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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 ZUIGA

PROFESOR GUIA:

BRIAN TOWNLEY CALLEJAS

MIEMBROS DE LA COMISION: CARLOS PALACIOS MONASTERIO

VICTOR MAKSAEV JURCHUC PETER ALAN WINTERBURN

SANTIAGO DE CHILE ENERO 2007

RESUMEN Esta tesis presenta los resultados de metodologas geoqumicas aplicadas a la bsqueda de depsitos

tipo prfido cuprfero bajo cobertura sedimentaria aluvial en el Desierto de Atacama. Se realiz una

recoleccin sistemtica de 94 muestras de sedimentos de las gravas aluviales que cubren un prfido

cuprfero, y 174 muestras de sedimentos sobre un rea prospectiva en la que se desconoce la existencia de

algn cuerpo tipo prfido mineralizado bajo cobertura. Se aplic el mtodo de extraccin parcial Agua

Regia (AR), Soil Desorption Pyrolisis Pty (SDP), pH, conductividad elctrica (EC), y razones isotpicas

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 mtodo de exploracin de prfidos cuprferos en coberturas sedimentarias del tipo

aluvial del Desierto de Atacama. La principal mineraloga que interfiere en los resultados analticos es el

yeso que constituye una costra, la que diluye la seal del suelo, distorsionando las seales de los distintos

mtodos empleados. As, el yeso acta 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 isotpicas, estas no presentan una respuesta robusta respecto a la existencia del

cuerpo tipo prfido cuprfero (al menos bajo la metodologa aqu empleada). Para SDP se observa una

doble anomala de contraste positiva sobre los bordes de la proyeccin en superficie del prfido cuprfero.

Sin embargo, esta anomala de contraste se cree que se debe a interferencia del medio muestral, ya que

sobre el prfido cuprfero se observ presencia de yeso en superficie, la que reduce la seal de

hidrocarburos sobre la proyeccin en superficie del cuerpo.

En el aluvio que cubre al prfido cuprfero se encuentran anomalas de contraste apicales de Na, B, K,

N, que no son interferidos por la presencia de yeso, y anomalas de contraste de elementos asociados en

factores estadsticos que podran representar parmetros naturales del medio muestreado como arcillas

(e.g. Al, Ga) y/o asociadas al prfido (e.g. Cs, Li) y de elementos indicadores de mineralizacin (Cu, Mo y

Ag). Adems, se observan anomalas de contraste de conductividad elctrica (EC) y de etano (C2H6).

Este ltimo es el nico hidrocarburo anmalo sobre la proyeccin en superficie del prfido cuprfero, el

que se correlaciona fuertemente con EC, Na y N. Se cree que es una anomala falsa, producto de una

interferencia de nitrato (NO), el que iguala la masa atmica del etano durante el proceso analtico en el

ICP-MS. En los perfiles muestreados en el rea prospectiva no se encontraron anomalas de contraste

robustas que indiquen la existencia de un cuerpo tipo prfido cuprfero enterrado bajo cobertura aluvial.

El proceso de formacin de las anomalas de contraste apicales observadas sobre el prfido cuprfero, se

asocia a aguas subterrneas que migran a travs de fracturas que existiran en el cuerpo tipo prfido y en la

cobertura de gravas aluviales sobre l, mediante bombeo tectnico. Dichas aguas transportaran a los

elementos finalmente absorbidos en la cobertura.

A mis padres y familia

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 alegra.

Gracias a Anglo American, en especial a Chris Oates, por darme la posibilidad de obtener un

grado acadmico y creer en m. En especial tambin 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 conoc y que desinteresadamente me regalaron su amistad. A todos mis compaeros mechones Carlitos, Gladis, Miguel Oco, Salvy, Csar, Figuegol, Matias y mis amigas del cole Caroly, Kitty, Michel, Carla, Marin, Rulo, Carola A., Carola M. y la Jany, personajes que me entregaron tanto cario y buena onda hasta hoy. A mis compaeros gelogos, 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 despus 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 Mara Rosa y la Cristi, sin ellas, nadie pasa los cursos, ni se titula, son un pilar

fundamental para los alumnos de geologa, gracias a ambas por estar siempre dispuestas a orientarnos con la mejor de las sonrisas y darnos cario y apoyo.

Gracias a la msica por llenar todos los espacios que necesit para estudiar, a Tommy Rey y

las sonoras por sus alegres cumbias que invaden mis carretes, a las rancheras que las conoc hace poco y son tan buenas, a los Jaivas, a Vctor y la Violeta, a Inti, Quila y Sol y lluvia. Al heavy metal que acompa mi adolescencia, en especial a Metallica, Pantera y Dorso. A Manu, Caf Tacuba y la cebolla inglesa de los 80, es muy buena. Ah, y a nuestro Salo Reyes por acompaarnos en tantos terrenos, entre otros. A la cerveza refrescante y al vinito tinto por supuesto.

Gracias a las chinitas, que me han acompaado la vida entera. A Coquimbo y el norte, por sus hermosos paisajes desrticos, al sur por sus hermosos bosques y lagos, a los hermosos ros e islas de Chile.

Gracias a todo lo que nos llena y satisface.

NDICE DE CONTENIDOS 1 INTRODUCCIN.. 1

1.1 OBJETIVOS.. 2 1.1.1 Objetivos generales.. 2 1.1.2 Objetivos especficos 2

1.2 HIPTESIS... 2 1.3 UBICACIN Y VAS DE ACCESO 2 1.4 CLIMA.. 3 1.5 METODOLOGA. 4

2 ANTECEDENTES GEOLGICOS. 6

2.1 GEOLOGA REGIONAL. 6 2.2 GEOLOGA LOCAL 9

2.2.1 Geologa y descripcin breve del Prfido Arrieros.. 10 2.3 ESTRUCTURAS.. 10

2.3.1 Pliegues... 10 2.3.2 Fallas... 10

2.4 GEOFSICA. 12 2.5 HIDROGEOQUMICA 13

3 METODOLOGA... 20

3.1 ZONAS DE MUESTREO. 20 3.2 LNEAS DE MUESTRA... 20 3.3 TOMA DE MUESTRAS... 20 3.4 MTODOS ANALTICOS... 18

3.4.1 Agua Regia (GP1F-MS)... 18 3.4.2 SDP.. 18 3.4.3 Medicin de Conductividad y pH de suelo. 20 3.4.4 Medicin de Istopos.. 21 3.4.5 Costos de los mtodos analticos. 22

4 CARACTERIZACIN DE LA COBERTURA.. 23

5 PRESENTACIN DE RESULTADOS ANALTICOS. 26

5.1 AGUA REGIA PARA SEDIMENTOS MENORES A 250... 27 5.1.1 Control de Calidad 27 5.1.2 Resultados de AR para rea Prfido Arrieros. 31 5.1.3 Resultados de AR para el rea Quenante 39

5.2 SDP (SOIL DESORPTION PYROLYSIS)... 52 5.2.1 Control de Calidad... 52 5.2.2 Resultados de SDP para el rea Prfido Arrieros... 53 5.2.3 Resultados de SDP para el rea Quenante... 62

5.3 CONDUCTIVIDAD ELCTRICA Y PH 73 5.3.1 Control de Calidad... 73 5.3.2 Anlisis estadstico univariable.... 74 5.3.3 Anlisis estadstico multivariable. 75 5.3.4 Distribucin de pH y EC.. 76

5.4 RAZONES ISOTPICAS DE CARBONO 13C.... 81 5.4.1 Control de calidad 82 5.4.2 Modelo terico. 82 5.4.3 Resultados 13C.. 83

5.5 RAZONES ISOTPICAS DE AZUFRE 34S 84 5.6 RAZONES ISOTPICAS DE NITRGENO 15N 85

6 DISCUSIN 86

6.1 CARACTERIZACIN DE LA COSTRA DE YESO.. 86 6.2 RESPUESTA DE PH Y EC.. 87 6.3 AGUA REGIA.. 89

6.3.1 rea Prfido Arrieros.. 89 6.3.2 rea Quenante..... 90

6.4 SDP 91 6.4.1 rea Prfido Arrieros... 91 6.4.2 Caso Etano 92 6.4.3 rea Quenante.. 93

6.5 RAZONES ISOTPICAS. 94 6.6 GEOFSICA.. 95 6.7 COMPARACIN CON SPENCE 95 6.8 RELACIN DE GEOQUMICA DEL SUELO CON LA HIDROGEOQUMICA 97 6.9 COMPARACIN DE LOS MTODOS ANALTICOS USADOS 100 6.10 ORIGEN DE LAS ANOMALAS.. 100

7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES... 103

8 REFERENCIAS. 105

ANEXO A ANEXO B ANEXO C ANEXO D ANEXO E

NDICE DE FIGURAS

FIGURA 1.1: Mapa de ubicacin y vas de acceso a la zona de estudio 3

FIGURA 2.1: Mapa geolgico regional 8

FIGURA 2.2: Mapa geolgico 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: Ubicacin de lneas de muestras de sedimento aluvial, agua y sondajes 16

