tesis de magister sin numeros - universidad de...
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UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
RESPUESTA GEOQUIMICA EN UNA CUBIERTA ALUVIAL SOBRE UN PORFIDO CUPRIFERO: QUEBRADA DE LOS ARRIEROS, REGION DE ANTOFAGASTA,
CHILE
TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGISTER EN CIENCIAS, MENCION GEOLOGIA
MEMORIA PARA OPTAR AL TITULO DE GEOLOGO
CARMINA OLIVIA JORQUERA ZUÑIGA
PROFESOR GUIA:
BRIAN TOWNLEY CALLEJAS
MIEMBROS DE LA COMISION: CARLOS PALACIOS MONASTERIO
VICTOR MAKSAEV JURCHUC PETER ALAN WINTERBURN
SANTIAGO DE CHILE ENERO 2007
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RESUMEN Esta tesis presenta los resultados de metodologías geoquímicas aplicadas a la búsqueda de depósitos
tipo pórfido cuprífero bajo cobertura sedimentaria aluvial en el Desierto de Atacama. Se realizó una
recolección sistemática de 94 muestras de sedimentos de las gravas aluviales que cubren un pórfido
cuprífero, y 174 muestras de sedimentos sobre un área prospectiva en la que se desconoce la existencia de
algún cuerpo tipo pórfido mineralizado bajo cobertura. Se aplicó el método de extracción parcial Agua
Regia (AR), “Soil Desorption Pyrolisis Pty” (SDP), pH, conductividad eléctrica (EC), y razones isotópicas
de C, N y S. Los resultados indican una fuerte dependencia del pH, EC, SDP y AR con el medio muestral,
es decir se obtuvo una gran variabilidad dependiente de las fases minerales presentes en el medio, lo que
limita su utilidad como método de exploración de pórfidos cupríferos en coberturas sedimentarias del tipo
aluvial del Desierto de Atacama. La principal mineralogía que interfiere en los resultados analíticos es el
yeso que constituye una costra, la que diluye la señal del suelo, distorsionando las señales de los distintos
métodos empleados. Así, el yeso actúa como un buffer de pH y EC, disminuye los valores de compuestos
gaseosos medidos con SDP y se ve representada en las concentraciones de Ca y S medidos por AR. En
cuanto a las razones isotópicas, estas no presentan una respuesta robusta respecto a la existencia del
cuerpo tipo pórfido cuprífero (al menos bajo la metodología aquí empleada). Para SDP se observa una
doble anomalía de contraste positiva sobre los bordes de la proyección en superficie del pórfido cuprífero.
Sin embargo, esta anomalía de contraste se cree que se debe a interferencia del medio muestral, ya que
sobre el pórfido cuprífero se observó presencia de yeso en superficie, la que reduce la señal de
hidrocarburos sobre la proyección en superficie del cuerpo.
En el aluvio que cubre al pórfido cuprífero se encuentran anomalías de contraste apicales de Na, B, K,
N, que no son interferidos por la presencia de yeso, y anomalías de contraste de elementos asociados en
factores estadísticos que podrían representar parámetros naturales del medio muestreado como arcillas
(e.g. Al, Ga) y/o asociadas al pórfido (e.g. Cs, Li) y de elementos indicadores de mineralización (Cu, Mo y
Ag). Además, se observan anomalías de contraste de conductividad eléctrica (EC) y de etano (C2H6).
Este último es el único hidrocarburo anómalo sobre la proyección en superficie del pórfido cuprífero, el
que se correlaciona fuertemente con EC, Na y N. Se cree que es una anomalía falsa, producto de una
interferencia de nitrato (NO), el que iguala la masa atómica del etano durante el proceso analítico en el
ICP-MS. En los perfiles muestreados en el área prospectiva no se encontraron anomalías de contraste
robustas que indiquen la existencia de un cuerpo tipo pórfido cuprífero enterrado bajo cobertura aluvial.
El proceso de formación de las anomalías de contraste apicales observadas sobre el pórfido cuprífero, se
asocia a aguas subterráneas que migran a través de fracturas que existirían en el cuerpo tipo pórfido y en la
cobertura de gravas aluviales sobre él, mediante bombeo tectónico. Dichas aguas transportarían a los
elementos finalmente absorbidos en la cobertura.
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A mis padres y familia
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AGRADECIMIENTOS
Comienzo por agradecer a mis padres que me dieron la vida y el apetito del conocimiento, por supuesto a mis hermanos Carola, Juan Pablo y Carmen Gloria y toda mi familia que ha aportado grandes felicidades a mi vida, entre ellos debo contar a la Maca, gran amiga de infancia que me alegra la vida y contagia su alegría.
Gracias a Anglo American, en especial a Chris Oates, por darme la posibilidad de obtener un
grado académico y creer en mí. En especial también a Peter Winterburn por darme apoyo, respuestas, paciencia, buen humor y muy buenas ideas.
Gracias a Brian por su paciencia y darme minutos preciados de su tiempo para resolver
dudas. Y siguiendo en la U, a todos esos grandes personajes que conocí y que desinteresadamente me regalaron su amistad. A todos mis compañeros mechones Carlitos, Gladis, Miguel Oco, Salvy, César, Figuegol, Matias y mis amigas del cole Caroly, Kitty, Michel, Carla, Marión, Rulo, Carola A., Carola M. y la Jany, personajes que me entregaron tanto cariño y buena onda hasta hoy. A mis compañeros geólogos, por su sencillez, y por soportar mis jugos de terreno, en especial a todos.
En especial te doy gracias a ti Miguel, por regalarme tu amistad y después embriagarme con
tu amor, apoyo, levantarme y tirarme para arriba todo el rato y por vivir conmigo la grandeza del amor a la tierra y nuestro Chile!.
Gracias a María Rosa y la Cristi, sin ellas, nadie pasa los cursos, ni se titula, son un pilar
fundamental para los alumnos de geología, gracias a ambas por estar siempre dispuestas a orientarnos con la mejor de las sonrisas y darnos cariño y apoyo.
Gracias a la música por llenar todos los espacios que necesité para estudiar, a Tommy Rey y
las sonoras por sus alegres cumbias que invaden mis carretes, a las rancheras que las conocí hace poco y son tan buenas, a los Jaivas, a Víctor y la Violeta, a Inti, Quila y Sol y lluvia. Al heavy metal que acompañó mi adolescencia, en especial a Metallica, Pantera y Dorso. A Manu, Café Tacuba y la cebolla inglesa de los 80, es muy buena. Ah, y a nuestro Salo Reyes por acompañarnos en tantos terrenos, entre otros. A la cerveza refrescante y al vinito tinto por supuesto.
Gracias a las chinitas, que me han acompañado la vida entera. A Coquimbo y el norte, por sus hermosos paisajes desérticos, al sur por sus hermosos bosques y lagos, a los hermosos ríos e islas de Chile.
Gracias a todo lo que nos llena y satisface.
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ÍNDICE DE CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………….. 1
1.1 OBJETIVOS……………………………………………………………………………………….. 2 1.1.1 Objetivos generales…………………………………………………………………….. 2 1.1.2 Objetivos específicos…………………………………………………………………… 2
1.2 HIPÓTESIS………………………………………………………………………………………... 2 1.3 UBICACIÓN Y VÍAS DE ACCESO……………………………………………………………… 2 1.4 CLIMA…………………………………………………………………………………………….. 3 1.5 METODOLOGÍA…………………………………………………………………………………. 4
2 ANTECEDENTES GEOLÓGICOS………………………………………………………………………. 6
2.1 GEOLOGÍA REGIONAL…………………………………………………………………………. 6 2.2 GEOLOGÍA LOCAL……………………………………………………………………………… 9
2.2.1 Geología y descripción breve del Pórfido Arrieros…………………………………….. 10 2.3 ESTRUCTURAS………………………………………………………………………………….. 10
2.3.1 Pliegues………………………………………………………………………………... 10 2.3.2 Fallas…………………………………………………………………………………... 10
2.4 GEOFÍSICA………………………………………………………………………………………. 12 2.5 HIDROGEOQUÍMICA…………………………………………………………………………… 13
3 METODOLOGÍA…………………………………………………………………...……………………… 20
3.1 ZONAS DE MUESTREO…………………………………………………………………………. 20 3.2 LÍNEAS DE MUESTRA…………………………………………………………………………... 20 3.3 TOMA DE MUESTRAS…………………………………………………………………………... 20 3.4 MÉTODOS ANALÍTICOS………………………………………………………………………... 18
3.4.1 Agua Regia (GP1F-MS)………………………………………………………………... 18 3.4.2 SDP…………………………………………………………………………………….. 18 3.4.3 Medición de Conductividad y pH de suelo……………………………………………. 20 3.4.4 Medición de Isótopos………………………………………………………………….. 21 3.4.5 Costos de los métodos analíticos………………………………………………………. 22
4 CARACTERIZACIÓN DE LA COBERTURA………………………………………………………….. 23
5 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ANALÍTICOS…………………………………………………. 26
5.1 AGUA REGIA PARA SEDIMENTOS MENORES A 250µ……………………...……………… 27 5.1.1 Control de Calidad……………………………………………………………………… 27 5.1.2 Resultados de AR para Área Pórfido Arrieros………………………………….……… 31 5.1.3 Resultados de AR para el Área Quenante……………………………………………… 39
5.2 SDP (SOIL DESORPTION PYROLYSIS)………………………………………………………... 52 5.2.1 Control de Calidad……………………...……………………………………………… 52 5.2.2 Resultados de SDP para el Área Pórfido Arrieros……………………………………... 53 5.2.3 Resultados de SDP para el área Quenante………………………………………...…… 62
5.3 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Y PH………………………………………………………… 73 5.3.1 Control de Calidad……………………………………...……………………………… 73 5.3.2 Análisis estadístico univariable………………………………………………...………. 74 5.3.3 Análisis estadístico multivariable………………………………………………………. 75 5.3.4 Distribución de pH y EC……………………………………………………………….. 76
