Cartografía y exploración geoquímica mediante suelos residuales de la Faja Pirítica Ibérica (España)
Authors:   , Martín Méndez Iván 
Published: December 2024

The Iberian Pyrite Belt (IPB) is a volcanic and shale-hosted massive sulfides world-class province of the Upper Paleozoic age that includes some supergiant ore deposits with a unique mining operations history. An extensive soil (multi-element) geochemical survey in the IPB has been performed to create a geochemical database to increase the knowledge of the studied area. Both univariate and multivariate treatments have been done to manage a large amount of new data. The studied area shows higher background concentrations of several elements (e.g., Cu, Pb, Zn, Cd, Sn, In, Bi, As, or Sb) than in other terrains in Spain due to the IPB volcano-sedimentary ore deposits and their associated mining wastes.

Mapping chemical elements help understand their behaviour, controls and associations in natural environments. According to this, the mono-elemental contour maps show single-element distributions with geological control (e.g., Na), ore deposit control (e.g., Cu) or a mixture of both (e.g., S. On the other hand, multivariate analysis has been applied to reduce the large geochemical database maintaining the same information. We have chosen Factorial Analysis (FA) and obtained six factors that explain approximately 70% of the variability. Four of these factors (F1, F2, F4 and F5) show an intense geological control that improves the geological information of the IPB, while the other two (F3 and F5) show an ore deposit control. The Factor Analysis together with the classification by cluster analysis using the lithological factors, has allowed the definition of anomaly thresholds for each of the 5 classes that have been defined in the elements that have been considered as elements with metalogenetic interest (25 elements).

With all the geochemical information obtained and all the previously explained treatment, several objectives have been achieved, firstly, to characterise the different lithological units with greater precision, differentiating some that are considered geologically identical, as well as defining possible sub-bearing granites by the existing geochemical signatures. Secondly, the different geochemical responses of the existing mineralisations in the FPI have been defined. And finally, as the third and final objective of this thesis, 84 anomalous areas have been defined and delimited, and based on all the knowledge acquired and existing in this area, they have been categorised according to their importance in terms of prospective interest.

RESUMEN

La Faja Pirítica Ibérica (FPI) es una provincia metalogenética de clase mundial de sulfuros masivos volcanosedimentarios de edad Paleozoico superior que incluye algunos yacimientos supergigantes que han sido explotados a lo largo de la historia. En este trabajo se ha llevado a cabo una campaña de geoquímica de suelos multielemental para crear una base de datos geoquímica que permita incrementar el conocimiento de la zona de estudio y definir finalmente posibles zonas anómalas.

Se han realizado tratamientos univariantes y multivariantes para interpretar la gran cantidad de nuevos datos generados. La zona muestra backgrounds más elevados para varios elementos (Ej.: Cu, Pb, Zn, Cd, Sn, In, Bi, As o Sb) que en el resto de España debido a los yacimientos y a los residuos generados por su explotación.

El mapeo de los elementos químicos ayuda a entender su comportamiento, su control y sus asociaciones en el medio natural. De acuerdo a esto, los mapas de contornos monoelementales muestran distribuciones de algunos elementos que presentan un control geológico (Ej.: Na), otros un control metalogenético (Ej.: Cu) y otros una mezcla de ambos (Ej.: S).

Por otro lado, se han aplicado tratamientos multivariantes para reducir la gran cantidad de variables geoquímicas manteniendo la misma información. Hemos elegido el Análisis Factorial (AF), obteniendo 6 factores que explican aproximadamente el 70% de la varianza. Cuatro de esos factores (F1, F2, F4 y F5) muestran un claro control geológico que mejora la información geológica de la FPI, mientras que otros dos (F3 y F5) muestran un control metalogénico. El Análisis Factorial junto con la clasificación mediante análisis cluster utilizando los factores litológicos, ha permitido la definición de umbrales de anomalía para cada una de las 5 clases que se han definido en los elementos que se han considerado como elementos con interés metalogenético (25 elementos).

Con toda la información geoquímica obtenida y todo el tratamiento previamente explicado se han conseguido varios objetivos, en primer lugar, caracterizar geoquímicante con mayor precisión las distintas unidades litológicas, diferenciando algunas que se consideraban geológicamente idénticas, así como definiendo posibles granitos subaflorantes por las signaturas geoquímicas existentes. En segundo lugar, se han definido las distintas respuestas geoquímicas que presentan las mineralizaciones existentes en la FPI. Y finalmente, como tercer objetivo y objetivo final de esta tesis se han podido definir y delimitar 84 áreas anómalas, y partiendo del conocimiento adquirido y existente en esta zona, categorizarlas en función de su importancia en cuanto al interés prospectivo.