FIGURA 3.2: Tamizado y muestras para SDP 17

FIGURA 4.1: Observacin en terreno de presencia de costra de yeso 25

FIGURA 5.1: rea Prfido Arrieros. Ubicacin de lneas y puntos de extraccin de muestras 26

FIGURA 5.2: rea Quenante. Ubicacin de las lneas y puntos de extraccin 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 anomalas de contraste para lnea de muestra 5 34

FIGURA 5.6: Perfiles NW/SE para factores de lnea de muestra 5 35

FIGURA 5.7: Perfiles NW/SE para concentracin de Ag, Na y Ca de lnea de muestra 5 36

FIGURA 5.8: Perfiles NW/SE para anomalas de contraste de lnea de muestra 6 37

FIGURA 5.9: Perfiles NW/SE para factores de lnea de muestra 6 38

FIGURA 5.10: Perfiles NW/SE para concentracin de Ag, Na y Ca de lnea de muestra 6 39

FIGURA 5.11: Perfiles SW/NE para anomalas de contraste de lnea de muestra 1 44

FIGURA 5.12: Perfiles SW/NE para factores de lnea de muestra 1 45

FIGURA 5.13: Perfiles SW/NE para concentracin de Na para lnea de muestra 1 45



FIGURA 5.16: Perfiles SW/NE para concentracin de oro de lnea de muestra 2 48



FIGURA 5.19: Perfiles SW/NE para concentracin de lnea de muestra 3 49



FIGURA 5.22: Perfiles SW/NE para concentracin de Ag de lnea de muestra 4 51

FIGURA 5.23: Barras de 50% de error para etano 4 52

FIGURA 5.24: Perfiles NW/SE para anomalas de contraste de compuestos gaseosos. Lnea de

muestra 5

57

FIGURA 5.25: Perfiles NW/SE para factores de compuestos gaseosos. Lnea de muestra 5 58

FIGURA 5.26: Perfiles NW/SE para compuestos gaseosos de lnea de muestra 5 59

FIGURA 5.27: Perfiles NW/SE para anomalas de contraste de compuestos gaseosos. Lnea de

muestra 6

59

FIGURA 5.28: Perfiles NW/SE para factores de compuestos gaseosos. Lnea de muestra 6 60

FIGURA 5.29: Perfiles NW/SE para compuestos gaseosos de lnea de muestra 6 61

FIGURA 5.30: Perfiles SW/NE para anomalas de contraste de compuestos gaseosos de lnea de

muestra 1

67

FIGURA 5.31: Perfiles SW/NE para factores de compuestos gaseosos de lnea de muestra 1 68

FIGURA 5.32: Perfiles SW/NE para C2H6 y SO2 de lnea de muestra 1 69


muestra 2

69


FIGURA 5.35: Perfiles SW/NE para As y C2H6 de lnea de muestra 2 70


muestra 3

71


FIGURA 5.38: Perfiles SW/NE para COS de lnea de muestra 3 72


FIGURA 5.40: Perfiles NW/SE para anomalas de contraste de EC de lnea de muestra 5 77

FIGURA 5.41: Perfiles NW/SE para pH y EC de lnea de muestra 5 78

FIGURA 5.42: Perfiles NW/SE para anomalas de contraste de EC de lnea de muestra 6 78

FIGURA 5.43: Perfiles NW/SE para pH y EC de lnea de muestra 6 78

FIGURA 5.44: Perfiles SW/NE para pH y EC de lnea de muestra 1 79

FIGURA 5.45: Perfiles SW/NE para anomalas de contraste de EC de lnea de muestra 2 80




FIGURA 5.49: Modelo terico experimental para las razones isotpicas de carbono 83

FIGURA 5.50: Modelo terico esperado para la lnea de muestra 5 83

FIGURA 5.51: Perfil NW/SE para 13C de lnea de muestra 5 84

FIGURA 5.52: Perfil NW/SE para 34S de lnea de muestra 5 84

FIGURA 5.53: Perfil NW/SE para 15N de lnea de muestra 5 85

FIGURA 6.1: Comparacin de la estimacin de costra de yeso observada y concentraciones de

Ca y S obtenidas con AR

87

FIGURA 6.2: Diagramas de distribucin de pH y EC, divididas en poblaciones 89

FIGURA 6.3: Relacin entre etano, sodio y nitrgeno 93

FIGURA 6.4: Perfiles de concentracin de elementos para Spence 96

FIGURA 6.5: Mapa de pH para muestras de suelo y agua subterrnea 98

FIGURA 6.6: Mapa de Na para muestras de suelo y agua subterrnea 99

FIGURA 6.7: Modelo terico para la formacin de anomalas de contraste del presente estudio 102

FIGURA 7.1: Lneas de muestras propuestas para confirmacin de anomalas de contraste 103

NDICE DE TABLAS

TABLA 4.1: Resumen litologa y alteracin de las gravas pertenecientes a la cobertura por lnea de muestra

24

TABLA 5.1: Elementos qumicos en anlisis. *Elementos asociados y/o indicadores de Prfido de Cobre y/o Molibdeno, En Siegel (1992)

29

TABLA 5.2: Resultados de estadstica univariable para elementos analizados con ARM del rea PA

32

TABLA 5.3: Razones de contraste superiores o iguales a 1,5 para el rea PA.

33

TABLA 5.4: Resumen de variables con carga superior o igual a 0,5 por factor y lnea de muestra para el rea PA, de anlisis de factores para ARM

33

TABLA 5.5: Resultados de estadstica univariable para elementos analizados con ARM del rea Q

41

TABLA 5.6: Razones de contraste superiores o iguales a 1,5 para el rea Q.

43

TABLA 5.7: Resumen de variables con carga superior o igual a 0,5 por factor y lnea de muestra para el rea Q, de anlisis de factores para ARM

43

TABLA 5.8: Resultados de estadstica univariable para compuestos gaseosos analizados con el mtodo SDP. rea PA

55

TABLA 5.9: Razones de contraste superiores o iguales a 2 para compuestos gaseosos analizados con SDP. rea PA.

55

TABLA 5.10: Resumen de variables con carga superior o igual a 0,5 por factor y lnea de muestra para el rea PA, de anlisis de factores para SDP

56

TABLA 5.11: Resultados de estadstica univariable para compuestos gaseosos analizados con el mtodo SDP. rea Q

63

TABLA 5.12: Razones de contraste superiores o iguales a 2 para compuestos gaseosos analizados con SDP. rea Q.

65

TABLA 5.13: Resumen de variables con carga superior o igual a 0,5 por factor y lnea de muestra para el rea Q

66

TABLA 5.14: Estadstica univariable para pH y EC por lnea de muestra

74

TABLA 5.15: Razones de contraste de pH y EC por lnea de muestra.

75

TABLA 5.16: Duplicados de muestra de EDTA 13C ()PDB.

82

1 INTRODUCCION

En esta tesis se entregan y discuten las respuestas de distintos mtodos geoqumicos aplicados en

una cobertura aluvial ubicada directamente sobre un depsito tipo prfido cuprfero, y adems su

implementacin, como herramientas de exploracin geoqumica, en otra zona donde se desconoce la

naturaleza del sustrato. Ambas reas de estudio se ubican en la Quebrada de Los Arrieros, Desierto de

Atacama, Regin de Antofagasta, Chile.

La exploracin de depsitos minerales metlicos, en las ltimas dcadas, se ha orientado a depsitos

bajo cobertura. Entre las metodologas de exploracin, los mtodos geoqumicos 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 hiptesis de que los

depsitos metlicos en profundidad interactan con su cobertura, el anlisis geoqumico de esta ltima

puede ser utilizado para determinar la existencia de un depsito mineral enterrado bajo ella. Dentro de

este marco, en este estudio se aplicaron tcnicas analticas de geoqumica de extraccin parcial, Agua

Regia, para obtener seales de elementos qumicos adsorbidos en la cobertura; anlisis de pirlisis de

desorcin de suelo (SDP Pty), para determinar el contenido de compuestos gaseosos adsorbidos en la

cobertura; medidas directas de pH y conductividad elctrica del sedimento de la cobertura en solucin, en

busca de respuestas de actividad electroqumica en el sistema porfdico; y la aplicacin de mediciones de

razones isotpicas, indagando en algn proceso que libere componentes desde el cuerpo hacia la

superficie, capaz de cambiar la seal isotpica; adems de la informacin geolgica que se obtuvo en

terreno.

Se tiene como antecedente un estudio hidrogeoqumico realizado en la Quebrada de Los Arrieros.

En ste se identificaron muestras de agua subterrnea con anomalas de contraste de molibdeno y en

menor medida de cobre, en dos zonas principalmente: una relacionada a un sistema de alteracin

conocida como prfido cuprfero 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 realiz dentro del mbito 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 metodologas de exploracin geoqumica en la cubierta aluvial

sobre un depsito de tipo prfido cuprfero.