5.4 RAZONES ISOTÓPICAS DE CARBONO δ13C……………………………………………….... 81 5.4.1 Control de calidad……………………………………………………………………… 82 5.4.2 Modelo teórico…………………………………………………………………………. 82 5.4.3 Resultados δ13C……………………………………………………………………….. 83
5.5 RAZONES ISOTÓPICAS DE AZUFRE δ34S…………………………………………………… 84 5.6 RAZONES ISOTÓPICAS DE NITRÓGENO δ15N……………………………………………… 85
6 DISCUSIÓN………………………………………………………………………………………………… 86
-
6.1 CARACTERIZACIÓN DE LA COSTRA DE YESO…………………………………………….. 86 6.2 RESPUESTA DE PH Y EC……………………………………………………………………….. 87 6.3 AGUA REGIA………………..…………………………………………………………………… 89
6.3.1 Área Pórfido Arrieros………………………………………………………………….. 89 6.3.2 Área Quenante………………………………………………………………………..... 90
6.4 SDP………………………………………………………………………………………………… 91 6.4.1 Área Pórfido Arrieros…………………………………………………………………... 91 6.4.2 Caso Etano……………………………………………………………………………… 92 6.4.3 Área Quenante………………………………………………………………………….. 93
6.5 RAZONES ISOTÓPICAS…………………………………………………………………………. 94 6.6 GEOFÍSICA……………………………………………………………………………………….. 95 6.7 COMPARACIÓN CON SPENCE………………………………………………………………… 95 6.8 RELACIÓN DE GEOQUÍMICA DEL SUELO CON LA HIDROGEOQUÍMICA……………… 97 6.9 COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS USADOS……………………………… 100 6.10 ORIGEN DE LAS ANOMALÍAS……………………………………………………………….. 100
7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………………………………………... 103
8 REFERENCIAS……………………………………………………………………………………………. 105
ANEXO A ANEXO B ANEXO C ANEXO D ANEXO E
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ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 1.1: Mapa de ubicación y vías de acceso a la zona de estudio 3
FIGURA 2.1: Mapa geológico regional 8
FIGURA 2.2: Mapa geológico local 11
FIGURA 2.3: Principales estructuras de la zona de estudio 13
FIGURA 2.4: Mapa espectral de hierro total 14
FIGURA 3.1: Ubicación de líneas de muestras de sedimento aluvial, agua y sondajes 16
FIGURA 3.2: Tamizado y muestras para SDP 17
FIGURA 4.1: Observación en terreno de presencia de costra de yeso 25
FIGURA 5.1: Área Pórfido Arrieros. Ubicación de líneas y puntos de extracción de muestras 26
FIGURA 5.2: Área Quenante. Ubicación de las líneas y puntos de extracción de muestras 27
FIGURA 5.3: Control de certeza para Na 28
FIGURA 5.4: Barras de 50% error para Sr y Na 29
FIGURA 5.5: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste para línea de muestra 5 34
FIGURA 5.6: Perfiles NW/SE para factores de línea de muestra 5 35
FIGURA 5.7: Perfiles NW/SE para concentración de Ag, Na y Ca de línea de muestra 5 36
FIGURA 5.8: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de línea de muestra 6 37
FIGURA 5.9: Perfiles NW/SE para factores de línea de muestra 6 38
FIGURA 5.10: Perfiles NW/SE para concentración de Ag, Na y Ca de línea de muestra 6 39
FIGURA 5.11: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de línea de muestra 1 44
FIGURA 5.12: Perfiles SW/NE para factores de línea de muestra 1 45
FIGURA 5.13: Perfiles SW/NE para concentración de Na para línea de muestra 1 45
FIGURA 5.14: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de línea de muestra 2 46
FIGURA 5.15: Perfiles SW/NE para factores de línea de muestra 2 47
FIGURA 5.16: Perfiles SW/NE para concentración de oro de línea de muestra 2 48
FIGURA 5.17: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de línea de muestra 3 48
FIGURA 5.18: Perfiles SW/NE para factores de línea de muestra 3 49
FIGURA 5.19: Perfiles SW/NE para concentración de línea de muestra 3 49
FIGURA 5.20: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de línea de muestra 4 50
FIGURA 5.21: Perfiles SW/NE para factores de línea de muestra 4 51
FIGURA 5.22: Perfiles SW/NE para concentración de Ag de línea de muestra 4 51
FIGURA 5.23: Barras de 50% de error para etano 4 52
FIGURA 5.24: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de compuestos gaseosos. Línea de
muestra 5
57
FIGURA 5.25: Perfiles NW/SE para factores de compuestos gaseosos. Línea de muestra 5 58
FIGURA 5.26: Perfiles NW/SE para compuestos gaseosos de línea de muestra 5 59
FIGURA 5.27: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de compuestos gaseosos. Línea de
muestra 6
59
-
FIGURA 5.28: Perfiles NW/SE para factores de compuestos gaseosos. Línea de muestra 6 60
FIGURA 5.29: Perfiles NW/SE para compuestos gaseosos de línea de muestra 6 61
FIGURA 5.30: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de compuestos gaseosos de línea de
muestra 1
67
FIGURA 5.31: Perfiles SW/NE para factores de compuestos gaseosos de línea de muestra 1 68
FIGURA 5.32: Perfiles SW/NE para C2H6 y SO2 de línea de muestra 1 69
FIGURA 5.33: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de compuestos gaseosos de línea de
muestra 2
69
FIGURA 5.34: Perfiles SW/NE para factores de compuestos gaseosos de línea de muestra 2 70
FIGURA 5.35: Perfiles SW/NE para As y C2H6 de línea de muestra 2 70
FIGURA 5.36: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de compuestos gaseosos de línea de
muestra 3
71
FIGURA 5.37: Perfiles SW/NE para factores de compuestos gaseosos de línea de muestra 3 72
FIGURA 5.38: Perfiles SW/NE para COS de línea de muestra 3 72
FIGURA 5.39: Perfiles SW/NE para factores de compuestos gaseosos de línea de muestra 4 73
FIGURA 5.40: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de EC de línea de muestra 5 77
FIGURA 5.41: Perfiles NW/SE para pH y EC de línea de muestra 5 78
FIGURA 5.42: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de EC de línea de muestra 6 78
FIGURA 5.43: Perfiles NW/SE para pH y EC de línea de muestra 6 78
FIGURA 5.44: Perfiles SW/NE para pH y EC de línea de muestra 1 79
FIGURA 5.45: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de EC de línea de muestra 2 80
FIGURA 5.46: Perfiles SW/NE para pH y EC de línea de muestra 2 80
FIGURA 5.47: Perfiles SW/NE para pH y EC de línea de muestra 3 81
FIGURA 5.48: Perfiles SW/NE para pH y EC de línea de muestra 4 81
FIGURA 5.49: Modelo teórico experimental para las razones isotópicas de carbono 83
FIGURA 5.50: Modelo teórico esperado para la línea de muestra 5 83
FIGURA 5.51: Perfil NW/SE para δ13C de línea de muestra 5 84
FIGURA 5.52: Perfil NW/SE para δ34S de línea de muestra 5 84
FIGURA 5.53: Perfil NW/SE para δ15N de línea de muestra 5 85
FIGURA 6.1: Comparación de la estimación de costra de yeso observada y concentraciones de
Ca y S obtenidas con AR
87
FIGURA 6.2: Diagramas de distribución de pH y EC, divididas en poblaciones 89
FIGURA 6.3: Relación entre etano, sodio y nitrógeno 93
FIGURA 6.4: Perfiles de concentración de elementos para Spence 96
FIGURA 6.5: Mapa de pH para muestras de suelo y agua subterránea 98
FIGURA 6.6: Mapa de Na para muestras de suelo y agua subterránea 99
FIGURA 6.7: Modelo teórico para la formación de anomalías de contraste del presente estudio 102
FIGURA 7.1: Líneas de muestras propuestas para confirmación de anomalías de contraste 103
-
ÍNDICE DE TABLAS
TABLA 4.1: Resumen litología y alteración de las gravas pertenecientes a la cobertura por línea de muestra
24
TABLA 5.1: Elementos químicos en análisis. *Elementos asociados y/o indicadores de Pórfido de Cobre y/o Molibdeno, En Siegel (1992)
29
TABLA 5.2: Resultados de estadística univariable para elementos analizados con ARM del área PA
32
TABLA 5.3: Razones de contraste superiores o iguales a 1,5 para el área PA.
33
TABLA 5.4: Resumen de variables con carga superior o igual a 0,5 por factor y línea de muestra para el área PA, de análisis de factores para ARM
33
TABLA 5.5: Resultados de estadística univariable para elementos analizados con ARM del área Q
41
TABLA 5.6: Razones de contraste superiores o iguales a 1,5 para el área Q.
43
TABLA 5.7: Resumen de variables con carga superior o igual a 0,5 por factor y línea de muestra para el área Q, de análisis de factores para ARM
43
TABLA 5.8: Resultados de estadística univariable para compuestos gaseosos analizados con el método SDP. Área PA
55
TABLA 5.9: Razones de contraste superiores o iguales a 2 para compuestos gaseosos analizados con SDP. Área PA.
55
TABLA 5.10: Resumen de variables con carga superior o igual a 0,5 por factor y línea de muestra para el área PA, de análisis de factores para SDP
56
TABLA 5.11: Resultados de estadística univariable para compuestos gaseosos analizados con el método SDP. Área Q
63
TABLA 5.12: Razones de contraste superiores o iguales a 2 para compuestos gaseosos analizados con SDP. Área Q.
65
TABLA 5.13: Resumen de variables con carga superior o igual a 0,5 por factor y línea de muestra para el área Q
66
TABLA 5.14: Estadística univariable para pH y EC por línea de muestra
74
TABLA 5.15: Razones de contraste de pH y EC por línea de muestra.
75
TABLA 5.16: Duplicados de muestra de EDTA δ13C (‰)PDB.
82
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1 INTRODUCCION
En esta tesis se entregan y discuten las respuestas de distintos métodos geoquímicos aplicados en
una cobertura aluvial ubicada directamente sobre un depósito tipo pórfido cuprífero, y además su
implementación, como herramientas de exploración geoquímica, en otra zona donde se desconoce la
naturaleza del sustrato. Ambas áreas de estudio se ubican en la Quebrada de Los Arrieros, Desierto de
Atacama, Región de Antofagasta, Chile.
