SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA Juan Pablo Lacassie R. INFORME REGISTRADO IR-08-37 S U B D I R E C C I Ó N N A C I O N A L D E G E O L O G í A 2008 ESTUDIO MINERALÓGICO Y GEOQUÍMICO DEL SISTEMA FLUVIAL DEL RÍO RAPEL, VI REGIÓN, CHILE
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SERVICIO NACIONAL DE GEOLOGÍA Y MINERÍA
Juan Pablo Lacassie R.
INFORME REGISTRADO IR-08-37
S U B D I R E C C I Ó N N A C I O N A L D E G E O L O G í A
2008
ESTUDIO MINERALÓGICO Y GEOQUÍMICO DEL SISTEMA FLUVIAL DEL RÍO RAPEL,
VI REGIÓN, CHILE
ESTUDIO MINERALÓGICO Y GEOQUÍMICO DEL SISTEMA FLUVIAL DEL RÍO RAPEL, VI REGIÓN, CHILE.
INFORME REGISTRADO IR-08-37, 2008.
Inscripción No. 178.617
© Servicio Nacional de Geología y Minería, Avda. Santa María 0104, Casilla 10465, Santiago, Chile.Director Nacional: Alejandro Vio G.Subdirectora Nacional de Geología: Renate Wall Z.
Derechos reservados. Prohibida su reproducción.
EdiciónEste informe no ha sido editado en conformidad con los estándares y/o nomenclatura de la Subdirección Nacional de Geología, del Servicio Nacional de Geología y Minería.
Referencia bibliográfi caLacassie, J.P. 2008. Estudio mineralógico y geoquímico del sistema fl uvial del río Rapel, VI Región, Chile. Servicio Nacional de Geología y Minería, Informe Registrado IR-08-37, 66 p. Santiago.
INDICE
RESUMEN .............................................................................................................. 1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 4 ANTECEDENTES ................................................................................................... 5 METODOLOGÍA...................................................................................................... 6
Muestreo y análisis químico y mineralógico......................................................... 6 Tratamiento estadístico de los datos ................................................................... 7
RESULTADOS........................................................................................................ 8 Composición mineralógica de los sedimentos ..................................................... 8 Geoquímica de los sedimentos............................................................................ 9 Análisis con redes neuronales artificiales .......................................................... 11
DISCUSIÓN .......................................................................................................... 13 Curso superior del río Cachapoal ...................................................................... 13 Curso medio del río Cachapoal ......................................................................... 17 Curso inferior del río Cachapoal ........................................................................ 19 Río Tinguiririca................................................................................................... 21 Río Rapel........................................................................................................... 22 Lago Rapel ........................................................................................................ 25 Calidad ambiental del sedimento....................................................................... 26
CONCLUSIONES.................................................................................................. 27 Río Cachapoal ................................................................................................... 27 Río Tinguiririca................................................................................................... 28 Río Rapel........................................................................................................... 29 Lago Rapel ........................................................................................................ 30 Calidad ambiental del sedimento....................................................................... 30 Otras consideraciones ....................................................................................... 30
AGRADECIMIENTOS ........................................................................................... 31 REFERENCIAS..................................................................................................... 32
FIGURAS
Figura 1 ………..……….…….…………………………………….…..42
Figura 2 ………..………..……………………………………………...44
Figura 3 ……………..……………………………………………...45-48
Figura 4 ………..…………..…………………………………………...50
Figura 5 ………..……………..………………………………………...52
Figura 6 ………..………………..……………………………………...55
Figura 7 ………..………………..……………………………………...57
Figura 8 ………..…………………..…………………………………...58
Figura 9 ………..…………………..…………………………………...59
Figura 10 ………..…………………..…………………………………...60
TABLAS
Tabla 1 ……….…….…………………………………………………61-65
Tabla 2 …………..….…………………………….………………………66
RESUMEN
El sistema fluvial del río Rapel está constituido, en su parte superior, por los
ríos Cachapoal y Tinguiririca, la confluencia de ambos da origen al río Rapel. Con
el fin de evaluar el impacto de los factores antrópicos y naturales sobre este
sistema, se realizó un estudio de la composición mineralógica y geoquímica de
sus sedimentos. Para lo anterior se analizó, mediante ICP-AES, la composición
química de la fracción <180 μm de 90 muestras de sedimentos fluviales
recolectadas a lo largo de los cauces activos de los tres ríos. Adicionalmente, se
determinó, mediante difractometría de Rayos-X, la composición mineralógica de
34 muestras de sedimentos, seleccionadas para tales fines. Los resultados de los
análisis químicos fueron estudiados estadísticamente, utilizando redes neuronales
artificiales a fin de identificar los patrones químicos de primer y de segundo orden.
