Metodología para la identificación de zonas de anomalía geoquímica en la Cordillera de la Costa entre los 20° y 21°S, Región de Tarapacá-Chile. Catalina Ramírez*, Juan Pablo Lacassie, Leonardo Baeza.

Servicio Nacional de Geología y Minería, Avenida Santa María 0104, Providencia, Santiago, Chile. *E-mail: catalina.ramirez@sernageomin.cl Resumen. Este trabajo presenta resultados asociados al análisis estadístico de datos químicos de la Carta Geoquímica de la Hoja Iquique, Iª Región, específicamente en el área de la Cordillera de la Costa. Los datos se extraen de la carta correspondiente al primer mapa geoquímico de escala regional a ser generado por el Sernageomin. Este set de datos estudiado incluye 232 muestras de sedimentos, cada una con 60 elementos químicos (ICP). Aquí se propone una metodología de identificación de zonas de anómalas llamada Índice de Anomalía, la cual corresponde a una caracterización numérica para cada punto de muestreo para los valores outliers o anómalos de un elemento o un conjunto de elementos que destacan zonas donde estos valores alcanzan su máxima expresión mediante una técnica de interpolación geoestadística conocida como kriging. De ella destacan tres zonas, la primera concentra outliers superiores de Cu, en la segunda predominan los de U y Fe2O3, y la tercera de Ag y Au. El uso del Índice de Anomalía resulta una herramienta eficaz para favorecer la exploración geoquímica delimitando zonas donde las concentraciones de determinados elementos sean altas. Palabras Claves: Zona de Anomalía, Índice de Anomalía, diagrama de caja y bigotes de circos interiores, outliers superiores. 1 Introducción

Este trabajo presenta resultados asociados al análisis estadístico de datos geoquímicos del primer mapa geoquímico de escala regional (1:250.000) a ser generado por el Programa de Cartografía Geoquímica del Sernageomin. El área estudiada, se ubica entre los 20º00’ y los 21º00’ de latitud sur y desde los 69º45’ de longitud oeste hasta el Océano Pacífico (Figura 1). En esta área se realizó un muestreo geoquímico de sedimentos de drenaje, con una densidad de 1 muestra cada 20 km2. En el sector de la Cordillera de la Costa se han recolectado 232 muestras correspondientes a 221 puntos de muestreo. Las muestras obtenidas corresponden principalmente a sedimentos de drenaje reciente o de pampa, recolectados desde los cauces de los sistemas de drenaje reconocibles en la zona y llanuras o “pampas”.

2 Metodología 2.1 Muestreo y preparación de las muestras

Las muestras fueron recolectadas a lo largo del año 2011, durante sucesivas campañas de terreno y desde los dos ambientes sedimentarios mencionados previamente. La recolección de las muestras incluyó la utilización de palas de PVC y bolsas de polietileno transparente para almacenarlas, donde cada una de ellas corresponde a un compósito de 10 a 20 sub-muestras que juntas suman de 2 a 4 kg, en total. La información básica de la que se hace registro en cada sitio de muestreo incluye: código de muestra, fecha de muestreo, nombre del muestreador; ubicación del punto de muestreo, incluyendo región geográfica, coordenadas UTM (PSAD 56) y altitud; una descripción del punto de muestreo; y un registro fotográfíco. En el Laboratorio del Sernageomin, serealiza el preparado (secado, tamizaje y molienda) de la totalidad de las muestras recolectadas. La fracción <180 µm resultante, ha sido enviada a un laboratorio externo (ACME Labs, Canadá), para el análisis de su composición química. 2.2 Set de datos y análisis estadístico

El set de datos aquí estudiado, está acotado a los resultados del análisis químico de las 232 muestras de sedimentos de drenaje y pampa. Cada muestra presenta información acerca de 60 elementos químicos (ICP-MS e ICP-ES) incluyendo elementos mayores, en traza y oro (valores en wt%, ppm y ppb, respectivamente). El análisis estadístico implicó una separación del set de datos en rangos definidos por el diagrama de caja y bigotes de cercos interiores (Tukey, 1977), donde los rangos extremos corresponden a valores outliers o anómalos, es decir, que sus concentraciones sobrepasan la norma o el valor promedio de un determinado elemento sobre la corteza terrestre (Hawkes y Webb, 1962). Sin embargo, este método requiere valores cuantitativos, por lo tanto a los resultados menores al límite de detección, se les ha reemplazado por la mitad del valor del límite de detección de cada elemento dado. Posteriormente se procede al cálculo del Índice de

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Anomalía, donde los elementos escogidos corresponden a: Cu, Ag, Au, Fe2O3 y U, los cuales, según los registros de minería metálica en la zona, corresponderían a la mena principal de algunos yacimientos existentes en la zona (Rivera y Ordoñez, 2004). A estos elementos se les separan los outliers superiores, correspondientes al rango de valores más grande definidos por el diagrama de caja y bigotes, y se seleccionan los elementos que presentan mejor correlación con cada uno de estos elementos escogidos. Posteriormente se ponen los datos en la fórmula (i) para obtener el Índice de Anomalía:

�� = ∑ (�� − μ�) ��⁄��

Donde: IA = índice de anomalía xi = valor de la concentración del elemento escogido en un punto determinado. µi= media de los valores del elemento escogido. σi = desviación estándar de los valores del elemento escogido.

