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Efectividad del mtodo IP para detectar sulfuros en sistemas tipo IOCG y Prfido Cuprfero del Norte de
Chile
Sebastin Aguilef 1, Jaime Araya Vargas
2, Gonzalo Yez
3.
1 Departamento de Geologa, Universidad de Chile, Plaza Ercilla 803, Santiago, Chile.
2 GFZ German Research Centre for Geosciences, Potsdam, Germany.
3 Escuela de Ingeniera, Pontificia Universidad Catlica de Chile, Avda. Vicua Mackenna 4860, Santiago, Chile.
* email: [email protected]
Resumen: En este trabajo hemos estudiado las
caractersticas geolgicas que determinan las respuestas
de Polarizacin Inducida (IP) obtenidas en zonas con
mineralizacin tipo IOCG y Prfido Cuprfero. El anlisis
tuvo lugar en cuatro zonas mineralizadas no aflorantes
ubicadas en el Norte de Chile, tres prospectos del tipo
IOCG (Casualidad, Pampa y Ventanas), ms un prospecto
tipo Prfido Cuprfero (Inca de Oro). La obtencin de las
variables geolgicas se bas en el reconocimiento de
terreno, mapeo litolgico y mineralgico (escala 1:500) de
un total de 12 sondajes (>5000 m), el cual fue respaldado
mediante cortes transparentes y pulidos, y conteo detallado
de sulfuros. El anlisis de la informacin se realiz
mediante comparaciones semi-cuantitativas entre las
variables geolgicas y los modelos de distribucin de
propiedades elctricas obtenidos de la inversin de
secciones IP. Los resultados obtenidos con esta
metodologa son consistentes con patrones petrofsicos
descritos en la literatura, indicando que el contenido de
sulfuros totales es el factor de primer orden que explica las
variaciones en la intensidad del efecto IP. Para depsitos
tipo IOCG no se observ ningn tipo de relacin directa
entre el contenido de magnetita y el efecto IP. Tampoco
entre la resistividad aparente y datos geolgicos.
Palabras Claves: IP, Resistividad, IOCG, Prfidos
Cuprferos, Magnetita.
Introduccin
Este estudio tuvo lugar en cuatro zonas mineralizadas no
aflorantes ubicadas en el Norte de Chile, tres de tipo
xidos de Fe-Cu-Au (IOCG): Casualidad, Pampa y
Ventanas, ms uno tipo Prfido Cuprfero correspondiente
a Inca de Oro. La relevancia de este estudio radica en
caracterizar cualitativa y cuantitativamente la1 correlacin
*El autor principal se desempea en la actualidad en el Servicio
Nacional de Geologa y Minera (SERNAGEOMIN).
entre la respuesta IP y la mineralizacin metlica presente
en estos sectores. Este anlisis adquiere un inters
adicional considerando que el contenido de mineralizacin
de xidos de hierro como ocurre en los depsitos tipo
IOCG podran contribuir a la respuesta IP, como algunos
autores han sugerido (Hart y Freeman, 2003; Pittard y
Bourne, 2007; Vella y Emerson, 2012).
Marco Geolgico
La totalidad de las reas estudiadas en este trabajo se
encuentran en rocas volcnicas y volcanoclsticas del
Jursico Temprano tardo-Cretcico Temprano tardo en la
Cordillera de la Costa del Norte de Chile (Figura 1), la cual
alberga dos depsitos IOCG de clase mundial (Candelaria
y Manto Verde). Los afloramientos de esta rea estn
relacionados a la evolucin del arco Mesozoico (Charrier
et al. 2007). Entre los 2530-2830S, la mayora de los
depsitos IOCG y magnetita-apatito en la Cordillera de la
Costa estn distribuidos a lo largo de los Sistemas de fallas
de Atacama (AFS) y Chivato (CFS, Godoy et al. 1997),
dos sistemas de fallas paralelas al arco que fueron activas
al menos durante el desarrollo del arco magmtico del
Cretcico inferior (Grocott y Taylor, 2002). Mientras que
la mayora de los depsitos magnetita-apatito se
encuentran exclusivamente en AFS, los depsitos IOCG se
encuentran ubicados en ambos sistemas.
