Articulo Científico - ESTUDIO LITOLÓGICO, ESTRUCTURAL Y SU RELACIÓN CON LA MINERALIZACIÓN. DISTRITO LLACANORA. CAJAMARCA

July 6, 2019 | Author: Percy Guerrero Díaz | Category: Minerales, Roca (Geología), Falla (Geología), Geología, Cobre
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ESTUDIO LITOLÓGICO, ESTRUCTURAL Y SU RELACIÓN CON LA MINERALIZACIÓN. DISTRITO LLACANORA. CAJAMARCA...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLOGICA

ARTICULO CIENTIFICO PROYECTO DE INVESTIGACION: INVESTIGACION:

ESTUDIO LITOLÓGICO, ESTRUCTURAL ESTRUCTURAL Y SU RELACIÓN CON LA MINERALIZACIÓN. MINERALIZACIÓ N. DISTRITO LLACANORA. CAJAMARCA Responsable: GUERRERO DIAZ, Percy Harold Asesor : MG. ING. LAGOS MANRIQUE, Alejandro Claudio

Cajamar ca, Agosto Agosto del del 2014

ESTUDIO LITOLÓGICO, ESTRUCTURAL Y SU RELACIÓN CON LA MINERALIZACIÓN. DISTRITO LLACANORA. CAJAMARCA 1 2

Percy Harold Guerrero Díaz Alejandro Claudio Lagos Manrique

1 Investigador 2

Egresado de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Cajamarca. Av Atahualpa #1050, Cajamarca-Perú. Docente coinvestigador de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Cajamarca. Av Atahualpa #1050, CajamarcaPerú.

Palabras Clave: Falla, hidrotermalismo, brechas hidrotermales, mantos, vetas. Resumen:

La presente investigación se desarrolló en el distrito de Llacanora, provincia y departamento de Cajamarca, dicho distrito se encuentra controlado por una falla regional de tipo inversa denominada Falla Cajamarca, la cual posee una orientación NW - SE, esta permitió el ascenso de fluidos hidrotermales y el afloramiento de la Formación Carhuas, generando ambientes mineralógicos favorables, dando lugar a la formación de un sistema de Brechas hidrotermales con contenido de minerales, por lo que el principal objetivo de la presente investigación es determinar las características litológicas, estructurales y su relación con dicha mineralización. Litológicamente en la zona afloran formaciones geológicas pertenecientes al Cretáceo Inferior las cuales son: Carhuas, Farrat, Inca y Chulec. Según el estudio estructural, la zona se encuentra ubicada entre dos plegamientos, el anticlinal de Baños del Inca y el sinclinal de Namora y paralela a sus ejes la Falla Cajamarca, así mismo se presentan fallas transcurrentes dextrales y sinextrales las cuales disectan las estructuras antes mencionadas, la orientación preferencial de fallas y fracturas locales tienen una dirección NE-SW, cambiando su orientación NW  –SE en cerro Arena debido principalmente a un esfuerzo en sentido SW, según el análisis de esfuerzos estos serían de tipo compresivos. Existen zonas de importancia mineralógica, en forma de brechas hidrotermales, mantos mineralizados y vetas, las cuales siguen alineamiento de la falla Cajamarca, de igual forma al SE del área se presentan brechas hidrotermales calcáreas en el contacto de la Formación Inca y Formación Chulec.  Abstract :

This research was conducted in the district Llacanora, belonging to the province and department of Cajamarca, this district is controlled by a Regional Reverse Fault called Cajamarca Fault, which has a NW  – SE orientation. This failure has allowed the rise of the hydrothermal fluids and the formation of the Carhuas outcrop by generating favorable mineralogical environment formation; this results leads to the formation of a system containing hydrothermal mineralization gaps, so the main objective of this study is to determine the lithological characteristics, structural and its relation to mineralization in this district. For the development of the present research, we first conducted a study lithological, cropping up in the area geologic formations belonging to the lower cretaceous, these are the following: Carhuas Formation, Farrat Formation, Inca Formation and Chulec Formation. It was followed by a structural study, which made it possible to reproduce the various geological structures present in the area, during this process it was found out that the study area is located between two folds, which are the Baths of the anticline and syncline Inca of Namora, and parallel to their shafts, the Cajamarca Fault. In addition we were able to identify right hand faults and left hand faults, which dissect the above structures; according to the structural analysis the preferential direction of faults and fractures in the local area of study has a NE-SW direction, changing its orientation NW -SE in Cerro Arena mainly due to an effort in direction SW, according to the analysis of efforts this would be a compressive type. Finally important mineralogical areas have been identified in form of hydrothermal gaps, mantles mineralized and veins, which they are in alignment with Cajamarca fault; similarly, in the SE of the area, presence of gaps in the zone of contact between the Inca Formation and Chulec Formation was observed.

