Pronóstico de un nuevo depósito de sulfuros de Pb y Zn en el distrito minero Matahambre-Mella, Cuba
Forecast of a new Pb and Zn sulfide deposit at Matahambre-Mella mining district in Cuba
Orestes F. Carballo-Otero1*, Orlando R. Carraz-Hernández2, Ramón G. Pérez-Vázquez2
1Instituto de Geología y Paleontología, Cuba.
2Universidad Tecnológica de La Habana Cuba.
*Autor para la correspondencia: carballo@igp.minem.cu
Resumen:
Como resultado de la reinterpretación del vuelo aero-electromagnético VTEMPlus, ejecutado en el año 2013 en las Alturas de Pizarras del Norte, provincia de Pinar del Río, se pronosticó un nuevo depósito de sulfuros de Pb y Zn en el distrito minero Matahambre-Mella, a unos cien metros de profundidad y con 10,4 millones de toneladas de mena en categoría de recursos especulativos. El presunto depósito, denominado Orilda, no coincidió con mineralizaciones conocidas ni con las anomalías anteriormente seleccionadas; estuvo vinculado a la anomalía B3, la cual sobresalió por su constante de tiempo de 4,56 ms y su concurrencia con otros criterios de prospección. Se recomienda realizar una exploración terrestre para comprobar la potencialidad minera de esta anomalía y examinar especialmente el área aledaña al SE de su epicentro, con las coordenadas Lambert Sistema Cuba Norte: X: 198 455, Y: 307 946
Palabras clave: Sulfuros de Pb y Zn; distrito Matahambre-Mella; VTEMPlus.
Abstract:
Because of the reinterpretation of VTEMPlus aero-electromagnetic flight, carried out in 2013 at Ls Alturas de Pizarras del Norte in Pinar del Río province, a new Pb and Zn sulfide deposit is predicted at Matahambre-Mella mining district, at a depth of about one hundred meters and with 10,4 million tons of ore in the category of speculative resources. The pretended deposit, called Orilda, does not match with known mineralization or with the previously selected anomalies, linked to the B3 anomaly, which stands out for its time constant of 4,56 ms and its concurrence with other prospecting criteria. It is recommended to carry out a terrestrial exploration to verify the mining potential of this anomaly and to examine especially the area adjacent to the SE of its epicenter, with the coordinates Lambert North Cuba System: X: 198 455, Y: 307 946
Keywords: Pb and Zn sulfides; Matahambre-Mella district; VTEM Plus.
1.INTRODUCCIÓN
El distrito minero Matahambre-Mella en las Alturas de Pizarras del Norte es conocido por sus yacimientos de sulfuros de cobre y polimetálicos, que históricamente han constituido una importante fuente de materias primas de metales básicos para la industria. En la actualidad sus minas están agotadas y por esta razón es perentorio encontrar nuevos recursos minerales para ese coto minero.
Los depósitos de sulfuros en ese distrito están hospedados en una antigua cuenca de sedimentación jurásica, representada básicamente por la formación San Cayetano, a cuyo miembro superior “Castellanos” sus lutitas y pizarras negras se asocian estratigráficamente a los depósitos de plomo y zinc estratiformes del tipo sedimentario-exhalativo (SEDEX), mientras que la mineralización de cobre se afilia a su miembro inferior innominado, que es predominantemente arenoso. Se aprecia, además, el control tectónico vinculado a fallas profundas que constituyeron en el pasado los canales de ascenso de los fluidos hidrotermales (Cazañas et al. 2017; Pérez-Vázquez, Estéves-Cruz y Romero-Espinosa 2017).
La yacencia, inicialmente horizontal, de los cuerpos minerales estratiformes en la cuenca de sedimentación se vio perturbada al final del eoceno por la orogenia alpina, que originó plegamientos cabalgados y escamados con fallas inversas, lo cual condicionó el buzamiento de los depósitos en dirección noroeste.
La principal propiedad física que distingue a los sulfuros de sus rocas hospederas es su conductividad eléctrica y por esta razón los métodos geofísicos electromagnéticos se utilizan habitualmente para su prospección, conjuntamente con la polarización inducida y el potencial espontáneo.
En el año 2009 se realizó un informe de generalización de los métodos electromagnéticos empleados en el NO de la provincia de Pinar del Río (Carballo-Otero y Moya 2009, 2015), cuya principal recomendación fue realizar un levantamiento aeroelectromagnético en el dominio del tiempo (TEM) para todo el territorio, lo cual se materializó parcialmente en el año 2013, cuando la empresa minera EMINCAR S.A. contrata a la compañía geofísica canadiense GEOTECH Ltd., para sobrevolar 960 km2 de la parte centro-oriental de a las Alturas de Pizarras del Norte (que incluye al distrito minero Matahambre-Mella), con su sistema electromagnético helitransportado del dominio del tiempo VTEMPlus, simultáneamente acompañado con un levantamiento aero-magnético de gradiente horizontal.
