2

2.1 Introduccin

El objetivo de la exploracin geoqumica es definir las anomalas significativas como paso previo a seleccionar el territorio por probabilidad de encuentro de nuevos yacimientos. En el caso ms simple, consisten en hallar valores sobresalientes sobre un "fondo" o valor medio del entorno geolgico que caracteriza el elemento considerado, pero tambin se podra tener en cuenta como una asociacin elemental que refleja una alteracin hidrotermal o un agotamiento del elemento (anomalas negativas). Las anomalas quedan definidas mediante grupos estadsticos de datos comparndolos dentro del entorno geolgico del terreno y con la informacin aportada por un muestreo superficial. Normalmente, estos grupos de datos se tratan con una serie de paquetes estadsticos, tal como el programa STAGTGRAPHICS, que ofrece una simplificacin del proceso.La mejor manera de comprender estas agrupaciones estadsticas de datos sera mediante el uso de histogramas y "plots box", junto con el uso de los valores de la media o mediana y la desviacin tpica. En general, se podra esperar que si los datos son homogneos, entonces los valores deberan seguir una distribucin normal o lognormal, pero si existen varios grupos de datos, tenderemos una distribucin multimodal.

Las relaciones de los grupos con otros datos elementales deberan examinarse mediante grficos y el clculo de la matriz de correlacin.

2.2. Principios de la Exploracin Geoqumica

Conceptos

La exploracin geoqumica se basa en el conocimiento del halo de alteracin . que de forma primaria, suele envolver a las concentraciones minerales. Tambin, la dispersin de contenidos metlicos puede proceder de la alteracin y erosin de los yacimientos primarios. Como se ve, las dimensiones de esta nube de dispersin (pluma) resulta varias veces el tamao del verdadero yacimiento, alcanzando amenudo a la superficie y permitiendo su deteccin, aunque el depsito verdadero permanezca oculto.

La dispersin de carcter primario se puede detectar analizando la roca anmala en si misma. Es la litoqumica. Resulta muy frecuente en yacimientos relacionados con los procesos sedimentarios (o singenticos-sedimentarios), y a veces el halo de tipo primario suele alcanzar proporciones de kilmetros (Zambian Copperbelt, Kupferschiefer)

Si la dispersin resulta ser de carcter secundario el halo contiene tomos del primitivo yacimiento, y puede aparecer en la misma roca de caja, en las redes de drenaje superficiales o en suelos residuales, alcanzando distancias de metros a kilmetros, segn diversas condiciones. La geobotnica aprovecha esa dispersin en los suelos para encontrar plantas que puedan contener los restos de elementos lixiviados del depsito.

Los fondos geoqumicos y las anomalas

Las anomalas son los valores que se apartan de manera evidente de la media (fondo) de las muestras tomadas para un elemento elegido. Naturalmente, los fondos dependern del soporte geolgico de las muestras obtenidas, y por ello, fondo y anomalas debern tener en cuenta este aspecto, diferencindolas en su clculo e interpretacin. Adems, los factores que controlan los valores de dispersin de los elementos son idnticos tanto en los halos primarios como en los de origen secundario: movilidad propia de los elementos, redes de fracturacin favorecedoras de la circulacin de las aguas, permeabilidad de las rocas y su reactividad.

Las anomalas son valores que sobresalen sobre grupos que denotan valores altos, y las circunstancias que las acentan pueden ser: su situacin topogrfica y la asociacin con determinados fenmenos geolgicos. Tan solo en muy determinados casos las anomalas se sitan inmediatamente encima de las concentraciones minerales y siempre se encuentran desplazadas por las circunstancias citadas. Los grficos adjuntos resumen muchas de las condiciones que pueden darse en la interpretacin de anomalas geoqumicas, siempre relacionadas con la topografa o la geologa del rea.

Mtodos y aplicacionesFundamentalmente, y al margen de la litogeoqumica (muestras tomdas en la roca original, y que por tanto tan solo pueden detectar halos de dispersin de origen primario) los mtodos fundamentales son los de la Geoqumica en Redes de Drenaje (arroyos superficiales, con agua o sin ella) y Geoqumica de Suelos. El primer sistema cubre una amplia superficie, pero rebaja su precisin, ya que los elementos pueden haber viajado de kilmetros de distancia. Tambin pueden ocurrir fenmenos de concentracin por densidad y adsorcin en las fracciones arcillosas del sedimento.