I. INTRODUCCIÓN El distrito de Llacanora se encuentra controlado por una falla regional denominada Falla Cajamarca, esta falla posee una orientación Nor-Oeste(NO- SE),la cual se proyecta desde Ichocan, Namora, Matara por el Sur y se prolonga hasta Chamis por el Norte.

Según estudios previos se determinó que dicha falla ha generado fallamiento secundario, siendo estas zonas favorables para albergar algún tipo de mineralización. Así mismo según las características litológicas presente en dicho distrito, estas corresponden a rocas clásticas del cretáceo inferior representadas por areniscas de la Formación Carhuaz, Farrat e Inca, las cuales en contacto con intrusivos miocénicos se comporta muchas veces como buenas rocas receptoras para eventos de mineralización. En este sentido, el área en mención se convierte en una zona atractiva para realizar nuestro estudio, debido a que en un sector de la falla Cajamarca, en el distrito de Llacanora, se ha notado el emplazamiento de cuerpos de brechas hidrotermales con contenido de mineralización, por lo que la presente investigación busca ver si existe relación entre las características litológicas, estructurales y la mineralización en dicho distrito. Las Brechas Hidrotermales presentes en la zona están controladas por el lineamiento regional de la Falla Cajamarca, albergadas en areniscas de la Formación Carhuas, también emplazadas en fallamientos y fracturamientos secundario formando vetas, y en ciertos sectores la mineralización se presenta paralela a la estratificación formando mantos. Según los ensambles mineralógicos, estas constituirían depósitos de oxidación y enriquecimiento supergénico encontrándose la zona de oxidación la cual presenta el ensamble característico de (Goethita + Jarosita + Limonita) y la zona de cementación característico por presentar al mineral conocido como la Calcosina. Según los minerales presentes en la zona de Oxidación y Cementación, estas están propensas a contener cantidades considerables de Oro (Au), Plata (Ag), Cobre (Cu) y Hierro (Fe). Por lo que la hipótesis planteada para la investigación es la siguiente: Las Características Litológicas y Estructurales han generado ambientes mineralógicos favorables, guardando relación con la mineralización. Llacanora - Cajamarca Justificamos nuestra investigación ya que como sabemos actualmente el aumento de demanda de minerales de mena y a sus distintos usos en las industrias, ha hecho necesario la búsqueda de nuevos yacimientos mineros, con reservas económicamente importantes. Cajamarca es rica en recursos minerales metálicos, los que pueden ser explotados para desarrollar económicamente a la región, en particular el distrito de Llacanora, el cual presenta condiciones litológicas y estructurales apropiadas para albergar algún tipo de mineralización. Por tal motivo es que se debe estudiar dichas características geológicas, lo que nos permitirá tener un concepto más amplio del conocimiento geológico del área y su potencial mineralógico y en lo social podría favorecer económicamente en el caso que existan algún tipo de yacimiento. Los Objetivos de la investigación son los siguientes:

General 

Determinar las características litológicas, estructurales y su relación con la mineralización en el distrito de Llacanora.

Específicos Determinar la orientación preferencial de las fallas y fracturas en el distrito de Llacanora. Determinar los cambios notables en la litología de las unidades que afloran en la zona de estudio. Determinar zonas de importancia mineralógica en el distrito de Llacanora.   