3 Resultados Con los valores obtenidos según el diagrama de caja y bigotes de cercos interiores para separar valores geoquímicos anómalos (Reimann et al, 2005) y el método propuesto de Índice de Anomalía y con el uso del software Geosoft, mediante la técnica de kriging se obtiene un mapa de anomalías para estos 5 elementos como se muestra en la figura 2. Concretamente se identifican tres zonas principales, cuya enumeración de éstas se hace en sentido norte-sur, es decir: la primera zona se encuentra en la parte más al norte de la región, la zona 2 se encuentra en el sector central de la zona de estudio, y la tercera zona está al SE de la zona de estudio. La primera se caracteriza, en el mapa geoquímico de puntos, por presentar de manera casi exclusiva outliers superiores de Cu y algunos de Fe2O3, la segunda zona presenta outliers superiores de Fe2O3 y valores altos de U, por último la tercera zona presenta valores altos de Ag y Au. Las concentraciones de la primera zona tendrían un control netamente litológico, debido a que se ubicarían principalmente sobre intrusivos jurásicos (Blanco et al, en prensa), en cambio la segunda correspondería a una zona de transición de distintos ambientes, lo que implicaría un constante repaso de los sedimentos en el neógeno por factores de aporte aluvial (Blanco et al., en prensa). Por último la tercera zona, que se encuentra en el límite con el sector de la depresión intermedia, localmente denominado como Pampa del Tamarugal, donde las condiciones de extrema aridez del desierto permiten conservar las estructuras favorecería la presencia de metales pesados en superficie y el hecho que litológicamente se encuentra emplazada sobre un

afloramiento de rocas intrusivas cretácicas (Blanco et al, en prensa) hace que sea factible también encontrar altos valores de As, Ni, Ga entre otros metales y por tanto también inferir un control litológico en las concentraciones de elementos. Dado lo anterior se puede inferir que la incorporación de metodologías nuevas como la del Índice de Anomalía, junto con herramientas estadísticas como el diagrama de caja y bigotes de cercos interiores entre otras, permiten destacar zonas donde, en el contexto de un mapeo geoquímico de baja densidad, hay asociaciones de elementos cuyas concentraciones resultantes son evidencias que promueven la realización de estudios más en detalles en la zona, ya sea mapeo geoquímico de alta densidad o directamente exploración metalogénica mediante la realización de sondajes entre otras herramientas destinadas a la búsqueda de mineralogía de mena. 4 Agradecimientos Esta contribución fue patrocinada por la Subdirección Nacional de Geología de SERNAGEOMIN. Los autores le agradecen a los profesionales, técnicos y planta directiva de la Oficina Regional de Sernageomin-Iquique, del grupo de Geología Regional del Sernageomin encargado de la Hoja Iquique y del Laboratorio de Sernageomin por su invaluable apoyo.

5 Referencias Blanco, N.; Vásquez, P.; Sepúlveda, F.; Tomlinson, A.J.; Quezada,

A.; Ladino, M., 2012. Levantamiento geológico para el fomento de la exploración de recursos minerales e hídricos de la Cordillera de la Costa, Depresión Central y Precordillera de la Región de Tarapacá (20°-21°S).Servicio Nacional de Geología y Minería, Informe Registrado IR-12-xx, xx p., 6 mapas escala 1:100.000, Santiago.

Hawkes H. E., Webb J. S. Geochemistry in Mineral Exploration.

1962. Harper & Row, Publisher, Incorporated. 49 East 33rd Street, New York 16, N. Y.

Ordoñez, A.; Rivera, G., 2004. Mapa Metalogénico de la I Región

de Tarapacá, Escala 1:500.000, Servicio Nacional de Geología y Minería.

Reimann, C., Filzmoser, P., Garrett, R., 2005. Background and

threshold: critical comparision of methods determination. Sciencie of the Total Environment 346, 1-16.

Tukey J., 1977. Exploratory data analysis. Regarding,

Massachussetts: Addison-Wesley, 506p.

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Figura 2. Mapa de interpolación del Índice de Anomalía (IA) de los elementos: Ag, Au, Cu, Femétodo kriging. Las líneas segmentadas indican las zonas de anomalías definidas por el método de Índice de Anomalía, las zonas se enumeran de norte a sur. Los

de interpolación del Índice de Anomalía (IA) de los elementos: Ag, Au, Cu, Fe2O3 y U. Usando el método kriging. Las líneas segmentadas indican las zonas de anomalías definidas por el método de Índice de Anomalía,

Los puntos azules corresponden al conjunto de muestras analizadas.

y U. Usando el método kriging. Las líneas segmentadas indican las zonas de anomalías definidas por el método de Índice de Anomalía,

puntos azules corresponden al conjunto de muestras analizadas.

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