Los resultados muestran que los ríos estudiados presentan patrones químicos
distintivos, los cuales pueden ser relacionados con factores geológicos y
antropogénicos. Estos últimos incluyen actividad minera y agroindustrial, la
presencia de la ciudad de Rancagua y de otras áreas urbanizadas y la presencia
del Lago Rapel. En particular, los sedimentos de los cursos superior y medio del
río Cachapoal están caracterizados por concentraciones elevadas de Cu, Mo, As y
Sb. Esta señal química indica la presencia de aportes de material derivado de
procesos mineros, desde una fuente puntual (point source) localizada en el curso
superior de este río. Sin embargo, este patrón químico es amplificado en su curso
medio. Esto ocurre principalmente aguas abajo de la confluencia con el estero La
Cadena, lo que probablemente refleja aportes de efluentes industriales y/o de
lodos activados provenientes de la planta de tratamiento de aguas servidas,
ubicada adyacente al curso de este estero. Las altas concentraciones de Cu-Mo-
As-Sb son de una magnitud tal que enmascaran otras señales químicas también
características del curso medio del río Cachapoal. Entre estas últimas destacan
las altas concentraciones de B, las cuales están probablemente asociadas a
efluentes con alto contenido de materia orgánica provenientes de la planta
faenadora de pollos y cerdos ubicada en Doñihue, vecina al cauce. En los
1
sedimentos del curso inferior del río Cachapoal se observa una notoria reducción
en las concentraciones de la mayoría de los elementos. Esta reducción es
particularmente pronunciada aguas abajo de la confluencia con el río Claro, lo cual
indica que se trata de un típico fenómeno de dilución, producto de la mezcla de
aguas de ríos que drenan áreas con características distintas. En comparación con
el río Cachapoal, los sedimentos del río Tinguiririca están notoriamente
empobrecidos en metales pesados, lo cual indica que este último río drena una
zona más prístina del sistema fluvial. Sin embargo, los sedimentos del río
Tinguiririca se caracterizan por presentar elevadas concentraciones de P2O5
distribuidas en forma homogénea a lo largo de su curso central. Este patrón es
característico de fuentes dispersas asociadas al uso intensivo de fosfatos y otros
fertilizantes en zonas con una importante actividad agroindustrial, tal como ocurre
en la llanura de inundación aledaña al curso central del río Tinguiririca. En las
rocas que enmarcan el curso superior del río Rapel se observa una transición,
hacia aguas abajo, desde un basamento granítico a un basamento sedimentario.
El cambio anterior coincide con un marcado decrecimiento, hacia aguas abajo, en
las concentraciones de P2O5, La, Ce e Y en los sedimentos del río, lo cual refleja
la dilución del componente granítico por el nuevo componente sedimentario del
sedimento fluvial. Similarmente, el marcado incremento en las concentraciones de
CaO y MgO en los sedimentos del curso inferior del río Rapel es compatible con
una mayor disponibilidad de detritos carbonatados; probablemente, debido a la
transición entre las Formaciones Rapel y Licancheu. El marcado enriquecimiento
en Fe2O3, TiO2, MnO, P2O5, Pb, V, Ni, Cr, Y, Ce y La de algunas muestras de los
cursos medio e inferior del río Rapel se interpreta como indicativo de acumulación
de minerales pesados en depósitos asociados a barras de punta (point-bar
deposits). Concordantemente, las muestras que presentan el patrón químico
anterior se caracterizan por contener minerales pesados tales como magnetita,
ilmenita, rutilo y titanita. Las concentraciones de P2O5 y de metales pesados de los
sedimentos del río Rapel son marcadamente menores que las observadas en los
sedimentos de los ríos Tinguiririca y Cachapoal. Esto indica que gran parte del
material en suspensión de estos últimos dos ríos decanta en el Lago Rapel.