II. MATERIALES Y MÉTODOS La zona de estudio está ubicada en la cordillera occidental de los Andes, en la parte Nor Oeste del Cuadrángulo de San Marcos (15g). Distrito de Llacanora, Provincia y departamento de Cajamarca. La posición geográfica queda delimitada por las siguientes coordenadas:

Tabla 01: Coordenadas en UTM PSAD 56 del área de estudio VERTICE A B C D

LATITUD 9207000 9207000 9201000 9201000

LONGITUD 783000 791000 793000 791000

Figura N°1 : Plano de Ubicación y Accesibilidad a la zona

2.1 PROCEDIMIENTO Etapa Preliminar de Gabinete Previamente se hizo la revisión de toda la información existente de trabajos realizados sobre el área de estudio, Se hizo una revisión y análisis minucioso sobre las técnicas aplicadas en cálculos de esfuerzos para aplicarlos en la cinemática de los plegamientos y la generación de los diferentes tipos de fallas y fracturas, se recopiló planos topográficos y geológicos a escala 1/100000 de los cuadrángulo de Cajamarca y San Marcos publicados por el INGEMMET.

Etapa de Campo Para realizar este trabajo de investigación se optó por seguir los siguientes procedimientos: 

Se dividió el área en seis (6) cuadriculas la cual se estudió íntegramente en forma sistemática.



Se utilizó el “método de la mano derecha” para la toma del azimut y buzamiento de las fallas, fracturas,

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pliegues, contactos geológicos, etc. Se utilizó la escala 1/25000 para realizar el cartografiado geológico y estructural. Las salidas al campo fueron realizadas en múltiples ocasiones. Primeramente se realizó un reconocimiento general del área de estudio. La toma de datos de coordenadas se realizó con el uso GPS en el sistema PSAD 56. Recolección de muestras de rocas: sedimentarias, volcánicas, intrusivas y alteraciones para su estudio respectivo.

Procesamiento y análisis de datos: computadora. Los datos de las mediciones de rumbos y buzamiento de estructuras como: estratos, fallas, fracturas, sinclinales, anticlinales fueron transferidos al programa Excel 2013, para que puedan ser trabajadas con el software ARGIS 10.1 y así elaborar los mapas geológicos, topográficos y estructurales.

Los datos de rumbos y buzamientos de las fallas y fracturas fueron tratados en el programa Excel 2013 y transferidos a los softwares, Stereo Net y DIP para los cálculos de los paleoesfuerzos.

2.2 MATERIALES Materiales de Campo Libreta de Campo:  en la cual se anotó las distintas estaciones de control con sus respectivas coordenadas y cotas, las cuales describen las características geológicas, estructurales y ubicación de zonas mineralizadas. Brújula Brunton:  se obtuvo la dirección de estructuras geológicas, rumbos y buzamientos de zonas de contacto, estratos, fallas y diaclasas, etc, Se utilizó el “método de la mano derecha” para la toma de datos y para el control de calidad se comparó dos o más brújulas para el trabajo de campo y busca de mejor precisión. Picota: utilizado para la obtención de muestras, clasificación según la dureza del tipo de roca. Gps Navegatorio: tipo Garmin, nos proporciona las coordenadas de latitud y longitud para la ubicación correcta de cada punto de cartografiado los cuales son tomados en el sistema sistema PSAD-56 (Provisional South American Datum 1956), zona 17s. Para posteriormente ser plasmados directamente en el plano topográfico y luego contornearlos en función a sus características litológicas y estructurales. Lupa 30 Aumentos:   sirve para observar el aumento de la textura y estructura de la roca y describir macroscópicamente las características petrológicas y mineralógicas de las rocas aflorantes en la zona de investigación Protactor: sirve para orientar, medir y plasmar las distintas estructuras geológicas en el plano topográfico. Rayador: sirve para diferenciar según dureza y color de raya los diferentes tipos de minerales y rocas Wincha: de 3 a 5m sirve para medir la potencia de los estratos y las diferentes estructuras geológicas presentes en campo. Ácido Clorhídrico:   sirve para diferenciar rocas clásticas de carbonatadas, como también para identificar minerales con contenido de carbonatos. Plano Topográfico:  a la escala 1/25000 en donde se contorneo la geología de la zona de estudio, se cartografió las distintas estructuras geológicas y zonas mineralizadas. Otros: Colores, Plumón indeleble, Bolsa para muestra, Cámara fotográfica digital.