1.1.2 Objetivos especficos

Determinar si existe influencia de la composicin de las gravas y la presencia de costra de yeso en los datos geoqumicos de la cubierta aluvial.

Determinar anomalas geoqumicas en la cubierta aluvial que reflejen la existencia del depsito tipo prfido cuprfero en profundidad.

Determinar si hay relacin entre la geoqumica de la cobertura en superficie con la hidrogeoqumica de las aguas subterrneas.

Determinar la confiabilidad de los mtodos a ocupar. Realizar un anlisis comparativo de las metodologas de exploracin geoqumica utilizadas.

1.2 Hiptesis

Los depsitos de minerales metlicos que se encuentran cubiertos se manifiestan en superficie, a

travs de diferentes variaciones qumicas, 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 interaccin con las aguas subterrneas, las

reacciones qumicas ocurridas y actividad bacterial.

1.3 Ubicacin y vas de acceso

El rea de estudio se sita en la Quebrada de Los Arrieros, la que se ubica a 35 Km al sureste de

Calama, en el Desierto de Atacama, II Regin de Chile (Fig. 1.1). Las lneas de toma de muestras se

ubican dentro de un cuadrante de esquina inferior izquierda 7474000N, 506000E (225030; 685629)

y esquina superior derecha 7490000N, 528000E (224149; 684338) UTM Zona 19S, datum

PSAD56. Por otro lado, la zona de estudio se ubica dentro de la franja metalognica de prfidos Cu de

edad Eoceno Tardo a Oligoceno Temprano (Sillitoe, 1996).

Al rea 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 desvo al sur, hacia la Mina Gaby

2

Sur, camino de ripio que llega a la Quebrada de Los Arrieros. Adems existen huellas para acceder a los

sitios de muestreo, los cuales slo son posibles en un vehculo de doble traccin.

Figura 1.1: Mapa de ubicacin y vas 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 Per 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, segn interpretacin de datos

sedimentolgicos, fue semi-rido a rido desde los 15 Ma a los 4 Ma (Hartley, 2003) y cambi, entre los 4

Ma a los 3 Ma, a hiper-rido a lo largo del margen oeste de Sudamrica (Hartley, 2003), el que se

mantiene hasta la actualidad.

La regin presenta una extrema aridez, especialmente en la depresin intermedia y en cuencas

intramontanas. El clima para esta rea corresponde al Desrtico Normal, el que se presenta por sobre los

1000 m de altura. Se caracteriza por una muy baja humedad relativa, sin influencia martima manifiesta,

cielos permanentemente despejados, fuertes cambios de temperatura entre el da y la noche, y la ausencia

de precipitaciones (Direccin Meteorolgica de Chile, 2005). Datos climatolgicos indican un promedio

de precipitacin anual 1 mm puede

ocurrir con una frecuencia de 5 aos; lluvias fuertes mayores a 1centimetro pueden ocurrir slo unas pocas

veces cada siglo. La regin posee escasa vegetacin, aunque alguna puede ocurrir en valles donde el nivel

fretico se acerca a la superficie y a lo largo de la Cordillera de la Costa, sustentada por el ingreso de

humedad desde el Ocano Pacfico. Bajo los 2500 m la regin 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

LEYENDACENTROS URBANOS

!P CIUDAD PRINCIPALCIUDAD SECUNDARIA

LMITES

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

ms bajo (Kelley et al., 2003).

Estas condiciones climticas se traducen en un desarrollo casi inexistente de suelo y en

caractersticas muy particulares del medio muestral.

El desarrollo de suelo o pedognesis en reas desrticas se puede dividir en tres fases:

estabilizacin del sedimento depositado, la formacin de horizontes y la maduracin (Souirji, 1996 en

Souirji, 1998). La fase de estabilizacin va a depender del drenaje existente, peridico o bien drenado, de

la profundidad de la tabla de aguas, y/o la existencia de vegetacin. La fase de formacin de horizontes

est marcada por el comienzo de la organizacin estructural en el sedimento inicial. La formacin de un

pavimento de desierto es parte esencial de la fase de estabilizacin y el primer paso en la formacin de

horizontes y la organizacin del sedimento (Souirji, 1998), en otras palabras el pavimento de desierto es

un horizonte de suelo por si mismo. La fase de maduracin consiste en la evolucin fsica, qumica y

mineralgica de los horizontes superficiales. El pavimento evoluciona fsicamente en la reduccin de

tamao de los fragmentos gruesos, la influencia de temperaturas extremas, variaciones en la humedad del

aire y sales aerotransportadas, conducen a un pavimento ms denso que protege mejor el suelo. Se

incorpora material ms elico (arena y polvo) en grietas de desecacin 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 tambin acumular como capas debajo de los fragmentos gruesos del pavimento. Los

procesos qumicos del desgaste por la accin atmosfrica del desierto inducen a la eventual la formacin

del barniz del desierto y la concentracin relativa de xidos 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 Metodologa

Los siguientes mtodos utilizados estn orientados a la deteccin de mineralizacin metlica bajo

cobertura.

Identificacin en terreno de las litologas dominantes en las gravas. Recoleccin de muestras de suelo en terreno. Anlisis de digestin de Agua Regia, para determinar las concentraciones de elementos qumicos.

Se utiliz el grupo 1F-MS ofrecido por el laboratrio ACME-Vancouver. Consiste en la digestin

4

de la muestra con Agua Regia a 1:1:1 de HCl:HNO3:H2O a ~95C por una hora y la adicin de

HCl hasta completar cierto volumen. Una parte de la solucin se analiza en un ICP-MS de alta

resolucin.

Anlisis de pirlisis de desorcin de suelo (Soil Desorption Pyrolysis o SDP Pty), para determinar el contenido de compuestos gaseosos adsorbidos en suelos. Se realiz en la Universidad de

Queensland, Australia. Consiste en el calentamiento a 450C de el material tamao arcilla

contenido en la muestra (se tamiza la muestra a

2 ANTECEDENTES GEOLOGICOS

2.1 Geologa regional

Se describe brevemente la geologa de un rea 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 regin existen rocas de edades precmbricas a cenozoicas. Las rocas ms antiguas

corresponden a esquistos, anfibolitas y cuarcitas subordinadas del Complejo Metamrfico Limn Verde

del Paleozoico inferior y/o Precmbrico(?) (Mpodozis et al., 1993) que aflora en el flanco occidental de la

sierra del mismo nombre. Una edad Rb/Sr (iscrona) de 30911 Ma es interpretada como la edad de

metamorfismo (Herv et al., 1985). La mayor parte de los afloramientos en la Cordillera de Domeyko,

Sierra Limn Verde y Cerro Quenante estn formados por unidades de rocas volcnicas con

intercalaciones sedimentarias del Carbonfero Superior y el Prmico. Estas incluyen riolitas (Formacin

Cas) datadas mediante U/Pb en circones en 2992 Ma (Mpodozis et al., 1993). Tambin incluyen rocas

volcnicas intermedias-bsicas (Estratos del Bordo), andesticas (Formacin Tuina). Estas son cortadas

por rocas intrusivas como granitos, granodioritas, dioritas y tonalitas de edad promedio de 3035 Ma en

U/Pb, K-Ar y Rb/Sr, Carbonfero-Prmico (Complejo Intrusivo Limn Verde) (Mpodozis et al., 1993).

Las rocas Mesozoicas corresponden a secuencias volcnicas continentales y transicionales de

conglomerados, areniscas, tobas y lavas riolticas y andesticas (Formacin Agua Dulce) de edad Trisica

Superior (Mpodozis et al., 1993). Estas se presentan en afloramientos de pequea extensin areal en la

Sierra Limn Verde y al sur de esta zona. Concordantes sobre la Formacin Agua Dulce, afloran una

secuencia de rocas con un nivel inferior sedimentario marino fosilfero del Las-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 Limn 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? (Formacin Cerritos Bayos), en parte con

intercalaciones volcnicas de rocas epiclsticas y piroclsticas riolticas, lavas andesticas y traquticas

(Formacin Quebrada Mala) del Neocomiano (?). En los niveles estratigrficamente ms altos ocurren

exclusivamente unidades volcnicas andesticas del Neocomiano? (Formacin Arca) (Mpodozis et al.,

1993). Rocas del Cretcico Superior afloran al este del rea, corresponden a secuencias sedimentarias

continentales aluviales y lacustres: conglomerados, brechas, areniscas y limolitas rojas con intercalacin

de tobas riolticas y lavas andesticas (Formacin Purilactis) (Marinovic y Lahsen, 1984). A estas

6

secuencias las intruyen rocas del Cretcico Superior, en una franja aproximadamente NW de

afloramientos aislados, consistentes en monzodioritas, granodioritas, gabros y dioritas de piroxeno, biotita

y horblenda; prfidos andesticos y diorticos (Complejo Intrusivo de Guacate). Por otro lado, en la

Pampa Limn Verde y al sur de la zona, afloran discordantes sobre las unidades jursicas, rocas

volcnicas de edad Paleoceno-Eoceno Inferior (Formacin Cinchado), formadas de conglomerados

basales, ignimbritas y andesitas; a esta formacin la intruyen una serie de intrusivos subvolcnicos

dacticos 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 sta (Mpodozis et al., 1993).