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Figura 1: Mapa geolgico regional de la Cordillera de la Costa
del Norte de Chile (2530-2830S). Modificado de
SERNAGEOMIN 2003.
Metodologa
La metodologa contempl el estudio de 12 sondajes tipo
aire reverso y diamantino (>5.000 m) contenidos en
perfiles IP, a travs de un mapeo escala 1:500 de sulfuros,
xidos de hierro, arcillas y litologa, junto a estudios de
corte transparentes y pulidos, respaldado por un conteo
detallado de sulfuros. Previo a realizar un anlisis
comparativo de los antecedentes geolgicos estudiados en
testigos de sondaje, se ponder el contenido de sulfuros en
profundidad mediante una media mvil espacial
proporcional a la mitad de la profundidad de investigacin,
considerando la naturaleza integradora del mtodo IP en
profundidad, es decir, a mayor profundidad la seal IP
involucra un mayor volumen de roca (tanto lateral como a
profundidad).
Posteriormente, se realiz una comparacin grafica de las
secciones geofsicas y el contenido de sulfuros y magnetita
para cada sondaje cortado por dicha seccin y se calcul el
coeficiente de correlacin de Pearson para cada tramo,
indicando el grado de correlacin entre los parmetros
geolgicos y geofsicos observados en cada sector.
Datos Geolgicos
Los datos geolgicos se obtuvieron a partir de un
reconocimiento en terreno de los sectores estudiados y del
mapeo de 12 sondajes (>5.057 m) que intersectaron
mineralizacin en reas con secciones IP. A partir de este
mapeo se obtuvo el porcentaje en volumen del contenido
de sulfuros, considerando especialmente el contenido de
pirita y calcopirita, los ms abundantes. En depsitos tipo
IOCG, adicionalmente se estim el porcentaje de
magnetita para cada tramo de sondaje en base a datos de
susceptibilidad, a travs de la relacin emprica de Mooney
y Bleifuss (1953). La caracterizacin mineral fue
respaldada con cortes transparentes y pulidos, adems de
un conteo detallado de sulfuros.
Datos Geofsicos
Los datos IP provienen de estudios ejecutados por diversas
compaas para Exploraciones Mineras Andinas S.A. Las
mediciones fueron adquiridas en el dominio del tiempo
(Pampa e Inca de Oro) y en el dominio de frecuencias
(Casualidad y Ventanas), a lo largo de perfiles que fueron
modelados usando inversin 2-D. Con el propsito de
obtener una escala de medida comn para todos los
prospectos, se propuso un valor de conversin igual a 1,4
(mrad/ms) el cual fue estimado a partir de una seccin IP
en Inca de Oro la cual fue medida en ambos dominios. Este
parmetro es similar al obtenido por otros autores (Pittard
y Bourne, 2007; Mwakanyamal et al. 2012).
Resultados
Los datos de carcter geolgico en cada tramo de sondaje
fueron comparados con la cargabilidad y resistividad
obtenidos de modelos de inversin de IP coincidentes con
cada sondaje. Esta comparacin fue realizada por
inspeccin visual y analizando el coeficiente de
correlacin de (r) de Pearson entre ellas.
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Figura 2: Relacin entre el contenido total de sulfuros y
Cargabilidad (ms).
La Figura 2 exhibe la cargabilidad como funcin del
contenido de sulfuros totales observados en todos los
prospectos estudiados. A partir de este grafico se puede
observar una proporcionalidad directa clara entre ambas
variables, con un alto coeficiente de correlacin entre ellas.
Figura 3: Relacin entre el contenido de magnetita y
Cargabilidad.
Por otra parte valores del contenido de magnetita en reas
con mineralizacin tipo IOCG comparado con valores en
cargabilidad para cada sector (Figura 3), no muestran un
patrn de proporcionalidad directa clara entre ambas
variables, reflejado adems por su bajo coeficiente de
correlacin.
Figura 4: Relacin entre el contenido de sulfuros totales y la
resistividad.
Finalmente, de forma similar, valores en resistividad no
muestran correlacin con el contenido de sulfuros,
mostrando un coeficiente de correlacin cercano a cero
(Figura 4).