La exploración de depósitos minerales metálicos, en las últimas décadas, se ha orientado a depósitos
bajo cobertura. Entre las metodologías de exploración, los métodos geoquímicos aplicados a los suelos
que cubren dichas zonas han jugado un papel primordial en muchas investigaciones, cuando no existen
otras evidencias claras de un cuerpo de roca mineralizado en profundidad. Bajo la hipótesis de que los
depósitos metálicos en profundidad interactúan con su cobertura, el análisis geoquímico de esta última
puede ser utilizado para determinar la existencia de un depósito mineral enterrado bajo ella. Dentro de
este marco, en este estudio se aplicaron técnicas analíticas de geoquímica de extracción parcial, Agua
Regia, para obtener señales de elementos químicos adsorbidos en la cobertura; análisis de pirólisis de
desorción de suelo (SDP Pty), para determinar el contenido de compuestos gaseosos adsorbidos en la
cobertura; medidas directas de pH y conductividad eléctrica del sedimento de la cobertura en solución, en
busca de respuestas de actividad electroquímica en el sistema porfídico; y la aplicación de mediciones de
razones isotópicas, indagando en algún proceso que libere componentes desde el cuerpo hacia la
superficie, capaz de cambiar la señal isotópica; además de la información geológica que se obtuvo en
terreno.
Se tiene como antecedente un estudio hidrogeoquímico realizado en la Quebrada de Los Arrieros.
En éste se identificaron muestras de agua subterránea con anomalías de contraste de molibdeno y en
menor medida de cobre, en dos zonas principalmente: una relacionada a un sistema de alteración
conocida como pórfido cuprífero Arrieros y otra con altos contenidos de Mo sobre los 1,5 ppm
(Winterburn, 2004). Estas dos zonas son las estudiadas en el presente trabajo.
Esta tesis se realizó dentro del ámbito de exploraciones de la empresa Anglo American plc (AA
plc), la cual financia la totalidad del trabajo.
1
-
1.1 Objetivos
1.1.1 Objetivo general
Analizar la respuesta de distintas metodologías de exploración geoquímica en la cubierta aluvial
sobre un depósito de tipo pórfido cuprífero.
1.1.2 Objetivos específicos
Determinar si existe influencia de la composición de las gravas y la presencia de costra de yeso en
los datos geoquímicos de la cubierta aluvial.
Determinar anomalías geoquímicas en la cubierta aluvial que reflejen la existencia del depósito
tipo pórfido cuprífero en profundidad.
Determinar si hay relación entre la geoquímica de la cobertura en superficie con la
hidrogeoquímica de las aguas subterráneas.
Determinar la confiabilidad de los métodos a ocupar.
Realizar un análisis comparativo de las metodologías de exploración geoquímica utilizadas.
1.2 Hipótesis
Los depósitos de minerales metálicos que se encuentran cubiertos se manifiestan en superficie, a
través de diferentes variaciones químicas, tanto de elementos, gases, pH y conductividad, en suelos que
los diferencia del suelo de los alrededores. Los procesos que ocurren en profundidad y que son capaces de
transportar elementos hacia la superficie se relacionan con la interacción con las aguas subterráneas, las
reacciones químicas ocurridas y actividad bacterial.
1.3 Ubicación y vías de acceso
El área de estudio se sitúa en la Quebrada de Los Arrieros, la que se ubica a 35 Km al sureste de
Calama, en el Desierto de Atacama, II Región de Chile (Fig. 1.1). Las líneas de toma de muestras se
ubican dentro de un cuadrante de esquina inferior izquierda 7474000N, 506000E (22°50’30’’; 68°56’29’’)
y esquina superior derecha 7490000N, 528000E (22°41’49’’; 68°43’38’’) UTM Zona 19S, datum
PSAD56. Por otro lado, la zona de estudio se ubica dentro de la franja metalogénica de pórfidos Cu de
edad Eoceno Tardío a Oligoceno Temprano (Sillitoe, 1996).
Al área de muestreo se accede por la carretera desde Calama a San Pedro de Atacama que se
encuentra pavimentada y en buen estado. En esta carretera se toma un desvío al sur, hacia la Mina Gaby
2
-
Sur, camino de ripio que llega a la Quebrada de Los Arrieros. Además existen huellas para acceder a los
sitios de muestreo, los cuales sólo son posibles en un vehículo de doble tracción.
Figura 1.1: Mapa de ubicación y vías de acceso a la zona de estudio.
1.4 Clima
La zona de estudio se ubica al interior del Desierto de Atacama, en los Andes Centrales. Se extiende
por cerca de 970 Km al sur de Perú y es limitado en el oeste por la Cordillera de la Costa y al este por la
Cordillera Principal (Kelley et al., 2003). El clima para este vasto territorio, según interpretación de datos
sedimentológicos, fue semi-árido a árido desde los 15 Ma a los 4 Ma (Hartley, 2003) y cambió, entre los 4
Ma a los 3 Ma, a hiper-árido a lo largo del margen oeste de Sudamérica (Hartley, 2003), el que se
mantiene hasta la actualidad.
La región presenta una extrema aridez, especialmente en la depresión intermedia y en cuencas
intramontanas. El clima para esta área corresponde al Desértico Normal, el que se presenta por sobre los
1000 m de altura. Se caracteriza por una muy baja humedad relativa, sin influencia marítima manifiesta,
cielos permanentemente despejados, fuertes cambios de temperatura entre el día y la noche, y la ausencia
de precipitaciones (Dirección Meteorológica de Chile, 2005). Datos climatológicos indican un promedio
de precipitación anual 1 mm puede
ocurrir con una frecuencia de 5 años; lluvias fuertes mayores a 1centimetro pueden ocurrir sólo unas pocas
veces cada siglo. La región posee escasa vegetación, aunque alguna puede ocurrir en valles donde el nivel
freático se acerca a la superficie y a lo largo de la Cordillera de la Costa, sustentada por el ingreso de
humedad desde el Océano Pacífico. Bajo los 2500 m la región tiene un promedio de temperaturas
!P
!(
ChileMar
Argentina
BoliviaCalama
Baquedano
Tocopilla
Mejillones
ANTOFAGASTA
Chuquicamata
Oficina Pedro de Valdivia
300000
300000
400000
400000
500000
500000
600000
600000
700000
700000
7200
000
7200
000
7300
000
7300
000
7400
000
7400
000
7500
000
7500
000
7600
000
7600
000
60000 0 6000030000 Metros
LEYENDA
CENTROS URBANOS
!P CIUDAD PRINCIPALCIUDAD SECUNDARIA
LÍMITES
CAMINOSRUTA 5
CAMINO PAVIMENTADO
CAMINO DE RIPIO
!( Zona de Estudio
3
-
moderadas entre 12,2 a 19,8 °C; a mayor altura el promedio anual de temperaturas es significantemente
más bajo (Kelley et al., 2003).
Estas condiciones climáticas se traducen en un desarrollo casi inexistente de suelo y en
características muy particulares del medio muestral.
El desarrollo de suelo o pedogénesis en áreas desérticas se puede dividir en tres fases:
estabilización del sedimento depositado, la formación de horizontes y la maduración (Souirji, 1996 en
Souirji, 1998). La fase de estabilización va a depender del drenaje existente, periódico o bien drenado, de
la profundidad de la tabla de aguas, y/o la existencia de vegetación. La fase de formación de horizontes
está marcada por el comienzo de la organización estructural en el sedimento inicial. La formación de un
pavimento de desierto es parte esencial de la fase de estabilización y el primer paso en la formación de
horizontes y la organización del sedimento (Souirji, 1998), en otras palabras el pavimento de desierto es
un horizonte de suelo por si mismo. La fase de maduración consiste en la evolución física, química y
mineralógica de los horizontes superficiales. El pavimento evoluciona físicamente en la reducción de
tamaño de los fragmentos gruesos, la influencia de temperaturas extremas, variaciones en la humedad del
aire y sales aerotransportadas, conducen a un pavimento más denso que protege mejor el suelo. Se
incorpora material más eólico (arena y polvo) en grietas de desecación y la superficie plana (Souirji,
1998). Se pueden acumular gradualmente carbonato de calcio, sales o yeso en los horizontes de la
superficie (Souirji, 1998), minerales solubles en agua como cloruros, sulfatos, nitratos y otros (Siebert,
2002). O se pueden también acumular como capas debajo de los fragmentos gruesos del pavimento. Los
procesos químicos del desgaste por la acción atmosférica del desierto inducen a la eventual la formación
del barniz del desierto y la concentración relativa de óxidos libres del manganeso y del hierro en los
horizontes superficiales (Souirji, 1996 en Souirji, 1998).
En el presente estudio el medio muestral corresponde sedimentos aluviales, en partes coluviales, con
desarrollo de costras salinas de yeso principalmente en el horizonte superficial.
1.5 Metodología
Los siguientes métodos utilizados están orientados a la detección de mineralización metálica bajo
cobertura.
Identificación en terreno de las litologías dominantes en las gravas.
Recolección de muestras de suelo en terreno.
Análisis de digestión de Agua Regia, para determinar las concentraciones de elementos químicos.
Se utilizó el grupo 1F-MS ofrecido por el laboratrio ACME-Vancouver. Consiste en la digestión
4
-
de la muestra con Agua Regia a 1:1:1 de HCl:HNO3:H2O a ~95°C por una hora y la adición de
HCl hasta completar cierto volumen. Una parte de la solución se analiza en un ICP-MS de alta
resolución.
Análisis de pirólisis de desorción de suelo (Soil Desorption Pyrolysis o SDP Pty), para determinar
el contenido de compuestos gaseosos adsorbidos en suelos. Se realizó en la Universidad de
Queensland, Australia. Consiste en el calentamiento a 450°C de el material tamaño arcilla
contenido en la muestra (se tamiza la muestra a
-
2 ANTECEDENTES GEOLOGICOS
2.1 Geología regional
Se describe brevemente la geología de un área que se extiende 25 Km en todas direcciones respecto
al lugar de estudio, esto es desde Calama 65 Km al sur y desde el flanco oeste de la Cordillera de
Domeyko 70 Km al oeste, hasta la longitud de Cerritos Bayos (Fig. 2.1).
Dentro de esta región existen rocas de edades precámbricas a cenozoicas. Las rocas más antiguas
corresponden a esquistos, anfibolitas y cuarcitas subordinadas del Complejo Metamórfico Limón Verde
del Paleozoico inferior y/o Precámbrico(?) (Mpodozis et al., 1993) que aflora en el flanco occidental de la
sierra del mismo nombre. Una edad Rb/Sr (isócrona) de 309±11 Ma es interpretada como la edad de
metamorfismo (Hervé et al., 1985). La mayor parte de los afloramientos en la Cordillera de Domeyko,
Sierra Limón Verde y Cerro Quenante están formados por unidades de rocas volcánicas con
intercalaciones sedimentarias del Carbonífero Superior y el Pérmico. Estas incluyen riolitas (Formación
Cas) datadas mediante U/Pb en circones en 299±2 Ma (Mpodozis et al., 1993). También incluyen rocas
volcánicas intermedias-básicas (Estratos del Bordo), andesíticas (Formación Tuina). Estas son cortadas
por rocas intrusivas como granitos, granodioritas, dioritas y tonalitas de edad promedio de 303±5 Ma en
U/Pb, K-Ar y Rb/Sr, Carbonífero-Pérmico (Complejo Intrusivo Limón Verde) (Mpodozis et al., 1993).
