso del Al). Sin embargo, se decidió incorporar estos mapaspara interpretar la distribución de los elementos que no pare@n haber sidoafectados por estia disparidad.
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La plata muestra anomalías positivas muy puntuales. De norte a sur se puedenobservar las anomalías positivas siguientes:
- E del Rancho Ojo de Agua. Esta anomalía no corresponde a ninguna zonaminera asociada. Se encuentra en un área en donde afloran rocassedimentarias y volcánicas terciarias.
- Localidad a 5 km al E del bordo de contención del arroyo Tinajas, construidopor Grupo México al N del rancho La Morita, después deldename.
- Localidad a 8.5 km al SE del rancho La Morita. Coincide con la presencia devetas hidrotermales hospedadas en rocas volcánicas (prospecto minero ElManzanal).
- Localidad a 1 km al SE de la ranchería Hitisorachi.- Localidad a7.5 km al WSW de Arizpe.- Localidad a 20 km al E de Aconchi. Se trata de una zona minera que tiene
varias minas de Ag, Pb, Ba y Cu (Cabecitas, Buckeye, La Chanza, Placeritos,etc.), asociada probablemente a los depósitos metálicos de Cumobabi quepertenecen, en parte, a la cuenca del Río Moctezuma.
- Minas de San Felipe de Jesús (La Artemisa, Santa Rosa, Lamas, etc.) conuna anomalía positiva, entre 2.5 y 5X-
- Anomalías positivas distribuidas en la Sierra El Jaralito al SW de Baviácora yal W de La Labor y de Aurora.
- Finalmente existe una anomalía muy alta, localizada a 10 km al E de SanJosé de Gracia, que podría estar relacionada con el prospecto minerodenominado La Dorada, localizado al NE de la anomalía.
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El aluminio presenüa valores muy homógeneos en toda la cuenca del rlo Sonora. Nose reg¡stra la presencia de valores altos o muy altos. La parte alta de la cuenca secaracteriza por una anomalla moderada (X - 2.5X). El río Sonora entre Cananea yBacoachi presenta una anomalla baja o media. A partir de Bacaochi hasta Bámori, la
v
anomalía de Al es moderada. Más al sur. la anomalía moderada desaparece, peroeste cambio corresponde exactamente al límite entre las cartas H12873 y H12883 alo largo del cual el cambio de anomalía es sistemático, como se mencionó al iniciodel capítulo de los resultados. La parte media y sur de la cuenca presenta unaanomalía media a baja. Algunas áreas de las sierras adyacentes al río presentananomalías moderadas, como el área W del distrio Cumobabi, el área de la minaWashington, o bien el área de las minas de W de la Sierra de Aconchi.
La abundancia del aluminio en la corteza terrestre, inicialmente a partir de las rocasmagmáticas, y posteriormente reconcentrado en las rocas sedimentarias arcillosashace que la superficie terrestre tenga un valor muy homogéneo, como es el caso delas rocas clásticas de la Formación Baúcarit que rellenan el valle del río Sonora. Elrango de valores utilizados en este trabajo hace posible la distincción de anomalíasfuertes para los elementos que tienen concentraciones pequeñas. En cambio, en elcaso de los elementos más abundantes, como Al y el Si, las anomalías se pierdenen el valor de fondo.
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- La zona minera de Buenavista del Cobre, cuya zona de influencia se extiendehacia el S, en el área ocupada por los patios de lexivación y las instalaciones,así como las presas de captación de las soluciones ácidas ricas en Cu.
- Cerro Colorado, localizado a 4 km al E del rancho La Morita. Sin embargo,ningún proyecto u obra minera están reportados en elárea.
- Localidad a 4 km al W del Picacho de Bacoachi.- La más importante en tamaño coincide con la zona mineraltzada localizada a
20 km al E de Aconchi. La anomalía de As cubre una superficie de 60 km2 enla zona mineralizada y sígue aguas abajo del arroyo El Rancho, por más de10 km, desde el rancho Las Cabecitas y la mina abandonada Valencia. Unanomalía positiva moderada (entre X y 2.5X) alcanza el río Sonora en lasinmediaciones N de Baviácora.
