INTRODUCCIÓN

El Proyecto de Asistencia Técnica para el Desarrollo Minero y el Control Ambiental PRODEMINCA, publicaron una serie de estudios de los distritos mineros del Ecuador en cinco tomos (BGS-MEM, 2000) con información geológica, geofísica y geoquímica. Los productos presentados en estos estudios financiados por el Banco Mundial fueron: 5 mapas geológicos a escala 1:200.000; geofísica aeromagnética escala 1:200.000 y 15.171 puntos de muestreo de sedimentos fluviales de Cordillera Occidental escala 1:50.000, con análisis para 36 elementos. El muestreo se realizó en ríos de primer y segundo orden, restringiendo así la zona de procedencia efectiva. Por otro lado, el control de calidad de los análisis geoquímicos de la BGS incluyó el análisis sistemático de muestras de referencia certificadas y duplicados de campo.

Las muestras geoquímicas fueron envidas a Bondar Clegg Ltd. Vancouver, donde el oro se determinó mediante ensayo al fuego y análisis posterior de espectrofotometría de absorción atómica (AAS). Un conjunto de 32 elementos principales y trazas se analizó por acoplamiento inductivo espectrometría de emisión de plasma. Los elementos metaloides As y Sb fueron analizada por AAS. Mercurio se determinó por AAS de vapor frío después de agua regia digestión de 1,0 g de submuestras bajo reflujo caliente (^{Williams et al., 2000}).

^{Williams et al. (2000}) presentaron un estudio geoquímico regional, como un subcomponente del programa PRODEMINCA entre 2°-4° de latitud S confirmando el potencial metalogénico del área, a través de anomalías de Au y metales base relacionadas con minas y prospectos conocidos. Los datos normalizados de Au y elementos trazadores indican la presencia de objetivos de exploración anteriormente no documentados, principalmente asociados con sistemas epitermales de baja sulfuración.

En la actualidad, los resultados de laboratorio del análisis geoquímico realizado por PRODEMINCA no se han publicado en mapas y esta información se vende en el Instituto de Investigación Geológica y Energética (IIGE). Por otro lado, se han realizado varias tesis de grado usando los datos de la geoquímica de sedimentos fluviales, tales como Potencial Metalogénico entre 2° y 2°30’S (^{Andrade, 2017}); Correlación Geológica, Geoquímica y Geofísica de la cuenca del Río Mira (^{Guerrero, 2017}) e Interpretación geoquímica de la zona entre Sigchos y Totorillas (^{Quishpe, 2013}). En las mismas analizaron y reportaron anomalías de varios elementos, con mapas, cortes y modelos geoquímicos.

En este trabajo se utilizan los resultados de laboratorio desde 2° de latitud sur hasta 1° de latitud norte, con un total de 8.522 muestras de sedimentos fluviales activos. Se utilizó la información publicada de las empresas mineras que cotizan en bolsa, como informes de factibilidad N43-101 y tesis de grado realizadas en el proyecto Cascabel (^{Díaz, 2020}) para analizar el potencial metalogénico del área.

MATERIALES Y MÉTODOS

El área de estudio es regional y comprende las hojas geológicas a escala 1:100.000 de: Guaranda (^{Dirección Nacional de Geología y Minas, 1979, p. 49}), Quevedo (^{Dirección Nacional de Geología y Minas, 1979, p. 48}), Valencia (^{Dirección Nacional de Geología y Minas, 1979}, p. 47), Las Delicias (^{Dirección Nacional de Geología y Minas, 1979}, p. 46), Machachi (^{Dirección Nacional de Geología y Minas, 1978}, p. 66), Quito (1980), Pacto (1980), Ibarra (1980), Cuellaje (^{BGS, 1999}), Maldonado (1986) y Vargas Torres (^{BGS, 1999}).

El área de estudio se seleccionó por la faja metalogénica de VMS y pórfidos. De acuerdo al mapa metalogénico de la República del Ecuador (^{IIGE, 2019}), tenemos la faja metalogénica regional de VMS, con una edad de Paleoceno- Eoceno, donde se ubican varios prospectos y depósitos (Tabla 1).

En etapa de preparación se recopiló, analizó y diagnosticó los estudios y publicaciones previos, incluye la interpretación de estructuras geológicas preliminares, mediante el análisis de topografía, modelos de elevación regional y análisis previo de la información cartográfica a diferentes escalas de trabajo.

Para la etapa de procesamiento, se realizó una sola base de datos cartográfica con mapas históricos, nuevas publicaciones y dataciones recientes de la Cordillera Occidental del Ecuador. La base de datos de los resultados de laboratorio fue clasificada por el dominio geológico (Tabla 2).

En el análisis exploratorio o univariado, los elementos analizados fueron: As, Co, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Au, Ag, Pb y Zn, determinadas considerando su importancia en la exploración minera. ^{Williams et al. (2000}) realizaron un estudio con una parte de los resultados de laboratorio sin contar con los datos del presente estudio.