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Materiales para Gabinete    

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III. ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS La falla Cajamarca se presenta paralela a los ejes de los pliegues tanto del ancliclinal Baños del Inca, como del sinclinal Namora cruzando toda la zona de estudio con una dirección NW- SE, generando la misma el afloramiento formación Carhuaz, dicha falla constituye una zona de debilidad por la cual han migrado los fluidos hidrotermales mineralizantes, los cuales al ponerse en contacto con areniscas de la Formación Carhuaz, han generados ambientes favorables para mineralización, debido principalmente a que este tipo de roca presenta bajo grado de compactación y alta porosidad, albergando los fluidos mineralizantes para dar origen a un sistema de mineralización en brechas hidrotermales, por lo que deducimos que tanto los rasgos litológicos como estructurales en la zona de estudio guardan relación con la mineralización. Dichos fluidos hidrotermales que han afectado y alterado a las areniscas de la Formación Carhuaz representan los factores físico-químicos, y los factores estructurales están representados por la presencia de falla Cajamarca, la cual ha favorecido para el ascenso de los fluidos hidrotermales y para el emplazamiento del sistema de Brechas Hidrotermales. Avalando la teoría de Álvares (1955) en la cual menciona que la localización de los yacimientos minerales es la

resultante de dos sistemas o factores. Un sistema que puede denominarse factores físico-químicos los cuales incluyen las soluciones mineralizantes, su origen, concentración, temperatura, presión, velocidad de flujo y posiblemente otras variantes y el otro factor que intervienen en la localización del yacimiento son los rasgos estructurales, los cuales incluyen la zona de falla, fractura, horizonte y otros rasgos estructurales en los que se han depositado los yacimientos minerales. En el anticlinal Baños del Inca afloran sistemas de brechas hidrotermales en ambos flancos, en el flanco derecho han aprovechado principalmente a las areniscas de la Formación Inca para su emplazamiento, mientras que en el flaco izquierdo han aprovechado a la falla Cajamarca y la Formación Carhuaz para su ascenso y depositación. Avalando otra teoría de Álvares (1955), en la cual menciona que en algunas áreas de rocas plegadas los yacimientos minerales se encuentran en partes características de los pliegues: en las crestas de los anticlinales, en las simas de los sinclinales o en los flancos intermedios. Al SE de la zona de estudio en el flanco izquierdo del sinclinal Namora, se presentan brechas emplazadas en el contacto entre la Formación Inca y la Formación Chulec, avalando la teoría de Álvares (1955), en la cual menciona que los contactos son lugares favorecidos por los depositados minerales, no sólo porque representan superficies de debilidad, si no por las posibles reacciones que pueda haber entre las soluciones hidrotermales y la roca encajonante. Las brechas en este sector se presentan un menor grado la mineralización debido a que la roca caja son margas de la formación Chulec, las cuales son un tipo de roca no clástica presentando un alto grado de compactación, no favoreciendo al proceso de metasomatismo generando un bajo grado de mineralización. En la quebrada Shulluscocha se ha podido identificar mantos mineralizados, paralelos a la estratificación del flanco izquierdo del anticlinal Baños del Inca y así mismo en el cerro Arena y en el cerro Callacpoma se ha notado cuerpos de brechas emplazadas en fracturas, relacionando estos cuerpos mineralizados con el modelo conceptual para yacimientos del tipo “faja de pizarras auríferas en cinturones orogénicos”, (Boyle , 1986). Donde menciona que al haber una falla regional la cual afecta a un anticlinal interviniendo de por medio Fluidos hidrotermales estos van a generar cuerpos mineralizados en forma de vetas las cuales van a ser albergadas por el anticlinal, los mantos mineralizados encontrados en la zona constituirían vetas laminadas o Ribbon Quartz, y las brechas emplazadas en fracturas sería un tipo de vetas discordantes Así mismo este sistema de brechas emplazados en fracturas como se observa en el cerro Arena y el cerro Callacpoma avalarían la teoría planteada por Lagos (2009), en el estudio del Modelamiento Estructural de las Áreas De Cajamarca, San Marcos Y Bolivar, en donde se determinó que existe una falla estructural denominada Cajamarca la cual ha generado fallas secundarias siendo estas zonas favorables para albergar algún tipo de mineralización. De las formaciones Geológicas que afloran en el área se ha podido determinar que las areniscas de Formación Carhuaz y la Formación Inca, son buenas receptoras para eventos de mineralización, debido principalmente a su bajo grado de compactación, contenido de arcillas y porosidad. Por lo que concordaría con la investigación realizada Lagos & Quispe (2012), en su estudio Caracterización Litológica y Paleontológica del Cretáceo Inferior en Cajamarca: Las Formaciones Santa y Carhuáz, donde determinaron que tanto la Formación Santa como la Carhúaz, en contacto con Intrusivos Miocénicos se comporta muchas veces como buenas rocas receptoras para eventos de mineralización. En el área de estudio se encontró áreas propensas al emplazamiento de cuerpos con importancia mineralógica, los cuales están ligados a la geología estructural como sucede en Falla Cajamarca que es de tipo regional, la cual se presenta zonas de enriquecimiento mineralógico evidenciado por los cambios texturales producidos en las areniscas de la Formación Carhuaz, formando un sistemas de brechas hidrotermales el cual sigue el alineamiento de la falla, avalando el postulado de Tosdal (2001), el cual indica que los depósitos minerales están espacialmente controlados con estructuras o lineamientos regionales Estas brechas presentan clastos de areniscas sub redondeado a angulosos unidos por una matriz de óxidos(Goethita +  jarosita +Limonitas) y en un sector dicha matriz la constituían sulfuros principalmente Calcosina, presentando en varios sectores una textura sílice vuggy lo que nos indica que se ha producido un alteración argilica , por lo que deducimos que los fluidos hidrotermales han aprovechado a la Falla Cajamarca para su ascenso hacia la superficie.