Según el reporte de interpretación de Geotech Ltd.
(GEOTECH Ltd. 2013a) para todo este territorio fueron reveladas 27
anomalías de 
con potencialidad minera, de
las cuales solo dos corresponden al distrito Matahambre-Mella –anomalías
B2 y A7- coincidiendo la primera con
el conocido prospecto Nieves (Figura 1).
En el año 2021 se realizó una re-interpretación del VTEMPlus en el área del distrito Matahambre-Mella (Carballo-Otero 2021). Un resultado imprevisto fue detectar la potencialidad minera de una tercera anomalía –la B3– que no coincide con mineralizaciones conocidas y que con una constante de tiempo de 4,56 ms parece indicar un depósito de sulfuros (Figura 2). El objetivo del presente trabajo fue examinar en detalle la anomalía B3 como indicador de un posible nuevo depósito de plomo y zinc.
Figura 1. Mapa de contornos de isolíneas de la
primera derivada del campo magnético secundario Bs con respecto al
tiempo (
) por el canal de 0,880 ms de
Geotech Ltd., con la superposición de los depósitos en el distrito
Matahambre-Mella: se observa el desplazamiento de las anomalías hacia el
NO con respecto a los depósitos, a causa de la concentración las
corrientes inducidas en el subsuelo en el sentido del buzamiento,
fenómeno previsto mediante el modelaje (Carballo- Otero 2021). La débil
anomalía B3 no coincide con ninguna mineralización conocida y su bajo
gradiente es probablemente causado por un objeto electroconductor
relativamente profundo, presuntamente un nuevo depósito de Pb y Zn
situado al SE del epicentro de esa anomalía (Carballo-Otero
2021).
Figura 2. Mapa de las constantes de tiempo
del campo magnético Bs del
VTEMPlus para el distrito minero Matahambre–Mella. La mayor
Tau corresponde al conocido prospecto Nieves (B2). A5 y B4 son anomalías
antrópicas (sub-estación eléctrica y tanques del acueducto,
respectivamente). Las antiguas minas Matahambre y Mella (Mono)
representadas por las anomalías A4 y A6 evidencian su agotamiento
mineral por las reducidas constantes de tiempo, por debajo del umbral de
2,5 ms. La anomalía B3 con 
=4,56 ms es la única con
potencialidad minera, al no coincidir con ninguna mineralización
conocida. Solo se representan los principales valores de Tau. Editado en
base al mapa de Tau BF de Geotech Ltd. (Carballo-Otero 2021).
2.MATERIALES Y MÉTODOS
Básicamente se utilizó el informe interpretativo
de Geotech Ltd. (GEOTECH Ltd. 2013a) y el mapa de por el canal
de 0,880 ms (GEOTECH Ltd. 2013b), así como el mapa de
las constantes de tiempo 
(GEOTECH Ltd.
2013c) y las
pseudo-secciones de resistividad aparente por las líneas de vuelo del
VTEMPlus (GEOTECH Ltd. 2013d).
Como mapa base se empleó a la hoja topográfica 3483 Pinar del Rio, a escala 1:100 000 (GEOCUBA 2017) y su correspondiente, el mapa geológico a igual escala (IGP 2017). Se estudiaron, además, informes geológicos correspondientes al área de estudio (Astajov et al. 1982; Rafikov y Bárzana 1984; Bárzana et al. 1988; Pérez-Vázquez, Estéves-Cruz y Romero-Espinosa 2017).
Como patrón interpretativo se utilizó el modelo de pronóstico VTEM para los depósitos de sulfuros confeccionado por el primer autor (Figura 3).
Figura 3. Modelo de pronóstico VTEM para los
depósitos no aflorantes de sulfuros de Zn-Pb estratiformes tipo
sedimentario-exhalativo (SEDEX) hospedados en los sedimentos de la
formación San Cayetano. La anomalía VTEMPlus de bajo
gradiente está asociada a un cuerpo mineral relativamente profundo. Se
observa la ausencia de anomalía ∆T al carecer de magnetismo
sus menas. El umbral de discriminación de 2,5 ms se calculó
estadísticamente como dos veces la media de las anomalías en el distrito
minero Matahambre-Mella excluyendo los valores extremos. Confeccionado
por Orestes Carballo-Otero.
3.RESULTADOS
La anomalía B3
presenta un bajo perfil (Figura 4),
lo cual coincide con el modelo de pronóstico VTEM, que muestra a un
objeto electroconductor relativamente profundo y sin anomalía magnética
∆T.