Las rocas Mesozoicas corresponden a secuencias volcánicas continentales y transicionales de
conglomerados, areniscas, tobas y lavas riolíticas y andesíticas (Formación Agua Dulce) de edad Triásica
Superior (Mpodozis et al., 1993). Estas se presentan en afloramientos de pequeña extensión areal en la
Sierra Limón Verde y al sur de esta zona. Concordantes sobre la Formación Agua Dulce, afloran una
secuencia de rocas con un nivel inferior sedimentario marino fosilífero del Lías-Kimeridgiano, altamente
deformadas (Grupo Caracoles), al oeste de la Cordillera de Domeyko, sur de la Quebrada de Los Arrieros,
y en los alrededores de Cerritos Bayos y Sierra Limón Verde (Cerro Moctezuma y Llano Quenante). La
secuencia culmina con un nivel de evaporitas a los que suceden secuencias de limolitas y areniscas rojas
de facies regresivas, de edad Titoniano?-Neocomiano? (Formación Cerritos Bayos), en parte con
intercalaciones volcánicas de rocas epiclásticas y piroclásticas riolíticas, lavas andesíticas y traquíticas
(Formación Quebrada Mala) del Neocomiano (?). En los niveles estratigráficamente más altos ocurren
exclusivamente unidades volcánicas andesíticas del Neocomiano? (Formación Arca) (Mpodozis et al.,
1993). Rocas del Cretácico Superior afloran al este del área, corresponden a secuencias sedimentarias
continentales aluviales y lacustres: conglomerados, brechas, areniscas y limolitas rojas con intercalación
de tobas riolíticas y lavas andesíticas (Formación Purilactis) (Marinovic y Lahsen, 1984). A estas
6
-
secuencias las intruyen rocas del Cretácico Superior, en una franja aproximadamente NW de
afloramientos aislados, consistentes en monzodioritas, granodioritas, gabros y dioritas de piroxeno, biotita
y horblenda; pórfidos andesíticos y dioríticos (Complejo Intrusivo de Guacate). Por otro lado, en la
Pampa Limón Verde y al sur de la zona, afloran discordantes sobre las unidades jurásicas, rocas
volcánicas de edad Paleoceno-Eoceno Inferior (Formación Cinchado), formadas de conglomerados
basales, ignimbritas y andesitas; a esta formación la intruyen una serie de intrusivos subvolcánicos
dacíticos de edad promedio 64,3 Ma (K-Ar Mpodozis et al., 1993), que forman una extensa franja N-NE
desde el sur de la zona en estudio hacia fuera de ésta (Mpodozis et al., 1993).
Cuerpos intrusivos de edad Paleoceno (65-53 Ma), asociados a mineralización tipo pórfido cuprífero
y chimeneas de brechas, se ubican al oeste de Calama. Corresponden a monzodioritas de piroxeno y
biotita, granodioritas y granitos de horblenda y biotita; pórfidos dacíticos y riolíticos, como los
afloramientos de Sierra Gorda (Mpodozis et al., 1993). Rocas sedimentarias del Cenozoico inferior
afloran al norte de la zona de estudio y corresponden a secuencias sedimentarias continentales aluviales y
fluviales consistentes en conglomerados, areniscas y limolitas de edad Eoceno-Oligoceno (Formación
Calama) (Mpodozis et al., 1993). A partir de los 30 Ma la zona estudiada no registra fenómeno
magmático alguno y los afloramientos cenozoicos superiores consisten principalmente en acumulaciones
sedimentarias en los alrededores de las altas cumbres, como conglomerados y areniscas mal consolidados
de edad Oligoceno-Mioceno (Formación Tambores), distribuida ampliamente en el área de estudio y fuera
de ésta; sobre estas unidades afloran discordantes secuencias de calizas y areniscas calcáreas silíceas de
edad Mioceno Medio-Plioceno Inferior (Formación El Loa), formando una franja N-NE al este del área de
estudio; sobre la Formación Tambores y bajo sedimentos recientes se apoyan secuencias lacustres con
intercalaciones de niveles calcáreos, conglomerádicos y piroclásticos del Plioceno-Pleistoceno (Formación
Chiuchiu); intercalada en sedimentos de la Formación El Loa se encuentra un nivel de ignimbrita dacítica
del Mioceno Superior (Ignimbrita Sifón); por último, ocurren depósitos salinos evaporíticos del Mioceno-
Cuaternario (Salar Rudolph, Brinkerhoff y el extremo NW del Salar de Atacama), conformados de
sulfatos, cloruros, carbonatos y niveles detríticos finos, localmente con bórax y/o litio y depósitos de
sedimentos aluviales, subordinadamente coluviales o lacustres, del Pleistoceno-Holoceno (abanicos
aluviales) (Mpodozis et al., 1993; Marinovic y Lahsen, 1984).
7
-
CALAMA
Quebrada de los A
rrieros
Qa
MP1c
MP1l
CPg
CP2
M1c
Pag
Qf
JK1c
CP3
Eg
J1m
E2c
Qan
PPl1l
MQs
Ji1m
Kia3
Ms3t
Ks1c
Ks3i
E3
Js1m
Ksg
PE3a
pCP4
EO1c
KT2
OM1c
TrJ3
pCO4
KTg
Jsg
PEg
485000
485000
495000
495000
505000
505000
515000
515000
525000
525000
535000
535000
545000
545000
555000
5550007459
000
7459
000
7469
000
7469
000
7479
000
7479
000
7489
000
7489
000
7499
000
7499
000
7509
000
7509
000
7519
000
7519
000
7529
000
7529
000
MAPA GEOLÓGICO
10.000 0 10.0005.000 Meters
MQs. Depósitos Evaporíticos
MP1c, MP1l. Mioceno sup-Plioceno:Secuencias Sedimentaria Clástica.Fm. Tambores y Fm. El Loa
Ms3t. Mioceno superior: Ignimbrita Sifón
M1c. Mioceno inferior-medio:Abanico aluvial. Gravas de Atacama
OM1c. Oligoceno-Mioceno:Secuencia sedimentaria continentalparálica o aluvial. Fm. Altos de Pica
EO1c. Eoceno-Oligoceno:Secuencia sedimentaria continental.Fm. Calama
E3, E2c. Eoceno: SecuenciasVolcano-sedimentarias
PE3a. Paleoceno-Eoceno inf:Secuencias y complejos volcánicos.Caldera Lomas Bayas
Ks1c, Ks2c. Cretácico sup-Terciarioinf: Secuencias sedimentaria yvolcano-sedimentaria. Fm. Purilactisy Fm. Quebrada Mala
Ks3i. Cretácico sup: Secuenciasvolcánicas continentales
Kia3. Cretácico inf-alto: Secuencias ycomplejos volcánicos continentales
JK1c. Jurácico sup-Cretácico inf:Secuencia sedimentaria continental.Fm Cerritos Bayos
J1m, Js1m. Jurásico medio-Neocomiano:Secuencias sedimentarias marinas.Grupo Caracoles
Ji1m. Jurásico inferior- medio:Secuencia sedimentaria marina litoral ode plataforma
TrJ3. Triásico-Jurásico inf: Secuenciavolcánica y sedimentaria continental atransición. Fm. Agua Dulce
CP2, CP3. Carbonífero-Pérmico:Secuencias sedimentarias y volcánicascontinentales. Fm. Tuina y Fm. Cas
pCP4, pCO4. Precámbrico-Paleozoicoinf: Esquistos, metabasitas, anfibolitas,migmatitas, ortoneises, cuarcitas y filitas.Complejo Metamórfico Límón Verde
ROCAS INTRUSIVAS
Eg. Eoceno (52-33 Ma): granodioritas,tonalitas, dioritas y pórfido dacítico
Pag. Paleoceno (65-53 Ma):monzodiorita, granodiotita, granitoy pórfido dacítico
KTg. Cretásico sup-Terciario inf:granodioritas, dioritas y pórfidosgraníticos
Ksg. Cretácico sup (98-65 Ma):Monzodioritas, granodioritas,gabros y dioritas
Jsg. Jurásico medio-sup (180-142 Ma):Monzodioritas, dioritas y granodioritas
CPg. Carbonífero-Pérmico (328-235 Ma):granitos, granodioritas, tonalitas ydioritas
LEYENDA
CENTRO URBANO
ESTRUCTURAS
CAMINOS
ROCAS ESTRATIFICADAS
Qa, Qan, Qf. DepósitosCuaternarios de abanico, antrópicoy fluvial
PPl1l. Plioceno-Pleistoceno:Secuencia sedimentaria lacustre.Fm. Chiuchiu
SIMBOLOGÍA
Figura 2.1: Mapa geológico regional. Modificado de SERNAGEOMIN 2002.
8
-
2.2 Geología local
La geología local está representada por acumulaciones de sedimentos que se encuentran como
relleno de la Quebrada de Los Arrieros (Fig. 2.2). Inmediatamente pendiente arriba de la quebrada todos
los sedimentos de los suelos muestreados corresponden a la Formación Tambores de edad Oligoceno-
Mioceno, la que se define como una secuencia de areniscas y conglomerados mal consolidados y mal
estratificados. Se compone principalmente de paraconglomerados, con intercalaciones de areniscas, en
parte cementadas por yeso y/o cloruros, o cementados por minerales oxidados de cobre. Los fragmentos
de los paraconglomerados son polimícticos mal seleccionados, angulosos a subredondeados, de tamaño
variable de hasta 30cm de diámetro, en matriz arenosa gruesa (Mpodozis et al., 1993). Las facies indican
depositación en ambiente continental, aluvial y de pie de monte, con esporádicas corrientes fluviales,
producto del alzamiento y erosión ocurridos en el Terciario Medio en el sector de los Andes (Marinovic y
Lahsen, 1984).
