actualización del modelo estructural division mantos blancos y su aplicación a las áreas de gepme
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UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS GEOLÓGICAS
ACTUALIZACIÓN DEL MODELO
ESTRUCTURAL DIVISIÓN MANTOS BLANCOS
Y SU APLICACIÓN A LAS ÁREAS DE
GEOMECÁNICA Y TRONADURA
Memoria para optar al título de Geólogo
SCARLETT VALESKA GALLARDO TORRES
Profesor Guía: Geóloga María Soledad Bembow S.
Antofagasta, Chile
2012
ii
Con mucho amor y admiración le dedico el fruto de mis estudios:
… a Dios, incondicional padre, hermano y amigo
….a mis padres Miguel y Bruny
…a mis preciados hermanos Miguelito y Oscarito.
iii
AGRADECIMIENTOS
Los estudios me han abierto puertas hacia un nuevo mundo, y quiero
agradecer el fruto de estos años de sacrificios a personas que estuvieron a mi lado
y aportaron un granito de arena para finalizar esta etapa.
Quiero agradecer de todo corazón a Dios, que a pesar de mis desprecios
siempre estuvo ahí. A mi madre que con sabiduría se entrego por completo a la
crianza de mis hermanos y la mía, por ello le estaré eternamente agradecida, a mi
padre que siempre tuvo una palabra de aliento para apoyarme y por su enorme
esfuerzo de mantener siempre un familia bien constituida, gracias papá, eres un
ejemplo a seguir. Y como olvidar a mis queridos hermanos, que siempre he
querido darles el ejemplo, que con dedicación todo es posible y que querer es
poder, solo tienen que desearlo con la mayor de sus ganas. Agradezco a mi
familia que amo y admiro mucho.
Como olvidar agradecer a aquellas personas que en el transcurso de mis
estudios estuvieron presentes, amigos y maestros que me acompañaron,
enseñaron y confiaron en mí; Mauro, Evy, Chamorrin, Danko, Martha, Sra Regina,
Profesores (guía, comisión, etc) Arturo Jensen, Andres Veloso, Hans Wilke,
Rodrigo González y Marisol Bembow, y a todas aquellas personas que no he
puesto en este papel pero sin embargo están en mi corazón, ¡gracias!
Agradezco a la empresa Anglo American Chile, División Mantos Blancos,
que me brindaron la oportunidad de realizar este trabajo en su faena. Al
Superintendente de Geología Sergio Pichott, el staff de geólogos de Mantos
Blancos, E.S.E. GDA Ltda., Terraservice, jefes de turno, operadores y a todos los
mantos blanquinos, muchas gracias.
iv
RESUMEN
La superintendencia de geología de Mantos Blancos solicitó la actualización del modelo estructural del distrito, para optimizar su aplicación en distintas áreas, así como por ejemplo: evaluación de recursos, geomecánica, tronadura, etc. Esto explica el desarrollo de esta memoria en la cual se realizó el modelo estructural en 3D que comprende las áreas de Fase Principal (Bárbara Central, Elvira, Hundimiento Sorpresa y Mala Suerte) y Fase VI (Argentina). Este modelo fue creado mediante el software Datamine Studio 3.0, generando cuerpos sólidos en 3D.
En la creación del modelo estructural se consideraron fallas mayores y diques – fallas, los cuales corresponden a diques limitados por fallas mayores. Además, se generaron los dominios estructurales en 3D, que tras un estudio se determinó que los límites de estos dominios corresponden a fallas mayores. El conocimiento de estas estructuras mayores en profundidad permitió generar los dominios estructurales en 3D.
Para la definición de los dominios estructurales, se utilizó un método, denominado “método por celdas”. Se crearon ploteos de rosetas y contornos de polos con el software Dips, para estos ploteos se consideraron fallas menores y diaclasas por separado, finalmente se definieron 10 dominios en el área de estudios, limitados por estructuras mayores, dentro de los cuales 7 corresponden a la Fase Principal y 3 a Fase VI.
Mediante el software Dips se realizó un análisis estadístico que permitió definir set estructurales para fallas menores y diaclasas en cada dominio, se generaron tablas que resumen estos set estructurales e indican la probabilidad de ocurrencia para cada set. Se determinaron set estructurales geológicos y geotécnicos, en estos últimos se consideraron solo aquellos set que tienen mayor probabilidad de ocurrencia.
Gracias a la actualización del modelo estructural que incorpora la definición de dominios y set estructurales, fue posible dar a conocer y concluir la orientación estructurales preferenciales en ciertos sectores del yacimiento, tales como: las estructuras comprendidas entre Falla Tercera y Mercedes, (ambas de orientación noreste) muestran una orientación preferencial noreste, dominada por estas dos estructuras de carácter distrital. Al este de Falla Tercera el comportamiento noreste se ve atenuado por la influencia de las Fallas Marina y Nora, generando principalmente deslizamientos planares debido a la intersección de ciertas estructuras con el pit de la mina (pared este de Bárbara Central). Al oeste de Falla Mercedes la tendencia estructural cambia hacia el noroeste, sin embargo la intersección de los pit diseñados con las fallas definidas en el modelo resulta tener un bajo factor de seguridad en el sector de Hundimiento Sorpresa (oeste de Falla Mercedes), generando principalmente deslizamientos tipo cuña.
Una vez generado el modelo estructural 3D se estudiaron sus diversas aplicaciones, así como: aplicación en geomecánica, traducida en la evaluación cinemática de aquellas estructuras con alto potencial de deslizamiento y el diseño de taludes con ángulos afines a los dominios y set estructurales. Aplicación en perforación y tronadura, dándose a conocer en la optimización del diseño de malla de perforación, secuencia de disparo durante la tronadura y en la carga de detonante en cada pozo (cantidad y tipo). Además, de la aplicación en geología y exploraciones, que se traduce en conocer el tonelaje total de diques, correspondiente a roca no mineralizada, explicando la dilución de leyes en ciertas zonas minerales. El patrón utilizado en exploraciones es la intersección de estructuras noreste con noroeste, dentro de las cuales se encuentran los cuerpos de más alta ley, el modelo estructural generado permite conocer azimut y manteo de estructuras distritales que se observan en el rajo y se proyectan a sus alrededores, optimizando la exploración.
ÍNDICE
CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN ………………………….………………...…………… 1
1.1 Introducción ……………………………………………………………………………. 1
1.2 Ubicación y accesos ………………………………………………………………….. 4
1.3 Geomorfología ………………………………………………………………………… 5
1.4 Reseña histórica de Mantos Blancos ………………………………………………. 7
1.5 Objetivos ……………………………………………………………………………….. 9
1.5.1 Objetivo general ……………………………………………………………….. 9
1.5.2 Objetivos específicos …………………………………………………………. 9
CAPITULO 2 : MARCO GEOLÓGICO …………………………………………………. 10
2.1 Marco geológico distrital …………………………………………………………….. 10
2.1.1 Rocas Estratificadas …………………………………………………………... 10
2.1.2 Rocas Igneas …………………………………………………………………... 14
2.1.3 Geologia Estructural …………………………………………………………... 18
2.2 Marco geológico del yacimiento ……………………………………………………. 19
2.2.1 Unidades Geológicas …………………………………………………………. 20
2.2.2 Alteración y mineralización …………………………………………………… 24
2.2.3 Estructuras ……………………………………………………………………... 26
CAPITULO 3 : MARCO TEÓRICO ……………………………………………………… 30
3.1 Definiciones estructurales …………………………………………………………… 30
3.1.1 Dominios estructurales ……………………………………………………….. 32
3.2 Software Shape Metrix ……………………………………………………………….. 33
3.3 Software Datamine ……………………………………………………………………. 36
3.4 Software Dips ………………………………………………………………………….. 42
CAPITULO 4 : MÉTODO DE TRABAJO ………………………………………………. 46
4.1 Generalidades …………………………………………………………………………. 46
4.2 Toma de datos históricos ……………………………………………………………. 46
4.2.1 Datos históricos ……………………………………………………………… 47
4.2.2 Datos de Shape Metrix ………………………………………………………. 47
4.3 Actualización sobre la topografía actual y digitalización de estructuras en
planta ……………………………………………………………………………………….
48
4.4 Actualización y creación de wireframes de las estructuras mayores en 3D …… 49
4.5 Definición de dominios estructurales ………………………………………………. 51
4.6 Definición de sets estructurales ………………………………………….………… 53
CAPITULO 5 : RESULTADOS ………………………………………………………… 56
5.1 Generalidades …………………………………………………………………………. 56
5.2 Sistemas de fallas principales ……………………………………………………… 56
5.2.1 Sistema NW …………………………………………………………………….. 56
5.2.2 Sistema NS ……………………………………………………………………… 57
5.2.3 Sistema NE ……………………………………………………………………… 65
5.3 Actualización del Modelo Estructural ……………………………………………… 74
5.3.1 Generalidades ………………………………………………………………….. 74
5.3.2 Bárbara Central ………………………………………………………………… 74
5.3.3 Elvira …………………………………………………………………………….. 74
5.3.4 Hundimiento – Sorpresa ………………………………………………………. 75
5.3.5 Mala Suerte ……………………………………………………………………... 75
5.3.6 Argentina ………………………………………………………………………… 75
5.4 Dominios estructurales de Fase Principal y Argentina …………………………… 81
5.4.1 Generalidades ………………………………………………………………….. 81
5.4.2 Dominios estructurales de Fase Principal…………………………….……… 81
5.4.3 Dominios estructurales de Fase VI (Argentina) …………………………….. 87
5.5 Generación de set estructurales……………………………………………………... 91
5.5.1 Generalidades…………………………………………………………………… 91
5.5.2 Set estructurales en Fase Principal…………………………………………… 91
5.5.3 Set estructurales en Fase VI…………………………………………………. 96
CAPITULO 6: VALIDACIÓN …………………………………………………………...... 100
6.1 Validación ……………………………………………………………………………… 100
6.2 Resultados de validación ……………………………………………………………. 100
CAPITULO 7: APLICACIONES …………………………………………………………. 102
7.1 Generalidades …………………………………………………………………………. 102
7.2 Aplicación en geomecánica ………………………………………………………… 102
7.3 Aplicación en perforación y tronadura ……………………………………………… 103
7.4 Aplicación en geología ………………………………………………………………. 104
7.5 Aplicación en exploración de recursos minerales……..…………………………. 105
CAPITULO 8: DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES ……………………………………… 108
Referencias ……………………………………………………………………………….. 112
LISTA DE FIGURAS
Figura N°1: Áreas de estudio………….………………………………………...….... 2
Figura N°2: Fases de explotación de Mantos Blancos……………………………. 3
Figura N°3: Ubicación y accesos a minera MB…………….…..……………...…… 4
Figura N°4: Sierras y cuencas del distrito MB……………………………………… 7
Figura N°5: Mapa geológico distrital…………...……………………….………...… 17
Figura N°6: Esquema de fallas distritales…….………………………………...…. 19
Figura N°7: Columna estratigráfica esquemática y relación en la secuencia
MB ……………………………………………………………………… 23
Figura N°8: Relación de la mineralización y alteración de la secuencia MB….. 26
Figura N°9: Fotolineamientos interpretados en imagen Ikonos e
información histórica………………………………………………...… 29
Figura N°10: Sección esquemática de talud que explica
conceptos estructurales………………………………………………... 33
Figura N°11: Toma de fotografía de ventana de mapeo de bancos…...……….… 34
Figura N°12: Fotograma de ventana de mapeo de banco……………………….... 35
Figura N°13: Estructuras mayores digitalizadas en planta y visualizadas
en Datamine……………………………...…………………………..… 37
Figura N°14: Vistas de strings generadas cada 12 metros en
Falla Tercera………………………………………………………...….. 39
Figura N°15: Wireframe creada a partir de las strings de Falla Tercera……….… 40
Figura N°16: Strings dibujadas cada 12 metros en el eje Z de un
dique-falla ………………………………………………………...….. 41
Figura N°17: Wireframe de un dique-falla………………………………………..…. 42
Figura N°18: Imagen del software Dips …………….……………………………… 43
Figura N°19: Creación de set estructurales en software Dips……..……………... 45
Figura N°20: Planta de estructuras mapeadas mediante el sistema
Shape Metrix……………………………………………………………. 48
Figura N°21: Digitalización de fallas mayores y diques-fallas en Fase
Principal ……………………………………………………………..… 50
Figura N°22: Celdas generadas en Fase VI y ploteo por celdas………………... 53
Figura N°23: Ubicación de fallas menores y limite de dominios correspondiente
a fallas mayores en Fase VI……………………………….………..... 54
Figura N°24: Falla Casino Polvorin …………………………………....………….... 58
Figura N°25: Falla Sorpresa Verónica ……………..………………….……............. 59
Figura N°26: Falla Argentina …………………………………………..……….. 60
Figura N°27: Falla Marina 1 y 2 ……………………………………………..…….. 62
Figura N°28: Falla Elvira………………………………………………………..…….. 63
Figura N°29: Falla María…………………………………………………………..….. 64
Figura N°30: Falla Nora…………………………………………………………..…... 66
Figura N°31: Falla Enaex………………………………………………………..…… 67
Figura N°32: Falla Maribel ……………………………………………………..…….. 68
Figura N°33: Falla Quinta ……………………………………………………..…….. 69
Figura N°34: Falla Tercera……………………………………………………...…….. 70
Figura N°35: Falla Mercedes…………………………………………………...…….. 71
Figura N°36: Falla Silos………………………………………………………...……... 72
Figura N°37: Vista en planta de wireframe de fallas mayores distritales, de
Fase Principal y Fase VI…………………….……………...…...…….. 73
Figura N°38: Modelo estructural de Bárbara Central………………………………. 76
Figura N°39: Modelo estructural de Elvira…………………………………………... 77
Figura N°40: Modelo estructural de Hundimiento Sorpresa……………………… 78
Figura N°41: Modelo estructural de Mala Suerte…………………………………... 79
Figura N°42: Modelo estructural de Argentina……………………………………... 80
Figura N°43: Distribución de diagramas de isocontorno para fallas menores
en Fase Principal………………………………………………………. 82
Figura N°44: Distribución de diagramas de isocontorno para diaclasas en
Fase Principal………………………………………………………….. 83
Figura N°45: Dominios estructurales en 3D para Fase Principal…...…………… 84
Figura N°46: Ploteo de dominios estructurales en Fase Principal ………………… 85-86
Figura N°47: Distribución de diagramas de isocontorno para fallas.