- Entre la latitud de Arizpe y la latitud de Aconchi existen varias anomalíaspositivas puntuales asociadas a la presencia de yacimientos minerales (regiónde Atil, El Gachi, San Felipe de Jesús, etc.).
El cauce del rio Sonora presenta una anomalía moderada continua desde Arizpehasta 5 km aguas debajo de Sinoquipe, es decir sobre una distancia aproximada de30 km. La misma anomalía moderada se encuentra entre Bacoachi y Arizpe sobreuna distancia de aproxidamente 32 km.
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- Un á¡ea al N del rancho La Morita, la cual coincide aproximadamente con laanomalla positiva en Ag, alSE delCeno El Caracol.
- Una zona localizada aguas abajo del área minera que incluye los prospectoso las minas antiguas La Fortuna, El Encino, La Colorada, Los Alemanes y LaMorita.
- Un área que incluye los prospectos San Carlos, Cerro Cacaxtle y SanAntonio, a pesar que la anomalía se encuentra aguas aniba de la zonamineralizada.
Solamente los sedimentos de Ia cuenca de rlo Bacanuchi presentan anomalíaspositivas moderadas (entre X y 2.5X). El rfo sonora presenta las mismas anomallasentre Arizpe y Bámori. Aguas abajo, el rfo Sonora presentia valores inferiores oiguales a la media hasta la zona de Ures y San José de Gracia, en dondereapare@n anomalias entre X y 2.5X.
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Existen 3 anomalías de Be entre 2.5X y 5X, una de ellas asociada a una anomalíacentral alt¡a en el S de la Siena El Jaralito, que @rresponde a la parte S de la Sienade Aconchi, aproximadamente a 13 km al SW de Baviácora. Estas anomallas fuertesde la Siena de Aconchi son al origen de anomalías moderadas (entre X y 2.5X) en elrlo Sonora entre Aconchiy La Capilla.
Las otras dos están localizadas en elárea de la mina de Cananea y en el área de losranchos CowBoy y Dos CowBoy, al NNW del ejido 16 de Septiembre.
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vUna anomalía aislada muy alta de origen desconocido se encuentra sobre el ríoSonora a 4.3 km al N de Sinoquipe. Sin embargo, el límite N muy recto y dedirección E-W de la anomalla moderada de Cd que se encuentra generalizada en lacarta de Banamichi coincide perfectamente con el límite entre las cartas deBanamichi y Arizpe, lo cual sugiere que los valores de Cd de la carta Banámichi sonsistemáticamente elevados.
Las otras dos anomalfas muy altas están relacionadas a zonas mineras: las minaspolimetálicas de San Felipe de Jesús y las minas del distrito Cumobabi, en dondenuevamente se observa un aporte de cadmio hacia el pueblo de Baviácora por elaroyo El Rancho, lo cual produce una anomalla moderada en el pueblo mismo.
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USonora y Bacanuchi. Las otras dos están localizadas respectivamente a 3.5 km al Wdel eiido 16 de Septiembre y a 5 km al SE de Bacanuchi. Cabe mencionar que, en elcaso de la segunda, el mapa de interpolación se basa solamente en una muestra desedimento.
En la parte central de la cuenca se vuelve a encontrar un llmite artificial entre lascartas de Arizpe y de Banámichi, debido probablemente a un problema analíticoentre los dos conjuntos de muestras de ambas cartas.
Finafmente existe una anomalla muy alta localizada a 12.5 km al ENE de Baviácora,pero que no coincide con las anomalías positivas o altas de los otros elementos aproximidad del distrito de Cumobabi. Esta anomalía muy alta de Cr se encuentraaislada, más al S de dicho distrito. Ninguna mina que pueda generar esta anomallade anoyo está reportada en esta zona.