En el análisis estadístico univariado se determinó la tendencia central, la dispersión, gráficos y su forma. La siguiente fase es el análisis de los gráficos para evaluar la exactitud y precisión de los datos. En cada elemento analizado se determinaron valores de fondo y umbrales geoquímicos para caracterizar la abundancia geoquímica y sus patrones de dispersión. Los gráficos, histogramas, y diagramas de normalidad (boxplots), a escala natural y logarítmica, fueron realizados mediante programas Excel y SPSS (Figura 1).

Figura 1 Gráficos para la estadística descriptiva del cobre 

Los mapas de anomalías se realizaron en el software ioGAS, para cada una de las variables seleccionadas (Figura 2), el cual utiliza le método de interpolación Inverso de la distancia IDW.

Figura 2 Mapa de anomalías de Au en ppb 

La variabilidad estadística depende de la información del grado de exactitud y precisión de los datos. Es una herramienta para evaluar los elementos analizados y poder continuar con la siguiente fase del análisis.

Los datos geoquímicos en la Cordillera Occidental, la estadística en una distribución normal, se toma el valor de fondo es igual a la media, mientras que el umbral geoquímico se determina como la suma del valor de fondo más el doble de la desviación estándar.

Para distribuciones que no tienden hacia un modelo gaussiano, el valor de fondo está determinado por el percentil 50 y el umbral por el percentil 95.

Para determinar el valor de fondo y umbral geoquímico de cada elemento en el área de estudio, se utilizan las ecuaciones 1 y 2 según el método del Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico - INGEMMET.

Ec. (1)

Ec. (2)

Donde:

n: Número de muestras por ambiente geológico.

B: Valor de fondo por ambiente geológico.

T: Umbral geoquímico por ambiente geológico.

N: Número total de muestras analizadas.

Los métodos de análisis multivariante se utilizan para variables dispuestas como matrices, donde la similaridad expresa semejanza y determina el grado de asociación que existe entre ellos. En este estudio se utilizó la matriz de correlación de Pearson.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Usando la metodología del Atlas Geoquímico del Perú (^{Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico - INGEMMET, 2017}) se dividió a la zona de estudio en grandes conjuntos geológicos tomando como base la geología, ambiente de formación, litología y dataciones de los últimos estudios realizados en la Cordillera Occidental (^{Díaz, 2020}). Se agruparon las unidades litoestratigráficas en ocho dominios geológicos regionales en un mapa geológico regional, cada uno de ellos representados por cartografía, población estadística parcial y principales estructuras geológicas o mapa estructural (Figura 3 y Figura 4).

Figura 3 Mapas de dominios geológicos y fallas 

Figura 4 Mapas de Reservas Naturales MAATE y Concesiones mineras de ARCENNER 

En la Tabla 3 se resume la estadística descriptiva de un conjunto de elementos químicos en sedimentos fluviales activos de la Cordillera Occidental en el área de estudio.

Los coeficientes de correlación se calcularon a partir de 13 variables (Co, Cr, Cu, Mg, Mn, Ni, Pb, Sb, Ti, V, W, Y, Zn), donde cada variable representa 8522 datos.

Utilizando el software ioGAS se determinó una matriz de correlación (Tabla 4), en la que se identificaron dos categorías en función de la magnitud del coeficiente de correlación. Las asociaciones de elementos geoquímicos fueron Co-Cr-Ni-Mg-Mn-Y en mayor frecuencia en dominio de Sedimentos Volcánicos del Cretácico; Cu-Zn-Pb-Sb-W en mayor frecuencia para el dominio de Volcánicos Sedimentos del Paleoceno Eoceno.

La metodología del sistema de folios, con un total de 15 folios, geología, estructuras, geoquímica de once elementos (As, Co, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Au, Ag, Pb, Zn) cada uno en su folio, catastro minero vigente, áreas de reservas ecológicas de MAATE.

La región presenta un alto potencial mineral debido a la existencia de dos generaciones de metales. En el Eoceno, se encuentran yacimientos de tipo pórfido de cobre, como el depósito de Cascabel, que conserva un sistema completo que incluye vetas polimetálicas, sulfuros masivos y zonas de venillas de pórfido. Además, hay depósitos polimetálicos de tipo VMS en La Plata, Macuchi y Curipamba. Otra fase de mineralización corresponde a la faja de pórfidos de Cu y Mo del Mioceno, ejemplificada por los pórfidos de Llurimagua y Telimbela. Las anomalías más significativas se localizan en la parte norte del área de estudio (Figura 5).

Figura 5 Mapa consolidado de anomalías, reservas y concesiones 

La síntesis con la interpretación geológica a profundidad bajo la superficie del terreno, en conjunto con los datos de anomalías de geoquímica, se realizó por medio 4 secciones geológicas en dirección este a oeste mirando hacia el norte. La sección 1 atraviesa el depósito de Cascabel, la sección 2 corta el depósito de Llurimagua (Figura 6).