menores y diaclasas en Fase VI….……………………………...…... 88
Figura N°48: Dominios estructurales en 3D para Fase VI…………....................... 89
Figura N°49: Ploteo de dominios Estructurales en Fase VI ………………………… 90
Figura N°50: Dominios estructurales geológicos y sets estructurales
de Fase Principal …………….………………………………….………. 93
Figura N°51: Dominios estructurales geotécnicos y sets estructurales
Fase Principal…………………………………………………...……….. 95
Figura N°52: Dominios estructurales Fase VI ………………………………………... 97
Figura N°53: Dominios y sets estructurales geotécnicos Fase VI ……………… 99
Figura N°54: Cuña en rajo Hundimiento Sorpresa ……………………………….. 106
Figura N°55: Poligonal de perforación con estructuras mayores del modelo
estructural……………………………………………………………… 107
Figura N°56: Vista en planta del modelo estructural en cota 900……………….. 111
LISTA DE TABLAS
Tabla N°1: Sistemas estructurales geológicos de Fase Principal …………..…… 92
Tabla N°2: Sistemas estructurales geológicos de Fase Principal ……….……… 94
Tabla N°3: Sistemas estructurales geológicos Fase VI ………………………….. 96
Tabla N°4: Sistemas estructurales geotécnicos Fase VI ………………………… 98
1
CAPITULO 1
INTRODUCCIÓN
1.1 Introducción
La División Mantos Blancos pertenece a la empresa minera Anglo
American Chile Ltda. Su producción principal corresponde a Cu-Ag. Es una
mina a rajo abierto, procesa minerales oxidados y sulfurados, produciendo
cátodos y concentrado de cobre. El yacimiento ha sido definido como un
depósito de tipo estratoligado, en el cual existe un importante control estructural
como patrón de mineralización y es usado actualmente junto a la litología como
un patrón de exploración. Este es uno de los motivos por el que la
Superintendencia de Geología de Mantos Blancos ha solicitado realizar una
actualización del modelo estructural de la mina, considerando las nuevas áreas
expuestas en: Fase Principal (Bárbara Central, Elvira, Hundimiento – Sorpresa
y Mala Suerte) y Fase VI (Argentina), ver Figura N°1 y 2. La Figura N°2 muestra
alguna de las fases de operaciones.
2
Figura N°1: Áreas de estudio
3
Figura N°2: Fases en explotación de Mantos Blancos.
4
1.2 Ubicación y accesos
El distrito minero Mantos Blancos se localiza en la segunda región, a 45
km al noreste de la ciudad de Antofagasta y a 800 metros sobre el nivel del
mar, en el flanco oriental de la Cordillera de la Costa del Norte de Chile. Se
encuentra limitado por las coordenadas UTM 7.406.500 N – 389.000 E y
7.409.500 N – 494.500 E. El acceso desde Antofagasta se realiza recorriendo
aproximadamente 12 km a través de la ruta B-26, la que empalma con la
carretera panamericana (Ruta 5), a la altura del nudo Uribe, por esta carretera
se recorren aproximadamente 33 km hacia el noreste, hasta cruzar en diagonal
el distrito, (ver Figura N°3).
Figura N°3: Ubicación y acceso a la mina Mantos Blancos
5
1.3 Geomorfología
Morfológicamente, en el norte de Chile se pueden distinguir tres zonas
bien definidas, desde oeste a este, las cuales son: Cordillera de la Costa,
Pampa Central o Depresión Intermedia y Cordillera de los Andes.
El distrito minero Mantos Blancos se encuentra en el borde oriental de la
Cordillera de la Costa, constituida por lomajes de laderas relativamente suaves
y presenta esporádicamente faldeos abruptos que corresponden, generalmente,
a líneas de fallas jóvenes, que han remozado el paisaje (García, 1967 en
Pizarro, 1996). El paisaje del distrito está caracterizado por sierras, cuencas
intermontañas, pequeños cerros islas y amplias quebradas; originadas y
delimitadas por un patrón estructural de tipo regional. El conjunto de sierras se
expone como cadenas de cerros con direcciones preferenciales nornoreste a
noreste, entre las que destacan Sierra Miranda, Sierra Valenzuela y Sierra
Mantos Blancos, ver Figura N°4. Por su parte las cuencas intermontañas
representan el paso transicional entre la Cordillera de la Costa y la Depresión
Intermedia, éstas corresponden a las cuencas Prat-Alibaud y Salar del Carmen,
que a su vez están asociadas al control estructural nornoreste determinadas por
las Fallas Salar del Carmen, Prat-Alibaud y Latorre. Estas cuencas están
rellenadas por sedimentos semiconsolidados del Oligoceno-Mioceno y
sedimentos no consolidados del Plioceno-reciente. Al norte del yacimiento se
encuentra el Cerro Alibaud con una altura de 1450 metros sobre el nivel del mar
y al sureste está el Cerro Mantos Blancos con una altura de 1488 metros sobre
el nivel del mar, en el yacimiento la altura varía entre los 800 y 1000 metros
sobre el nivel del mar (Cortés, 1998).
6
Sierra Miranda: Consiste en un conjunto de cerros elongados en
dirección noreste, observándose cotas próximas a los 1600 metros sobre el
nivel del mar, su margen oriental es muy escarpado y está controlado por la
Falla Salar del Carmen. Profundas quebradas de orientación noroeste que
disectan esta sierra generan conos aluviales de dimensiones kilométricas, los
cuales se depositan en la cuenca intermontaña que separan este bloque de la
Sierra Valenzuela.
Sierra Valenzuela: Corresponde a una serranía de orientación noreste
limitada lateralmente por las Fallas Salar del Carmen Y Prat-Alibaud. Desarrolla
suaves lomajes que gradan a pediplanicies hacia las cuencas intermontañas
que limitan los costados de la sierra.
Sierra Mantos Blancos: Su borde oriental constituye el límite entre la
Cordillera de La Costa y la Depresión Intermedia. Ésta se dispone de forma
suave y es controlada por la Falla Latorre por el este, por la Falla Rencoret por
el norte, y por la Falla Prat-Alibaud, por el oeste, que separa de la Sierra
Valenzuela.
Cuencas Intermontanas: Se disponen en estrechas franjas de
orientación noreste, encontrándose claramente controladas por las Fallas Salar
del Carmen, Prat-Alibud y Latorre. Estas cuencas han sido rellenadas tanto por
sedimentos semiconsolidados del Oligoceno-Mioceno como por sedimentos no
consolidados del Plioceno-Reciente (Robles, 2009).
7
1.4 Reseña histórica de Mantos Blancos
La importancia económica del Distrito Minero Mantos Blancos (DMMB)
se conoce desde 1883 donde ya se reconocían vetas de mineral oxidado y se
comenzaron trabajos de exploración y explotación a pequeña escala. En el año
1953 el grupo Hoschild adquiere la propiedad del yacimiento y en 1955 junto
con la CORFO forman la Empresa Minera Mantos Blancos S.A. A partir de 1961
comienza la explotación del mineral oxidado a través de rajos. En 1974 se
comienza con el desarrollo paralelo de la mina subterránea debido al
descubrimiento de mineralización económicamente importante de sulfuros de
Figura N°4: Sierras y cuencas del distrito Mantos Blancos. Imagen tomada de Google Earth 2011.
Mantos Blancos
8
cobre, labores que continúan hasta el año 1996. Ya desde 1984 el Grupo Anglo
American adquiere parte de la propiedad del yacimiento, participación que
actualmente alcanza el 100%.
A partir de 1994 los rajos de explotación: Marina, Quinta y Elvira se unen
formando el rajo Santa Bárbara de explotación a rajo abierto convencional con
bancos de 12 metros de altura, en una expansión de las operaciones mineras
que incluye la mina subterránea. En el año 1996, además de finalizar las
actividades subterráneas, se comienza un proyecto de exploración distrital que
daría como resultado final el reconocimiento de los cuerpos mineralizados: Mala
Suerte, Sector Sorpresa (actualmente Fase III), Argentina (actualmente Fase
VI), Verónica y Naranja Sur (actualmente Fase VIII).
En 2008 produjo 87.734 toneladas de cobre fino, entre cátodos de alta
pureza y cobre contenido en concentrado. La División Mantos Blancos tiene una
dotación aproximada de 1.337 trabajadores, entre personal propio y contratistas
de operación y proyectos.
Actualmente, la producción de Cu Fino supera las 91.000 ton anuales
con líneas de producción de mineral oxidado y sulfurado y con un horizonte de
vida útil aprobada hasta el 2020; encontrándose en desarrollo iniciativas que
permitirían una operación más allá del año 2025.
9
1.5 Objetivos
1.5.1 Objetivo general
Actualizar el modelo estructural 3D de la mina Mantos Blancos
considerando las nuevas áreas de explotación y exploración, incorporando la
definición de dominios estructurales.
1.5.2 Objetivos específicos
Compilar, unificar (en BDGEO; Base de Datos de Geología) e
interpretar la información estructural histórica y actual (obtenida
mediante Shape Metrix).
Analizar las posibles aplicaciones del modelo estructural y sus
dominios estructurales.
10
CAPITULO 2
MARGO GEOLÓGICO
2.1 Marco geológico distrital
La posición geotectónica del margen de la Región de Antofagasta es la
de un margen continental activo, el cual proporciona registros de roca ígnea y
metamórfica cuya edad está entre el Paleozoico y Cenozoico. El marco
geológico distrital está conformado por rocas sedimentarias, volcánicas e
intrusivas de edad mesozoica. La Secuencia Volcánica Mantos Blancos (SVMB)
y Formación La Negra (FLN) son las unidades que albergan la mineralización
cuprífera. El rasgo estructural más importante lo constituye el Sistema de Falla
Atacama (SFA) y el segmento Salar del Carmen, el cual se encuentra al oeste
del distrito (Infanta, 2002).
2.1.1 Rocas Estratificadas
2.1.1.1 Metasedimentitas del Cerro Alibaud (Jurasico Inf.)
Definida por Cortés en 1998, como una serie de afloramientos
discontinuos de rocas sedimentarias marinas, fuertemente solidificadas,
constituidas por una alternancia de areniscas y limonitas calcáreas, con
intercalaciones de niveles conglomerádicos, abarcando aproximadamente 1
km2. Su localidad tipo se encuentra en el Cerro Alibaud, 4 km al norte de la
mina Mantos Blancos. La secuencia se encuentra fuertemente afectada por un
metamorfismo de contacto generado por la intrusión de granodioritas y
11
monzogranitos del Plutón Alibaud. Se dispone de manera homoclinal con
rumbos de N(25-65)°W y manteos de (55-85)°SW. En el distrito se ha estimado
para esta unidad una potencia aproximada de 300 metros (Cortés, 1998) y una
potencia mínima de 100 metros (Breitkreuz, 1986 en Cortés, 1998). Dataciones
realizadas por Cortés, (1998) en biotitas por el método K/Ar en granodioritas
arrojan edades mínimas de: 188±4 Ma (al noreste de Cerro Alibaud) y 186±4
Ma (Quebrada Esperanza), lo que permite estimar una edad Jurasico Inferior a
la unidad. Se han reconocido, al norte de Fase VI (Argentina) algunos niveles
sedimentarios asignados a esta unidad, intercalados en los niveles inferiores de
la SVMB. Ver Figura N°5.
2.1.1.2 Formación La Negra (Jurásico Sup.)
Secuencia volcánica, definida por García (1967), constituida
principalmente por lavas de composición andesítica parcialmente
amigdaloidales, tobas de lapilli de composición dacítica, brechas, areniscas y
aglomerados volcánicos (Boric et al., 1990; Chávez, 1985). Las rocas de esta
unidad abarcan una superficie aproximada de 99 km2, dispuestos en forma
homoclinal y con orientaciones variables de rumbos N(05-12)°E y manteos
entre (27-29)°WNW, en estratos de potencias cercanas a los 5 metros (Cortés,
1998). Ver Figura N°5.
En el sector de Cerro Mantos Blancos se ha estimado para esta unidad
una potencia mínima de 7.850 metros (Téllez, 1986 en Cortés, 1998). Al norte
del Cerro Mantos Blancos, rocas granodioríticas y monzodioríticas del Plutón
Alibaud datadas en 147±4 y 147±1 Ma, respectivamente (Chávez, 1985),
intruyen las volcanitas otorgando una edad mínima Jurásica Superior, por su
12
parte García (1967), le asigna una edad Jurásico Medio en base a relaciones
estratigráficas (Cortés, 1998).
2.1.1.3 Secuencia Volcánica de Mantos Blancos (Triásico Superior –
Jurásico Medio)
Definida informalmente por Chávez en 1985, como una secuencia de
rocas volcánicas andesíticas a riolíticas, con intercalaciones de tobas intruidas
por pequeños cuerpos subvolcánico dacíticos y andesíticos (Cortés, 1998). Se
distribuye en el área de la mina Mantos Blancos y en zonas aledañas,
cubriendo un área aproximada de 19 km2. Se dispone con una actitud de
rumbos N(40-50)°W y manteos entre (20-30)°SW, la cual aloja una importante
mineralización de sulfuros, oxidados de cobre y, en forma restringida,
mineralización de plata. Ver Figura N°5.
Cornejo et al. (2006), realizó una datación por el método U/Pb en
zircones no zonados en rocas de la Secuencia Volcánica Mantos Blancos la
que arrojó valores entre 180.8 y 181.8 Ma, que indican una edad Jurásico
Medio para la secuencia. Cortés (1998) estimó una potencia mínima para esta
secuencia de 2.800 metros.
2.1.1.4 Gravas Aterrazadas (Mioceno – Plioceno)
Esta unidad informal, corresponde a antiguos rellenos de cuenca
principalmente compuesto por gravas, arenas y limos que se distribuyen en
toda la región. Se componen de conglomerados y brechas polimícticas
13
semiconsolidados, mal seleccionados, con fragmentos volcánicos andesíticos y
dacíticos, clastos provenientes de rocas sedimentarias, metamórficas e
intrusivos; dispuestos en una matriz de arena y limo. Los afloramientos más
cercanos al yacimiento presentan intercalaciones de mineralización oxidada de
cobre producto de la denudación del mismo (Infanta, 2002).