Figura 4. Perfil por la línea de vuelo 1770 con
pseudo-sección de resistividad eléctrica donde se aprecia la anomalía
VTEMPlus B3 con potencialidad minera
(=4,56 ms), al SE de la antigua
mina y poblado de Matahambre. Sobre este hipotético depósito, cuyo tope
superior se encuentra a una profundidad aproximada de 100 m, no se
observa anomalía magnética al no poseer menas ferrosas oxidadas en la
superficie. Se observan, además, las interferencias antrópicas sobre la
anomalía VTEM A4 asociadas a la mina Matahambre
(Carballo- Otero 2021).
La constante de tiempo para los depósitos de sulfuros no magnéticos depende básicamente del producto de la masa mineral por su conductividad eléctrica (Jmelevskovo y Bondarenko 1989; Carraz-Hernández 2017; Johansson 2017). Al ser colindante B3 Orilda con el prospecto Nieves se asume que sus electroconductividades son semejantes y por esta razón la constante de tiempo es básicamente proporcional a la masa mineral.
Al poseer Nieves una masa de 13 millones de toneladas de Zn+Pb en categoría de reservas calculadas (Rafikov y Bárzana 1984), y al ser la constante de tiempo de B3 un 20 % menor que la de Nieves se le atribuye proporcionalmente a Orilda 10,4 millones de toneladas de mena en categoría de recursos especulativos (Carballo-Otero 2021).
4.DISCUSIÓN
La potencialidad minera de la anomalía
B3, interpretada en base al parámetro se ve reforzada al estar
asociada a otros criterios de prospección de sulfuros (Figuras 5 y 6)
establecidos para las Alturas de Pizarras del Norte (Torres-Zafra et
al. 2004). Aunque los recursos deducidos para el supuesto deposito
Orilda están sujetos a incertidumbres, los autores sostienen su
utilidad como una primera aproximación al valor real, lo cual permite
justificar la conveniencia de la verificación terrestre de la anomalía
B3.
Figura 5. Ubicación de la anomalía VTEMPlus B3 sobre el Mapa Geológico Esquemático del Sector Matahambre-Nieves a escala 1:5000, confeccionado por Bárzana et al. (1988), escaneado y modificado por Carballo-Otero. Se observa que el epicentro de la anomalía B3 está cercana a la confluencia de fallas -criterio tectónico- y en la frontera de las lutitas y pizarras negras del miembro Castellanos con las areniscas del piso inferior innominado de la formación San Cayetano -criterio litoestratigráfico-. Además, la anomalía está vinculada al relieve positivo -criterio geomorfológico- (Carballo-Otero 2021).
Figura 6. Representación pseudo-isométrica de un
fragmento del mapa de contornos de isolíneas de del canal No. 11 de Geotech
Ltd. correspondiente a la parte centro-occidental del distrito minero
Matahambre–Mella. Se observa principalmente al presunto deposito
Orilda con 10,4 MT de Zn+Pb en categoría de recursos
especulativos. Se visualizan las líneas de vuelo cada 200 m.
Confeccionado mediante Global Mapper y Paint (Carballo-Otero
2021).
5.CONCLUSIONES
· La anomalía VTEMPlus B3 con coordenadas Lambert X: 198 455 Y: 307 946 señala la posible presencia de un nuevo depósito de sulfuros metálicos, presumiblemente de Pb y Zn, a unos 100 m de profundidad y con 10,4 millones de toneladas de mena en categoría de recursos especulativos.
· Se recomienda realizar una exploración terrestre in situ para comprobar la naturaleza mineral de esta anomalía, precisar sus contornos y evaluar su potencialidad minera, pero especialmente los autores proponen examinar el área aledaña al SE de su epicentro, por el posible desplazamiento de la anomalía VTEM con respecto al hipotético depósito, producto de la canalización de las corrientes inducidas por el electromagnetismo, como se observa en otros depósitos ya conocidos.
6.AGRADECIMIENTOS
Los autores desean testimoniar su gratitud al profesor Dr. José Antonio Díaz Duque, del Departamento de Geociencias de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Tecnológica de La Habana (CUJAE), por la revisión del texto y sus constructivas sugerencias. Igualmente, los autores desean manifestar su agradecimiento al Servicio Geológico de Cuba, representado por el Instituto de Geología y Paleontología y a la Empresa Minera del Caribe (EMINCAR S.A.) por el apoyo institucional para la realización del presente trabajo.
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Información adicional
Conflicto de intereses
Los autores no tienen conflictos de intereses que declarar.
Contribución de autores
OFCO: Propuesta y desarrollo del tema de investigación; redacción del original; revisión y aprobación de la versión final. ORCH: tutor del estudio, redacción y revisión de la parte geofísica. Aprobación de la versión final. RGPV: tutoría, redacción y revisión de la parte geológica. Aprobación de la versión final.
ORCID
OFCO, https://orcid.org/0000-0001-8975-83099
ORCH, https://orcid.org/0000-0001-6866-061X
RGPV, https://orcid.org/0000-0002-8559-52711
Recibido: 01/09/2022
Aceptado: 23/09/2022