Los fragmentos en las gravas de la Formación Tambores provienen principalmente de las unidades
paleozoicas que afloran en las alturas, rodeando la quebrada, en Sierra Limón Verde por el oeste y Cerro
Quenante por el este, las cuales se componen principalmente de rocas intrusivas (Complejo Intrusivo
Limón Verde) de facies intermedias ácidas: dioritas cuarcíferas, granodioritas de biotita, monzogranitos de
horblenda y biotita, monzogranitos de biotita, monzogranitos “blancos” de biotita y monzonitas
cuarcíferas; facies ácidas: granitos cataclásticos de grano medio que afloran en la Sierra y granitos
porfídicos gruesos que se exponen en el Cerro Quenante; y de migmatitas que se exponen en el flanco
centro-occidental de la Sierra y abarca ca. 3 Km2. Las granodioritas se exponen en un afloramiento de ca.
23 Km2, en el extremo sur de Cerro Quenante, mientras que en la zona occidental del mismo cerro se
exponen los monzogranitos de biotita. Los monzogranitos de anfíbola y biotita se exponen en el extremo
norte de la Sierra Limón Verde y abarcan un área de ca. 15 Km2, en cambio en los flancos occidental y
oriental de la misma sierra se exponen los monzogranitos blancos de biotita alcanzando una superficie de
70 Km2, los que se encuentran intruidos por filones andesíticos y potentes filones pegmatíticos. Las
monzonitas cuarcíferas ocurren en las cercanías de Cerro Moctezuma, a ambos lados de la falla del mismo
nombre, ocupando una superficie de 20 Km2 (Mpodozis et al., 1993). Otra litología menos dominante
observada en clastos de las gravas corresponde a riolitas, ignimbritas, brechas, tobas riolíticas y pórfidos
riolíticos (Formación Cas). Las rocas se encuentran fuertemente silicificadas, se exponen en los flancos
occidental y oriental y al norte del macizo Limón Verde - Cerro Quenante. Además, subordinadamente, a
estas litologías ocurren clastos de dacitas, tobas y riolitas del Triásico Superior (Formación Agua Dulce) y
calizas arenosas, calizas, areniscas, lutitas negras y conglomerados calcáreos del Lias (Grupo Caracoles)
(Mpodozis et al., 1993), que afloran en contacto concordante entre sí en la zona norte del macizo Limón
Verde-Cerro Quenante.
9
-
2.2.1 Geología y descripción breve del Pórfido Arrieros
Consiste en un pórfido cuarzo-diorítico intruído en rocas ígneas ácidas Permo-Triásicas del grupo
Choiyoi con halos de alteración de clorita y epidota. Se encuentra cubierto por 170 a 200m de gravas
aluviales. El pórfido presenta alteración hidrotermal cuarzo-sericítica en vetillas tipo D de cuarzo-pirita
con halos de sericita-clorita. Esta alteración hidrotermal se encuentra sobreimpuesta a una alteración
potásica de biotita-sericita con pirita y calcopirita (
-
Figura 2.2: Mapa geológico local. Modificado de Giglio (2002).
4 44 4 4
4 4 4 44 4 4
4 4 4 4
Qal
TQt
Pzgdr
Pzmet
Tipfd
KTaPzTrpf
Ksgdr
510000
510000
515000
515000
520000
520000
525000
525000
7475
000
7475
000
7480
000
7480
000
7485
000
7485
000
3000 0 30001500 Meters
¹
LEYENDA
LITOLOGÍA
ROCAS ESTRATIFICADAS
Relleno coluvial y aluvial Cuaternario (Qal)
Depósitos aterrazados Terciario sup-Cuaternario. Gravas, arenas, limos (TQt)
Andesitas Cretácico-Terciario (KTa)
Esquistos y Gneiss Paleozoicos (Pzmet)
ROCAS INTRUSIVAS
Pórfidos dacíticos andesíticos Terciario inf (Tipfd)
Granodioritas, dioritas Cretásico sup (Ksgdr)
Pórfidos riodacíticos Paleozoico sup-Triásico (PzTrpf)
Granitos, granodioritas y tonalitas Paleozoico (Pzgdr)
ALTERACIÓN
Cuerpo de sílice de reemplazo
Propilítica
Cuarzo Sericítica
Sil-Kao-(Ser)-Jar-Py débil
ESTRUCTURAS
Observada
Inferida
4 4Normal
CONTACTO
Observado
Inferido
Supuesto
LÍNEAS DE MUESTREO
MAPA GEOLÓGICO LOCALMAPA GOLÓGICO LOCAL
(Proyección en superficie)
11
-
Falla Limón Verde: Su traza corta el flanco occidental de la sierra homónima y alcanza 18 km de
longitud en la zona de estudio. Corresponde a una falla normal de rumbo N20ºE a N30ºE y manteo
subvertical, levemente inclinado hacia el oeste. El bloque occidental desciende con respecto al oriental.
El desplazamiento de los sedimentos no consolidados, indica movimientos recientes en ella.
Falla Moctezuma: Corresponde a una falla normal de rumbo N-S y vertical. Se expone al oeste del
cerro Moctezuma, su traza es posible seguirla por 10 km y es posible reconocer un descenso del bloque
occidental con respecto al oriental.
Marinovic y Lahsen (1984) postulan que estas dos fallas podrían representar la prolongación más
austral de la Falla Oeste (reconocida fuera del área de estudio, hacia el norte). Esta falla trunca el
yacimiento de Chuquicamata y desplaza a la Formación El Loa. Ambrus (1979) consideró que la parte
truncada del yacimiento se habría desplazado, por efecto de la falla, más al sur y, posiblemente, a mayor
profundidad.
Falla Quenante: Se ubica al este del cerro homónimo, presenta un rumbo NW-SE en una extensión
de 25 km y NS por una extensión de 20 km en su parte sur. Se estima que es una falla vertical cuyo
bloque oriental descendió.
Falla Tulipán: Se ubica en el Llano Quenante, al sureste de Mina Tulipán, su rumbo es NW-SE y
alcanza una extensión de 13 km. Al parecer corresponde a una falla normal, vertical, cuyo bloque
occidental descendió con respecto al oriental, ambos se componen de granitoides paleozoicos.
Falla de Cerro Providencia: Se ubica inmediatamente al oeste del cerro homónimo, su rumbo es N-
S y su traza se extiende ca. 14 km. Se evidencia por el contacto rectilíneo de los granitoides paleozoicos y
los depósitos aluviales.
2.4 Geofísica
Dentro del marco de exploraciones de AA-Chile se realizó un vuelo espectral en Julio del 2000
(confidencial). El avión n° DC3-TP67, a una altura de vuelo de 300 pies (ó 91,44 m) y una altura del
sensor magnetométrico de 72 m. Uno de los resultados obtenidos fue el espectro de hierro total que se
muestra en el mapa de la Figura 2.4. En ella se distingue una zona anómala respecto de su entorno, con
una anomalía de contraste positiva (en rosado) y una negativa (en azul), que corresponde a un dipolo
magnético, orientado al norte magnético actual, el que se interpreta como un cuerpo magnético centrado
12
-
en la interfaz entre las dos anomalías. Además en la Figura 2.4 se ubican los puntos de muestras extraídas
para éste estudio para contrastarlo con el dato magnético en el capítulo de discusiones.
2.5 Hidrogeoquímica
Dentro del área de estudio y en zonas cercanas se realizó un estudio geoquímico en aguas
subterráneas (Winterburn, 2004). En éste se encontró una muestra anómala con respecto del resto, con
una alta concentración de Mo (1,5 ppm), además de otros elementos químicos de elevadas
concentraciones (As, Cd, Cu, W, S y Se) (Fig. 3.1).
Figura 2.3: Principales estructuras de la zona de estudio. FLV, Falla Limón Verde; FM, Falla Moctezuma; FQ, Falla Quenante; FT, Falla Tulipán; FP, Falla de Cerro Providencia. Modificado de Marinovic y Lahsen (1984).
13
-
El pH de las aguas subterráneas varía de neutras a alcalinas (7.6 a 8.5). Como el Mo puede ser
transportado largas distancias en aguas alcalinas en condiciones favorables, y al no disponer de las
direcciones de flujo de las aguas subterráneas, se considera que la fuente de origen de la alta anomalía de
Mo se situaría hidrológicamente sobre la toma de muestras, es decir, hacia las pendientes
topográficamente mayores, que sería hacia el NE, sin obviar la posibilidad de que provenga desde el SE
(Winterburn, 2004). Por todo lo anterior, en dicho estudio se recomienda el área anómala de la Quebrada
de Los Arrieros para un estudio de interés potencial.
Por otro lado, el contenido de cobre en las aguas subterráneas tiene una buena correlación con el
contenido de B y S, cuando el contenido de Cu es inferior a 0,001. Además, se encuentra un fuerte grado
de correlación entre el contenido de Cu y la salinidad, por lo que se consideró que altos contenidos de Cu
asociados a alta salinidad serían producto de ésta última y no como anomalía positiva asociada al
ambiente (Winterburn, 2004).
2500 0 2500 metres
Figura 2.4: Mapa espectral de hierro total detectado por el sensor magnetométrico. Las líneas negras corresponden a las líneas de muestra 5 y 6 del presente estudio. Explicación en el texto.
14
-
3 METODOLOGIA
3.1 Zonas de muestreo
Los métodos descritos a continuación están orientados a la toma de muestras de suelo en terreno
para efectos de detección de mineralización metálica bajo cobertura.
La Quebrada de Los Arrieros se dividió en dos zonas de trabajo, denominadas en este trabajo
Quenante y Pórfido Arrieros. La primera se ubica al norte de la quebrada del mismo nombre, en el Llano
Quenante (Fig. 2.3 y 3.1) y la segunda al este de la quebrada, inmediatamente al SW de la primera zona
(Fig. 3.1). La elección de la primera zona (Quenante) se basó en la hidrogeoquímica de la zona, dada la
existencia de anomalías de contraste de Mo en aguas subterráneas en algunos pozos de sondajes hechos
anteriormente. Esto lleva a la toma de muestras de sedimentos en los sectores inmediatamente pendiente
arriba de tales anomalías. La elección de la segunda zona se fundamenta en la información de 14 sondajes
de diferentes campañas, en los cuales se halló el Pórfido Arrieros.