Dataciones radiométricas K/Ar en biotitas de ceniza riolítica que se
intercala con los Depósitos de Gravas Aterrazadas ubicados a 5 km del
yacimiento, arrojan un rango de edad de 2.87±0.03 y 2.97±0.07 Ma, lo que
permite asignarle una edad Plioceno Superior (Chávez W., 1985), que contrasta
con las dataciones K/Ar realizadas por Naranjo & Paskoff, (1985), edades entre
4.4±0.3 Ma y 22.6±1.6 Ma, en biotitas de ignimbritas y cenizas retrabajadas,
intercaladas en depósitos de gravas en el Norte de Chile. Según estos datos, es
posible asignar a esta unidad un rango de edad Mioceno-Plioceno (Cortés,
1998).
2.1.1.5 Depósitos Sedimentarios Modernos (Pleistoceno – Holoceno)
Consiste en depósitos aluviales, coluviales y eólicos, de gravas, arenas y
limos, que se presentan rellenando quebradas, valles y depresiones
intermontanas. Estos sedimentos sobreyacen en contacto discordante a todas
las unidades estratificadas y su techo corresponden a la actual superficie de
erosión.
Dataciones radiométricas K/Ar en biotitas de toba riolítica retrabajada
intercalada en gravas realizadas a 5 km al sureste de la mina Mantos Blancos
por Chávez (1985), arrojaron edades de 2.87±0.03 Ma y 2.97±0.07 Ma, las
14
cuales evidencian una edad máxima Pliocena a las etapas iniciales de la
sedimentación (Cortés, 1998).
2.1.2 Rocas Igneas
2.1.2.1 Complejo Plutónico Alibaud (Jurásico inferior)
Corresponde a un cuerpo intrusivo de orientación noreste a suroeste que
se distribuye en los alrededores del Cerro Alibaud e intruyen a la secuencia
estratificada Mesozoica que aflora en el distrito, cubre una superficie
aproximada de 56 km2. Está compuesto por granodiorítas y monzogranitos
porfídicos con escasos xenolitos. Las granodioritas corresponden al cuerpo
principal y más temprano del plutón, en cambio los monzogranitos se presentan
en forma restringida.
Dataciones radiométricas K/Ar realizadas por Chávez (1985) en biotitas
de granodioritas del cuerpo principal, a 5 km al suroeste de Mantos Blancos,
arrojan edades de 147±1 Ma y 147±4 para el emplazamiento del Plutón Alibaud,
que corresponde a Titoniano-Berriasiano.
2.1.2.2 Plutón Ancla (Jurásico inferior)
Se denomina Plutón Ancla a un cuerpo intrusivo que se expone en los
alrededores del Cerro Ancla - en el sector noroeste del distrito Mantos Blancos,
en una extensa franja de orientación noreste a suroeste y que es controlado por
estructuras transcurrentes derivadas del Sistema de Falla de Atacama. Este
cuerpo aflora en un área aproximada de 72 km2 y está conformado
15
principalmente por tonalitas de grano grueso que presentan foliación moderada
y aspecto gnéisico (Cortés, 1998). Mediante datación radiométrica K/Ar
realizada en biotitas de una tonalita del sector oriental de la quebrada Zig-Zag
(Chávez, 1985), entregó una edad de 182±3 Ma para la intrusión del Plutón. Ver
Figura N°5.
2.1.2.3 Cuerpos Subvolcánicos Dacíticos (Jurásico Inferior – Jurásico
Superior).
Estos cuerpos de composición dacítica se distribuyen como pequeños
afloramientos aislados que intruyen a la Secuencia Volcánica Mantos Blancos,
presentando mineralización sulfurada en los sectores de la mina Mantos
Blancos (Chávez, 1985).
2.1.2.4 Cuerpos Subvolcánicos Dioríticos (Jurásico Superior – Cretácico
Inferior)
Estos cuerpos volcánicos se exponen en el Cerro Mantos Blancos como
afloramientos de pequeñas dimensiones que se encuentran intruyendo a las
lavas de la Formación la Negra, produciendo silicificación en su contacto.
16
2.1.2.5 Diques
En el Distrito Minero de Mantos Blancos se han reconocido dos grupos
principales de diques que se distribuyen ampliamente (Cortés, 1998). Un primer
grupo conformado por rocas de composición monzogranítica, asociado a fases
tardías y más diferenciadas del Plutón Alibaud, que presentan una orientación
preferencial noroeste a sureste (Infanta, 2002) al oeste del yacimiento, asociado
claramente con la mineralización. El segundo grupo está compuesto por
cuerpos de composición diorítica, microdiorítica y “ocoítica”, que se distribuyen
ampliamente en el área de estudio con una orientación preferencial noreste a
suroeste y manteos subverticales (Cortés, 1998).
Chávez (1985), realizó dataciones K/Ar en hornblendas, obteniendo
edades de 147±4 y 149±13 Ma, que corresponden al Titoniano. Munizaga et al.
(1991) dató un dique ocoítico ubicado en los alrededores del yacimiento y que
arrojó una edad entre 113±0.7 Ma y 110±0.7 Ma, correspondientes al Albiano,
por su parte Cortés (1998), realizó una datación K/Ar en roca total de un dique
de horblenda en el flanco sureste del yacimiento Mantos Blancos, obteniendo
una edad de 101±3 Ma, correspondiente al Albiano. En base a estas dataciones
se asigna a los diques un rango de edad Jurásico Superior – Cretácico Inferior.
17
CERRO MANTOS BLANCOS
CU
AT
ER
.N
EO
CE
NO
PL
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EN
OM
IOC
EN
OO
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OC
EN
OE
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Formación Sierra del Tigre
Andesitas porfíricas, amigdaloidales
Jpa
Jsd
Jcn
Jpal
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Tra
Trb
Trd
Tg
Qs
Metareniscas, cuarcitas y filitas
Metasedimentitas de Cerro Alibaud
Areniscas, lutitas, conglomerados y calizas
Secuencia Volcánica Mantos Blancos
Formación La Negra
Tonalitas
Plutón Ancla
Cuerpos subvolcánicos dacíticos
Dioritas y dioritas cuarcíferas
Plutón de Cerro Negro
Plutón Alibaud
Granodioritas
Tobas ácidas de lapilli y cineríticas
Andesitas porfíricas
Brechas volcánicas polimícticas
Dacitas porfíricas
Gravas aterrazadas
Gravas y arenas poco consolidadas
Aluviales, coluviales y eólicos
Sedimentos no consolidados
Cerro Negro
7.412.000 N
7.410.000 N
7.408.000 N
7.406.000 N
7.404.000 N
7.402.000 N
7.418.000 N
7.416.000 N
7.414.000 N
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6.0
00 E
39
4.0
00 E
39
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00 E
39
0.0
00 E
38
8.0
00 E
38
6.0
00 E
38
2.0
00 E
38
4.0
00 E
38
0.0
00 E
37
8.0
00 E
7.418.000 N
7.416.000 N
7.414.000 N
7.412.000 N
7.410.000 N
7.408.000 N
7.406.000 N
7.404.000 N
7.402.000 N
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Jsv
Jsv
Jsv
Jsv
Jsv
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Tg
Tg
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Tg
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Jpal
Jpal
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Jpal
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Tg
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Jpal
Jpal
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Qs
Jpal
Qs
Qs
AlibaudJpal
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Qs
Qs
Qs
Qs
Qs
Qs
Qs
Jpal
Monzogranitos
Pzst
PE
RM
ICO
Trca
Jsv
188±4 Ma K-Ar (b)
172±4 Ma K-Ar (b)
186±4 Ma K-Ar (b)
ROCAS INTRUSIVASROCAS ESTRATIFICADAS
Fallas
Discordancia de erosión
Discordancia angular
No conformidad
Pit Final
Botadero
SIMBOLOGIA
Minas
Metamorfismo de contacto
Instalaciones
PL
EIS
TO
CE
NO
INF
ER
IOR
HO
LO
CE
NO
DatacionesRadiométricas
147+/- 13 m.a.
70° 10` 70° 02`
70° 10` 70° 02`
23° 21` 23° 21`
23° 27` 23° 27`
Figura N°5: Mapa geológico distrital. Cortes (1998) en Robles (2009).
18
2.1.3 Geología Estructural
A nivel regional el Sistema de Fallas Atacama constituye el rasgo
estructural más importante del área de estudio (sector Salar del Carmen),
donde la principal estructura responsable de la deformación frágil corresponde a
la Falla Salar del Carmen; la que se ramifica hacia el noreste en dos fallas
secundarias, Falla Prat-Alibaud por el oeste y la Falla Latorre por el este, estas
limitan el yacimiento Mantos Blancos.
Falla Salar del Carmen: Constituye el rasgo estructural principal de la
Cordillera de la Costa, se expone con una orientación N(20-30)°E y 400
km de corrida, presentando una geometría curva (Cortés, 1998), que en
conjunto con un patrón de fallas ramificadas que se despliegan hacia el
este, configuran un arreglo geométrico tipo “duplex” transcurrente (Cortés
et al., 2000). Ver Figura N°6.
Falla Prat-Alibaud: Es una falla secundaria que diverge de la falla Salar
del Carmen, rumbo N(35-40)°E, subvertical y ancho aproximado de 600
metros. No se observan indicadores cinemáticos que determinen el
movimiento relativo de la falla (Cortés et al., 2000). Ver Figura N° 6.
Falla Latorre: Se localiza en el flanco sureste del Cerro Mantos Blancos,
rumbo entre N(40-50)°E, subvertical y corrida de 13 km. Se le atribuye un
desplazamiento transcurrente sinestral. Ver Figura N° 6.
19
2.2 Marco Geológico del Yacimiento
El yacimiento Mantos Blancos corresponde a un depósito estratoligado
de cobre (Chávez, 1985); emplazado en una secuencia volcánica jurásica que
presenta un rango de edades entre 181-182 Ma, datados por método U/Pb en
zircones (Cornejo et al., 2006).
El depósito se vincula a un domo riodacítico e ignimbritas dacíticas
asociadas, las cuales se encuentran cortadas por cuerpos subvolcánicos
dacíticos a andesíticos. Esta unidad completa se encuentra intercalada por
secuencias predominantemente andesíticas. La unidad superior del domo
comprende a ignimbrita dacítica soldada con hematita diseminada, además de
brechas volcánicas y areniscas continentales. De esta forma, la Secuencia
Volcánica Mantos Blancos se considera como un centro volcánico félsico,
Figura N° 6: Esquema de fallas principales presentes en el
distrito MB. Tomado y modificado de Infanta (2002).
N
Falla Rencoret
Falla Prat - Alibaud
Mantos Blancos
Falla Latorre
Falla Salar del Carmen
20
dentro del dominio máfico el Arco Volcánico del Jurásico Inferior (Cornejo et al.,
2006).
Los cuerpos subvolcánicos que cortan al domo corresponden a dacitas
gradando a andesitas porfídicas. Secuencia volcánica que se encuentra intruída
por stocks y sills bimodales de composición diorítica a granodiorítica
correspondiente al Plutón Ancla (Ramírez et al., 2006 en Robles, 2009), que
forma parte del Batolito Ercilla y presenta las mismas edades de depositación
de la Secuencia Volcánica Mantos Blancos (180–181 Ma).
Las unidades descritas se encuentran cortadas por diques que,
composicionalmente, corresponden a andesitas porfídicas. Éstos presentan
edades de 147,4±1,4 Ma, datado por Munizaga et al. (1991). Edades que se
aproximan a las publicadas para la granodiorita Alibaud (Cornejo et al., 2006).
2.2.1 Unidades Geológicas
De acuerdo al modelo geológico existente, en el yacimiento se
reconocen distintas unidades mineras diferenciadas por sus características
litológicas, mineralógicas y tipo de alteración que éstas presentan. Se ha
definido cada unidad, siendo descrita informalmente (Chávez, 1985) como:
Andesita Superior: Corresponde a un conjunto de brechas riodacíticas y
riodacitas porfídicas, de tonalidad violeta a pardo rojiza, caracterizada
por el contenido abundante de hematita y/o especularita, alcanzando un
espesor máximo reconocido de 300 metros, esta unidad es estéril.
Andesita Porfídica: Litológicamente consiste en un conjunto de lavas
andesíticas porfídicas localmente brechizadas con textura vesicular las
21
que presentan una tonalidad pardo rojiza. Se la considera perteneciente
a la unidad Andesita Superior y es estéril. Se reconoce con un espesor
máximo de 30 metros.
Dacita Porfídica: Conjunto de riodacitas de textura porfídica y brechas
riodacíticas. Presenta un color entre rosado claro a rojo intenso de
acuerdo a la cantidad de hematita y se les ha determinado una potencia
máxima de 150 metros. Es la roca de caja más importante y típica del
yacimiento, donde se han reconocido los principales cuerpos de óxidos y
sulfuros de cobre.
Dacita Cuarcífera: Corresponde a una riolita cuarcífera – toba riolítica,
presenta un color blanco-rosado con algunas tonalidades rojizas,
producto de la alteración cuarzo-albita que la afecta. Alberga
mineralización en forma de sulfuros de cobre con óxidos de cobre
subordinados. Presenta una potencia mayor a 200 metros.
Diorita: Unidad informal intrusiva tradicional del yacimiento. Se reconoce
como un cuerpo subvolcánico tipo sill, con la petrografía de una andesita
porfídica de color verde, vesicular, albitizada y fuertemente cloritizada,
con una potencia máxima en el yacimiento de 50 metros. Puede ocurrir
mineralizada, tanto con óxidos como sulfuros de cobre.
Arenisca Volcánica: Arenisca volcanoclástica (tobácea) de grano fino a
grueso, de colores rosado claro a pardo rojizo. Presenta una potencia
variable de 0.5 a 5 metros.
22
Andesita Basal: Litológicamente corresponde a una andesita porfídica
cloritizada. Tiene un color verde a gris verdoso producto de la fuerte
alteración de cuarzo – clorita – epídota. Constituye el piso de la
mineralización en el yacimiento. Se reconoce con un espesor de 100
metros.
Andesita Intrusiva: denominación minera, debido a que la roca tiene
apariencia de andesita, sin embargo, consiste en un filón manto
riodacítico de color verde, dependiendo del grado de cloritización
desarrollado, se encuentra intruyendo el resto de las unidades. Su
potencia varía de 1 a 10 metros.
Diques: Cuerpos filonianos subverticales de rumbo preferencial noreste,
de composición andesítica a basáltica, que cortan a todas las unidades
del yacimiento, incluso a los cuerpos mineralizados. Son de color verde
oscuro o gris oscuro, producto de la fuerte cloritización y la presencia de
una gran cantidad de magnetita.
