Estudio de patrones geoquímicos regionales en sedimentos de drenaje entre los 19°S y 21°S -I región de Tarapacá, Chile

La zona de estudio se enmarca entre los 19ºS y 21ºS; desde la línea de la costa chilena hasta los 69ºW, I región de Tarapacá y parte de XV región de Arica y Parinacota, Chile. Cubre un área aproximada de 27.500 km2. El objetivo principal es evaluar y definir la existencia de patrones geoquímicos en sedimentos de drenajes a escala regional, desarrollando interpretaciones que expliquen cuáles son los controles determinantes de cada patrón, considerando la diversidad y coexistencia de factores geológicos, climáticos y antrópicos. Las muestras de sedimentos de drenajes utilizadas fueron extraídas en terreno, preparadas en laboratorio y enviadas a análisis geoquímico por los profesionales de la unidad de geoquímica de SERNAGEOMIN durante los años 2010-2012. A los sedimentos de drenaje se les realizó un análisis de composición geoquímica de la fracción fina <180 µm por medio de ICP-MS e ICP-ES, obteniendo las concentraciones para un set de 59 elementos, incluyendo óxidos mayores y elementos trazas. En total, las 1311 muestras utilizadas, conforman una malla de baja densidad con una representación aproximada de 20 Km2 por muestra. La base de datos obtenida no será publicada en este trabajo debido a la calidad inédita de parte importante de los datos (véase Lacassie et al., 2012b). Tras obtener los análisis químicos, en este trabajo, se realizaron cálculos estadísticos básicos y mapas univariables para cada elemento. Adicionalmente se realizó un proceso de clustering y visualización multivariable por medio de la implementación de redes neuronales artificiales, obteniéndose 6 clusters con distintivas características químicas, que posteriormente fueron objeto de interpretaciones. Los resultados muestran una evidente segmentación geoquímica entre las principales unidades geomorfológicas, encontrando una fuerte diferencia entre la Cordillera de la Costa (CC) y el resto de las unidades. Las principales anomalías de la CC corresponden a Ca, S, P, y Se. Los controles determinantes en la geoquímica de la CC corresponden a factores geológicos y climáticos entre los que destacan: el periódico aporte de iones desde el océano pacífico hacia el continente por medio de la camanchaca, la abundancia relativa de los iones transportados, la capacidad de absorción iónica superficial de arcillas, óxidos e hidróxidos; la afinidad química entre elementos y condición climática de hiperaridez prolongada. Los controles determinantes en los patrones presentes en la Depresión intermedia (DI) y Precordillera (PR) corresponden a procesos relacionados con la meteorización y transporte de detritos desde la Cordillera Occidental (CO); y la constante deflación eólica a la que es sometida la DI. Esto conlleva a la generación de patrones antagónicos, que representarían, por un lado, fases mineralógicas abundantes en rocas con mayor diferenciación para aquel patrón dominante en quebradas, y por otro lado, fases densas para aquel patrón que domina en pampas. Se obtiene un patrón asociado a las cotas altas de la CO que refleja la mineralogía de la roca fresca de edificios y secuencias volcánicas; y otro patrón asociado principalmente a sectores con alteración hidrotermal y/o actividad de la industria mineral, distribuido en las distintas unidades geomorfológicas. Adicionalmente se reconocieron 2 quebradas con evidente anomalías, que se sugiere como consecuencia de la intervención humana y la industria minera; esta alteración se expresa fuertemente en la anomalía de Cobre (Cu) río abajo de la faena de HMC ubicada en la Qda. Sagasca y la histórica alteración en la concentración de molibdeno (Mo) que posee la Qda. Guatacondo. Se requiere estudio de detalle para confirmar estas sugerencias. Finalmente, fueron comparadas las concentraciones de metales pesados con estándares internacionales a fin de distinguir posibles zonas con concentraciones riesgosas para organismos vivos; en general los sectores donde ciertos elementos como el arsénico (As), cromo (Cr) y cobre (Cu) tienen valores nocivos para la biota, no se encuentran poblados y tampoco se desarrollan grandes ecosistemas de organismos superiores. Se reconocen factores naturales, como la concentración anómala de As en Qda. Camarones, y factores antrópicos como alteraciones puntuales por la industria minera.