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El sur de la mina Cananea presenta obviamente anomalías muy altias a moderadasde cobre. En el anoyo Tinajas, la anomalla muy alta cubre la mitad norte de la zonaéntre el represo Tinajas y el bodo de conteción. Hasta el bordo de contención la
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vanomalla es alta y, al sur, pasa a una anomalla moderada. También existe unaanomalla altra que coincide con el área de la presa de jales al E de la ciudad.
Hacla el sur y hasta Aconchi, el río Sonora no intersecta ninguna zona de anomalíamoderada o más altra. Entre Aconchi y Baviacora, el rlo Sonora y sus afluentespresentan anomalfas moderadas, debido al aporte de Cu desde las zonas de minasde San Felipe de Jesús, de la mina Washington localizada a 13 km al E de Huépaqy por las minas del disfrito de Gumobabi cuya influencia es muy notable, una vezmás a lo largo del río El Rancho, que baja hacla el pueblo de Baviácora.
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- La zona m¡nada de la mina Buenavist¡a del Cobre que incluye los tajosabiertos y los cenos localizados al NW de la mina.
- El área de los ranchos GowBoy y Dos CowBoy, al NNW del ejido 16 deSeptiembre. Esta anomalía coincide con la anomalía de Be en la misma área.
- Un área mal definida en el pié poniente de la Siena Los Ajos a 16 km al ENEdel rancho Mututicachi.
- Un área a 12km al ENE de Baviácora
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A 23 km al poniente de Sinoquipe existe una anomalía muy alta de Ni, pero no estárelacionada a alguna zona mineralizada conocida. Es probable que esté relacionadacon rocas precámbricas máficas. De igual manera existe una anomalla a 7 km alENE de Aconchi que no está relacionada con alguna área mineralizada. Seencuentra en los sedimentos de la Formación Baúcarit y su origen es desconocido.
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El Pb está claramente relacionado con la presencia de zonas mineras. Al sur de lamina Buenav¡sta del Gobre, las anomalías muy altas de Pb coinciden con las de Ag,en particular en la zona de la mina de Ag El Rosario, en el Cerro El Caracol. La otraanomalía muy alta está asociada a la zona mineralizada de El Manzanal, 11 km al S
de El Caracol. Estas dos anomalías están inmersas en una zona de anomalíamoderada de Pb que cubre toda la parte S de la mina Buenavista del Cobre.
En la zona de Arizpe, las anomalías de Pb muy altas a moderadas están claramenterelacionadas con las minas como el Gachi explotadas por Pb, Zn y Pt. Sin embargoal S de Hitisorachi, aguas arriba de la juncción entre los ríos Bacanuchi y Sonora, lafuerte anomalía de Pb, la cual coincide con una fuerte anomalía de Ag nocorresponde a ninguna obra minera.
4 km al N de Sinoquipe, en el cauce del río Sonora, aparece una anomalía muy altade Pb, así como a 2.5 km al NW del mismo pueblo. Algunas fuentes de Pbdesconocidas están al orgien de estas anomalías que generan una anomalíamoderada dentro del pueblo. Una anomalía muy alta se encuentra también a unos25 km al W de Banámichi, y parece relacionada con la Mina de Au Santa Fé.
Las zonas mineralizadas de San Felipe de Jesús y de Cumobabi son sitios de altasanomalías de Pb. La primera está en el cauce del río Sonora entre Huépac yAconchi. La anomalía de Cumobabi se une a la anomalía asociada a la mina LasCabecitas, produciendo una anomalía alargada a lo largo de arroyo Las Garzashasta el valle del río Sonora.
En la parte sur de la cuenca, no existen anomalías notables de Pb.
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El Sb presenta anomalfas muy altas en el sur de Cananea en la zona de ElManzanal, asi como alrededor de las minas de Cu-Mb de El Alacrán y otras. Estánanomalias generan una anomalía moderada a lo largo del río Bacanuchi, hasta el
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pueblo de Bacanuchi. También la parte alta del arroyo Tinajas presenta este valormoderado.