Cuerpos intrusivos de edad Paleoceno (65-53 Ma), asociados a mineralizacin tipo prfido cuprfero

y chimeneas de brechas, se ubican al oeste de Calama. Corresponden a monzodioritas de piroxeno y

biotita, granodioritas y granitos de horblenda y biotita; prfidos dacticos y riolticos, 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 (Formacin

Calama) (Mpodozis et al., 1993). A partir de los 30 Ma la zona estudiada no registra fenmeno

magmtico 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 (Formacin Tambores), distribuida ampliamente en el rea de estudio y fuera

de sta; sobre estas unidades afloran discordantes secuencias de calizas y areniscas calcreas silceas de

edad Mioceno Medio-Plioceno Inferior (Formacin El Loa), formando una franja N-NE al este del rea de

estudio; sobre la Formacin Tambores y bajo sedimentos recientes se apoyan secuencias lacustres con

intercalaciones de niveles calcreos, conglomerdicos y piroclsticos del Plioceno-Pleistoceno (Formacin

Chiuchiu); intercalada en sedimentos de la Formacin El Loa se encuentra un nivel de ignimbrita dactica

del Mioceno Superior (Ignimbrita Sifn); por ltimo, ocurren depsitos salinos evaporticos del Mioceno-

Cuaternario (Salar Rudolph, Brinkerhoff y el extremo NW del Salar de Atacama), conformados de

sulfatos, cloruros, carbonatos y niveles detrticos finos, localmente con brax y/o litio y depsitos 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 Ar

rieros

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

5550007 45

9

0

0

0

7

4

5

9

0

0

0

7

4

6

9

0

0

0

7

4

6

9

0

0

0

7

4

7

9

0

0

0

7

4

7

9

0

0

0

7

4

8

9

0

0

0

7

4

8

9

0

0

0

7

4

9

9

0

0

0

7

4

9

9

0

0

0

7

5

0

9

0

0

0

7

5

0

9

0

0

0

7

5

1

9

0

0

0

7

5

1

9

0

0

0

7

5

2

9

0

0

0

7

5

2

9

0

0

0

MAPA GEOLGICO

10.000 0 10.0005.000 Meters

MQs. Depsitos Evaporticos

MP1c, MP1l. Mioceno sup-Plioceno:Secuencias Sedimentaria Clstica.Fm. Tambores y Fm. El Loa

Ms3t. Mioceno superior: Ignimbrita Sifn

M1c. Mioceno inferior-medio:Abanico aluvial. Gravas de Atacama

OM1c. Oligoceno-Mioceno:Secuencia sedimentaria continentalparlica 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 volcnicos.Caldera Lomas Bayas

Ks1c, Ks2c. Cretcico sup-Terciarioinf: Secuencias sedimentaria yvolcano-sedimentaria. Fm. Purilactisy Fm. Quebrada Mala

Ks3i. Cretcico sup: Secuenciasvolcnicas continentales

Kia3. Cretcico inf-alto: Secuencias ycomplejos volcnicos continentales

JK1c. Jurcico sup-Cretcico inf:Secuencia sedimentaria continental.Fm Cerritos Bayos

J1m, Js1m. Jursico medio-Neocomiano:Secuencias sedimentarias marinas.Grupo Caracoles

Ji1m. Jursico inferior- medio:Secuencia sedimentaria marina litoral ode plataforma

TrJ3. Trisico-Jursico inf: Secuenciavolcnica y sedimentaria continental atransicin. Fm. Agua Dulce

CP2, CP3. Carbonfero-Prmico:Secuencias sedimentarias y volcnicascontinentales. Fm. Tuina y Fm. Cas

pCP4, pCO4. Precmbrico-Paleozoicoinf: Esquistos, metabasitas, anfibolitas,migmatitas, ortoneises, cuarcitas y filitas.Complejo Metamrfico Lmn Verde

ROCAS INTRUSIVAS

Eg. Eoceno (52-33 Ma): granodioritas,tonalitas, dioritas y prfido dactico

Pag. Paleoceno (65-53 Ma):monzodiorita, granodiotita, granitoy prfido dactico

KTg. Cretsico sup-Terciario inf:granodioritas, dioritas y prfidosgranticos

Ksg. Cretcico sup (98-65 Ma):Monzodioritas, granodioritas,gabros y dioritas

Jsg. Jursico medio-sup (180-142 Ma):Monzodioritas, dioritas y granodioritas

CPg. Carbonfero-Prmico (328-235 Ma):granitos, granodioritas, tonalitas ydioritas

LEYENDA

CENTRO URBANO

ESTRUCTURAS

CAMINOS

ROCAS ESTRATIFICADAS

Qa, Qan, Qf. DepsitosCuaternarios de abanico, antrpicoy fluvial

PPl1l. Plioceno-Pleistoceno:Secuencia sedimentaria lacustre.Fm. Chiuchiu

SIMBOLOGA

Figura 2.1: Mapa geolgico regional. Modificado de SERNAGEOMIN 2002.

8

2.2 Geologa local

La geologa local est 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 Formacin 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 polimcticos mal seleccionados, angulosos a subredondeados, de tamao

variable de hasta 30cm de dimetro, en matriz arenosa gruesa (Mpodozis et al., 1993). Las facies indican

depositacin en ambiente continental, aluvial y de pie de monte, con espordicas corrientes fluviales,

producto del alzamiento y erosin ocurridos en el Terciario Medio en el sector de los Andes (Marinovic y

Lahsen, 1984).

Los fragmentos en las gravas de la Formacin Tambores provienen principalmente de las unidades

paleozoicas que afloran en las alturas, rodeando la quebrada, en Sierra Limn Verde por el oeste y Cerro

Quenante por el este, las cuales se componen principalmente de rocas intrusivas (Complejo Intrusivo

Limn Verde) de facies intermedias cidas: dioritas cuarcferas, granodioritas de biotita, monzogranitos de

horblenda y biotita, monzogranitos de biotita, monzogranitos blancos de biotita y monzonitas

cuarcferas; facies cidas: granitos cataclsticos de grano medio que afloran en la Sierra y granitos

porfdicos 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 anfbola y biotita se exponen en el extremo

norte de la Sierra Limn Verde y abarcan un rea 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 andesticos y potentes filones pegmatticos. Las

monzonitas cuarcferas ocurren en las cercanas de Cerro Moctezuma, a ambos lados de la falla del mismo

nombre, ocupando una superficie de 20 Km2 (Mpodozis et al., 1993). Otra litologa menos dominante

observada en clastos de las gravas corresponde a riolitas, ignimbritas, brechas, tobas riolticas y prfidos

riolticos (Formacin Cas). Las rocas se encuentran fuertemente silicificadas, se exponen en los flancos

occidental y oriental y al norte del macizo Limn Verde - Cerro Quenante. Adems, subordinadamente, a

estas litologas ocurren clastos de dacitas, tobas y riolitas del Trisico Superior (Formacin Agua Dulce) y

calizas arenosas, calizas, areniscas, lutitas negras y conglomerados calcreos del Lias (Grupo Caracoles)

(Mpodozis et al., 1993), que afloran en contacto concordante entre s en la zona norte del macizo Limn

Verde-Cerro Quenante.

9

2.2.1 Geologa y descripcin breve del Prfido Arrieros

Consiste en un prfido cuarzo-diortico intrudo en rocas gneas cidas Permo-Trisicas del grupo

Choiyoi con halos de alteracin de clorita y epidota. Se encuentra cubierto por 170 a 200m de gravas

aluviales. El prfido presenta alteracin hidrotermal cuarzo-serictica en vetillas tipo D de cuarzo-pirita

con halos de sericita-clorita. Esta alteracin hidrotermal se encuentra sobreimpuesta a una alteracin

potsica de biotita-sericita con pirita y calcopirita (

Figura 2.2: Mapa geolgico 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

7

4

7

5

0

0

0

7

4

7

5

0

0

0

7

4

8

0

0

0

0

7

4

8

0

0

0

0

7

4

8

5

0

0

0

7

4

8

5

0

0

0

3000 0 30001500 Meters

LEYENDA

LITOLOGA

ROCAS ESTRATIFICADAS

Relleno coluvial y aluvial Cuaternario (Qal)

Depsitos aterrazados Terciario sup-Cuaternario. Gravas, arenas, limos (TQt)

Andesitas Cretcico-Terciario (KTa)

Esquistos y Gneiss Paleozoicos (Pzmet)

ROCAS INTRUSIVAS

Prfidos dacticos andesticos Terciario inf (Tipfd)

Granodioritas, dioritas Cretsico sup (Ksgdr)

Prfidos riodacticos Paleozoico sup-Trisico (PzTrpf)

Granitos, granodioritas y tonalitas Paleozoico (Pzgdr)

ALTERACIN

Cuerpo de slice de reemplazo

Propiltica

Cuarzo Serictica

Sil-Kao-(Ser)-Jar-Py dbil

ESTRUCTURAS

Observada

Inferida

4 4Normal

CONTACTO

Observado

Inferido

Supuesto

LNEAS DE MUESTREO

MAPA GEOLGICO LOCALMAPA GOLGICO LOCAL

(Proyeccin en superficie)

11

Falla Limn Verde: Su traza corta el flanco occidental de la sierra homnima y alcanza 18 km de

longitud en la zona de estudio. Corresponde a una falla normal de rumbo N20E a N30E 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 podran representar la prolongacin ms

austral de la Falla Oeste (reconocida fuera del rea de estudio, hacia el norte). Esta falla trunca el

yacimiento de Chuquicamata y desplaza a la Formacin El Loa. Ambrus (1979) consider que la parte

truncada del yacimiento se habra desplazado, por efecto de la falla, ms al sur y, posiblemente, a mayor

profundidad.