Las unidades mineras anteriormente descritas pueden ser representadas
en una columna de rumbo N(25-50)°W e inclinación de (10-20)°SW (ver Figura
N°7), con una potencia reconocida de 700-800 metros, base desconocida
(Robles, 2009).
23
Ramirez, 1991
As
As
As
As
As
As
As
As
As
As
As
As
As
LL
L
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L
L
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L
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L
L
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L
L
L
L
LL
L
L
L
LL
As
L
L
x
Modificado de:
Chavez, 1985
v
v
v
v
v
L
L
L
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i
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b
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b
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b
b b
b
b
b
b
bb
vb
Caliche: Depósitos salinos de color blanco, de 0.5 a 2 m de potencia
Sedimentos Aluviales: Gravas y arenas gruesas pobremente consolidada
Andesita Superior: Unidad minera estéril compuesta por riodacitas porfídicas, brechas
riodacíticas, andesitas y algunos niveles epiclásticos intercalados. Presenta un típico color
rojizo a púrpura producto de una fuerte pigmentación hematítica (hematita roja y
especularita). Constituye el techo de la mineralización cuprífera y protege de la oxidación
eventual mineralización de cobre (en la forma de sulfuros primarios), que pueda existir
en los niveles inferiores. Potencia máxima 300 m
Dacita Porfídica: Unidad minera compuesta por dacitas y brechas riodacíticas, puede
albergar mineralización de cobre en la forma de oxidados y sulfuros. Presenta un típico
color rosado claro (a oscuro), producto de una fuerte alteración cuarzo-albítica. Potencia
máxima 150 m.
Andesita Inferior: Unidad minera (también conocida como “Diorita”), presenta contenidos
variables de pirita, galena y esfalerita, pudiendo albergar mineralización económica de
interés (bornita y calcopirita en los sectores de Sorpresa y Patricia). Se encuentra
constituida por andesitas y daciandesitas, presenta un típico color verdoso a gris verdoso
producto de una fuerte alteración de cuarzo-clorita-epidota. Potencia máxima 50 m.
Arenisca Volcánica: Arenisca epiclástica (tobácea), de grano fino a grueso, de colores
rosado claro a café rojizo. Potencia variable de 0.5 a 5 m.
Dacita Cuarcífera: Unidad minera compuesta por riolitas y tobas riolíticas, puede albergar
mineralización de cobre en la forma de sulfuros de cobre con oxidados subordinados.
Presenta un típico color rosado producto de una fuerte alteración cuarzo-albítica. Potencia
variable entre 200 y 250 m.
Andesita Basal: Unidad minera compuesta por andesitas y daciandesitas, presenta
contenidos variables de pirita, galena y esfalerita (con calcopirita subordinada).
Tiene un típico color verde a gris verdoso producto de una fuerte alteración de
cuarzo-clorita-epidota. Constituye el piso de la mineralización cuprífera.
Potencia aproximada 1000 m.
Andesita Intrusiva: Unidad minera que formalmente se define como pórfido dacítico,
puede albergar mineralización de cobre en la forma de sulfuros (sector Quinta). Presenta
colores entre rosados y verdes dependiendo del grado de albitización y cloritización que
desarrolle. Adopta una geometría variable: concordante (sills), y discordante (diques). Se le
atribuye la responsabilidad de aportar las soluciones que dieron origen a la mineralización
en el yacimiento.
Diques Andesíticos: Intrusivos menores postminerales, de composición andesítico-
basáltica. Presentan colores verdes oscuros a grises oscuros producto de una fuerte
cloritización y la presencia de gran cantidad de magnetita diseminada fina. Se encuentran
ampliamente distribuidos en el yacimiento.
Figura N°7: Columna estratigráfica esquemática y relación en la Secuencia Mantos Blancos.
24
2.2.2 Alteración y Mineralización
Basados en la asociación de los minerales de alteración, Ramírez (1991)
en Carrera (2010) define cuatro tipos principales de alteración para el
yacimiento: albitización, cloritización, hematitización y silicificación.
I) Albitización: Afecta a todas las unidades del yacimiento y está
caracterizada por el reemplazo de feldespatos (fenocristales y
microlitos en masa fundamental) por albita, vetillas y relleno de
oquedades, asociándola con la mineralización (Chávez, 1985).
II) Cloritización: Está presente en todo el yacimiento, va desde un
reemplazo incipiente a completo de la masa fundamental y
fenocristales de las rocas, siendo más importante en las partes
profundas del depósito.
III) Hematitización: Ocurre como especularita y hematita roja
pulvurulenta, la primera de origen hipógeno en la cubierta estéril
del yacimiento asociada con sulfuros primarios de cobre y la
segunda, relacionada con mineralización hipógena y supérgena
según grados variables de tinte hematítico, que presenta una
relación directa con la cantidad de sulfuros de cobre.
IV) Silicificación: Se manifiesta como rellenos de oquedades,
incluidas vesículas, y según vetillas; generalmente con sulfuros y
en algunos casos con calcita. Se considera que estas alteraciones
no presentan zonaciones claras o definidas (Ramírez, 1991 en
Carrera, 2010).
25
La mineralización metálica está integrada por calcosina (y/o digenita),
covelina, bornita, calcopirita, pirita, galena y esfalerita escasa, que ocurren en
forma diseminada, siguiendo guías irregulares y discontinuas con espesores
variables. Los oxidados de cobre predominantes corresponden a atacamita y
crisocola. En forma restringida se observa malaquita, antlerita, cuprita y
almagres, según diseminación y relleno de fracturas. La plata se presenta en
forma subordinada y restringida, ocasionalmente como plata nativa, observada
en zonas de falla, al igual que cobre nativo dentro de las zonas de oxidación en
el sector de Elvira (Orrego, 2001).
La zonación vertical característica presenta una mineralización de
oxidados de cobre (atacamita con menor cantidad de crisocola), pasando a una
zona de sulfuros de alta ley (calcosina-bornita). Esta última corresponde a
lentes irregulares con núcleos ricos en calcosina, la que disminuye hacia sus
bordes, en donde predomina la bornita. Rodeando estos lentes, ocurre una
zona de más baja ley integrada por calcopirita y bornita, terminando en
profundidad con una zona pirítica, ocasionalmente en algunos sectores con
calcopirita asociada (Infanta, 2002). Ver Figura N°8.
26
2.2.3 Estructuras
El sistema de fallas de Mantos Blancos constituye fallas secundarias o
estructuras menores que divergen de las fallas regionales principales
pertenecientes al Sistema Falla Atacama y, en algunos casos, se disponen de
manera paralela a éstas. A partir de las Fallas Prat Alibaud y Latorre se
ramifican fallas menores identificándose tres sistemas principales de fallas en el
distrito: NW, NS y NE, (ver Figura N°9), los cuales, de acuerdo a la magnitud
Figura N° 8: Relación de mineralización y alteración de la Secuencia de Mantos Blancos. Tomado de
Infanta (2002).
Leyenda:
27
de sus trazas, abundancia de las mismas y relaciones de contactos, se
relacionan temporalmente en el orden indicado (Infanta, 2002).
2.2.3.1 Sistema NW
Es el sistema más antiguo, debido a que estas fueron desplazadas por
el sistema estructural NE, según Infanta 2002, tiene un rumbo aproximado
N(30-50)°W, subverticales, se destacan Naranja, Casino-Polvorín, Cabecera,
Sorpresa-Verónica, Marina, Ciclón, Pascuala y Argentina. Naranja, Casino-
Polvorín, Sorpresa-Verónica y Argentina se encuentran en el lado Oeste del
yacimiento, sobre los cuerpos mineralizados de Fase III (Mala Suerte), Fase VI
(Argentina) y Fase VIII (Naranja), Cabecera se encuentra en Bárbara Central,
entre Falla Quinta y Falla Nora, esta última es dislocada por Falla Cabecera,
presenta rumbo similar a las tres primeras, no así su manteo, el cual
corresponde a 35°N. En la Figura N°9 se puede ver la distribución de algunas
de las fallas principales.
2.2.3.2 Sistema NS
Corresponde a estructuras de rumbo NS a N20°E, subverticales.
Algunas son de bajo ángulo y constituyen posibles sistemas conjugados, con
una importante actividad tardía posterior a la mineralización (Infanta, 2002),
entre estas se destacan Falla Central, Nora, Elvira, Enaex y Maribel. Ver Figura
N°9.
28
2.2.3.3 Sistema NE
Rumbo N(30-50)°E, subverticales, son las más claras dentro del
yacimiento, controlan la disposición de diques que cortan los cuerpos
mineralizados dentro del yacimiento modificando así la geometría original del
depósito. Se destacan Mala Suerte, Mercedes, Tercera, Quinta y Silos, donde
Falla Tercera tiene el mayor desplazamiento horizontal. Parecen tener un
control fundamental en la columna de oxidación, incluso bajo la unidad minera
Andesita Superior, cuyo fracturamiento asociado permite que los agentes
supérgenos capturen de manera más eficiente la mineralización profunda de
sulfuros (Orrego 2001). Ver Figura N°9.
29
Figura N°9: Fotolineamientos interpretados en imagen Ikonos e información histórica.
30
CAPITULO 3
MARCO TEÓRICO
3.1 Definiciones Estructurales
El campo estructural se puede dividir en estructuras frágiles y dúctiles, en
este trabajo se hará referencia sólo a estructuras frágiles, dentro de las cuales
se encuentran las fallas, diaclasas y vetas, entre otras.
Las fracturas (estructuras frágiles, ej. falla) son superficies o planos de
discontinuidad en la roca, a lo largo de los cuales pierde cohesión, son
observables en cualquier afloramiento y en cualquier tipo de roca. El estudio de
las fracturas es de particular importancia porque afectan la resistencia de las
rocas a los esfuerzos. Su distribución condiciona, en parte, el diseño de la
explotación minera. Además, constituye lugares geométricos que controlan el
emplazamiento de mineralización de rendimiento económico, debido a lo cual
deben tomarse como una variable importante en la explotación del yacimiento
(Niemeyer, 2008). La Figura N°10 muestra esquemáticamente la definición de
distintas estructuras.
Falla: Fractura con desplazamiento a lo largo de su superficie de ruptura,
como consecuencia de una aplicación de un stress de cizalle (Niemeyer,
2008).
Diaclasas: Fractura con desplazamiento nulo o perpendicular a su
superficie de ruptura. Son de gran importancia práctica, ya que
31
determinan, en parte, las propiedades geomecánicas y la porosidad de
origen tectónico en el macizo rocoso (Niemeyer, 2008). Éstas se
distinguen de las fallas gracias a la existencia de indicadores cinemáticos
(indicadores de movimiento a través de sus planos de fractura) tales
como: marcadores cinemáticos, estrías, criterios Riedel, etc.
Vetas: Son fracturas rellenas con minerales secundarios y/o primarios
tales como cuarzo, calcita, plata, cobre, etc.
Falla Equivalente: En las estructuras discontinuas la superficie de
ruptura, que va a través del macizo rocoso incluye estructuras y puente
de roca, donde es posible definir una “estructura equivalente” a través de
la superficie de ruptura.
Diques – Fallas: Término que se aplica a aquellas fallas, por lo general
fallas mayores, que permiten el emplazamiento de un cuerpo intrusivo.
En este trabajo se analizaron las estructuras mayores y menores. La
definición de cada una de éstas es:
Estructuras mayores: Geológicamente, las estructuras mayores son
aquellas de carácter regional, como por ejemplo el Sistema de Fallas de
Atacama. Geomecánicamente son aquellas pertenecientes a una misma
familia estructural y que tienen trazas suficientemente largas como para
afectar a lo menos un talud interrampa, éstas pueden influir en la
estabilidad de taludes del rajo, la infraestructura de superficie y la
eventual ocurrencia de siniestros geotectónicos, (Karzulovic, 2005). En
Mantos Blancos se considera estructura mayor a aquella que tiene una
traza mayor a 24 metros (2 bancos).
32
Estructuras menores: Geológicamente son aquellas que ramifican de
aquellas fallas regionales, como por ejemplo las ramificaciones del
Segmento de Falla Salar del Carmen, tales como: Marina, Nora, etc.
Geomecánicamente, son aquellas pertenecientes a una misma familia
estructural y tienen trazas tales que afectan hasta un banco doble (24
metros), afectan a la resistencia y deformabilidad del macizo rocoso,
fragmentación del macizo rocoso y estabilidad de taludes. Dentro de
éstas se encuentran las fallas menores y diaclasas, las cuales ayudarán
a definir dominios estructurales. En Mantos Blancos se considera una
falla menor aquella que tiene una traza inferior a 24 metros.
3.1.1 Dominios Estructurales
Para definir los dominios estructurales se consideró la orientación de las
estructuras (fallas menores y diaclasas), se analizó la información y/o
concentración estructural mediante proyecciones estereográficas y luego
mediante técnicas estadísticas, se analizaron las concentraciones de polos y/o
planos y luego se definieron los sistemas principales y secundarios (Karzulovic
et al, 2005). Los dominios estructurales deben apoyarse en los patrones de las
estructuras mayores (fallas mayores) y a su vez los límites de éstos o por
litología, además deben quedar representados por entes geológicos naturales
tales como fallas, contactos litológicos o cambios en la alteración de una
determinada litología, etc. (Karzulovic et al, 2010).
La creación de dominios estructurales debe tener una buena justificación
geológica y/o estructural, permitiendo definir las inestabilidades con control
estructural que son sistemáticamente factibles en los distintos sectores del rajo,
33
permitiendo también, el diseño de un sistema banco-berma y la definición
direccional del macizo rocoso.
Debido a la aplicación minera que presenta este trabajo, la definición de
estructuras mayores y menores que se aplicará de ahora en adelante será la
definición geomecánica, por tanto se estudiaron aquellas fallas que afectan
directamente al yacimiento.
3.2 Software Shape Metrix 3D
Shape Metrix es un software que permite realizar mapeo de bancos en
3D, mediante una captura fotográfica y posterior levantamiento en 3D.
Figura N°10: Sección esquemática de talud, que explica conceptos estructurales.