Por el contrario, la Geoqumica de Suelos cubre mucha menos extensin, pero existen muchas posibilidades que el valor anmalo se site cerca del depsito mineral. Naturalmente, la pauta de desmuestre en Redes de Drenaje es mucho mas espaciado que en los suelos (Campaa Tctica) en donde con una malla regular se bate una extensin previamente delimitada por el primer mtodo (campaa Estratgica)

Por otra parte, los elementos analizados pueden ser o no los del objetivo de la campaa. stos elementos acompaantes muchas veces ayudan a la comprensin de la emigracin geoqumica y son de un valor incalculable. Ejemplos:

Elementos asociados a depsitos minerales

Tipo de yacimientoElemento objetivoElementos satlites

Prfido cuprferoCu, MoZn, Au, Ag, As, F

Sulfuros complejosZn, Cu,Ag,AuHg, As, Sb, Se, Cd, Ba, F, Bi

Filones de metales preciososAu, AgAs, Sb, Te, Mn, Hg, I, F, Bi, Co,

Depsitos de skarnMo, Zn, CuB, Au, Ag, Fe, Be

Interpretacin de los resultados

Si se construyese un diagrama representando las frecuencias de los valores de las muestras (en algunos casos) o de sus logaritmos (en otros) dentro de intervalos regulares o clases, se observara que frecuentemente la forma de la grfica se asemeja a una distribucin normal. Trabajando ya en esas funciones de distribucin, disponemos de dos sistemas adoptados para discernir cuales seran los valores anmalos:

Descubrir las familias de valores que se apartan de otra (u otras) que contienen a la mayora de la poblacin obtenida, mediante su representacin grfica en porcentajes de frecuencias acumuladas y en escala probabilstica o log-probabilstica, segn se adapten a una distribucin normal o logartmico-normal. sta o stas, pequeas familias contendran los valores anmalos.

Calcular de forma emprica el lmite, a partir del cual, los valores que lo superen seran merecedores de ser considerados como anmalos. Este lmite, convencionalmente est impuesto por la media de la poblacin general mas dos o tres veces la desviacin tpica. Tambin es usual aplicar la regla de que los valores que superen el 97,5% de las frecuencias de la poblacin, constituiran valores anmalos.

2.3. Ejemplos de Interpretacin de Anomalas

Regional Geochemical Stream Survey Guide

GEOFILE 2004-07

STREAM GEOCHEMICAL SURVEY

GUIDE

Ray Lett1 and Wayne Jackaman2

1. Ministry of Energy and Mines, PO Box 9333 Stn. Prov. Govt., Victoria, BC, V8W 9N3

2. 3011 Felderhof Road, Sooke, BC, V0S 1N0

Regional Geochemical Stream Survey Guide Page 2

TABLE OF CONTENTS

Introduction 2

Sample Collection 4

Collection Supplies 4

Site Selection

3

Sample Media

5

Site Tags

6

Sample Collection Maps

7

Data Recording

7

Sample Preparation

9

Packing and Shipping

11

Sample Analysis

12

References

13

INTRODUCTION

Stream sediment geochemistry has been described as a very robust, successful mineral

exploration technique and has proven to be effective even when sampling was poorly

carried out (Fletcher, 1997). Much of its early success for discovering new mineral

deposits in British Columbia can be traced to the pioneers of exploration geochemistry

who recognized the ability of more mobile elements such as copper and zinc to

concentrate in sediment from broad range of stream environments. This proved to be an

advantage in the 1950s when exploration focused primarily on the search for porphyry

copper deposits. Sediment sampling techniques could afford to be less rigorous because

formation of copper stream geochemical anomalies was less susceptible to the variations

in sample site environment. However, it became apparent that geochemical surveys for

gold and other heavy minerals needed more careful collection of sediment from a specific

energy environment so that maximum anomaly contrast could be achieved.