Falla Quenante: Se ubica al este del cerro homnimo, presenta un rumbo NW-SE en una extensin

de 25 km y NS por una extensin de 20 km en su parte sur. Se estima que es una falla vertical cuyo

bloque oriental descendi.

Falla Tulipn: Se ubica en el Llano Quenante, al sureste de Mina Tulipn, su rumbo es NW-SE y

alcanza una extensin de 13 km. Al parecer corresponde a una falla normal, vertical, cuyo bloque

occidental descendi con respecto al oriental, ambos se componen de granitoides paleozoicos.

Falla de Cerro Providencia: Se ubica inmediatamente al oeste del cerro homnimo, su rumbo es N-

S y su traza se extiende ca. 14 km. Se evidencia por el contacto rectilneo de los granitoides paleozoicos y

los depsitos aluviales.

2.4 Geofsica

Dentro del marco de exploraciones de AA-Chile se realiz un vuelo espectral en Julio del 2000

(confidencial). El avin n DC3-TP67, a una altura de vuelo de 300 pies ( 91,44 m) y una altura del

sensor magnetomtrico 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 anmala respecto de su entorno, con

una anomala de contraste positiva (en rosado) y una negativa (en azul), que corresponde a un dipolo

magntico, orientado al norte magntico actual, el que se interpreta como un cuerpo magntico centrado

12

en la interfaz entre las dos anomalas. Adems en la Figura 2.4 se ubican los puntos de muestras extradas

para ste estudio para contrastarlo con el dato magntico en el captulo de discusiones.

2.5 Hidrogeoqumica

Dentro del rea de estudio y en zonas cercanas se realiz un estudio geoqumico en aguas

subterrneas (Winterburn, 2004). En ste se encontr una muestra anmala con respecto del resto, con

una alta concentracin de Mo (1,5 ppm), adems de otros elementos qumicos 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 Limn Verde; FM, Falla Moctezuma; FQ, Falla Quenante; FT, Falla Tulipn; FP, Falla de Cerro Providencia. Modificado de Marinovic y Lahsen (1984).

13

El pH de las aguas subterrneas vara 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 subterrneas, se considera que la fuente de origen de la alta anomala de

Mo se situara hidrolgicamente sobre la toma de muestras, es decir, hacia las pendientes

topogrficamente mayores, que sera 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 rea anmala de la Quebrada

de Los Arrieros para un estudio de inters potencial.

Por otro lado, el contenido de cobre en las aguas subterrneas tiene una buena correlacin con el

contenido de B y S, cuando el contenido de Cu es inferior a 0,001. Adems, se encuentra un fuerte grado

de correlacin entre el contenido de Cu y la salinidad, por lo que se consider que altos contenidos de Cu

asociados a alta salinidad seran producto de sta ltima y no como anomala positiva asociada al

ambiente (Winterburn, 2004).

2500 0 2500 metres

Figura 2.4: Mapa espectral de hierro total detectado por el sensor magnetomtrico. Las lneas negras corresponden a las lneas de muestra 5 y 6 del presente estudio. Explicacin en el texto.

14

3 METODOLOGIA

3.1 Zonas de muestreo

Los mtodos descritos a continuacin estn orientados a la toma de muestras de suelo en terreno

para efectos de deteccin de mineralizacin metlica bajo cobertura.

La Quebrada de Los Arrieros se dividi en dos zonas de trabajo, denominadas en este trabajo

Quenante y Prfido 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 eleccin de la primera zona (Quenante) se bas en la hidrogeoqumica de la zona, dada la

existencia de anomalas de contraste de Mo en aguas subterrneas en algunos pozos de sondajes hechos

anteriormente. Esto lleva a la toma de muestras de sedimentos en los sectores inmediatamente pendiente

arriba de tales anomalas. La eleccin de la segunda zona se fundamenta en la informacin de 14 sondajes

de diferentes campaas, en los cuales se hall el Prfido Arrieros.

3.2 Lneas de muestra

Se realizaron seis lneas de puntos de muestra de sedimentos, cuatro en Quenante, orientadas NE y

dos en el Prfido Arrieros, orientadas NW (Fig. 3.1, 4.1 y 4.2). Se ubican paralelas entre s y espaciadas

de 1 a 2 Km, segn la direccin de transporte de las gravas. Las lneas de muestra siguen, en lo posible,

las litologas predominantes de los fragmentos, segn lo interpretado preliminarmente desde la imagen

satelital del lugar, con el objetivo de evitar anomalas falsas reflejadas por cambios litolgicos. El largo

de las lneas de muestra es de 4,5; 4,5; 5,1 y 4,1 Km para Quenante (desde la lnea de muestra ms norte)

y de 4,5 y 4,4 Km para el rea Prfido Arrieros. Cabe destacar que las sinuosidades de las lneas se deben

a que se eligen para muestrear las superficies ms antiguas, evitando caminos, reas de sondajes y canales

que corresponden a superficies con retrabajo (o ms nuevas). Los puntos a muestrear se localizaron cada

10010 m a lo largo de las lneas.

3.3 Toma de muestras

Instrumentos utilizados:

Pala de acero inoxidable curva con mango de madera, previamente esmerilada Pala plstica Dos tamices de aro y malla de plstico inorgnico (neoprene) de 250

15

Dos tamices de aro y malla de acero inoxidable #60(250) y #10(2000) Dos baldes plsticos Un balde de acero inoxidable Una brocha Bolsas plsticas gruesas de 30 x 40 cm Bolsas plsticas delgadas de 15 x 20 cm y de 10 x 15 cm Ziploc Bolsas de papel inorgnico de geoqumica Etiquetas de identificacin foliadas con nmeros nicos de AA-Chile Cinta adhesiva

Para cada punto de extraccin de material se sigui el siguiente protocolo de AAplc para extraccin

de muestras de suelo:

1. Se incluyeron muestras de estndares 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 SubterrneaMo ppb

11 - 30

31 - 156

157 - 304

305 - 586

587 - 1560Muestras de sedimento

Sondajes

2250 0 22501125 Metros

rea Quenante

rea Prfido Arrieros

Figura 3.1: Ubicacin de lneas de muestras de sedimentos por reas de muestreo. Ubicacin de sondajes anteriores y muestras de aguas subterrneas anteriores con su concentracin de Mo en ppb.

16

4. Con la pala se retir 5 cm del material ms superficial, para evitar el material en contacto

directo con la atmsfera en un rea de 1x1 m.

5. Se excav el sedimento para homogenizarlo in situ en un rea de 0.5x0.5 m x10 cm.

6. Se puso material a muestrear en las fuentes y tamices, plsticos y de acero inoxidable, para

limpiarlos del material anterior, tanto en las paredes de los recipientes como en el fondo y se

retir el material utilizado para limpiar.

7. Las bolsas fueron previamente marcadas con el nmero de identificacin correspondientes y

con sus etiquetas con el nmero de folio en el interior.

8. Se tamiz 1 Kg de nuevo material a 250 en los tamices plsticos y 3 a 4 Kg de material a

2000 .

9. Se separ 100 g de muestras de tamao menor o igual a 250 en la bolsa de papel para

anlisis total de elementos, GP1F-MS en laboratorio ACME de Vancouver, Canad.

10. Se separ 500 g de muestra de tamao menor o igual a 250 en una bolsa ziploc de 10x15,

sta se introdujo en dos bolsas ziploc de 15x20 para anlisis 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, separndose 3 a 4 kg de muestra de

tamao inferior a 2000 en las bolsas de 30x40, para el anlisis de pH y conductividad

(laboratorio ACME, Chile), con las respectivas etiquetas en el interior y cerrada

hermticamente con cinta adhesiva.

12. Se procedi a limpiar los tamices con la brocha para la toma de la prxima 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 fraccin 250 enviados al laboratorio ACME de Vancouver, Canad

para anlisis qumico de elementos, se separ una sub-muestra para el anlisis de razones isotpicas de

carbono, nitrgeno y azufre, en el laboratorio de Queens University en Kingston, Toronto, Canad.