Leyenda:
Falla menor
Falla mayor
Falla equivalente
Diaclasas
34
En el procedimiento descrito en el informe interno de la Superintendencia
de Geología se describe que:
a) Frente al banco determinar las ventanas de mapeo, el largo de ellas
se estima con ayuda de un distanciómetro láser o huincha de medir.
b) Se procede a la toma de fotografías. La persona designada se sitúa al
centro del banco y calcula la distancia a la frente. Realizado ésto, divide esta
distancia “D” en D/5 o D/8 y camina hacia la izquierda, posicionándose para
tomar la primera fotografía apuntando hacia el centro de la ventana. Una vez
hecho ésto y, a partir del centro de la ventana, procede a contar la misma
distancia que recorrió hacia la izquierda, pero ahora hacia la derecha y
apuntando hacia el centro del banco, toma la segunda fotografía, ver Figura
N°11.
Figura N°11: Toma de fotografías de ventana de mapeo de bancos.
35
c) Generar el fotograma del banco a georreferenciar (Figura N°12). La
cantidad mínima de puntos por ventana para realizar la georreferenciación es
de 3 puntos.
d) Se procede a la georreferenciación digital de la reconstrucción en 3D
de cada ventana mediante la utilización del software Shape Metrix 3D. Se debe
verificar que el promedio de las desviaciones estándar sea menor que 0,5
metros, en caso contrario se deben revisar los datos y su ingreso para asegurar
que no hay errores. Las ventanas georreferenciadas deben quedar en la misma
carpeta donde se encuentra la información original.
Figura N°12: Fotograma de la ventana de mapeo, muestra: estructuras, litología, alteración y mineralización.
Diaclasas, fallas mayores y menores
Dacita porfídica
Jarosita intensa
Estéril
No hay
BC
684
6
28/04/2011
28/04/2011 28/04/2011
01/05/2011 Sur
36
e) Una vez georreferenciada la reconstrucción el geólogo debe proceder
a la interpretación geológica en terreno del banco a partir del fotograma,
identificando los datos más importantes en terreno. Ver Figura N°12.
f) Una vez capturada la información en terreno, el geólogo debe proceder
a la interpretación geológica digital del banco. La interpretación de estructuras
debe ser guardada como structuremap en la misma carpeta que contiene el
resto de la información. El archivo structuremap corresponde a toda la
información (estructural, mineralógica, litológica y alteración) de la ventana
digitalizada en Shape Metrix 3D.
g) Una vez realizada la interpretación se procede a realizar el rescate de
datos geológicos y geotécnicos en BDGEO, acá se ingresan características de
fallas, sistemas de diaclasas, litología, alteración y zona mineral.
h) Finalmente, se deben guardar vistas 3D en formato .jpg con las
estructuras, archivos .dxf con la frente reconstruida y georreferenciada y
archivos .dxf con el structuremap. Todo en la carpeta de origen de los archivos.
El archivo .dxf puede ser visualizado en Autocad y/o Datamine.
3.3 Software Datamine Studio 3.0
En el presente trabajo este Software fue usado para crear el modelo
estructural de fallas mayores en 3D. Datamine presenta muchas aplicaciones,
sin embargo, en este trabajo la más usada fue la generación de wireframe. Una
wireframe es un cuerpo sólido o dicho de otra manera un cuerpo en 3D. El
procedimiento consta en:
a) cargar las estructuras mapeadas, por Shape Metrix 3D y/o mapeo de
bancos tradicional, cada una de estas estructuras tendrá su coordenada norte,
este y cota.
37
Como se observa en la Figura N°13, cada una de las estructuras
mapeadas y cargadas en 3D tiene su coordenada correspondiente, las
estructuras rosadas corresponden a diques - fallas y las estructuras verdes a
fallas mayores.
Figura N° 13: Estructuras mayores digitalizadas en planta y visualizadas en Datamine Studio 3.0, se
observa que cada traza posee su coordenada norte, este y cota, las estructuras rosadas son diques – fallas
y las Verdes son fallas mayores. “Z” indica eje vertical y líneas grises topografía mina.
38
b) se sigue cada una de estas estructuras en los distintos bancos y a
distintas cotas, y su traza es dibujada en cotas cada 12 ó 24 metros. Por tanto,
por estructura se genera una strings cada cierta cantidad de metros (cota), que
al unirlas indicarán el manteo de tal estructura.
En las Figuras N°14, se muestra las strings generadas a distintas cotas a
partir de las trazas de mapeos de bancos de Falla Tercera.
39
Figura N° 14: Vista superior en planta, las string que son generadas cada 12 metros en Falla Tercera.
Vista inferior, la misma imagen pero con un giro del plano para poder observar estas strings dibujadas en
cada cota y visualizarla en 3D “Z” indica el eje vertical y líneas azules la topografía mina.
40
c) posteriormente se unen las strings, con el comando “link strings” (LS)
para generar la wireframe de la estructura. Ver Figura N° 15.
Figura N°15: Vista en Datamine de la wireframe (azul) creada a partir de las strings mostradas
anteriormente. “Z” indica eje vertical y líneas rocas la topografía mina.
41
Anteriormente se mostró como se genera una wireframe de una falla
mayor, ahora para generar la wireframe de un dique - falla, se sigue un
procedimiento muy similar, pero como éste es un cuerpo intrusivo, a la
wireframe se le otorga volumen, generando strings como lo muestra la Figura
N°16.
Se unen las strings para generar la wireframe y además se colocan tapas
(para cerrar el cuerpo 3D) a estos diques mediante el comando “end link” (ELI),
ver Figura N°17.
Figura N°16: Strings dibujadas cada 12 metros en el eje vertical “Z”. de un dique –
falla.
42
3.4 Software Dips
Este software se utilizó para definir dominios estructurales y realizar
análisis estadísticos que permiten la selección de set estructurales en cada
dominio.
Este software estadístico permite ingresar los manteos (dips) y las
direcciones de manteo (dip direction) de cada estructura, generando un ploteo
de polos, scatter plot, ploteo de roseta, ploteo de contorno y un ploteo de los
planos principales. En este trabajo los ploteos más usados fueron ploteo de
contorno y de roseta. Ver Figura N°18.
Figura N°17: Wireframe de un dique – falla, los ejes (“X, Z”) se encuentran
rotados para visualizar en 3D.
43
El software permite crear ventanas o set estructurales en un ploteo de
contorno, al crear las ventanas se genera automáticamente una columna
denominada “set” en la tabla de datos, la cual entrega un mismo id (numero
identificador) para las estructuras que se encuentran dentro de la ventana
creada, las orientaciones de los vértices de las ventanas pueden estar en
“dip/dip direction” o “trend/plunge”. Ver Figura N°18.
En las opciones de estéreo net es posible utilizar una proyección de igual
ángulo (estereográfica) o proyección de igual área, en este trabajo se utilizó la
estereográfica debido a que se deseaba conservar los ángulos de las
estructuras, se puede realizar la proyección en el hemisferio inferior o superior,
sin embargo, por convención se utiliza el hemisferio inferior y la distribución de
polos a utilizar puede ser Fisher o de Schmidt, la distribución de Fisher ofrece
Figura N°18: Imagen del Software Dips, muestra ploteo de contorno.
44
una mayor influencia por polo que la de Schmidt, y debido a que en cada ploteo
se tenían pocos datos, se utilizó la distribución de Fischer.
El software permite ingresar la orientación de las traversas o scanline en
las cuales se encuentran contenidas las estructuras ploteadas. Estas traversas
corresponden a la línea de mapeo en la cual se tomaron las estructuras, al
ingresar las traversas correspondientes para cada estructura se puede realizar
la corrección de Terzaghi, la cual permite considerar de mejor manera aquellas
estructuras que se encuentran subparalelas a la cara de banco, esto lo hace
moviendo como máximo 20° el rumbo de la línea de mapeo. Para aplicar esta
corrección es necesario tener como mínimo aprox.1000 datos, además de tener
la orientación exacta de la línea de mapeo en la cual se tomó la estructura, o en
el caso de rajo abierto (open pit), que la pared de la mina no tenga muchos
cambios de orientación.
El ploteo se realizó por separado para fallas menores y para diaclasas
(recordar que éstos siempre se trabajan por separado), Una vez que se han
determinado los dominios estructurales, definiendo los límites de éstos, se
genera un ploteo en cada dominio, donde es posible generar ventanas o set
estructurales por dominio estructural, seleccionando de esta manera las
mayores concentraciones de estructuras en un ploteo de concentración, como
lo muestra la Figura N°19. El “id” (mismo número identificador) generado, que
indica las estructuras que están dentro del set seleccionado, permite trabajar la
tabla de datos, calcular la orientación de estructura promedio en cada ventana y
la probabilidad de ocurrencia de estas estructuras en el dominio estudiado. Ver
Figura N° 19.
45
Figura N°19: Generación de set estructurales en Software Dips
46
CAPITULO 4
METODOLOGÍA DE TRABAJO
4.1 Generalidades
La realización de esta memoria se efectuó entre los meses de Marzo y
Noviembre del año 2011, en turnos regulares. El trabajo se ha dividido en las
etapas que se indican a continuación.
4.2 Toma de datos
Recopilación de información estructural del distrito fue proporcionada por
el staff de geólogos de Mantos Blancos y por la empresa de servicios externos
GDA, que entrega apoyo al área de geología y proyecto. Los datos recopilados
están divididos en datos históricos y datos proporcionados por el software
Shape Metrix 3D.
47
4.2.1 Datos históricos
Corresponden a mapeos de bancos realizados por el método tradicional,
el cual corresponde al mapeo de banco realizado por el geólogo en una cartola
de mapeo, utilizando huincha y brújula para la orientación y ubicación de las
estructuras, estos mapeos son llevados a planos que se encuentran
subdivididos por nivel y por Fase, éstos son conocidos como “planos de
mapeo”.
Con la información que se encuentra en los “planos de Mapeo”, el staff
de geólogos de Mantos Blancos generó una base de datos, la cual se denominó
“base de datos de mapeos históricos”.
Esta metodología de mapeo se implementa desde los inicios de la mina
hasta el año 2009.
4.2.2 Datos de Shape Metrix 3D
En el año 2009 se implementó una nueva metodología de mapeo de
bancos, basada en una fotografía de la pared de banco, como se explica en el
capítulo de marco teórico, esta implementación se realizó con el objetivo de
disminuir los riesgos en la operación del mapeo de bancos, ya que solo se toma
una fotografía de la pared y no es necesario acercarse a menos de 5 metros de
ella. Para este método se utiliza el software denominado Shape Metrix 3D. El
programa genera un archivo con extensión .csv el cual tiene las coordenadas
de las estructuras mapeadas, manteo (dip) y dirección de manteo (dip direction)
de cada una. Estas estructuras son llevadas a planta y digitalizadas, generando
48
un archivo .dxf que es posible visualizarlo y trabajarlo en Datamine y/o Autocad.
Ver Figura N° 20.
4.3 Actualización sobre la topografía actual y digitalización de estructuras
mayores y diques – fallas en planta
Una vez que ya se ha unificado la información (datos históricos + Shape
Metrix), se realizó a mano una actualización e interpretación de fallas mayores y
diques – fallas en un plano a escala 1:1.000. Esta interpretación se realizó en
cada cota, incorporando todas las telas de mapeos más los datos entregados
por Shape Metrix, otorgando continuidad a las estructuras mayores en la
coordenada Z.
Figura N° 20: Planta de
estructuras mapeadas
mediante el sistema Shape
Metrix 3D. Las estructuras
azules son Fallas Mayores,
las celestes son Fallas
Menores y verdes son
diques. Escala 1: 5000.
N
49
Debido a que Fase VI (Argentina) es una fase que se empezó a explotar
en el año 2009, solo presenta información actualizada mediante software Shape
Metrix 3D.
Una vez que se ha actualizado e interpretado las estructuras mayores
en planta, éstas fueron digitalizadas generando archivos de extensión .dxf con
esta digitalización es posible observar las coordenadas norte, este y cota de
cada estructura (ver Figura N°21).
4.4 Actualización y creación de wireframe de las estructuras mayores en
3D.
Teniendo la digitalización de la actualización de las estructuras mayores
en planta es posible crear el cuerpo sólido o también llamado wireframe de
cada estructura (fallas mayores y diques – fallas). La creación de todas las
wireframes, tanto para la Fase Principal como para la Fase VI, dió origen a la
actualización del modelo estructural 3D de estructuras mayores.
La creación de wireframe o mejor dicho la generación del modelo se
realizó mediante el Software Datamine Studio 3.0, que es explicado con mayor
detalle en el capítulo 3 (Marco Teórico).
50
.
Figura N° 21: Digitalización de fallas mayores y diques – fallas del Rajo Principal. Las estructuras de color rosado son diques – fallas y
las de color verde son fallas mayores.
Eje vertical “Z”
51
4.5 Definición de Dominios Estructurales
Los dominios estructurales se definen sobre la base de las orientaciones
preferenciales de estructuras menores (fallas menores y diaclasas). Para definir
los dominios estructurales se utilizó un método denominado método por celda y
se trabajó por separado fallas menores y diaclasas.
El método por celdas consiste en dividir el rajo en estudio en celdas de
igual tamaño (en una planta), se llevan las estructuras a planta y en cada celda
se plotean las estructuras que caen dentro de ellas, para este ploteo se utilizó el
Software Dips, el cual permite ingresar los manteos (dip) y las direcciones de
manteo (dip direction) de las estructuras, generando una roseta y un ploteo de
contornos. Para los ploteos se consideró la proyección de igual ángulo
(proyección estereográfica), distribución de Fisher, proyección en el hemisferio
inferior y las concentraciones usadas para los ploteos generados son de 1 a
10%. No se aplicó la corrección de Terzaghi, debido a que la cantidad de
estructuras no es suficiente para esto (aprox. 1000 datos por ploteo), además,
muchas estructuras no corresponden al pit actual de mina, por tanto, no se
conoce la orientación original de la pared en la cual fueron medidas. Cuando se
realizó esta corrección (en este trabajo), se generó un problema, donde la
orientación de la concentración de polos cambiaba radicalmente, afectando la
interpretación de los dominios estructurales. Este punto fue analizado en
conjunto con el área de geomecánica de DMB.
El tamaño de las celdas depende de la densidad de datos que haya por
celdas y del tamaño del rajo, de manera tal que exista la mayor cantidad de
datos por celda. Las celdas deben tener una cantidad de datos mayor igual a 30
para que éstos sean estadísticamente representativos. Por tanto, se realizaron
distintas pruebas con distintos tamaños de celdas, hasta dar con la más idónea.
52
Esta correspondió a 80x80 metros en Fase VI y 100x100 metros en Fase
Principal. Ver Figura N°22.