Figura N°22.- Brecha Hidrotermal en fase de óxidos con contenido de mineralización y galerías de labores antiguas (Norte: 9205106, Este: 783809, Altitud: 2644 msnm) aproximadamente 20 m de diámetro transversal

Figura N°3.- Brecha Hidrotermal en fase de Sulfuros (Norte: 9205128, Este: 784564, Altitud: 2697 msnm).

La Calcosina es un sulfuro de Cobre, producto de la destrucción de la Calcopirita y Pirita en un proceso de enriquecimiento supergénico, muchas veces asociado a Plata (Ag) y al Hierro (Fe). En la cual si el proceso de alteración continúa esta es destruida para formar óxidos e hidróxidos de hierro como goethita.

Figura N°4: Pirita (Py) y calcopirita (Cp) se alteran a calcosina (Cc). Notar como esta última aparece alrededor de los granos de pirita y en fracturas de la calcopirita (zonas de debilidad).

Figura N°5.- Texturas observadas en microscopía de luz reflejada en donde se observa el Proceso de oxidación y alteración supergénica, de la calcosina (Cc) lo cual es destruida para formar óxidos e hidróxidos de hierro como goethita (gt) Fuente: López, J. (2001)

Según los ensambles mineralógicos presentes en las brechas Hidrotermales, estas constituirían depósitos de oxidación y enriquecimiento supergénico, ya que se puede identificar la zona de oxidación la cual presenta el ensamble característico de Goethita + Jarosita + Limonitas y la zona de Cementación característico por presentar al mineral conocido como la Calcosina

Figura N°6: perfil de mineralización de los depósitos de oxidación y enriquecimiento secundario. Proenza, J. (2012) comparado con las muestras extraídas de las brechas Hidrotermales

Según los minerales presentes en la zona de Oxidacion y cementación, las brechas hidrotermales están propensas a contener cantidades considerables de Cu y Fe, así mismo en gran parte de estas se presenta el ensamble Goethita (Gt) + jarosita (Jr) por lo que podrían contener Oro (Au) en estado nativo. Existen fallas que disectan a las estructuras principales como son: La falla Llacanora la cual disecta a la falla Cajamarca, presentando la misma un movimiento transcurrente dextral, la misma que ha generado un replegamiento en las areniscas de la formación Farrat, en el cerro Arena, dando lugar a la formación de áreas propensas para albergar mineralización. También tenemos a la Falla Sulluscocha, la cual diseca al anticlinal Baños del Inca y a la falla Cajamarca con un movimiento Transcurrente sinextral. Entre estas dos fallas se evidencia claramente un bloque el cual está constituido principalmente por el cerro Arena, presentando claramente un desplazamiento al SW, siendo este el sector que presenta mayor número de cuerpos de brechas, por lo que deducimos que dicho desplazamiento ha influenciado en el proceso de depositación de las brechas Hidrotermales.