3.4 Mtodos analticos

3.4.1 Agua Regia (GP1F-MS)

Anlisis para muestras geolgicas a nivel ultra traza que ofrece el laboratorio ACME, Vancouver,

Canad. Consiste en digestin con a Agua Regia a 1:1:1 de HCl:HNO3:H2O para disolver metales de

muestras geolgicas, pero no silicatos (ej: carbonato, slfuro u xido de hierro) de muestras. Ocupa un

ICP-MS (Perkin Elmer Elan 6000) de alta resolucin. Incluye 53 elementos qumicos. El mtodo es

exclusivo para la compaa Anglo American plc (AAplc).

Requiere un mnimo 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

solucin se analiza va ICP-MS. El mtodo disuelve los metales base, pero algunos minerales se atacan

slo parcialmente, siendo los siguientes elementos de cuantificacin 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 Desorcin de Suelo (Soil Desorption Pyrolysis), es una tcnica geoqumica aplicada a

materiales geolgicos tales como aluvios recientes, regolito profundamente meterorizado, till, arcillas

glacio-lacustres y suelos negros de planicies de inundacin (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 pgina web www.sdpsoilgas.com y un resumen en el Anexo E.

El SDP mide cantidades traza de componentes voltiles que son adsorbidos sobre partculas tamao

arcilla en los suelos. Voltiles como hidrocarburos livianos, migran fcilmente a travs de columnas de

roca, perdindose muchas de ellas en la atmsfera al alcanzar la superficie. Sin embargo, una pequea

cantidad de gases, justo bajo el nivel de la superficie del suelo, son adsorbidos en la superficie de

partculas tamao arcilla. As, 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. Despus

de tamizado en terreno, en el laboratorio de separa una fraccin de arcilla menor a dos micrones. Este

material de tamao arcilla es usado como un sustrato adsorbente natural en el suelo (Windle, 2004), lo que

se debe a tres razones principales:

La adsorcin est conducida cinticamente por el rea superficial, la cual es inversamente proporcional al tamao de la partcula, por lo que virtualmente todos los gases adsorbidos en una

muestra estn contenidos en las arcillas, y su separacin fsica remueve potenciales

contaminantes, disminuyendo ruido en la seal. 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 ms de 40 compuestos

(inorgnicos), hidrocarburos, gases sulfurados e hidrocarburos halogenados. No se miden metales, slo

compuestos voltiles (Windle, 2004). Las clases especficas de compuestos incluyen:

Hidrocarburos alifticos y aromticos Hidrocarburos halogenados, halgenos Gases orgnicos sulfurados Sulfatos carbnicos He y Ar SO2, H2S, CO2 (www.sdpsoilgas.com)

Los compuestos de hidrocarburos se espera que sean emitidos por bacterias existentes en el depsito

metlico enterrado y que migren hacia la superficie. Sin embargo este mtodo no identifica el tipo de

bacterias existente, es decir no diferencia entre bacterias que viven en ambientes oxidantes o reductores.

El ltimo paso es la calibracin. Para ello, se realiza un estudio orientado a la bsqueda de un

patrn, el cual permita discriminar entre una signatura de depsito de mena determinado y la signatura

base del suelo. Los modelos utilizados como estndar provienen de anlisis de la cobertura de depsitos

conocidos (Windle, 2004). Con ello se obtienen los parmetros SDP Sum y SDP Count, que consisten en

una relacin entre todos los compuestos medidos con un patrn calibrado (www.sdpsoilgas.com).

19

3.4.3 Medicin de Conductividad y pH de suelo

El principio en el cual se basa este mtodo involucra la existencia de un transporte de iones activos,

a travs de un gradiente redox, el cual responde a altas seales de conductividad y bajas de pH en la

proyeccin en superficie de los bordes del depsito metlico cubierto, donde ocurrira el flujo de iones. El

modelo redox consiste en un cuerpo reducido que crea un ambiente reductor, sobre el cual en agua

subterrnea 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 electroqumico vertical entre especies mviles

reducidas y especies oxidadas, ocurriendo reacciones redox entre ellas (Hamilton et al., 2004). Debido a

que los oxidantes son limitados en la zona fretica, ocurre un consumo de stos 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 sera la disipacin de la carga

negativa fuera del cuerpo reductor, lo cual permitira su oxidacin continua (Hamilton et al., 2004). El

resultado de este mecanismo sera un movimiento ascendente de especies reducidas a travs de la

cobertura y el desarrollo de una columna de reduccin (Hamilton et al., 2004).

Para la medicin de estos parmetros se modific el mtodo de Mike Donn, SDP ltd. El principio

del mtodo es diluir suelo en agua destilada en una proporcin de 1:5 respectivamente, sta es agitada por

un perodo de 15 minutos y decantada por media hora luego del cual se miden, simultneamente, el pH y

la conductividad elctrica en el lquido decantado. Para el control de calidad a un 10 % de las muestras se

analiz un duplicado de laboratorio, es decir, a una segunda porcin de la muestra se le repite el

procedimiento explicado en esta seccin.

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 correccin automtica de temperatura) Soluciones de calibracin estndar de 4,01; 7,01 10,01pH Solucin de calibracin de conductividad

Procedimiento:

1. Se calibra el pH del medidor con dos puntos de calibracin.

2. Se calibra la conductividad con la solucin 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 nmero

de muestra con plumn.

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 hora.

8. Se vierte el lquido decantado en un vaso precipitado desde el matraz para su medicin.

9. Se toma y registra el pH y la conductividad con el nmero de muestra correspondiente, lavando el

medidor con abundante agua destilada entre cada medicin.

10. Se lava todo el material utilizado para el prximo grupo de muestras a medir.

Este anlisis fue realizado en el laboratorio ACME, Chile, por la autora.

3.4.4 Medicin de Razones Isotpicas

Se midieron razones isotpicas de 13C, 15N y 34S y la respectiva composicin qumica 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. stas son pesadas en vasos de precipitados

de polipropileno volumtricos, limpios y desechables. Los vasos son llenados hasta 100mL con agua

deionizada y puestos dentro de un bao de ultrasonido por una hora para lixiviar nitratos (NO3-), sulfatos

(SO42-) y fosfatos (PO43-). Se mide el pH de la solucin lixiviada y se decanta en tubos de centrifugado.

La solucin se centrifuga por 30 minutos a aprox. 3600 rpm, decantados en frascos de vidrio y secados en

un horno a 70C. Luego las muestras se homogenizan, se separan en sub-muestras y se analizan para

istopos estables de N y S.

Las muestras ya preparadas se pesan y se analizan en divisiones separadas para 13C, 15N y 34S por

un flujo continuo de EA/IRMS (Elemental analyzer isotope ratio mass spectrometry). El anlisis del

istopo estable azufre se realiza en un analizador elemental Carlo Erba NCS 2500 interconectado a un

espectrmetro de masa Finnigan MAT 252. Los anlisis de istopos estables de C y N se realizan en un

analizador elemental Costech interconectado a un espectrmetro de masa Thermo Finnigan Delta Plus XP.

Todos los anlisis isotpicos y composiciones qumicas son controladas con estndares y duplicados de

muestra (cada 10%) rutinariamente. Todos los resultados isotpicos son entregados en notacin estndar

por mil (), con un error de 0,3 y relativos a los estndares internacionales; CDT (Canyon Diablo

Triolite) para 34S, atmsfera (15N aire) para 15N y PDB (Pee Dee Belemnite) para 13C. Las

composiciones qumicas para C, N y S tienen un 2%.

21

Para la medicin de istopos de carbono se realizaron extracciones de EA y EDTA a las muestras de

suelo, previo a la medicin. El Primero extrae el carbono total contenido en la muestra. El segundo es un

mtodo de extraccin selectiva, que elimina del anlisis los carbonos pertenecientes a fases de carbonatos

de la muestra, midindose las razones isotpicas del carbono perteneciente a las otras fases presentes.

Este anlisis se realiz slo para quince muestras especficas de la lnea 5 y cinco de la lnea 6,

sobre el Prfido Arrieros, en el laboratorio de Queens University en Kingston, Toronto, Canad.

3.4.5 Costos de los mtodos analticos

El nico mtodo que tuvo un costo econmico fue el de Agua Regia, grupo 1F-MS del laboratorio

Acme, Vancouver, Canad. ste tuvo un costo de US$ 14.45 por muestra, siendo 293 muestras, el costo

total fue de US$ 4295.38. El resto de los mtodos analticos fueron gratuitos.

22

4 CARACTERIZACION DE LA COBERTURA

La cobertura corresponde a depsitos de sedimentos coluviales, cercanos a las faldas de cerros, y

progresivamente aluviales al descender hacia las cotas ms bajas. Esto se ve reflejado por el tamao de

los sedimentos que disminuyen progresivamente pendiente abajo en la quebrada. Se observa en toda la

quebrada canales remanentes de los ltimos flujos superficiales, se caracterizan por tener granulometra

ms fina y por ser los depsitos ms jvenes. La potencia de la cobertura de sedimentos, en las zonas

muestreadas, vara de 20 m en el rea cercana al piedemonte hasta cerca de 200 m.