Una vez obtenido el tamaño de celda ideal, se agrupan aquellas celdas
que presentan una concentración de polos similares, es decir, que tienen una
orientación estructural similar, esta similitud presenta una tolerancia de hasta un
cuadrante o dicho de otra manera 45°, cabe destacar que la tolerancia para
agrupar datos va de la mano con el criterio del autor, influenciado entre otras
cosas por la posición del talud y la densidad de datos por celda, de esta manera
fue posible interpretar cuáles son los límites de los dominios estructurales
existentes. Éstos pueden ser: litológicos, estructuras mayores, alteración, etc.
En el caso de que los límites sean estructuras mayores, éstas se encuentran en
el modelo estructural 3D. La interpretación de los límites de dominios
estructurales se debe apoyar con la observación de terreno.
Ya conocidos los límites de dominios estructurales en planta, se
levantaron en Datamine las fallas menores y diaclasas por separado,
respetando sus coordenadas norte, este y cota, ver Figura N°23. Entonces, si
estos límites presentan alguna inclinación, se seleccionan aquellas estructuras
que se encuentran entre los límites interpretados en superficie, pero esta vez
respetando su variación en profundidad, por tanto, se obtiene cómo varían los
dominios estructurales en profundidad.
53
4.6 Definición de set estructurales en cada dominio estructural
En cada dominio se definieron set estructurales, esto se realizó mediante
un análisis estadístico con el Software Dips, en el cual se mantienen las
consideraciones técnicas que se explicaron para definir los dominios
estructurales. La selección de ventanas y tamaño de estas se dejan a
interpretación del autor.
Figura N°22: Celdas generadas en Fase VI y ploteo de estructuras por cada
celda. Tamaño de celda es 80x80 metros.
54
Falla mayores, límite de
dominios estructurales.
Figura N°23: Vista superior en planta, ubicación de las fallas menores y límites de dominios
correspondientes a fallas mayores, identificadas con celdas. Vista inferior, misma imagen
pero con un giro del plano para ver las estructuras en 3D. Los planos en azul corresponden a
fallas mayores límites de dominios y cada punto de color muestra un falla menor, el color sólo
indica su fecha de mapeo.
Fallas mayores, límite de
dominios estructurales
55
Se consideraron concentraciones sobre el 1% de los datos para generar
las ventanas o set en cada dominio estructural, tanto para fallas menores como
para diaclasas.
Cada set que se genera en un dominio corresponde a un sistema
estructural geológico y posee una cierta probabilidad de ocurrencia (PO), sin
embargo, si consideramos sólo aquellos set que poseen una probabilidad de
ocurrencia (PO) mayor igual a 7%, estos sets corresponderían a sistemas
estructurales geotécnicos, debido a que estas estructuras o set tienen mayor
peso geotécnico o dicho de otra manera tienen mayor posibilidad de que se
produzca una inestabilidad. Este es un criterio de aceptabilidad fue aplicado por
la consultora AKL en estudios realizados en esta división.
Figura N°20 :
Wireframes de Figura N° 21:
Figura N°22 :
Wireframes de Fallas
Mayores de rumbo
NW, arriba vista en
56
CAPITULO 5
RESULTADOS
5.1 Generalidades
En este capítulo se muestran los resultados del modelo estructural, la
generación de dominios estructurales y sus respectivos set estructurales, dentro
del área de estudio, subdivididas en las distintas fases presentes.
5.2 Sistemas de fallas principales
Las fallas mayores distritales reconocidas en terreno, se pueden subdividir
en 3 grupos, ver Figura N°37.
- Sistema de Fallas NW
- Sistema de Fallas NS
- Sistema de Fallas NE
5.2.1 Sistema NW
La mayoría de estas estructuras se encuentran sobre cuerpos
mineralizados, por lo que se piensa que presentan relación con la
mineralización. Son las más antiguas dentro del yacimiento, de rumbo
aproximado N(30-40)°W, y normalmente subverticales.
Falla Casino-Polvorín: de rumbo N(35-40)°W y manteo (60-80)°NE, se
encuentra al suroeste del Rajo Mala Suerte, se extiende hasta Fase VI
(Argentina Sur), conforma un corredor estructural favorable que contiene a la
mineralización, en conjunto con Falla Sorpresa Verónica y Falla Argentina,
57
estas son interpretadas como fallas extensionales que controlan la distribución
de los cuerpos mineralizados y el emplazamiento de diques dacíticos (Infanta,
2002). Ver Figura N°24.
Falla Sorpresa-Verónica: rumbo N(30-40)°W y manteo 65°E. Esta falla
está ubicada entre Rajo Mala suerte y Hundimiento Sorpresa, se extiende
desde Fase III (Hundimiento Sorpresa) a Fase VI (Argentina norte). Ver Figura
N°25.
Falla Argentina: rumbo N(30-40)°W, subverticales. Esta falla pasa por el
centro del Rajo Argentina Sur. Ver Figura N°26.
Falla Marina: Localizada en la Fase IX (Rajo Marina, bajo el botadero
974), también se observa en la pared este del Rajo Bárbara Central. Presenta
una orientación general N(30-40)°W/75°SW. La traza es irregular, presentando
una transcurrencia sinestral con un componente de rechazo vertical del tipo
normal. En la zona de falla se exponen arreglos geométricos similares a un
duplex extensional (Véliz, 1996). Existe Falla Marina 1 y 2, subparalelas. Ver
Figura N°27.
5.2.2 Sistema NS
Corresponde a fallas de rumbo variables, NS a N20°E, subverticales,
algunas pueden ser de bajo ángulo, con importante actividad tardía posterior a
la mineralización.
Falla Elvira: Localizada en la Fase XIII (Rajo Elvira), con una potencia
máxima de 2 metros (Nuñez, 1998) y una orientación general NS a N10°E,
subvertical. Presenta una transcurrencia sinestral y movimientos verticales
normales (Véliz, 1996). Falla Elvira se encuentra entre Falla Tercera y Falla
Mercedes. Ver Figura N° 28.
58
Figura N°24: Falla Casino Polvorín, vista superior, planta en Google Earth
con fotolineamiento de la Falla Casino Polvorín indicando su manteo
(60°NE). Vista central, fotografía con vista al sureste de la Zona de Falla
Casino Polvorín en la pared sur del Rajo Mala Suerte, Vista inferior,
wireframe generada en Datamine con un giro del plano, para ver la
estructura en 3D.
59
Figura N°25: Falla Sorpresa Verónica, vista superior planta en Google
Earth con foto lineamiento de la Falla Sorpresa indicando su dirección
de manteo. Vista central fotografía con vista al norte de la traza de
Falla Sorpresa Verónica en la pared Norte del Rajo Mala Suerte. Vista
inferior vista en planta de wireframes de Falla Sorpresa 3D.
60
Figura N°26: Falla Argentina, vista superior planta en Google Earth con foto
lineamiento de la Falla Argentina. Vista central fotografía con vista al noroeste de
zona de Falla Argentina en la pared Noroeste del Rajo Argentina. Vista inferior, planta
de wireframes en Datamine de Falla en 3D.
61
Falla María: Localizada en el Rajo María o también llamado Elvira pared
sur. Presenta un fracturamiento intenso y penetrativo, de orientación general NS
a N10°W, subvertical. Falla María se encuentra al este de Falla Elvira. Ver
Figura N°29.
Falla Nora: Se localiza en el sector noreste del yacimiento, según
información de labores subterráneas, presenta una orientación de N(10-
15)°E/(50-60)°SE, variando su rumbo y manteo en unos 30° aproximadamente.
Presenta movimientos transcurrentes sinestrales con un rechazo vertical
moderado del tipo normal (Lucero, 1998). Ver figura N°30.
Falla Enaex: Se localiza en Fase III. Tiene una actitud N15°E/ (70-80)°E.
Ver Figura N°31.
Falla Maribel: Se ubica en Fase III y es subparalela a Falla Enaex, se
encuentra al este de ésta misma. Tiene actitud N(15-20)°E/90°. Ver Figura
N°32.
62
Figura N°27: Fallas Marina 1 y 2, vista superior planta en Google Earth con
fotolineamiento de Falla Marina 1 y 2 indicando su dirección de manteo.
Vista central fotografía con vista al norte de los planos de Falla Marina 1 y 2
en la pared Este del Rajo Bárbara Central. Vista inferior, wireframes
creadas en Datamine de Fallas Marina 1 y 2.
63
Figura N°28: Falla Elvira. Vista superior planta en Google Earth con
foto lineamiento de Falla Elvira. Vista central fotografía con vista al sur
de traza Elvira en la pared Sur del Rajo Elvira. Vista inferior wireframe
de Falla Elvira en Datamine con un giro del plano, para ver la
estructura en 3D.
64
Figura N°29: Falla María, vista superior, planta en Google Earth con
fotolineamiento de Falla María. Vista central fotografía vista al sur de traza
María en la pared Sur del Rajo Elvira. Vista inferior, wireframes de Falla
María creada en Datamine con un giro del plano, para ver la estructura en
3D.
65
5.2.3 Sistema NE
Son fallas de mayor magnitud dentro del yacimiento y controlan la
disposición de diques que cortan los cuerpos mineralizados en la mina
modificando la geometría original del depósito.
Falla Quinta: Corresponde a la estructura más oriental del sistema y limita
el cuerpo mineralizado por el este, separando rocas volcánicas de rocas
plutónicas. Se dispone con rumbos variables de N(20-30)°E y manteos
subverticales al noroeste. Presenta un movimiento de transcurrencia dextral,
combinado con movimientos verticales normales que marcan el descenso del
bloque occidental (Díaz, 1998). Ver Figura N°33.
Falla Tercera: Presenta una orientación variable de N(20-40)°E con
manteos subverticales y un ancho de 30 metros. Esta falla ocasiona un importante
desplazamiento en sentido sinestral con una componente oblicua, que desplaza el
cuerpo mineralizado del yacimiento Mantos Blancos del orden de unos 400 metros
(Cortés et al., 2000). Ver Figura N°34.
Falla Mercedes: Se ubica en el borde occidental del rajo principal, en Fase
I (Mercedes), limitando la zona de mineralización. Se manifiesta como una zona
de falla de unos 20 metros de ancho con actitud N(35-40)°E (Nuñez, 1998).
Presenta manteos subverticales y presenta un componente oblicuo importante,
pero con un desplazamiento sinestral (Díaz, 1998). Ver Figura 35.
Falla Silos: Se localiza en Fase III, entre Falla Mala Suerte y Mercedes.
Rumbo N(30-50)°E y manteo aproximadamente 55° SE. Ver Figura N°36.
66
Figura N°30: Falla Nora, superior izquierda fotografía de la traza de Falla Nora en la pared Sur del Rajo Bárbara Central, superior derecha
planta en Google Earth con foto lineamiento de la estructura, inferior izquierda vista en planta de wireframes de Falla Nora e inferior
derecha vista de la wireframe con un giro del plano, para ver la estructura en 3D.
Figura N°30: Falla Nora, vista superior planta
en Google Earth con foto lineamiento de la
estructura. Vista central fotografía con vista al
sureste de la traza de Falla Nora en la pared
Sur del Rajo Bárbara Central. Vista inferior,
wireframes de Falla Nora creada en Datamine,
con un giro del plano, para ver la estructura en
3D.
67
Figura N°31: Falla Enaex, vista superior planta en Google Earth
con fotolineamiento de Falla Enaex. Vista central fotografía con
vista al sur que indica zona de Falla Enaex en la pared Sur del
Rajo Mala Suerte. Vista inferior wireframe de Falla Enaex creada
en Datamine con un giro del plano, para ver la estructura en 3D.
68
Figura N°32: Falla Maribel, vista superior planta en Google Earth con
fotolineamiento de Falla Maribel. Vista central fotografía con vista al sureste
de traza de Falla Maribel en la pared Sur del Rajo Mala Suerte. Vista
inferior, planta de wireframes de Falla creada en Datamine.
69
Figura N°33: Falla Quinta, vista superior izquierda
planta en Google Earth con foto lineamiento de Falla
Quinta. Vista inferior derecha, wireframes de Falla
Quinta creada en Datamine con un giro del plano,
para ver la estructura en 3D.
70
Figura N°34: Falla Tercera, vista superior planta en Google Earth con
fotolineamiento de Falla Tercera. Vista central fotografía con vista al sureste de
la traza de Falla Tercera en la pared Este del Rajo Elvira. Vista inferior vista de
la wireframe de Falla Tercera creada en Datamine con un giro del plano, para
ver la estructura en 3D.
71
Figura N°35: Falla Mercedes, vista superior planta en Google Earth con
fotolineamiento de Falla Mercedes. Vista central fotografía con vista al noreste de
traza de Falla Mercedes en la pared Norte del Rajo Hundimiento Sorpresa. Vista
inferior, planta de wireframe de Falla Mercedes creada en Datamine.
72
Figura N°36: Sistema de Fallas Silos, vista superior planta en Google Earth con
fotolineamiento de Falla Silos indicando su dirección de manteo. Vista central fotografía
con vista al noroeste de planos de Sistema de Falla Silos en la pared Norte del Rajo
Hundimiento Sorpresa. Vista inferior planta de wireframe de Fallas Silos creada en
Datamine.
73
Figura N°37: Vista en planta de las “wireframes” de Fallas Mayores distritales de Fase Principal y del Fase VI.
74
5.3 Actualización del modelo estructural
5.3.1 Generalidades
Para generar la actualización del modelo estructural 3D fueron
trabajadas por separado la Fase Principal y Fase VI (Argentina), en total se
crean 298 wireframes, dentro de los cuales 280 corresponden a la Fase
Principal, 147 fallas mayores y 133 dique – fallas, y 18 corresponden a fallas
mayores de Fase VI. Para todos los casos, en verde se representan los diques-
fallas y en azul las fallas mayores, sobre una línea de color rojo, gris o negro
que representa la topografía del año 2011.
5.3.2 Bárbara Central
Las fallas mayores y diques fallas son denominadas “falla bc” y “dique
falla bc” cada una seguida de su número identificador y nombre en el caso de
que lo tenga. Con esta denominación están todas aquellas estructuras que se
encuentran entre Falla Tercera y Falla Quinta, incluyendo estas dos. En este
Rajo hay 60 fallas mayores y 48 diques – fallas. Ver figura N°38.
