Evaluación de geoquímica-ambiental de sedimentos fluviales de hoja La Serena (1:250.000) por medio de análisis de datos composicionales

Abstract

En este trabajo se analiza, por medio de una metodología multivariable de análisis de datos composicionales (CoDA), la composición química de 58 elementos y compuestos de la fracción fina (<0.18 mm) de 640 muestras de sedimentos fluviales de la Hoja La Serena (1:250.000) en el contexto del Plan Nacional de Cartografía Geoquímica llevada a cabo por el Servicio Nacional de Geología y Minería, Chile. Los datos composicionales (e.g. concentraciones químicas) se encuentran definidos en un espacio vectorial de características peculiares: el Simplex. Los datos alojados en este espacio presentan complicaciones a la hora de su procesamiento, tal como correlaciones espurias e incoherencias subcomposicionales, lo cual repercute en interpretaciones que pueden ser consideradas erróneas a partir de herramientas estadísticas tradicionales. Es por ello que resulta conveniente aplicar ciertas transformaciones con tal de trasladar los datos desde el Simplex hacia el espacio de los números Reales. La metodología CoDA empleada, en resumidas palabras, consiste en: (i) la transformación de los datos composicionales a coordenadas log-cocientes, (ii) el análisis estadístico tradicional de los datos transformados en el espacio de los Reales, y (iii) la interpretación de los resultados en las propias coordenadas transformadas y/o expresadas nuevamente en términos composicionales. En el presente estudio se ejecuta y evalúa la metodología de determinación de una línea base geoquímica por medio de una perspectiva CoDA propuesta por Buccianti y colaboradores (2015). En esta metodología se obtienen dos sub sets de datos, siendo uno correspondientes a composiciones (muestras) anómalas, y el otro a composiciones características de líneas base. De este último sub set de datos se obtiene un vector línea base que da cuenta de las composiciones representativas del área de estudio. Como resultado se obtiene que la línea base geoquímica muestra una marcada relación con procesos endógenos y exógenos conocidos para el área de estudio como lo son la litogénesis regional, mineralización económica, y alteración hipógena y supérgena; o bien dinámica geológica estructural y subsecuentes cambios hidrodinámicos de los cauces, meteorización y erosión; entre otros factores. Además las herramientas estadísticas empleadas, matrices de variación, correlación y biplots, permiten interpretar patrones geoquímicos no identificables por medio de metodologías tradicionales, como por ejemplo la relación existente entre Mg, Sc, Ga y fases silicatadas, diferencias de comportamiento entre el Co y Ni, enriquecimiento diferencial de MnO según litología, metales y metaloides como As, Pb, Zn, Cd ligados estrechamente a arcillas, comportamiento diferencial de elementos propios de fases minerales pesadas, entre otros patrones. Se identifican fuentes de variabilidad del sistema, como mineralización, principalmente del tipo Cu-Hg-Au, alteración hidrotermal, litología y acumulación de material orgánico. En suma, se estima que la metodología ejecutada es pertinente como herramienta en la determinación de una línea base geoquímica teniendo en consideración las particularidades de los datos composicionales.