Correlaciones entre espectrometría de reflectancia, geoquímica y mineralogía de sedimentos fluviales de la cuenca del río Elqui, IV Región, Chile

Abstract

El objetivo de este trabajo es establecer correlaciones entre composición geoquímica, composición mineral y características espectrales de muestras de sedimentos fluviales de la cuenca del río Elqui, IV Región, Chile. Para lo anterior se obtienen datos de espectrometría de reflectancia, en el rango visible-infrarrojo cercano (350-2500 nm), desde ochenta muestras de sedimento, distribuidas a lo largo de las principales redes de drenaje de la cuenca. La medición se efectúa en condiciones de laboratorio, utilizando distintas fracciones granulométricas obtenidas a partir del tamizaje de las muestras. El conjunto de datos espectrales es analizado utilizando redes neuronales artificiales (RNA). Como resultado de este análisis se identifican seis grupos de muestras, cada uno con características espectrales distintivas. La proyección geógráfica de estos resultados indica que, en términos generales, es posible identificar patrones espectrales específicos para los afluentes principales dentro de la cuenca. En particular, en el río Turbio y sus afluentes, se observa una marcada coincidencia entre las distribuciones geográficas de los patrones espectrales y geoquímicos, caracterizados por presentar altos valores de Arsénico (As). Concordantemente, el estudio mineralógico de los sedimentos de este sector indica la presencia de Arsenolita (As2O3) como mineral característico. Por otra parte, se han desarrollado modelos de regresión que permiten conocer la concentración química de ciertos elementos, con cierto margen de error, por medio del uso de RNA o de mínimos cuadrados parciales, sobre datos de reflectancia. En este caso se ha usado la fracción granolumétrica < 180 µm y los datos espectrales se han estandarizado por medio de su primera derivada. El mejor resultado corresponde a Uranio, con una precisión estadística R2 de ~0.83 y un error cuadrático medio igual a ~0.01, sobre diez muestras de validación. La conjunción de estos resultados con el uso de sensores remotos, permite plantear las bases de una nueva metodología de exploración geoquímica, mediante la cual sería posible estudiar y caracterizar sedimentos en términos espectrales, geoquímicos y mineralógicos, in situ, con bajos costos en tiempo y capital.