Los sedimentos de tamao grava a bolones de la cobertura son de mala seleccin, variando de

menos de 1 cm a 20 cm de dimetro, angulosas y con hasta 60% de material fino. En cuanto a la litologa

de estos sedimentos gruesos, varan de acuerdo al rea y lnea de muestreo, se componen principalmente

de granodiorita, andesita, prfido rioltico y cuarzos lechosos de hasta 20 cm de dimetro dispersos

ubicuamente en la quebrada. En la Tabla 4.1 se resumen las litologas de los sedimentos gruesos

encontrados para cada lnea de muestra. En cuanto a alteraciones, la superficie se encuentra con xidos de

hierro en la superficie de los sedimentos, algunos pocos fragmentos presentan silicificacin, clorita o

epidota (Tabla 4.1). Cabe destacar que en ciertos sectores se encontr vegetacin seca, verde, incluso con

flores, que indicaran la mayor cercana del nivel fretico.

En varios sectores la cobertura presenta una costra salina compuesta principalmente por yeso

(gypcrete), visible en la superficie, la que vara su dureza y espesor, suele ser porosa o botroidal y en

mayor o menor grado disgregable. El caso que ms destaca es el de la lnea 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

cuantific 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 explic en el captulo de metodologa, las lneas fueron muestreadas pendiente abajo,

intentando seguir las mismas litologas de los fragmentos de la cobertura, discriminadas, en primera

instancia, a travs de una imagen satelital. En general, no hay grandes variaciones en la litologa para una

lnea determinada, a excepcin de la lnea de muestra 4 que cambia en la parte ms oeste, y de la eventual

existencia de costra de yeso, como el caso de la lnea de muestra 5, mencionado en el prrafo anterior

(Fig. 4.1e).

23

Tabla 4.1: Resumen litologa y alteracin de las gravas pertenecientes a la cobertura por lnea de muestra. Lnea Litologa de los fragmentos Alteracin en los fragmentos Observaciones

1 And, , Dr de anf, Dr de bt, Gr de anf, MzGr

de anf y bt, Pfd , Qz, , SyGr de bt

Ep en amgdalas de y en ptina de

fragmentos, Silic de Pfd , Chl-Es, OxFe

Alteracin ocasional en fragmentos

aislados.

2 Dr de anf, Gd de anf, MzGr de anf, Pfd dr, Pfd

, Qz, SyGr de anf, Tn

Ep en ptinas, Chl-Es en ptinas, bt en

anf

3 Gd de anf, Pfd , MzGr de anf, Qz, SyGr de

anf

Chl y Ep en ptinas, OxMn en ptina Lnea pasa sobre pozo con alto Mo.

Vegetacin al NE de lnea

4

And, Dc, Dr de anf, Gd de anf, MzGr de anf OxFe en ptinas, silic en bloques, Ep

penetrativa, boxwork de cbicos,

Costra de yesoLnea 1

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs

Figura 4.1: Observacin en terreno de la presencia de costra de yeso, cuantificada de 0 a 3 (ver texto para explicacin). Lneas 1(a), 2(b), 3(c) y 4(d) -rea Quenante-perfiles NW/SE. Lneas 5(e) y 6(f) -rea Prfido Arrieros- perfiles SW/NE.

a b

c

e

d

f

SW NE

NW

NE SW

SE

25

5 Presentacin de Resultados Analticos

La totalidad de los resultados analticos obtenidos para Agua Regia (AR), SDP Pty, pH, EC e

istopos se encuentran en el Anexo A.

Para cada anlisis se presenta el control de calidad. Para cada rea de trabajo se presenta la

estadstica univariable y multivariable. Esta ltima para los resultados de Agua Regia (AR) en conjunto

con pH y EC; y para SDP en conjunto con pH y EC, sirviendo estas ltimas variables como nexo entre AR

y SDP. El anlisis multivariable incluye matriz de correlacin de Pearson y anlisis de factores. Por

ltimo se presenta la distribucin de los datos en perfiles y en anomalas de contraste.

Primero se presentan los resultados del rea Prfido Arrieros (Fig. 5.1), para efectos de bsqueda de

patrones en variables que denoten la presencia del prfido cuprfero bajo cobertura conocido, dados por

las anomalas de contraste significantes relacionadas al cuerpo. En segundo lugar se presentan los

resultados del rea Quenante (Fig. 5.2), de potencial bajo cobertura desconocido, en busca de patrones

similares a los observados en el rea anterior, con un prfido cuprfero bajo cobertura.

!(!(!(!(

!(!(

!(!(

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!(!(

!(!(

!(!(

!(!(!(

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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

990 0 990495 Meters

Lnea 5

Lnea 6

Figura 5.1: rea Prfido Arrieros. Ubicacin de las lneas y puntos (en verde) de extraccin de muestras de sedimentos de la cobertura.

26

5.1 Agua regia para sedimentos menores a 250

5.1.1 Control de Calidad

5.1.1.1 Control de Certeza

Para el control de calidad del laboratorio se utiliz muestras de suelo estndar S4, interno de AA

plc. El S4 corresponde a un material de referencia interna (IRM) slo para la digestin de Agua Regia

(GP1F-MS) y los valores de referencia que utiliza se obtuvieron dentro de un largo perodo de anlisis

realizados en el laboratorio ACME de Vancouver. Ya sea porque la resolucin del anlisis GP1F-MS no

es suficiente para detectar todos los elementos qumicos contenidos en el suelo S4 o porque la

concentracin de ellos es insuficiente para superar el lmite de deteccin del anlisis, en los siguientes

elementos qumicos 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).

!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(

!(!(!(!(!(!(!(!(

!(!(!(!(!(!(!(

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!(!(!(!(!(!(!(

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!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(!(

!(!(!(!(!(!(!(!(!(

!(!(

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

1200 0 1200600 Meters

Lnea 1

Lnea 2

Lnea 3

Lnea 4

Figura 5.2: rea Quenante. Ubicacin de las lneas y puntos de extraccin de muestras (en verde) de sedimentos de la cobertura. En la esquina inferior izquierda se ubican dos puntos de control.

El estndar se envi cada 15 muestras de suelo tomadas en terreno. Para todos los elementos, a

excepcin de los nombrados en el prrafo anterior, se realiz un grfico como el mostrado en la Figura 5.3

el cual presenta la concentracin del estndar S4 (eje y) versus la secuencia de medicin en el tiempo (eje

x). Las lneas de referencia corresponden al promedio (lnea verde), la segunda desviacin estndar (lnea

naranja, de advertencia) y la tercera desviacin estndar (lnea verde, de error). Para el ejemplo (Fig. 5.3),

se tienen concentraciones de sodio ms altas que bajas, pero se enmarcan dentro de los lmites de error.

27

Destacan dos puntos sobre el lmite de advertencia, pero debido a las pequeas concentraciones de

elementos que se manejan para S4, cercanas al lmite de deteccin, la certeza del laboratorio se considera

aceptable para casos como ste. Sin embargo, en el caso de Nb y W (Anexo B), la mayora de las

concentraciones se alejan del lmite de error por lo tanto se excluyen de los anlisis. Los resultados del

control de certeza se presentan en la Tabla 5.1.

5.1.1.2 Control de Precisin

La representatividad de los datos en el sitio de extraccin, en trminos del ejercicio de muestreo, se

realiz a travs de 17 duplicados de terreno. Estudios de duplicados incluyen numerosos factores

variables que van desde errores de muestreo, de preparacin, al separar la muestra, errores de digestin y

de lectura analtica. El nivel aceptable de reproducibilidad usado en este estudio, para la exploracin en

superficie en suelo, es que un 95% de todas las muestras, con concentraciones diez veces sobre el lmite

de deteccin, debe estar entre 20% de variabilidad. En este trabajo, se grafic la reproducibilidad, como el porcentaje de diferencia relativa porcentual entre las concentraciones de la muestra original y su

duplicado contra el promedio de stas mismas. Este criterio se aplic para ste y todos los anlisis

realizados (Anexo B). Se encontraron 14 elementos qumicos en que la totalidad de las concentraciones,

tanto muestra original como duplicado, son inferiores a diez veces su lmite de deteccin (Au, Be, Ge, Hg,

In, Nb, Pd, Pt, Re, Se, Sn, Ta, Te y W) y por lo tanto no se consideran en este anlisis de reproducibilidad.