Una anomalía muy alta se encuentra a 4 km al W del Picacho de Bacoachi ycoincide con una anomalií también muy alta de As. Sin embargo, no existe ningunaobra reportada por el SGM en este sector. De igual manera, se observa unacorrelación entre una anomalía muy alta de Sb al E de Hitisorachi y una anomalíaalta de As.
Existen dos anomalías muy altas de Sb en la parte centro-este de la cuenca del ríoSonora. Una está relacionada claramente con la mina Washington (Cu-Mo-W-Ag-Au-Zn-Pb). Se observa su influencia hasta el pueblo de Huépac. Otra está ligada aldistrito minero de Cumobabi y la mina Las Cabecitas. Se observa claramente unaanomalía alta controlada por el cauce del arroyo El Rancho, pero no alcanza la partebaja del valle y los pueblos de San José de Baviácora, Baviácora y La Capilla, dondepresentan solamente una anomalía por debajo de la media.
Finalmente las pequeñas obras mineras localizadas entre Ures y San José de Graciageneran una anomalía moderada a lo largo de este tramo del río Sonora.
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Ef selenio presenta claros problemas anallticos en las cartas H12B,52, H12BUH12B,82 y H12883. Se podrá observar en la figura correspondiente que las cartas alnorte de fa cuenca (H12B,52 y H12B6r) muestran valores altos (2.5X-5X), conlímites rectos que coinciden con los bordes de las cartas. Al igual que en el área
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Unorte de la cuenca, en la parte central, la anomalía alta de forma rectangularcoincide con los límites N y S de las cartas H12882 y H12883.
Se recornienda no tomar en cuenta los datos de estas cuatro @rtas, claramentealterados por razones analíticas, y se dará particular énfasis a esta área en losestudios de valores de fondo que contempla el proyecto.
Existe también una anomalía muy alta asociada al distrito minero Cumobabi. Sinembargo, las anomalías se restringen a la parte serrana y no se observa ningúncontrol por el arroyo El Rancho y el anoyo Las Gazas, como en el caso de otroselementos.
Ninguna anomalía superior a la media se encuentra en la parte baja de la cuenca.
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Zn
Al igual que troso metales, el Zn presenta tres anomalías altas a muy altas en laparte alta de la cuenca, una asociada al yacimiento El Alacrán, otra al yacimiento ElManzanaf y otra localtzada en una cantera de piedra laja al SW del ranchoMututicachi.
La influencia de la mina Buenavista del Cobre se registra al sur de la mina de talsuerte que el arroyo Tinajas presenta una anomalla moderada hasta su unión con el
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río Bacanuchi, el cual presenta la misma anomalía sobre aproximadamente 15 km.Dos pequeñas anomalías fuertes se encuentran al W de Bacoachi. Una estárelacionada con el yacimiento de oro Las Coloradas; la otra parece relacionada conun prospecto reportado por el SGM. La anomalia de Zn está a 1 a 2 km hacía el S,aguas abajo de dicho prospecto.
Una anomalía muy alta de Zn se encuentra al norte de Sinoquipe y coincideperfectamente con la anomalía de Cd reportada anteriormente. No se observaninguna conexión con algún depósito mineral. Sin embargo, a7.5 km al NE de dichaanomalía se encuentra el yacimiento Las Chispas registrado con valores de Ag-Au,Zn-Pb. No existe un muestreo de sedimentos de arroyo entre el depósito y laanomalía, lo cual puede explicar la relación entre ambos en el mapa deinterpolación.
En la parte media de la cuenca, existen dos anomalías muy altas de Zn, las cualesclaramente están relacionadas con las minas de San Felipe de Jesús y Cumobabi.Ambas generan anomalías moderadas que alcanzan el río Sonora entre Huépac yAconchi. Al S de Aconchi, la anomalía del río Sonora es mediana o inferior a lamedia.