3.2 Líneas de muestra
Se realizaron seis líneas de puntos de muestra de sedimentos, cuatro en Quenante, orientadas NE y
dos en el Pórfido Arrieros, orientadas NW (Fig. 3.1, 4.1 y 4.2). Se ubican paralelas entre sí y espaciadas
de 1 a 2 Km, según la dirección de transporte de las gravas. Las líneas de muestra siguen, en lo posible,
las litologías predominantes de los fragmentos, según lo interpretado preliminarmente desde la imagen
satelital del lugar, con el objetivo de evitar anomalías falsas reflejadas por cambios litológicos. El largo
de las líneas de muestra es de 4,5; 4,5; 5,1 y 4,1 Km para Quenante (desde la línea de muestra más norte)
y de 4,5 y 4,4 Km para el área Pórfido Arrieros. Cabe destacar que las sinuosidades de las líneas se deben
a que se eligen para muestrear las superficies más antiguas, evitando caminos, áreas de sondajes y canales
que corresponden a superficies con retrabajo (o más nuevas). Los puntos a muestrear se localizaron cada
100±10 m a lo largo de las líneas.
3.3 Toma de muestras
Instrumentos utilizados:
Pala de acero inoxidable curva con mango de madera, previamente esmerilada
Pala plástica
Dos tamices de aro y malla de plástico inorgánico (neoprene) de 250µ
15
-
Dos tamices de aro y malla de acero inoxidable #60(250µ) y #10(2000µ)
Dos baldes plásticos
Un balde de acero inoxidable
Una brocha
Bolsas plásticas gruesas de 30 x 40 cm
Bolsas plásticas delgadas de 15 x 20 cm y de 10 x 15 cm Ziploc
Bolsas de papel inorgánico de geoquímica
Etiquetas de identificación foliadas con números únicos de AA-Chile
Cinta adhesiva
Para cada punto de extracción de material se siguió el siguiente protocolo de AAplc para extracción
de muestras de suelo:
1. Se incluyeron muestras de estándares cada 15 muestras, de acuerdo con las etiquetas
foliadas correspondientes.
2. Se mezclaron las etiquetas foliadas aleatoriamente en paquetes de 50 cada uno y se
numeraron en orden correlativo para controlar errores provenientes del laboratorio.
3. Cada 20 muestras se toma un duplicado de terreno.
510000
510000
515000
515000
520000
520000
525000
525000
7475
000
7475
000
7480
000
7480
000
7485
000
7485
000
7490
000
7490
000
LEYENDAAgua Subterránea
Mo ppb
11 - 30
31 - 156
157 - 304
305 - 586
587 - 1560
Muestras de sedimento
Sondajes
2250 0 22501125 Metros
Área Quenante
Área Pórfido Arrieros
Figura 3.1: Ubicación de líneas de muestras de sedimentos por áreas de muestreo. Ubicación de sondajes anteriores y muestras de aguas subterráneas anteriores con su concentración de Mo en ppb.
16
-
4. Con la pala se retiró 5 cm del material más superficial, para evitar el material en contacto
directo con la atmósfera en un área de 1x1 m.
5. Se excavó el sedimento para homogenizarlo in situ en un área de 0.5x0.5 m x10 cm.
6. Se puso material a muestrear en las fuentes y tamices, plásticos y de acero inoxidable, para
limpiarlos del material anterior, tanto en las paredes de los recipientes como en el fondo y se
retiró el material utilizado para limpiar.
7. Las bolsas fueron previamente marcadas con el número de identificación correspondientes y
con sus etiquetas con el número de folio en el interior.
8. Se tamizó 1 Kg de nuevo material a 250 µ en los tamices plásticos y 3 a 4 Kg de material a
2000 µ.
9. Se separó 100 g de muestras de tamaño menor o igual a 250 µ en la bolsa de papel para
análisis total de elementos, GP1F-MS en laboratorio ACME de Vancouver, Canadá.
10. Se separó 500 g de muestra de tamaño menor o igual a 250 µ en una bolsa ziploc de 10x15,
ésta se introdujo en dos bolsas ziploc de 15x20 para análisis de gases SDP Pty en la
Universidad de Queensland, Australia. Las etiquetas se introdujeron en las bolsas externas,
es decir las que no contienen el material directamente (Fig. 3.2).
11. Se puso nuevo material en el tamiz de acero inoxidable, separándose 3 a 4 kg de muestra de
tamaño inferior a 2000 µ en las bolsas de 30x40, para el análisis de pH y conductividad
(laboratorio ACME, Chile), con las respectivas etiquetas en el interior y cerrada
herméticamente con cinta adhesiva.
12. Se procedió a limpiar los tamices con la brocha para la toma de la próxima muestra.
13. Finalmente el hoyo hecho es tapado.
Figura 3.2: Tamizado y muestras para SDP en bolsas ziploc con etiquetas sin contacto con el material.
17
-
De los 100 g de muestra de fracción 250 µ enviados al laboratorio ACME de Vancouver, Canadá
para análisis químico de elementos, se separó una sub-muestra para el análisis de razones isotópicas de
carbono, nitrógeno y azufre, en el laboratorio de Queens University en Kingston, Toronto, Canadá.
3.4 Métodos analíticos
3.4.1 Agua Regia (GP1F-MS)
Análisis para muestras geológicas a nivel ultra traza que ofrece el laboratorio ACME, Vancouver,
Canadá. Consiste en digestión con a Agua Regia a 1:1:1 de HCl:HNO3:H2O para disolver metales de
muestras geológicas, pero no silicatos (ej: carbonato, súlfuro u óxido de hierro) de muestras. Ocupa un
ICP-MS (Perkin Elmer Elan 6000) de alta resolución. Incluye 53 elementos químicos. El método es
exclusivo para la compañía Anglo American plc (AAplc).
Requiere un mínimo de 30 g de muestra, la cual se separa y se digiere en 180 ml de Agua Regia (a
~95 °C) por una hora, luego es enfriada y se afora a un volumen de 600 ml al 5% HCl. Una alicuota de
solución se analiza vía ICP-MS. El método disuelve los metales base, pero algunos minerales se atacan
sólo parcialmente, siendo los siguientes elementos de cuantificación parcial: Al, B, Ba, Be, Ca, Ce, Cr,
Cs, Fe, Ga, Ge, Hf, K, La, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pd, Pt, Rb, S, Sc, Sn, Sr, Ta, Th, U, V, W, Y, Zr, Pr, Nd,
Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb y Lu.
3.4.2 SDP
Pirolisis de Desorción de Suelo (Soil Desorption Pyrolysis), es una técnica geoquímica aplicada a
materiales geológicos tales como aluvios recientes, regolito profundamente meterorizado, till, arcillas
glacio-lacustres y suelos negros de planicies de inundación (Windle, 2004).
La forma en que trabaja SDP, los protocolos a seguir para el muestreo y la forma de procesar los
datos se encuentran en la página web www.sdpsoilgas.com y un resumen en el Anexo E.
El SDP mide cantidades traza de componentes volátiles que son adsorbidos sobre partículas tamaño
arcilla en los suelos. Volátiles como hidrocarburos livianos, migran fácilmente a través de columnas de
roca, perdiéndose muchas de ellas en la atmósfera al alcanzar la superficie. Sin embargo, una pequeña
cantidad de gases, justo bajo el nivel de la superficie del suelo, son adsorbidos en la superficie de
partículas tamaño arcilla. Así, este material puede ser muestreado y el contenido de gas medido
(www.sdpsoilgas.com).
18
-
Primero se debe tomar muestra de suelo superficial, distribuido sobre un metro cuadrado. Después
de tamizado en terreno, en el laboratorio de separa una fracción de arcilla menor a dos micrones. Este
material de tamaño arcilla es usado como un sustrato adsorbente natural en el suelo (Windle, 2004), lo que
se debe a tres razones principales:
La adsorción está conducida cinéticamente por el área superficial, la cual es inversamente
proporcional al tamaño de la partícula, por lo que virtualmente todos los gases adsorbidos en una
muestra están contenidos en las arcillas, y su separación física remueve potenciales
contaminantes, disminuyendo ruido en la señal. Esto asume la existencia de arcillas en las
muestras.
Las arcillas son menos diversas que los suelos, por lo que el separar arcillas ayuda a estandarizar
las muestras.
Usando componentes naturales del suelo, como un medio de muestreo, permite promediar las
concentraciones de gas en el tiempo y en el espacio (www.sdpsoilgas.com).
El segundo paso es calentar la arcilla separada a 450 °C, esto libera todos los gases adsorbidos. Del
gas se obtiene el espectro de masa para cada muestra, pudiendo medir más de 40 compuestos
(inorgánicos), hidrocarburos, gases sulfurados e hidrocarburos halogenados. No se miden metales, sólo
compuestos volátiles (Windle, 2004). Las clases específicas de compuestos incluyen:
Hidrocarburos alifáticos y aromáticos
Hidrocarburos halogenados, halógenos
Gases orgánicos sulfurados
Sulfatos carbónicos
He y Ar
SO2, H2S, CO2 (www.sdpsoilgas.com)
Los compuestos de hidrocarburos se espera que sean emitidos por bacterias existentes en el depósito
metálico enterrado y que migren hacia la superficie. Sin embargo este método no identifica el tipo de
bacterias existente, es decir no diferencia entre bacterias que viven en ambientes oxidantes o reductores.
El último paso es la calibración. Para ello, se realiza un estudio orientado a la búsqueda de un
patrón, el cual permita discriminar entre una signatura de depósito de mena determinado y la signatura
base del suelo. Los modelos utilizados como estándar provienen de análisis de la cobertura de depósitos
conocidos (Windle, 2004). Con ello se obtienen los parámetros SDP Sum y SDP Count, que consisten en
una relación entre todos los compuestos medidos con un patrón calibrado (www.sdpsoilgas.com).
19
-
3.4.3 Medición de Conductividad y pH de suelo
El principio en el cual se basa este método involucra la existencia de un transporte de iones activos,
a través de un gradiente redox, el cual responde a altas señales de conductividad y bajas de pH en la
proyección en superficie de los bordes del depósito metálico cubierto, donde ocurriría el flujo de iones. El
modelo redox consiste en un cuerpo reducido que crea un ambiente reductor, sobre el cual en agua
subterránea sobre saturada hay un consumo de oxidantes (Hamilton et al., 2004). Entre el techo del
cuerpo reducido y la tabla de agua ocurre un gradiente electroquímico vertical entre especies móviles
reducidas y especies oxidadas, ocurriendo reacciones redox entre ellas (Hamilton et al., 2004). Debido a
que los oxidantes son limitados en la zona freática, ocurre un consumo de éstos generando especies
reducidas de carga negativa que se propagan. Este flujo es interrumpido en el nivel de la tabla de aguas,
sobre el cual los oxidantes abundan. Una consecuencia de este proceso sería la disipación de la carga
negativa fuera del cuerpo reductor, lo cual permitiría su oxidación continua (Hamilton et al., 2004). El
resultado de este mecanismo sería un movimiento ascendente de especies reducidas a través de la
cobertura y el desarrollo de una “columna de reducción” (Hamilton et al., 2004).