Figura N°7: Zonas de importancia Mineralogica

Existe una Falla denominada Lamoncerca la cual diseca el sinclinal Namora con un movimiento transcurrente destral. Según el análisis estructural realizado en la zona, la orientación predominante de fallas y fracturas en el cerro Callacpoma y en el cerro Lamoncerca es en sentido NE-SW con un ángulo promedio de 15°, y en el cerro arena la orientación predominante de fallas y fracturas es en sentido NW-SE con un ángulo promedio de 15°. El cambio de orientación las fallas y fracturas ubicadas en el cerro Arena se debería principalmente al esfuerzo que generó su desplazamiento hacia el SW, el mismo que generó un replegamiento en las areniscas de la formación Farrat. Según los diagramas de densidades y polos la dirección de esfuerzos en la zona es de tipo compresivos, los mismos que han generado el movimiento inverso de la falla Cajamarca.

Figura N°8.- Génesis de las falla inversas y normales por fractura de un bloque de roca. Izquierda: falla inversa por esfuerzo compresivo horizontal. Derecha: falla normal or esfuerzo distensivo horizontal Figura N°7: Diagrama de Rosas, Polos y dencidades

CONTRASTACIÓN DE LA HIPÓTESIS Se confirma la hipótesis planteada al inicio del estudio. El emplazamiento y la formación del sistema de brechas hidrotermales está relacionado con las características litológicas y estructurales de la zona, aflorando formaciones geológicas como son la Formación Carhuaz y Formación Inca, ambas buenas receptoras para eventos de mineralización, y sumado a la presencia de la Falla Cajamarca la cual ha permitido la migración de los fluidos hidrotermales, estos asociados estarían controlado dicha mineralización.

CONCLUSIONES 







La Falla Cajamarca ha permitido el acenso de los fluidos hidrotermales mineralizantes, así como también el afloramiento de la Formación Carhuaz, generando ambientes mineralógicos favorables, por lo que los rasgos litológicos y estructurales en la zona guardan relación con la mineralización. Los esfuerzos en la zona son de tipo compresivos, estos han generado el desplazamiento inverso de la Falla Cajamarca, la orientación predominante de fallas y fracturas en el cerro Callacpoma y en el cerro Lamoncerca es en sentido NE-SW, cambiando su orientación en el cerro Arena en sentido NW-SE producto de un movimiento con dirección SW, el cual produjo la Falla Llacanora y la Falla Sulluscocha, así mismo este sector tiende a albergar un mayor número de cuerpos de brechas hidrotermales. La Formación Carhuaz y la Formación Inca que aflora en el distrito de Llacanora se comporta como buenas receptoras para eventos de mineralización. Por emplazar brechas Hidrotermales, vetas y mantos. Se determinó ocho zonas de importancia mineralógica en forma de brechas hidrotermales las cuales sigue el alineamiento de la falla Cajamarca, estas constituyen depósitos de Oxidación y Enriquecimiento Supergénico ya que según sus ensambles mineralógicos y alteraciones estas presentan la zona de cementación ( Calcosina ) y la zona de óxidos (Goethita + Jarosita + Limonitas)

RECOMENDACIONES 







Realizar una mapeo geológico a mayor detalle en las zonas de importancia mineralógica para una estimación de reservas. Enfocar mayor estudio en las areniscas del de la Formación Carhuaz (Contacto con la Falla Cajamarca) y en las areniscas de la Formación Inca (Zona de contacto con Formación Chulec). en el distrito de Llacanora. Hacer una campaña de perforaciones diamantinas en las zonas de importancia mineralógica según el plano N°4 para tener un mayor entendimiento del tipo de Yacimiento. Hacer un estudio Geoquímico para ver la distribución y migración de los elementos como : Oro(Au), Plata (Ag), Cobre(Cu) y Hierro (Fe)

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