Conclusiones
En base a los anlisis realizados, se concluy que: (1) para
todos los sectores estudiados, el contenido de sulfuros
totales es el factor de primer orden que explica las
variaciones en la intensidad del efecto de polarizacin
inducida (Cargabilidad elctrica); (2) valores anmalos en
cargabilidad elctrica (>20 ms) se correlacionan en la
mayora de los casos con concentraciones de sulfuros >1%;
en tramos con ausencia de sulfuros macroscpicos y
cargabilidad > 20 ms, estudios petrogrficos revelaron la
presencia de concentraciones importantes (~1% vol.) de
pirita microscpica. (3) En prospectos de tipo IOCG no se
observa ningn tipo de relacin directa entre el contenido
de magnetita y cargabilidad. (4) La distribucin de
resistividad elctrica no exhibe ningn tipo de correlacin
directa ni con el contenido de sulfuros ni con el contenido
de magnetita. Esto confirma que la resistividad elctrica es
principalmente sensible a la saturacin de agua y/o la
porosidad de la roca, y no necesariamente a la
concentracin de metales. (5) En general no se observaron
correlaciones claras entre los tipos litolgicos y las
variaciones en cargabilidad. Sin embargo a igual contenido
en sulfuros se identific aumentos relativos en
cargabilidad, en tramos con litologas granulomtricamente
mas compactas (por ej., intrusivos), aunque carecemos de
una base estadstica mayor que reafirme esta observacin.
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Car
gab
ilid
ad (
ms)
% Sulfuros
r = 0,8585
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5
Car
gab
ilid
ad (
ms)
% Magnetita
Casualidad
Pampa
Ventanas
10
100
1000
10000
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Res
isti
vid
ad (
Ohm
*m
)
% Sulfuros
r = -0,012
r = 0,048
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Agradecimientos
Los datos geofsicos y geolgicos utilizados en este trabajo
fueron proporcionados por Exploraciones Mineras Andinas
S.A. Agradecemos especialmente a Dr. Luis Baeza, Paola
Kovacic y Carlos Cifuentes, quienes gestionaron los
requerimientos de este trabajo.
Al Servicio Nacional de Geologa y Minera
(SERNAGEOMIN), por auspiciar su divulgacin.
Referencias
Charrier, R.; Pinto, L.; and Rodriguez, M. 2007. Tectonostratigraphic
evolution of the Andean Orogen in Chile. In Geology of Chile.
The Geological Society, Special publication: 21-116.
Godoy, E.; Lara, L.; and Ugalde, H. 1997. La falla Chivato: borde
oriental del plutonismo asociado al sistema de Falla Atacama. In
Congreso Geolgico Chileno, No.8, Actas 1: 70-74. Antofagasta.
Grocott, J.; and Taylor, G.K. 2002. Magmatic arc fault system,
deformation partitioning and emplacement of granitic complexes
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2700S). Journal of the geological society 159: 452-442.
Hart, J.; and Freeman, H. 2003. Geophysics of the Prominent Hill
prospect, South Australia. In Geophysical signatures of South
Australian mineral deposits. (Dentith, M., editor) ASEG Special
Publication 22: 93-100, Australia.
Mwakanyamale, K.; Slater, L.; Binley, A.; and Ntarlagiannis, D.
2012. Lithologic imaging using complex conductivity: Lessons
learned from the Hanford 300 Area. Geophysics 77: E397-E409.
Mooney, H.M.; and Bleifuss, R. 1953. Magnetic susceptibility in
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Pittard, K.; and Bourne, B. 2007. The contribution of magnetite to the
induced polarization response of the Centenary orebody:
Exploration Geophysics 38: 200-207.
SERNAGEOMIN. 2003. Mapa Geolgico de Chile: versin digital.
Servicio Nacional de Geologa y Minera. Publicacin Geolgica
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(http://www.ipgp.fr/~dechabal/Geol-millon.pdf).
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of a new iron-oxide copper-gold deposit. In International
Geophysical Conference and Exhibition, No. 20, Actas 1: 1-13.
Adelaide.