Para la medición de estos parámetros se modificó el método de Mike Donn, SDP ltd. El principio
del método es diluir suelo en agua destilada en una proporción de 1:5 respectivamente, ésta es agitada por
un período de 15 minutos y decantada por media hora luego del cual se miden, simultáneamente, el pH y
la conductividad eléctrica en el líquido decantado. Para el control de calidad a un 10 % de las muestras se
analizó un duplicado de laboratorio, es decir, a una segunda porción de la muestra se le repite el
procedimiento explicado en esta sección.
Instrumentos utilizados:
Matraz de 100 ml
Vaso precipitado de 50 ml
Bureta de 50 ml
Mesa agitadora
Agua ultrapura o deionozada
Medidor de pH y Conductividad (con corrección automática de temperatura)
Soluciones de calibración estándar de 4,01; 7,01 ó 10,01pH
Solución de calibración de conductividad
Procedimiento:
1. Se calibra el pH del medidor con dos puntos de calibración.
2. Se calibra la conductividad con la solución adecuada al medidor.
20
-
3. Se homogeniza el material dentro de la bolsa de muestra.
4. Se toman 7,5ml de muestra y se depositan en un matraz de 100ml, al cual se le registra el número
de muestra con plumón.
5. Una vez tomadas 50 muestras se va agregando 37,5 ml de agua destilada con una bureta a cada
muestra.
6. Se agitan las 50 muestras en la mesa agitadora por 15 minutos, asegurando un buen
humedecimiento y contacto.
7. Una vez agitadas, se dejan decantar las muestras por ½ hora.
8. Se vierte el líquido decantado en un vaso precipitado desde el matraz para su medición.
9. Se toma y registra el pH y la conductividad con el número de muestra correspondiente, lavando el
medidor con abundante agua destilada entre cada medición.
10. Se lava todo el material utilizado para el próximo grupo de muestras a medir.
Este análisis fue realizado en el laboratorio ACME, Chile, por la autora.
3.4.4 Medición de Razones Isotópicas
Se midieron razones isotópicas de δ13C, δ15N y δ34S y la respectiva composición química de C, N S.
Primero se prepara la muestra de suelo de la siguiente manera: la muestra es homogenizada para asegurar
la representatividad de las sub-muestras de 20-25g cada una. Éstas son pesadas en vasos de precipitados
de polipropileno volumétricos, limpios y desechables. Los vasos son llenados hasta 100mL con agua
deionizada y puestos dentro de un baño de ultrasonido por una hora para lixiviar nitratos (NO3-), sulfatos
(SO42-) y fosfatos (PO43-). Se mide el pH de la solución lixiviada y se decanta en tubos de centrifugado.
La solución se centrifuga por 30 minutos a aprox. 3600 rpm, decantados en frascos de vidrio y secados en
un horno a 70°C. Luego las muestras se homogenizan, se separan en sub-muestras y se analizan para
isótopos estables de N y S.
Las muestras ya preparadas se pesan y se analizan en divisiones separadas para δ13C, δ15N y δ34S por
un flujo continuo de EA/IRMS (Elemental analyzer isotope ratio mass spectrometry). El análisis del
isótopo estable azufre se realiza en un analizador elemental Carlo Erba NCS 2500 interconectado a un
espectrómetro de masa Finnigan MAT 252. Los análisis de isótopos estables de C y N se realizan en un
analizador elemental Costech interconectado a un espectrómetro de masa Thermo Finnigan Delta Plus XP.
Todos los análisis isotópicos y composiciones químicas son controladas con estándares y duplicados de
muestra (cada 10%) rutinariamente. Todos los resultados isotópicos son entregados en notación estándar
por mil (‰), con un error de ±0,3‰ y relativos a los estándares internacionales; CDT (Canyon Diablo
Triolite) para δ34S, atmósfera (δ15N aire) para δ15N y PDB (Pee Dee Belemnite) para δ13C. Las
composiciones químicas para C, N y S tienen un ±2%.
21
-
Para la medición de isótopos de carbono se realizaron extracciones de EA y EDTA a las muestras de
suelo, previo a la medición. El Primero extrae el carbono total contenido en la muestra. El segundo es un
método de extracción selectiva, que elimina del análisis los carbonos pertenecientes a fases de carbonatos
de la muestra, midiéndose las razones isotópicas del carbono perteneciente a las otras fases presentes.
Este análisis se realizó sólo para quince muestras específicas de la línea 5 y cinco de la línea 6,
sobre el Pórfido Arrieros, en el laboratorio de Queens University en Kingston, Toronto, Canadá.
3.4.5 Costos de los métodos analíticos
El único método que tuvo un costo económico fue el de Agua Regia, grupo 1F-MS del laboratorio
Acme, Vancouver, Canadá. Éste tuvo un costo de US$ 14.45 por muestra, siendo 293 muestras, el costo
total fue de US$ 4295.38. El resto de los métodos analíticos fueron gratuitos.
22
-
4 CARACTERIZACION DE LA COBERTURA
La cobertura corresponde a depósitos de sedimentos coluviales, cercanos a las faldas de cerros, y
progresivamente aluviales al descender hacia las cotas más bajas. Esto se ve reflejado por el tamaño de
los sedimentos que disminuyen progresivamente pendiente abajo en la quebrada. Se observa en toda la
quebrada canales remanentes de los últimos flujos superficiales, se caracterizan por tener granulometría
más fina y por ser los depósitos más jóvenes. La potencia de la cobertura de sedimentos, en las zonas
muestreadas, varía de 20 m en el área cercana al piedemonte hasta cerca de 200 m.
Los sedimentos de tamaño grava a bolones de la cobertura son de mala selección, variando de
menos de 1 cm a 20 cm de diámetro, angulosas y con hasta 60% de material fino. En cuanto a la litología
de estos sedimentos gruesos, varían de acuerdo al área y línea de muestreo, se componen principalmente
de granodiorita, andesita, pórfido riolítico y cuarzos lechosos de hasta 20 cm de diámetro dispersos
ubicuamente en la quebrada. En la Tabla 4.1 se resumen las litologías de los sedimentos gruesos
encontrados para cada línea de muestra. En cuanto a alteraciones, la superficie se encuentra con óxidos de
hierro en la superficie de los sedimentos, algunos pocos fragmentos presentan silicificación, clorita o
epidota (Tabla 4.1). Cabe destacar que en ciertos sectores se encontró vegetación seca, verde, incluso con
flores, que indicarían la mayor cercanía del nivel freático.
En varios sectores la cobertura presenta una costra salina compuesta principalmente por yeso
(gypcrete), visible en la superficie, la que varía su dureza y espesor, suele ser porosa o botroidal y en
mayor o menor grado disgregable. El caso que más destaca es el de la línea de muestra 5, la cual presenta
una abundante costra de yeso en la parte SE del perfil. Para visualizar la presencia de la costra de yeso se
cuantificó lo observado en terreno, de forma muy subjetiva, de 0 a 3, en: 0, si el yeso no es visible a
simple vista; 1, si existe en baja cantidad; 2, si se observa como costra salina disgregable; y 3, si la costra
salina es dura y abundante (Fig. 4.1).
Como se explicó en el capítulo de metodología, las líneas fueron muestreadas pendiente abajo,
intentando seguir las mismas litologías de los fragmentos de la cobertura, discriminadas, en primera
instancia, a través de una imagen satelital. En general, no hay grandes variaciones en la litología para una
línea determinada, a excepción de la línea de muestra 4 que cambia en la parte más oeste, y de la eventual
existencia de costra de yeso, como el caso de la línea de muestra 5, mencionado en el párrafo anterior
(Fig. 4.1e).
23
-
Tabla 4.1: Resumen litología y alteración de las gravas pertenecientes a la cobertura por línea de muestra. Línea Litología de los fragmentos Alteración en los fragmentos Observaciones
1 And, β, Dr de anf, Dr de bt, Gr de anf, MzGr
de anf y bt, Pfd α, Qz, α, SyGr de bt
Ep en amígdalas de β y en pátina de
fragmentos, Silic de Pfd α, Chl-Es, OxFe
Alteración ocasional en fragmentos
aislados.
2 Dr de anf, Gd de anf, MzGr de anf, Pfd dr, Pfd
α, Qz, SyGr de anf, Tn
Ep en pátinas, Chl-Es en pátinas, bt en
anf
3 Gd de anf, Pfd α, MzGr de anf, Qz, SyGr de
anf
Chl y Ep en pátinas, OxMn en pátina Línea pasa sobre pozo con alto Mo.
Vegetación al NE de línea
4
And, Dc, Dr de anf, Gd de anf, MzGr de anf OxFe en pátinas, silic en bloques, Ep
penetrativa, boxwork de cúbicos,
-
Costra de yesoLínea 1
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 1000 2000 3000 4000 5000
Obs
Costra de yesoLínea 2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 1000 2000 3000 4000 5000
Obs
Costra de yesoLínea 3
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
Obs
Costra de yesoLínea 4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 1000 2000 3000 4000 5000
Obs
Costra de yesoLínea 5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 1000 2000 3000 4000 5000
Obs
Costra de yesoLínea 6
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 1000 2000 3000 4000 5000
Obs
Figura 4.1: Observación en terreno de la presencia de costra de yeso, cuantificada de 0 a 3 (ver texto para explicación). Líneas 1(a), 2(b), 3(c) y 4(d) -área Quenante-perfiles NW/SE. Líneas 5(e) y 6(f) -área Pórfido Arrieros- perfiles SW/NE.
a b
c
e
d
f
SW NE
NW
NE SW
SE
25
-
5 Presentación de Resultados Analíticos
La totalidad de los resultados analíticos obtenidos para Agua Regia (AR), SDP Pty, pH, EC e
isótopos se encuentran en el Anexo A.
Para cada análisis se presenta el control de calidad. Para cada área de trabajo se presenta la
estadística univariable y multivariable. Esta última para los resultados de Agua Regia (AR) en conjunto
con pH y EC; y para SDP en conjunto con pH y EC, sirviendo estas últimas variables como nexo entre AR
y SDP. El análisis multivariable incluye matriz de correlación de Pearson y análisis de factores. Por
último se presenta la distribución de los datos en perfiles y en anomalías de contraste.