5.3.3 Elvira
Las fallas mayores y diques fallas son denominadas “falla e” y “dique
falla e” cada una seguida de su número identificador y nombre en el caso de
que lo tenga. Con esta denominación están todas aquellas estructuras que se
encuentran entre Falla Tercera y Falla Mercedes, incluyendo esta última. En
este Rajo hay 27 fallas mayores y 32 diques – fallas. En esta zona se observa
una clara tendencia de estructuras con rumbo noreste. Ver Figura N° 39.
75
5.3.4 Hundimiento Sorpresa
Las fallas mayores y diques fallas son denominadas “falla hs” y “dique
falla hs” cada una seguida de su número identificador y nombre en el caso de
que lo tenga. Con esta denominación están todas aquellas estructuras que se
encuentran entre Falla Mercedes y Falla Enaex, incluyendo esta última. En este
rajo hay 49 fallas mayores y 27 diques – fallas. En esta zona se observan
intersecciones de estructuras generando cuñas, ya sean, fallas mayores y/o
diques – fallas. Ver Figura N°40.
5.3.5 Mala Suerte
Las fallas mayores y diques fallas son denominadas “falla ms” y “dique
falla ms” cada una seguida de su número identificador y nombre en el caso de
que lo tenga. Con esta denominación están todas aquellas estructuras que se
encuentran entre Falla Sorpresa y Falla Casino Polvorín, incluyendo esta última.
En este rajo hay 23 fallas mayores y 14 diques – fallas. Ver Figura N°41.
5.3.6 Argentina
Hay 18 fallas mayores, las cuales han sido denominadas “falla arg” y su
número identificador, estas han sido interpretadas a lo largo y lo ancho del Rajo
Argentina, según corresponda, en el eje “Z” la interpretación se ha realizado
según la profundidad del rajo, aproximadamente de la cota 984 a la 924. Ver
Figura N°42.
76
Falla Casino
Polvorín
Figura N°38: Wireframes de fallas mayores y diques fallas de Bárbara Central, vista
superior en planta y vista inferior giro del plano, para ver las estructuras en 3D.
77
Figura N°39: Wireframes de fallas mayores y diques fallas de Elvira, vista superior
en planta y vista inferior, giro del plano, para ver las estructuras en 3D.
78
Figura N°40: Wireframes de fallas mayores y diques fallas de Hundimiento Sorpresa,
vista Superior planta de la wireframes creadas, vista inferior giro del plano, para ver las
estructuras en 3D.
79
Figura N°41: Wireframes de fallas mayores y diques fallas de Mala Suerte,
vista superior planta de la wireframes creadas, vista inferior giro del plano,
para ver las estructuras en 3D.
80
Figura N°42: Modelo Estructural (wireframes) de Fallas Mayores de Fase
VI, vista superior en planta y vista inferior giro del plano, para ver las
estructuras en 3D.
81
5.4 Dominios Estructurales
5.4.1 Generalidades
Para generar los dominios estructurales se utilizó el software estadístico
llamado Dips. Analizando por separado la Fase Principal y Fase VI (Argentina).
5.4.2 Dominios estructurales de Fase principal
Para generar los dominios estructurales de la Fase Principal, se realizaron
distintas pruebas de tamaños de celda hasta obtener un resultado eficiente.
Considerando que en total se mapearon 5.400 fallas menores y 10.270 diaclasas
en la Fase Principal.
Los dominios estructurales se generaron mediante el método de celdas,
siendo el tamaño de celda más eficiente el de 100X100 metros, Ver Figura N°43 y
44, gracias a esto se identificaron los límites de los dominios estructurales en la
Fase Principal, correspondientes a fallas mayores distritales. En esta Fase se
generaron 7 dominios estructurales, ver Figura N°45. La Figura N°46 muestra el
resumen de los dominios.
Los límites de los dominios estructurales corresponden a Fallas Mayores,
denominadas en el modelo estructural como:
- “falla bc 23”, “falla bc 30” y “falla bc 32”
- “dique falla bc 10 nora”
- “falla bc 21 tercera” y “falla bc 22 tercera”
- “falla e 1 mercedes” y “falla e 1.1 mercedes”
- “falla ms 3 enaex”
- “falla hs 2 sorpresa”
- “falla ms 1 casino”
82
“falla ms 1
casino”
“falla hs 2
sorpresa”
“falla ms 3
enaex”
“falla e 1
mercedes” y
“falla e 1.1
mercedes”
“falla bc 21
tercera” y “falla
bc 22 tercera”
“falla bc 23”,
“falla bc 30” y
“falla bc 32”
“dique falla bc
10 nora”
Figura N° 43: Distribución de
diagramas de contornos
aplicado en fallas menores.
83
“falla ms 1
casino”
“falla hs 2
sorpresa”
“falla ms 3
enaex”
“falla e 1
mercedes” y
“falla e 1.1
mercedes”
“falla bc 21
tercera” y “falla
bc 22 tercera”
“falla bc 23”,
“falla bc 30” y
“falla bc 32”
“dique falla bc
10 nora”
Figura N° 44: Distribución de
diagramas de contornos
aplicado en diaclasas.
84
DOMINIO I
DOMINIO II
DOMINIO III
DOMINIO IV
DOMINIO V
DOMINIO VI
DOMINIO VII
“falla bc 21
tercera” y “falla bc
22 tercera”
“falla bc 23”, “falla
bc 30” y “falla bc
32”
“dique falla bc 10
nora”
“falla e 1
mercedes” y “falla
e 1.1 mercedes”
“falla ms 2 enaex”
“falla hs 2
sorpresa”
“falla ms 1
casino”
Figura N°45: Dominios estructurales en 3D, en Fase Principal, en la vista inferior derecha se muestran las wireframes transparentadas.
Eje vertical “Z”
Eje horizontal “Y”
85
IV
FALLAS MENORES DIACLASAS
CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURASDOMINIO
I
II
III
Figura N°46: (paginas 84 y 85) Ploteos de dominios estructurales Fase Principal, en software Dips
86
DIACLASAS
CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS
VI
VII
FALLAS MENORES
V
DOMINIO
87
5.4.3 Dominios estructurales de Fase VI, Argentina
Para generar los dominios estructurales de Fase VI, se utilizaron distintas
pruebas de tamaños de celdas hasta obtener un resultado eficiente. Teniendo
en cuenta que en total se mapearon 470 fallas menores y 1.878 diaclasas en
Fase VI.
Los dominios estructurales se generaron mediante el método de celdas,
probando con celdas de distintos tamaños, como por ejemplo 20x20, 40x40,
50x50, 60x60 y 80x80 metros. Siendo la celda de 80x80 metros, la más
adecuada para trabajar con este método, Ver Figura N°47 y 48. Este tamaño de
celda permitió identificar los límites de dominios estructurales, ya que con este
tamaño se obtiene una mayor densidad de datos por celda, el tamaño es
adecuado y proporcional al tamaño del rajo, gracias a esto fue posible distinguir
que los límites de los dominios estructurales en Fase VI corresponden a fallas
mayores. En esta Fase se generaron 3 dominios estructurales. La Figura N°49
muestra en resumen los dominios.
Los límites de los dominios estructurales corresponden a las siguientes
Fallas Mayores:
- “falla arg 2”
- “falla arg 7
88
Figura N°47: Distribución de diagramas de contornos aplicado en; imagen
izquierda Fallas Menores e imagen derech diaclasas.
“falla arg 2”
“falla arg 7”
“falla arg 7”
“falla arg 2”
89
Figura N°48: Dominios estructurales en 3D en fase VI, Argentina. Izquierda,
vista en planta. Derecha vista en 3D de los dominios.
DOMINIO I
DOMINIO II
DOMINIO III
DOMINIO I
DOMINIO II
DOMINIO III
“falla arg 2”
“falla arg 7”
“falla arg 2”
“falla arg 7”
90
II
III
DOMINIOFALLAS MENORES DIACLASAS
CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS
I
Figura N°49: Ploteos de dominios estructurales Fase VI, en software Dips
91
5.5 Generación de set estructurales
5.5.1 Generalidades
Para hacer el análisis estructural de los dominios estructurales, y así
generar los set estructurales en cada dominio, tanto para fallas menores como
para diaclasas, se utilizó un análisis estadístico con el Software Dips.
Este análisis se realizó por separado, para Fase Principal (Bárbara
Central – Mala Suerte) y Fase VI (Argentina).
5.5.2 Set estructurales en Fase Principal (Bárbara Central – Mala Suerte)
Para realizar el análisis estadístico de las fallas menores y diaclasas,
primeramente se generaron ventanas o set estructurales geológicos, tanto
como para las fallas menores y las diaclasas, por separado. Por otro lado, los
set geotectónicos fueron resultado del cálculo estadísticamente de probabilidad
de ocurrencia (PO) de estos set, considerando solo aquellos set que tuvieran
una PO mayor a 7%.
dominio tipo de estructura N° de Set ID set dip (°) dip dir (°) PO (%)
1m F1 80 ± 12 258 ± 28 83
2m F2 82 ± 6 008 ± 8 3
otros 14
suma 100
1m J1 89 ± 10 257 ± 15 43
2m J2 85 ± 7 130 ± 8 18
3m J3 85 ± 8 169 ± 5 15
otros 25
suma 100
1m F1 86 ± 11 271 ± 29 66
2m F2 85 ± 10 173 ± 10 17
otros 17
suma 100
1m J1 86 ± 8 297 ± 27 57
2m J2 85 ± 8 246 ± 6 9
otros 34
suma 100
1m F1 90 ± 12 245 ± 17 37
2m F2 89 ± 9 119 ± 14 36
3m F3 85 ± 7 171 ± 8 13
otros 14
suma 100
1m J1 89 ± 8 272 ± 27 52
2m J2 84 ± 7 172 ± 8 26
otros 22
suma 100
1m F1 79 ± 12 119 ± 19 57
2m F2 59 ± 16 223 ± 20 27
otros 17
suma 100
1m J1 79 ± 10 121 ± 20 49
2m J2 58 ± 17 221 ± 17 30
3m J3 69 ± 5 044 ± 8 3
4m J4 54 ± 2 311 ± 4 1
5m J5 43 ± 5 066 ± 8 3
otros 14
suma 100
1m F1 87 ± 6 127 ± 22 32
2m F2 36 ± 10 091 ± 41 28
3m F3 41 ± 9 305 ± 30 17
4m F4 86 ± 4 038 ± 5 4
otros 20
suma 100
1m J1 89 ± 5 123 ± 18 32
2m J2 41 ± 10 299 ± 31 29
3m J3 45 ± 9 051 ± 26 15
4m J4 38 ± 8 152 ± 27 14
otros 11
suma 100
1m F1 88 ± 14 300 ± 21 43
2m F2 60 ± 14 049 ± 13 43
otros 14
suma 100
1m J1 58 ± 13 053 ± 19 40
2m J2 60 ± 16 286 ± 13 22
3m J3 63 ± 11 111 ± 11 9
4m J4 64 ± 11 345 ± 9 12
otros 17
suma 100
1m F1 84 ± 5 116 ± 19 51
2m F2 59 ± 18 063 ± 13 20
3m F3 61 ± 11 007 ± 9 15
otros 14
suma 100
1m J1 86 ± 12 297 ± 19 53
2m J2 62 ± 11 011 ± 9 12
3m J3 67 ± 13 074 ± 6 12
4m J4 34 ± 7 052 ± 9 6
5m J5 77 ± 3 226 ± 10 4
otros 13
suma 100
92
Fallas Menores
Diaclasas
VII
Fallas Menores
Fallas Menores
Diaclasas
I
II
III
IV
2
Diaclasas
Fallas Menores
Diaclasas
Fallas Menores
Diaclasas
3
2
2
3
Fallas Menores
Diaclasas
Fallas Menores
V
VI
Diaclasas
2
5
5
4
4
2
4
3
2
Tabla N°1: Sistemas Estructurales Geológicos de Fase Principal.
93
DOMINIO
I
concentración de polos
Fallas Menores Dicalcasas
II
III
IV
V
VI
VII
Figura N°50 Dominios Estructurales Geológicos y Set Estructurales de Fase principal
1m F1 80 ± 12 258 ± 28 83
otros 17
suma 100
1m J1 89 ± 10 257 ± 15 43
2m J2 85 ± 7 130 ± 8 18
3m J3 85 ± 8 169 ± 5 15
otros 25
suma 100
1m F1 86 ± 11 271 ± 29 66
2m F2 85 ± 10 173 ± 10 17
otros 17
suma 100
1m J1 86 ± 8 297 ± 27 57
2m J2 85 ± 8 246 ± 6 9
otros 34
suma 100
1m F1 90 ± 12 245 ± 17 37
2m F2 89 ± 9 119 ± 14 36
3m F3 85 ± 7 171 ± 8 13
otros 14
suma 100
1m J1 89 ± 8 272 ± 27 52
2m J2 84 ± 7 172 ± 8 26
otros 22
suma 100
1m F1 79 ± 12 119 ± 19 57
2m F2 59 ± 16 223 ± 20 27
otros 17
suma 100
1m J1 79 ± 10 121 ± 20 49
2m J2 58 ± 17 221 ± 17 30
otros 21
suma 100
1m F1 87 ± 6 127 ± 22 32
2m F2 36 ± 10 091 ± 41 28
3m F3 41 ± 9 305 ± 30 17
otros 24
suma 100
1m J1 89 ± 5 123 ± 18 32
2m J2 41 ± 10 299 ± 31 29
3m J3 45 ± 9 051 ± 26 15
4m J4 38 ± 8 152 ± 27 14
otros 11
suma 100
1m F1 88 ± 14 300 ± 21 43
2m F2 60 ± 14 049 ± 13 43
otros 14
suma 100
1m J1 58 ± 13 053 ± 19 40
2m J2 60 ± 16 286 ± 13 22
3m J3 63 ± 11 111 ± 11 9
4m J4 64 ± 11 345 ± 9 12
otros 17
suma 100
1m F1 84 ± 5 116 ± 19 51
2m F2 59 ± 18 063 ± 13 20
3m F3 61 ± 11 007 ± 9 15
otros 14
suma 100
1m J1 86 ± 12 297 ± 19 53
2m J2 62 ± 11 011 ± 9 12
3m J3 67 ± 13 074 ± 6 12
otros 23
suma 100
94
5
5
4
4
2
4
3
Diaclasas
Diaclasas
Diaclasas
Fallas Menores
Diaclasas
3
2
2
I
II
III
IV
Fallas Menores 2
Diaclasas
Fallas Menores
Diaclasas
3
2
2
V
VI
Fallas Menores
Diaclasas
VII
Fallas Menores
Diaclasas
Fallas Menores
Tabla N°2: Sistemas Estructurales Geotécnicos de Fase Principal.