Por otro lado, B, Ca, K, Li, Na, S y Sr presentan las mayores variaciones. Estos elementos se encuentran

tpicamente en sales del norte de Chile y dada las diferentes cantidades de sales contenidas en los suelos

muestreados no sorprende tal variacin en los duplicados de terreno. Para estos ltimos elementos se

grafic sus mximos 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 mximos. Los elementos restantes analizados se encuentran dentro del lmite 20% o

S4 Standard GP1F-MS

0.09

0.11

0.13

0.15

0.17

Secuencia

Con

cent

raci

n %

Na

+3std

-2std

Media

+2std

-3std

Figura 5.3: Control de certeza para Na. Explicacin en el texto.

28

muy cercanos por lo que se consideran representativos para el sitio de extraccin. En la Tabla 5.1 se

encuentra un resumen con los elementos qumicos analizados y el control de precisin.

Tabla 5.1: Elementos qumicos en anlisis. * Elementos asociados y/o indicadores de Prfido de cobre y/o molibdeno.

Control de Certeza Control de Precisin Elementos Qumicos

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 qumicos medidos (no considerando los elementos cuyas concentraciones no

alcanzan diez veces su lmite de deteccin). Adems, las concentraciones del duplicado son, en general,

inferiores a la muestra original y no superan una diferencia de 40%. En cambio, cuando la concentracin

del duplicado es mayor, la diferencia es de hasta 100%. Este ltimo 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 est en orden de muestreo.

29

tpicos de sales nombrados anteriormente, incluyendo adems el Mg. Este caso claramente no representa

reproducibilidad del sitio y corresponde a la primera muestra tomada.

5.1.2 Resultados de AR para rea Prfido Arrieros (PA)

5.1.2.1 Anlisis estadstico univariable

Se calcul, en base aritmtica, para cada elemento seleccionado (Tabla 5.1), por lnea de muestreo,

el promedio, desviacin estndar, primer cuartil, tercer cuartil, mediana, mnimo, mximo, y valor umbral

(promedio ms dos veces la desviacin estndar). Se presenta un resumen de estos resultados en la Tabla

5.2.

Razn de contraste y razn de respuesta La razn de contraste se calcul como el percentil 90 aritmtico dividido por la mediana aritmtica

de cada grupo de valores de un elemento para una lnea de muestra determinada. Se calcularon las

razones de contraste slo de los elementos seleccionados de la Tabla 5.1. Arbitrariamente, se consider

como alta razn de contraste los valores superiores a 1,5. Estos resultados se muestran en la Tabla 5.3

para cada lnea de muestra.

Por otro lado, se calcul la razn de respuesta (RR) para los datos de AR como el valor original

partido por el primer cuartil de cada elemento para cada lnea de muestra. Estos resultados se graficaron

por perfil de muestreo, en grupos de variables con perfil similar y RR similar para su comparacin. Como

alta RR se tom el valor arbitrario 2, siendo una anomala de contraste las RR iguales o superiores a ese

valor. Los perfiles se muestran en el sub-captulo de distribucin. En el Anexo D se presentan las razones

de respuesta para las variables con anomalas significativas por lnea de muestra.

5.1.2.2 Anlisis estadstico multivariable

Correlacin de Pearson Este anlisis se realiz utilizando el software Oasis Montaj versin 6.2. Analiza la relacin lineal

entre las variables, siendo los coeficientes ms cercanos a 1 -1 los de mejor correlacin lineal. Se

ejecut para los elementos seleccionados en conjunto con pH y EC, para los datos de las dos reas en

estudio por separado. Se presenta la matriz de Pearson en el Anexo D, donde se aprecia el coeficiente de

correlacin r en el triangulo inferior de la matriz, y una imagen grfica de la dispersin entre las variables

en el tringulo superior, coloreado segn el grado de correlacin de nula a muy fuerte, es decir, de 0,20 a

0,85 respectivamente.

Se consider arbitrariamente un valor superior a 0,5 como buena correlacin. De los elementos

indicadores y exploradores (pathfinder) de mineralizacin para un modelo tipo prfido cuprfero, se

encontr una correlacin fuerte (r = 0,77) entre Cu y Mo; y entre Cu y Ag. En cambio, entre Mo y Ag se

30

encontr una correlacin moderada (r = 0,58). Cabe destacar que para el calcio, azufre y estroncio se

encontr un coeficiente de correlacin negativo con la mayora de los otros elementos qumicos

analizados.

Anlisis de factores Para este anlisis se utiliz el software Statistica 6.0, con la opcin Varimax normalized, la que

corresponde a la usada comnmente como Varimax rotada. Se realiz entre los elementos qumicos

seleccionados (Tabla 5.1) en conjunto con los resultados de pH y EC para cada lnea de muestra. El

nmero de factores calculados va condicionado a valores propios 1 y una varianza explicada acumulada

70%. Con estos resultados se decidi emplear un modelo de 5 factores para todas las lneas de muestra,

a excepcin de la lnea 6 para la cual se emple 6 factores. Se considera arbitrariamente como carga

significativa dentro de un factor un valor igual o superior a 0,5. En la Tabla 5.4 se muestran las variables

con cargas significativas para cada factor y por lnea de muestra.

Para visualizar el perfil de los factores se realiz a modo de prueba la sumatoria de los datos crudos

ponderados por su carga en el factor y la sumatoria de los datos en forma de RR, obtenidos en el anlisis

univariable, ponderados por su carga en el factor. Se obtuvo que la segunda forma de visualizar los

factores (datos en la forma de RR) es ms contrastante en la mayora de los casos, eliminando ruido. Por

lo tanto, los perfiles de los factores se muestran de la segunda forma en el sub-captulo de distribucin.

5.1.2.3 Distribucin de AR para el rea PA

Se presenta a continuacin la distribucin en perfiles de anomalas de contraste, factores y algunos

elementos crudos relevantes para cada perfil de muestreo. Como anomala de contraste se consideran las

razones de respuesta mayores o iguales a 2 (Anexo D) y son estas variables para las que se muestra el

perfil correspondiente a cada lnea de muestra.

Para todos los perfiles presentados a continuacin se presenta el eje x como la distancia en metros

con el cero hacia el NW.

31

Tabl

a 5.

2: R

esul

tado

s de

esta

dst

ica

univ

aria

ble

para

ele

men

tos a

naliz

ados

con

AR

del

re

a PA

. C

alcu

lado

s en

base

loga

rtm

ica.

M

oC

uPb

ZnA

gN

iC

oM

nFe

As

UT

hSr

Cd

SbB

iV

Ca

PL

aC

rM

gB

aE

lem

ento

pp

m

ppm

pp

m

ppm

pp

b pp

mpp

mpp

m%

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

pp

mpp

mpp

m%

%pp

mpp

m%

ppm

Ln

ea 5

Pr

omed

io

1.81

37

.29

12.3

5 51

.00

25.9

9 8.

82

8.45

48

0.73

2.

11

27.6

4 0.

73

4.49

11

5.78

0.

25

0.59

0.

22

67.6

4 1.

30

0.06

11

.12

13.3

0 0.

56

82.0

4 D

. Est

nda

r 1.

17

1.19

1.

10

1.12

1.

22

1.19

1.

14

1.14

1.

15

1.15

1.

13

1.19

2.

05

1.16

1.

09

1.14

1.

14

2.23

1.

16

1.20

1.

23

1.17

1.

45

1er

Cua

rtil

1.61

34

.34

11.7

1 48

.07

23.2

5 7.

60

7.52

42

0.48

1.

82

24.7

7 0.

67

4.10

71

.32

0.23

0.

57

0.20

60

.00

0.68

0.

05

9.42

11

.80

0.51

53

.77

3er C

uarti

l 1.

97

40.6

3 13

.16

54.7

5 27

.00

9.80

9.

27

526.

25

2.34

29

.42

0.79

5.

00

227.

74

0.27

0.

63

0.24

74

.75

2.51

0.

07

12.7

0 14

.37

0.60

11

4.0

Mn

imo

1.26

24

.56

9.51

38

.00

19.0

0 6.

20

6.60

37

8.00

1.

61

23.1

0 0.

58

2.90

46

.50

0.16

0.

47

0.16

53

.00

0.51

0.

04

7.50

9.

40

0.42

44

.30

Mx

imo

2.75

54

.57

15.0

9 67

.90

54.0

0 12

.40

10.9

0 61

4.00

2.

61

42.2

0 1.

15

5.80

51

2.80

0.

33

0.70

0.

27

85.0

0 5.

61

0.07

14

.90

39.3

0 1.

07

123.

4M

edia

na

1.80

36

.19

12.5

9 52

.00

25.0

0 9.

45

9.00

50

6.00

2.

25

27.0

0 0.

74

4.75

79

.10

0.26

0.

60

0.22

71

.50

0.82

0.

06

12.0

0 13

.70

0.54

96

.84

Ubr

al

2.48

52

.54

15.0

2 64

.30

38.4

3 12

.49

11.0

0 62

0.44

2.

78

36.3

2 0.

95

6.36

48

4.97

0.

33

0.71

0.

28

87.8

2 6.

43

0.08

16

.07

20.2

0 0.

77

172.

9L

nea

6

Pr

omed

io

1.99

43

.18

19.2

3 68

.37

34.0

8 10

.

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