Primero se presentan los resultados del área Pórfido Arrieros (Fig. 5.1), para efectos de búsqueda de
patrones en variables que denoten la presencia del pórfido cuprífero bajo cobertura conocido, dados por
las anomalías de contraste significantes relacionadas al cuerpo. En segundo lugar se presentan los
resultados del área Quenante (Fig. 5.2), de potencial bajo cobertura desconocido, en busca de patrones
similares a los observados en el área anterior, con un pórfido cuprífero bajo cobertura.
!(!(!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(!(
!(!(!(
!(!(
!(
!(!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(!(
!(!(
!(!(
!(!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(
!(!(!(
!(!(
506000
506000
507000
507000
508000
508000
509000
509000
510000
510000
511000
511000
7474
000
7474
000
7475
000
7475
000
7476
000
7476
000
7477
000
7477
000
7478
000
7478
000
7479
000
7479
000
¹
990 0 990495 Meters
Línea 5
Línea 6
Figura 5.1: Área Pórfido Arrieros. Ubicación de las líneas y puntos (en verde) de extracción de muestras de sedimentos de la cobertura.
26
-
5.1 Agua regia para sedimentos menores a 250µ
5.1.1 Control de Calidad
5.1.1.1 Control de Certeza
Para el control de calidad del laboratorio se utilizó muestras de suelo estándar S4, interno de AA
plc. El S4 corresponde a un material de referencia interna (IRM) sólo para la digestión de Agua Regia
(GP1F-MS) y los valores de referencia que utiliza se obtuvieron dentro de un largo período de análisis
realizados en el laboratorio ACME de Vancouver. Ya sea porque la resolución del análisis GP1F-MS no
es suficiente para detectar todos los elementos químicos contenidos en el suelo S4 o porque la
concentración de ellos es insuficiente para superar el límite de detección del análisis, en los siguientes
elementos químicos no es posible controlar la certeza del laboratorio: Au, B, Te, Ge, S, Ta, Re, Pd, Pt
(valores de referencia de S4 en Anexo B). Por lo tanto, los elementos nombrados anteriormente no se
consideran en el control de certeza (Tabla 5.1 y Anexo B).
!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(
!(!( !(
!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(
!(!(!(!(
!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(
!(!(!(!(!(!(!(!(!(
!(!(
519000
519000
520000
520000
521000
521000
522000
522000
523000
523000
524000
524000
525000
525000
526000
526000
527000
527000
7482
000
7482
000
7483
000
7483
000
7484
000
7484
000
7485
000
7485
000
7486
000
7486
000
7487
000
7487
000
7488
000
7488
000
¹
1200 0 1200600 Meters
Línea 1
Línea 2
Línea 3
Línea 4
Figura 5.2: Área Quenante. Ubicación de las líneas y puntos de extracción de muestras (en verde) de sedimentos de la cobertura. En la esquina inferior izquierda se ubican dos puntos de control.
El estándar se envió cada 15 muestras de suelo tomadas en terreno. Para todos los elementos, a
excepción de los nombrados en el párrafo anterior, se realizó un gráfico como el mostrado en la Figura 5.3
el cual presenta la concentración del estándar S4 (eje y) versus la secuencia de medición en el tiempo (eje
x). Las líneas de referencia corresponden al promedio (línea verde), la segunda desviación estándar (línea
naranja, de advertencia) y la tercera desviación estándar (línea verde, de error). Para el ejemplo (Fig. 5.3),
se tienen concentraciones de sodio más altas que bajas, pero se enmarcan dentro de los límites de error.
27
-
Destacan dos puntos sobre el límite de advertencia, pero debido a las pequeñas concentraciones de
elementos que se manejan para S4, cercanas al límite de detección, la certeza del laboratorio se considera
aceptable para casos como éste. Sin embargo, en el caso de Nb y W (Anexo B), la mayoría de las
concentraciones se alejan del límite de error por lo tanto se excluyen de los análisis. Los resultados del
control de certeza se presentan en la Tabla 5.1.
5.1.1.2 Control de Precisión
La representatividad de los datos en el sitio de extracción, en términos del ejercicio de muestreo, se
realizó a través de 17 duplicados de terreno. Estudios de duplicados incluyen numerosos factores
variables que van desde errores de muestreo, de preparación, al separar la muestra, errores de digestión y
de lectura analítica. El nivel aceptable de reproducibilidad usado en este estudio, para la exploración en
superficie en suelo, es que un 95% de todas las muestras, con concentraciones diez veces sobre el límite
de detección, debe estar entre ±20% de variabilidad. En este trabajo, se graficó la reproducibilidad, como
el porcentaje de diferencia relativa porcentual entre las concentraciones de la muestra original y su
duplicado contra el promedio de éstas mismas. Este criterio se aplicó para éste y todos los análisis
realizados (Anexo B). Se encontraron 14 elementos químicos en que la totalidad de las concentraciones,
tanto muestra original como duplicado, son inferiores a diez veces su límite de detección (Au, Be, Ge, Hg,
In, Nb, Pd, Pt, Re, Se, Sn, Ta, Te y W) y por lo tanto no se consideran en este análisis de reproducibilidad.
Por otro lado, B, Ca, K, Li, Na, S y Sr presentan las mayores variaciones. Estos elementos se encuentran
típicamente en sales del norte de Chile y dada las diferentes cantidades de sales contenidas en los suelos
muestreados no sorprende tal variación en los duplicados de terreno. Para estos últimos elementos se
graficó sus máximos porcentajes de diferencia relativa porcentual tolerables como barras de error,
tomando como ejemplos el Sr y el Na (Fig. 5.4). En ambos casos se diferencia el valor de fondo, mucho
menores que los máximos. Los elementos restantes analizados se encuentran dentro del límite ±20% o
S4 Standard GP1F-MS
0.09
0.11
0.13
0.15
0.17
Secuencia
Con
cent
raci
ón %
Na
+3std
-2std
Media
+2std
-3std
Figura 5.3: Control de certeza para Na. Explicación en el texto.
28
-
muy cercanos por lo que se consideran representativos para el sitio de extracción. En la Tabla 5.1 se
encuentra un resumen con los elementos químicos analizados y el control de precisión.
Tabla 5.1: Elementos químicos en análisis. * Elementos asociados y/o indicadores de Pórfido de cobre y/o molibdeno.
Control de Certeza Control de Precisión Elementos Químicos
No aceptable Aceptable No aceptable Aceptable
Elementos
Seleccionados
Ag*, Al, Au, As*, B, Ba,
Be, Bi*, Ca, Cd*, Ce,
Co*, Cr, Cs, Cu*, Fe,
Ga, Ge, Hf, Hg, In, K*,
La, Li, Mg, Mn, Mo*,
Na, Nb, Ni, P, Pb*, Pd,
Pt, Rb*, Re, S*, Sb*, Sc,
Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th,
Ti, Tl, U, V*, W, Y,
Zn*, Zr.
Nb, W. Ag, Al, As, Ba, Be,
Bi, Ca, Cd, Ce, Co,
Cr, Cs, Cu, Fe, Ga,
Hf, Hg, In, K, La, Li,
Mg, Mn, Mo, Na, Ni,
P, Pb, Rb, Sb, Sc,
Se*, Sn, Sr, Th, Ti,
Tl, U, V, Y, Zn, Zr.
Au, Be, Ge, Hg,
In, Nb, Pd, Pt,
Re, Se*, Ta, Te*
y W.
Ag, Al, As, B, Ba,
Bi, Ca, Cd, Ce,
Co, Cr, Cs, Cu, Fe,
Ga, Hf, K, La, Li,
Mg, Mn, Mo, Na,
Ni, P, Pb, Rb, S,
Sb, Sc, Sr, Th, Ti,
Tl, U, V, Y, Zn,
Zr.
Ag*, Al, As*, B, Ba,
Bi*, Ca, Cd*, Ce,
Co*, Cr, Cs, Cu*, Fe,
Ga, Hf, K*, La, Li,
Mg, Mn, Mo*, Na, Ni,
P, Pb*, Rb*, S*, Sb*,
Sc, Sn, Sr, Th, Ti, Tl,
U, V*, Y, Zn*, Zr.
Cabe destacar que la muestra 28019 y su duplicado 28018 se encuentran fuera del rango ±20, en al
menos 26 elementos químicos medidos (no considerando los elementos cuyas concentraciones no
alcanzan diez veces su límite de detección). Además, las concentraciones del duplicado son, en general,
inferiores a la muestra original y no superan una diferencia de 40%. En cambio, cuando la concentración
del duplicado es mayor, la diferencia es de hasta 100%. Este último caso se da para los mismos elementos
50% Error
0
400
800
1200
1600
0 50 100 150 200 250
Sr p
pm
50% Error
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 50 100 150 200 250
Na
%
Figura 5.4: Barras de 50% de error para Sr y Na. La secuencia está en orden de muestreo.
29
-
típicos de sales nombrados anteriormente, incluyendo además el Mg. Este caso claramente no representa
reproducibilidad del sitio y corresponde a la primera muestra tomada.
5.1.2 Resultados de AR para Área Pórfido Arrieros (PA)
5.1.2.1 Análisis estadístico univariable
Se calculó, en base aritmética, para cada elemento seleccionado (Tabla 5.1), por línea de muestreo,
el promedio, desviación estándar, primer cuartil, tercer cuartil, mediana, mínimo, máximo, y valor umbral
(promedio más dos veces la desviación estándar). Se presenta un resumen de estos resultados en la Tabla
5.2.
Razón de contraste y razón de respuesta La razón de contraste se calculó como el percentil 90 aritmético dividido por la mediana aritmética
de cada grupo de valores de un elemento para una línea de muestra determinada. Se calcularon las
razones de contraste sólo de los elementos seleccionados de la Tabla 5.1. Arbitrariamente, se consideró
como alta razón de contraste los valores superiores a 1,5. Estos resultados se muestran en la Tabla 5.3
para cada línea de muestra.
Por otro lado, se calculó la razón de respuesta (RR) para los datos de AR como el valor original
partido por el primer cuartil de cada elemento para cada línea de muestra. Estos resultados se graficaron
por perfil de muestreo, en grupos de variables con perfil similar y RR similar para su comparación. Como
alta RR se tomó el valor arbitrario 2, siendo una anomalía de contraste las RR iguales o superiores a ese
valor. Los perfiles se muestra
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