95
DOMINIO
I
concentración de polos
Fallas Menores Diaclasas
II
III
IV
V
VI
VII
Figura N°51: Dominios Estructurales Geotécnicos y Set Estructurales de Fase principal
96
5.5.3 Set estructurales en Fase VI (Argentina)
Para realizar un análisis estructural en Fase VI, se utilizó la misma
metodología que en Fase Principal, aplicada para los 3 dominios existentes en
esta Fase.
Tabla N°3: Sistemas
Estructurales Geológicos de
Fase VI.
Diaclasas Diaclasas
Diaclasas
Fallas
Menores
Fallas Menores Fallas
Menores
Diaclasas
Diaclasas
Diaclasas
97
I
II
III
concentración de polos
Fallas Menores DiaclasasDOMINIO
Figura N°52: Dominios Estructurales Geológicos y Set Estructurales de Fase VI.
Dominio Tipo de Estructura N° de Set ID Set Dip (°) Dip dir (°) PO (%)
1m F1 46 ± 11 184 ± 31 44
2m F2 90 ± 5 074 ± 19 17
3m F3 46 ± 13 279 ± 22 22
otros 17
suma 100
1m J1 57 ± 16 165 ± 29 37
2m J2 43 ± 18 281 ± 32 36
3m J3 56 ± 20 030 ± 11 10
otros 17
suma 100
1m F1 51 ± 16 040 ± 20 54
2m F2 57 ± 18 110 ± 19 31
otros 15
suma 100
1m J1 85 ± 9 274 ± 17 22
2m J2 54 ± 16 017 ± 15 40
3m J3 45 ± 10 085 ± 22 15
otros 22
suma 100
1m F1 44 ± 11 251 ± 16 21
2m F2 64 ± 17 035 ± 12 24
3m F3 44 ± 8 326 ± 22 39
otros 16
suma 100
1m J1 74 ± 10 066 ± 12 15
2m J2 34 ± 17 010 ± 11 26
3m J3 45 ± 15 285 ± 28 37
otros 22
suma 100
98
2
3
2
2
3
2
Diaclasas
Fallas Menores
III
Diaclasas
Fallas Menores
Diaclasas
Fallas Menores
II
I
Tabla N° 4: Sistemas Estructurales Geotécnicos de
99
I
II
III
concentración de polos
Fallas Menores DiaclasasDOMINIO
Figura N° 53: Dominios Estructurales Geotécnicos y Set Estructurales de Fase VI.
100
CAPITULO 6
VALIDACION
6.1 Validación
Para validar este modelo estructural se tomo el 10% del total de las
estructuras en cada rajo, y se verificaron en terreno con el geólogo senior del staff
de geólogos de Mantos Blancos, Regina Toloza H.
En Fase VI (Argentina) existen 18 estructuras, las cuales han sido
digitalizadas, generando el cuerpo solido (wireframe) de cada una de ellas, por
tanto se han escogido 2 estructuras, las cuales se han verificado en terreno que su
posición, rumbo y manteo sean iguales a las generadas en el modelo estructural.
En la Fase Principal existen 280 estructuras digitalizadas, dentro de las
cuales se han escogido 28 estructuras que han sido verificadas en terreno al igual
como se hizo en el Rajo Argentina.
Se intentó que el 10% de las estructuras tomadas en cada fase
correspondiera a límite de dominio estructural, y de esta manera validar a la vez
los dominios estructurales y sus límites interpretados.
6.2 Resultados de la Validación
La mayoría de los resultados de la validación fue positiva, sin embargo hay
algunas estructuras que se encuentran en el modelo pero no es posible
observarlas en terreno, debido al avance de la mina, derrames, etc.
101
Muchas de las estructuras que fueron mapeadas en cotas superiores,
fueron interpretadas o mejor dicho proyectadas a cotas inferiores en el modelo
estructural, ya que a veces no es posible visualizarlas en el open pit de la mina y
existe la posibilidad de que estas hayan sido cortadas por otras estructuras en
cotas superiores a la interpretada.
Sin embargo, es posible visualizar en terreno como cambian los dominios
estructurales en profundidad según el manteo de las estructuras mayores que
corresponden a los límites de estos, lo que ha permitido validar los dominios
estructurales definidos anteriormente.
102
CAPITULO 7
APLICACIONES
7.1 Generalidades
El modelo estructural y los dominios estructurales en 3D tienen diversas
aplicaciones, algunas de ellas son: geomecánica, perforación, tronadura,
geología y exploraciones.
7.2 Aplicación en Geomecánica:
Una de las tareas del área de geomecánica es realizar la evaluación
cinemática de aquellas estructuras con alto potencial de deslizamiento, esto se
realiza con la ayuda del modelo estructural, el cual permite conocer la posición
y orientación de las estructuras mayores y evaluar si estas son efectivas con el
avance del pit de mina. Según la evaluación del análisis cinemático, los
profesionales del área de geomecánica generan las restricciones
geomecánicas, es decir, restringen todo tipo de trabajos en ciertas áreas de la
mina donde existe un posible deslizamiento estructural, como por ejemplo un
deslizamiento tipo cuña, como se observa en la Figura N°54. Así el modelo
estructural ayuda a estimar los posibles deslizamientos que vienen a futuro
según el desarrollo de la mina a mediano y largo plazo.
Por otro lado, conocer los dominios y set estructurales geológicos y
geotécnicos, permite al área de geomecánica diseñar taludes con ángulos
103
afines a estos dominios y set estructurales, así por ejemplo, al tener las
orientaciones predominantes de las zonas de interés (dominios estructurales),
es posible observar el potencial de deslizamiento que tienen estas estructuras
con relación al ángulo de talud diseñado, si estas estructuras presentan una
orientación paralela al ángulo de talud, como es el caso de Mantos Blancos, se
baja el ángulo de talud para mejorar el factor de seguridad. Sin embargo, la
orientación de las estructuras es solo uno de los factores para determinar el
ángulo de talud, otros factores son: ancho de rampa, berma, etc.
7.3 Aplicación en Perforación y Tronadura
El área de perforación y tronadura, necesita conocer la posición y
orientación exacta de las estructuras mayores dentro de un polígono de
perforación para diseñar la malla de tronadura, de tal manera que al momento
del disparo la tronada se proyecte perpendicularmente a las estructuras
mayores. Esto permitirá disminuir la cantidad de tiros quedados, de lo contrario,
al no conocer la posición de las estructuras y no direccionar de manera idónea
la tronadura, las estructuras mayores se puede deslizar durante la tronadura y
puede cortar las líneas o cables de detonación generando un PTQ (posible tiro
quedado). Ver Figura N°55. Esto también dependerá de las caras libres de
banco disponibles al momento de la tronadura.
Una de las exigencias de perforación y tronadura es obtener una
granulometría idónea de roca tronada, para continuar con un eficiente proceso
de producción, especialmente en las etapas de chancado y molienda. Los
dominios estructurales fueron generados con estructuras menores y diaclasas,
mediante el método de celdas. Es decir, es posible obtener en cada celda la
frecuencia de fractura, y con este dato los profesionales del área de perforación
104
y tronadura aplican la cantidad ideal de detonante para obtener la granulometría
de roca tronada deseada, por ejemplo: a mayor frecuencia de fractura menor
será la carga que se debe aplicar (detonante de menor frecuencia) y vice versa,
cabe destacar que la cantidad de carga que es aplicada depende además, de la
litología y dureza de la roca. Hoy en día perforación y tronadura pide a geología
datos como: estructuras, diques, frecuencia de fracturas, litología y dureza de
roca en las zonas que serán tronadas.
7.4 Aplicación en Geología
Debido a que el modelo estructural incorpora un modelo de diques, es
posible conocer el tonelaje total de diques (roca no mineralizada) en cada
poligonal de perforación y/o en la zona que se desee. Esto podría explicar la
dilución de leyes en ciertas áreas y/o poligonales.
Se conoce, por génesis del yacimiento, que los diques son post –
mineralización, por tanto, todas aquellas zonas interpretadas como mineral, que
en la realidad pueden ser cortadas por uno a más diques de diferentes
espesores, hoy se puede mejorar su interpretación, debido a la existencia del
modelo de diques. Además permitirá predecir con más certeza el tonelaje y ley.
Esto se puede observar el la Figura N° 55, donde se ve que en la cota 624 de
Fase II, los diques tienen volúmenes tales que permiten su cubicación y por
ende el conocimiento de su tonelaje.
105
7.5 Aplicación en Exploración de Recursos
Hoy en día, el método más utilizado para la exploración de recursos, es
la intersección de fallas, en especial la intersección entre fallas noreste y
noroeste, ya que en estas intersecciones se encuentran los cuerpos de más alta
ley. El modelo estructural permite conocer las estructuras y los manteos de
aquellas estructuras interpretadas en superficie, lo cual ayuda a generar
perforaciones exploratorias con ángulo de inclinación y azimut dirigidos de
manera perpendicular a estas estructuras. Hoy en día se utilizan los
fotolineamientos interpretados en imagen Ikonos (ver Figura N°9), como ayuda
de patrones exploratorios, estos fotolineamientos se pueden corroborar con
fallas mayores interpretadas en el rajo (modelo estructural 3D).
106
Figura N°54: Cuña en Rajo Hundimiento Sorpresa,
vista superior izquierda, muestra en planta la
intersección entre las fallas “falla hs 5” y “falla hs 6”,
vista inferior izquierda, muestra en 3D la misma
intersección, vista superior derecha es una fotografía
con vista al noroeste de la pared Norte del rajo
Hundimiento Sorpresa que muestra la cuña en
terreno. Esta cuña fue descargada en el año 2010.
Elvira
Hundimiento
Sorpresa
Mala
Suerte
Elvira Hundimiento
Sorpresa
Mala
Suerte
107
Poligonal de
perforación
Dique - falla
Falla mayor
Figura N°55: En rosado se muestra una poligonal de
perforación del banco 624 de Bárbara Central (Fase
2). Observar que a esta cota la poligonal es
interceptada por un dique falla y por dos fallas
mayores. Con el modelo estructural es posible
obtener el espesor y orientación de estas estructuras
a la cota 624.
108
CAPITULO 8
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
El presente trabajo redefinió y actualizó el modelo estructural 3D y definió
los dominio estructurales, tanto de Fase Principal como Fase VI, satisfaciendo
el requerimiento de la superintendencia de geológica DMB y permitiendo una
posterior aplicabilidad para áreas de gemecánica, perforación y tronadura, etc.
Los resultados del modelo estructural siguen patrones muy similares a los
modelos estructurales históricos presentes en la división.
Para definir los dominios estructurales en las distintas fases se utilizó el
método de celdas, el cual permitió identificar que los límites de los dominios
estructurales corresponden a fallas mayores. Los dominios estructurales
generados en este trabajo, no se asemejan a los dominios generados por un
estudio realizado en el año 2010, ya que en este estudio se dijo que los limites
de los dominios estructurales corresponden a contactos litológicos, sin
embargo, en este mismo año se realizó un estudio para definir dominios
estructurales en Fase Principal, y estos resultaron muy similares a los
resultados del presente trabajo, concluyendo que los limites de los dominios son
fallas mayores.
En Fase VI (Argentina) no hay un estudio de dominios estructurales
realizado anteriormente, como para poder realizar comparación. Ya que esta es
una nueva fase de explotación.
109
Entre las Fallas Tercera y Mercedes, ambas de orientación noreste y de
carácter distrital, se observan que los diques fallas y falla mayores
comprendidos entre estas estructuras, presentan una orientación preferencial
noreste, entonces se concluye que estas dos estructuras dominan a las
estructuras menores comprendidas dentro del área definida por ellas. Ver
Figura N°56.
Entre Falla Quinta y Tercera, fallas de carácter distrital y orientación
noreste, el comportamiento estructural mencionado anteriormente se ve
atenuado debido a la influencia de Falla Marina y Falla Nora, las que se
disponen entre estas dos fallas distritales, esto hace que se definan nuevos
dominios estructurales dentro del bloque de Bárbara Central.
Al oeste de Falla Mercedes, la tendencia estructural es noroeste,
quedando definida por fallas tales como: Falla Sorpresa Verónica, Falla Casino
Polvorín, Falla Argentina, etc, las cuales definen bloques de mineralización
distintos a los conocidos al este de Falla Mercedes. Al oeste de Falla Mercedes,
donde predominan las estructuras noroeste, los bloques de mineralización son
tipo escalones o horst y graben, y al este de Falla Mercedes, donde predominan
las estructuras noreste, los bloques de mineralización dependen principalmente
del movimiento transcurrente que tuvieron estas estructuras.
La intersección de los pit diseñados con las fallas definidas en este
trabajo resulta tener un bajo factor de seguridad en el sector de Hundimiento
Sorpresa, ver Figura N°56, en esta zona se generan cuñas con ángulos de
intersección a favor del ángulo de talud. Así como también la intersección de la
pared sur de Elvira con Falla Tercera y Fase IX con Falla Quinta. Ver Figura
N°2. Por lo tanto es recomendación de este trabajo tener en consideración los
dominios estructurales definidos, antes de diseñar un pit de avance y/o pit final.
110
Si bien es cierto que las diferencias litológicas definen dominios
estructurales separados de acuerdo a la sub-estratificación presente en el rajo,
estos dominios fueron posteriormente afectados por la acción de fallas mayores
y/o distritales, tales como Falla Tercera, Mercedes, Quinta, Nora, Marina, etc.
Lo que explica que los límites de los dominios estructurales sean fallas
mayores. Se sugiere que al momento de cargar un polvorazo se tenga en
consideración, además de las estructuras, la dureza y la diferencias litológicas
que influyen en el diaclasamiento y cizallamiento presente, esto para evitar un
sobre fracturamiento o lo opuesto.
Se concluyó que el modelo es útil para ciertas áreas tales como:
geomecánica, perforación y tronadura, geología (evaluación de recursos) y
exploraciones, se sugiere considerar el diseño de las estructuras en 3D,
además de la definición de dominios y set estructurales para optimizar la
operación y el proceso minero.
111
Figura N°56: Vista en planta en la cota 900, del modelo estructural en Fase Principal. Azul son fallas mayores y verde son diques fallas.
Falla Quinta
Falla Tercera
Falla Mercedes
Falla Marina
Falla Sorpresa Verónica
Falla Casino Polvorín
112
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