Figura 6 Ubicación de las secciones 1 y 2 

Sección 1

De este a oeste las rocas corresponden a Qvolc que se encuentran en las cotas superiores a 2.000 msnm en la sección, las cuales cubren el dominio SPE, mismo que se encuentra afectado por la falla Chimbo Toachi y en contacto con los VSPE, principal ambiente para la formación de pórfidos y VMS, en la cual se emplaza el depósito de Cascabel y varios diques intrusivos. Más al occidente corresponde a rocas del cretácico SVK intruidas por cuerpos ígneos de Eoceno IE y afectadas por la falla Canandé, en la planicie costera nuevamente tenemos el dominio del Eoceno SPE. Los elementos que destacan y muestran un cambio respecto al Background son Cu, Mo, Au, Pb, Zn. La quebrada Alpala donde se ubica el afloramiento descubridor de Cascabel tuvo solamente una medida de sedimentos fluviales con 198 ppm para Cu. A una distancia de 21 km al oeste de Cascabel tenemos una anomalía de Cu+Mo+Au+Pb+Zn, con picos de 41 ppm de Pb, 604 ppm de Zn, 584 ppb de Au, 31 ppm de Mo y 931 ppm de Cu, esta anomalía se ubica en las rocas IE. En la sección más hacia el este tenemos una anomalía de Cu+Au+Pb+Zn en las rocas del Cretácico SVK, los valores más altos de los elementos son 25 ppm de Pb, 307 ppm de Zn, 735 ppb de Au y 119 ppm de Cu. Estas anomalías se ubican en la Reserva Cotacachi Cayapas (Figura 7).

Figura 7 Corte 1 de la Cordillera Occidental 

Sección 2

La sección corta de este a oeste la Cordillera Occidental, predomina el dominio SVK, el cual es basamento de los demás conjuntos litológicos (VCM, SPE), están intruidos por los cuerpos del IM. El depósito Llurimagua se encuentra en el dominio IM. Entre las fallas Mulaute y Chimbo Toachi en la concesión “Río Magdalena 02” del Enami EP se ubica la anomalía de Cu+Mo. Al norte de la falla Mulaute en el dominio de SVK se ubican varias anomalías de Co+Cr+Ni, se interpreta que la falla Mulaute levanta el basamento del Cretácico. La falla Canandé se ubica en las rocas del SPE, en la planicie costera (Figura 8).

Figura 8 Corte 2 de la Cordillera Occidental 

CONCLUSIONES

Los 7 dominios geológicos agrupados por la edad y litología considerados en este estudio fueron: Sedimentos Volcánicos del Cretácico, Volcánicos sedimentarios del Paleoceno-Eoceno, Sedimentos del Paleoceno-Eoceno, Intrusivos del Eoceno, Intrusivos del Mioceno, Volcánicos Continentales del Mioceno, Volcánicos del Cuaternario y Depósitos del Cuaternario. Cada una de estas unidades tienen una área y población correspondiente de puntos de control de sedimentos fluviales o de corriente de la campaña Prodeminca.

De 8522 puntos de muestreo estadísticamente válidos, se procesaron los resultados de 13 elementos (Co, Cr, Cu, Mg, Mn, Ni, Pb, Sb, Ti, V, W, Y, Zn) de los cuales se determinó cierta correlación a través de la metodología de Pearson. A partir de ahí agrupamos los elementos en dos grandes conjuntos, el primero Co-Cr-Ni-Mg-Mn-Y; el segundo grupo de correlaciones dado por los elementos Cu-Zn-Pb-Sb-W. Estas asociaciones tienen su correlación con los dominios geológicos. La asociación Co-Cr-Ni-Mg-Mn-Y están presentes en los Sedimentos Volcánicos del Cretácico y los elementos Cu-Zn-Pb-Sb-W predominan en los Volcánicos sedimentos del Paleoceno Eoceno.

El potencial de la zona de estudio para la prospección de minerales económicos es muy importante al tener dos épocas metalogénicas del Eoceno (Cascabel, Curipamba, La Plata y Macuchi) y del Mioceno (Llurimagua, Telimbela). Los puntos de muestreo de sedimentos fluviales tomados en las áreas de los depósitos minerales indican las siguientes anomalías (Tabla 5).

Con los valores de fondo y de umbral geoquímico global se identificaron 123 anomalías, de las cuales 79 están ubicadas en concesiones según el catastro de ARCERNNR, 36 se ubican en áreas naturales o reservas ecológicas según el sistema del MAATE y 10 se encontraron en zonas libres o abiertas para solicitar (Tabla 6, Figura 9 y Figura 10).

Las anomalías de Co+Cr+Ni en el área de sedimentos volcánicos del Cretácico son de importancia y son delimitados como una faja metalogénica cuyos bordes corresponden a las fallas Canandé y Mulaute. Las muestras de sedimentos se toman a la cota del cauce del río, por lo cual se debería muestrear las zonas altas o cuchillas para prospectar posibles capas lateríticas.

Figura 9 Mapa norte de anomalía libres, concesiones mineras y dominios geológicos 

Figura 10 Mapa sur de anomalía libres, concesiones mineras y dominios geológicos