Gonclusiones
Este estudio de las anomalias geoquímicas en sedimentos de arroyo reportadas porel SGM muestra la presencia de valores superiores a la media a lo largo de toda lacuenca. Existe una relación directa entre la presencia de yacimientos minerales y ladistribución de dichas anomalías. Las tres príncipales fuentes de elementos son:
- Mina Buenavista del Cobre: Genera anomalías moderadas a latas en la partealta de la cuenca. Sin embargo, en general las anomalías no alcanzan el ríoBacanuchi.
- Minas de San Felipe de Jesús: Varios elementos presentan anomalías muyaltas en el sitio de las minas pero los valores disminuyen rapidamente yninguna anomalía alta o muy alta se reporta en el cauce del río Sonora.
- Minas del distrito Cumobabi. Están localizadas en el parteaguas entre lascuencas del río Sonora y el río Moctezuma. Algunas de las anomalíaspositivas relacionadas con estas minas alcanzan el río Sonora en lascercanías de Baviácora.
En el cauce del río Sonora, las únicas anomalías muy altas son de Zn, Sb y Cd. Seencuentran a unos 4 km aguas arriba de Sinoquipe. No se observa una clararelación entre estas anomalías y algún yacimiento cercano. Una investigación seránecesaria para determinar la fuente de esta anomalía.
Anexo 2
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Univ. Nacional Autonoma De Mexico
Estaci Regional del Noroeste
Colosio y Madrid, Col. Los Arcos
Hermosillo
Sonora 83000
Mexico
AfiN: Rafael Del Rios Salas
ln novative Technologies
Date Subm¡tted: 17-Jun-15
lnvolce No.: A15-04412 (D
lnvoiceDate: 15-Jul-'15
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Code 4LITHO (1 1+) Maior Elemonts Fus¡on ICP(WRA)/Trace Elements FusionrcP/MS(WRA4B2)
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Quality Analysis...
Univ. Nacional Autonoma De MexicoEstaci Regional del Noroeste
Golosio y Madrid, Col. Los Arcos
Hermosillo
Sonora 83000Mexico
AfiN: Hafael Del Rios Salas
29 Pulp samples wore submitted for analys¡s.
Tho following analytical package was roquosted:
lnnovative Technologies
DateSubmltted: 12-Jun-15Invoice No.: A15-04289lnvo¡ce Dale: 30-Jun-15Your Feference:
CERTIFICATE OF ANALYSIS
Code 4LITHO (11+) Maior El€mEnts Fuslon ICP(WRA)/Trace Elomonts FusionrcP/Ms(wBA482)
Emanuel Es€me, Ph.DOuality Control
REPORT 415-{14289
This rEport may be reproduced without our consent. lf only selected portions of the roport are reproduced, permiss¡onmust b6 obtained. lf no instructiofls wero given at üm€ of semple submittal regardlng exc€ss máterial, it will b€discarded w¡thin 90 days of this report. Our liattllty ¡s limited solely to the analytical clst of these analyses. Test resultsaro repfos6ntaüve only of material submitted lof analysis.
Nót€s:We recommend using option 481 for accrrate levels ot the base metals Cu, Pb, Zn, Ni and Ag. Opüon4B-|NAA for As, Sb, high W >100ppm, Cr >1oooppm and Sn >50ppm by Codo 5D. Values for thes€elements proüded by Fus¡on lCPruS, are o¡der of magnltude only and are provldsd for gen€ral informáüon.M¡noralized samples should have the Ouant option s€l€cted or requost assays for valuos wh¡ch excagd thsrange of option 481. Total ¡ncludss all elem€nts ¡n "Á oxk E to the left of total.
ACnVAnOT{ LAAOnAÍOnTES LTD.
41 Bittsm SlHt, A|16ter, Ontaf¡o, Canada, LgG 4VsTELEPHONE +905 640-9611 or +1.888.228.5227 FM +1 905.648.9813
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Anexo 3
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LAS MUESTRAS ESTUDIADAS LA SUB€UENCA DEL RfO
SONORA ORGANIZADAS POR SECTORES A, B Y C
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