Modelado fractal en prospección geoquímica de las subcuencas de Alto Camaná y Hornillos Alto - Arequipa

Abstract

La presente tesis realiza el procesamiento de información geoquímica en sedimentos de quebrada y litogeoquímica, utilizando los modelos fractales Concentration – Área (C-A) y Number – Size (N-S), con el fin de determinar nuevos blancos de exploración de minerales económicamente importantes. Los modelos fractales afrontan eficientemente varias dificultades que provienen de la aplicación del método tradicional (media y desviación estándar). Los más notorios son la eliminación de outliers y la transformación logarítmica de la base de datos para tentar una distribución normal o log-normal. Ambos procesos alteran la base de datos, lo cual no es conveniente. Con los modelos fractales no es necesario el proceso anterior, ya que se usan todos los datos sin excepción y se trabaja con cualquier tipo de distribución. En el primer capítulo se describe el entorno de la investigación, haciendo énfasis en la problemática del método tradicional para delinear anomalías geoquímicas. Se plantean los objetivos generales específicos de esta tesis, además de describir los alcances del estudio. En el segundo capítulo se realiza la descripción de la geología de la zona de estudio, tocando los temas de la geología estructural, geotectónica y geología económica. En el tercer capítulo se desarrolla ampliamente el concepto de la geometría fractal, su presencia en la naturaleza, sus aplicaciones en la geología y los modelos fractales planteados para la exploración geoquímica. Además, se trata brevemente el método hiperbólico, que se utiliza para la validación de los análisis químicos de grandes cantidades de muestras. En el cuarto capítulo se procede con la aplicación del modelado fractal, tanto en sedimentos de quebrada como en litogeoquímica, de los elementos As, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Pb y Zn. Se determinan las diferentes poblaciones geoquímicas (de fondo y anómalas) y se generan los mapas

de anomalías geoquímicas de cada elemento. En el quinto capítulo se hace uso de diferentes capas de información para la validación de las zonas anómalas delimitadas por los modelos fractales. Estas capas son los yacimientos minerales y las fallas geológicas. Finalmente, en las conclusiones se responde a los objetivos planteados al inicio de esta tesis; y se enuncian las recomendaciones de nuevos blancos de exploración.

This thesis performs the processing of geochemical data in stream sediment and lithogeochemistry, using the fractal models Concentration - Area (CA) and Number - Size (NS), in order to determine new exploration targets of economically important minerals. Fractal models efficiently face several difficulties that come from the application of the traditional method (means and standard deviation). The most notorious ones are the elimination of the outliers and the logarithmic transformation of the dataset so that a normal or log-normal distribution is established. Both processes alter the dataset, which is not convenient. With the fractal models, the previous process is not necessary, all the data are used without exception and we work with any type of distribution. The first chapter describes the research environment, emphasizing on the problems of the traditional method to delineate geochemical anomalies. The specific general objectives of this thesis are presented, as well as describing the scope of the study. In the second chapter the description of the geology of the study area is made, touching on the topics of structural geology, geotectonics and economic geology. In the third chapter the concept of fractal geometry, its presence in nature, its applications in geology and fractal models for geochemical exploration have been extended. It also deals briefly with the hyperbolic method, which is used for the validation of chemical analyzes of large quantities of samples. In the fourth chapter we proceed with the application of the fractal model, both in stream sediment and lithogeochemical data, of the elements As, Cu, Cr, Hg, Mo, Ni, Pb and Zn. The different geochemical populations (background and anomalies) are determined and the maps of geochemical anomalies of each element are generated. In the fifth chapter, the use of different layers of information for the validation of the anomalous zones delimited by the fractal models is explained. These layers are mineral deposits and geological faults. Finally, the conclusions respond to the objectives set out at the beginning of this thesis; and the recommendations of new exploration targets are enunciated.