Figure 1. Helicopter supported stream sediment and water sampling. The sampler is

working fast, but carefully to fill the bag with sediment from a sand-gravel bar so that the

helicopter landing time is minimized. Sediment and water and data recording will typically

take between 3 to 5 minutes. Commonly, the helicopter will carry a crew of two who will

leapfrog to alternate sample sites during the traverse.

The BC Regional Geochemical Survey (RGS) is typical of reconnaissance scale stream

geochemical surveys that aim primarily to identify regions with a high mineral potential

using sampling density in the order of one sample per fifteen square kilometers (Figure

1). This density is suitable for outlining regional geochemical anomalies for a broad

range of economic elements (e.g. Cu, Pb, Zn, U), but higher sample density (e.g. 1

sample/ 5Km2) and a different sampling approach (e.g. collecting a heavy mineral

concentrate) are preferable for detecting individual mineral deposits. Geofile 2004-07

outlines methods used by the B.C. Regional Geochemical Survey (RGS) program to

collect, prepare, store and ship drainage sediment and water samples. It is not intended

for designing a geochemical stream sediment survey and for interpreting the data, but

rather can be used as a guide for field procedures. Those interested in a broader range of

exploration geochemistry topics should consult the books by Rose, Hawkes and Webb

(1979) and Levinson (1979). There are also several papers and publications listed in the

References about different aspects of stream sediment surveys in BC such as the used of

heavy minerals and the reporting of survey data. The BC RGS procedure is based on that

established by the Geological Survey of Canada for the National Geochemical

Reconnaissance Program (Garrett, 1980).

SAMPLE COLLECTION

COLLECTION SUPPLIES

The following sample collection supplies are needed to complete a stream sedimentwater

survey:

1. Copies of 1:50 000 or 1:20 000 scale NTS maps showing the location of proposed

sample sites. These maps are used to control survey coverage, guide the site selection

process and act as a master record of the survey.

2. Sediment Sample Bags: Minimum size to collect an adequate sample should be 10 x

26 cm high, wet strength, gusset, and KRAFT paper bags.

3. Water Bottles: 250 ml PVC bottles.

4. Aluminum Tags/Flagging/Staple Guns: Permanent marking of sample sites.

5. Field Cards: Used for recording information on sample media, sample site and local

terrain.

6. Crates and pails for storage and transport of sediment and water samples in the field.

7. Permanent markers/transparent packing tape.

SITE SELECTION

The following factors should be considered in choosing a sample site for a regional

survey with an average sample density of 1 sample per 13 square kilometers:

Active flowing first or second-order streams (Figure 2) that have a drainage basin

area between 2 and 15 square kilometers (first order streams only will generally be

sampled for more detailed surveys e.g. 1 sample/5 K2).

Within the active stream channel (subject to annual flooding).

~60 metres upstream from sources of possible contamination.

~60 metres upstream from a confluence.

~60 metres upstream from the high tide mark

Upstream from lakes, ponds and marshes.

In the field the actual sample site selected may be different from the proposed location

marked on the survey design sample-site maps depending on the nature of the area.

Streams containing abundant fine-grained sediment (silts and clays) that have clean

flowing water are the most preferred and very high or very low energy sites should be

avoided if possible. Figure 3 shows typical sand-gravel bars with the preferred RGS site

marked. Streams with contamination from mining activity, logging, road culverts, etc. are

also to be avoided either by choosing an alternate stream or sampling upstream from the

identified source of contamination.

The sampler should make every reasonable effort to collect a sample of sediment and

water at every proposed site or alternative site. If the stream is dry, the collection of only

a sediment sample is acceptable, provided that there is evidence of recent stream water

flow. However, under no circumstance is it acceptable to collect only a water sample.

The sampler should also collect a field site duplicate sediment and water sample for

every 17 sites visited. Site selection for duplicate samples is based on the availability of

sufficient fine-grained material for two sediment samples. The sampler should also make

every effort to collect material representative of a similar sediment depositional

environment, but from separate sites that are 2 to 4 metres apart (Figure 3)

SAMPLE MEDIA

Stream Sediment

A minimum of 50 grams of -80 mesh (