2
Concordantemente, se estima que los sedimentos del fondo de este lago
presentan altas concentraciones de Cu, Mo y As, por lo que junto a los sedimentos
del río Cachapoal constituyen una potencial amenaza medioambiental para la
cuenca fluvial estudiada. Los resultados anteriores muestran que el sistema fluvial
del río Rapel está impactado por actividades antropogénicas de diversa índole y
destaca la necesidad de desarrollar estrategias para el control de fuentes
contaminantes en esta cuenca.
3
INTRODUCCIÓN
La composición química y mineralógica de los sedimentos fluviales es utilizada,
comúnmente, para monitorear la influencia de factores naturales (geología del
basamento) y el impacto de factores antropogénicos tales como actividades
mineras, agrícolas e industriales y el grado de urbanización sobre los sistemas
fluviales (Birch et al., 1999; Birch et al., 2001; Zhang y Wang, 2001; Conaway et
al., 2005; Ortiz y Roser, 2006). En particular, los sedimentos fluviales de áreas
industrializadas pueden actuar como reservorios de metales pesados (Power y
Chapman, 1992) por largos periodos de tiempo, que van desde cientos a miles de
años (Macklin et al., 2006). En estas condiciones los sedimentos fluviales actúan
como fuentes de metales pesados para los organismos acuáticos (Houtman et al.,
2004), con un alto potencial de que estos elementos entren en la cadena trófica
acuática y se bio-acumulen en plantas y animales (Hellyer, 2000), con el
consiguiente riesgo para la salud humana y medioambiental. Por estos motivos
actualmente se están realizando estudios extensivos acerca de la geoquímica de
sedimentos fluviales en diversas partes del mundo, incluyendo Norte América
(Conaway et al., 2005; Lee y Helsel, 2005; Delistraty y Yokel, 2007), Oceanía
(Birch et al., 2001; Gingele y De Deckker, 2005), Europa (Banaszuk y Wysocka-
Czubaszek, 2005; Dinelli et al., 2005; Ackay et al., 2003; Audry et al., 2006; Acero
et al., 2003; Stone et al., 2003) y Asia (Anh et al., 2003; Zhang y Wang, 2001;
Noda, 2005; Ortiz y Roser, 2006). En contraste, hasta el momento en Chile se han
realizado un limitado número de estudios de sedimentos fluviales (González et al.,
2007; Oyarzún, et al., 2003; Oyarzún, et al., 2004; Oyarzún, et al., 2007). Esto
pese a que eventos relativamente recientes como la contaminación industrial de
los ríos Cruces y Mataquito, han llamado la atención acerca del grado de
contaminación y de calidad medio-ambiental de los ríos chilenos.
En este trabajo se estudió la composición mineralógica y química de las
muestras de sedimentos activos, recolectados en los principales ríos del sistema
fluvial del río Rapel (ríos Rapel, Cachapoal y Tinguiririca), en Chile central. En
4
particular, en los sistemas fluviales el transporte de los elementos mayores y en
trazas está controlado, principalmente, por la carga en suspensión (De Carlo et al.,
2004; Ortiz y Roser, 2006; Hudson-Edwards, 2003). Por tal razón este estudio se
concentra en la fracción <180 µm de los sedimentos recolectados, la cual se
considera como representativa de la carga en suspensión (Ortiz y Roser, 2006) de
los ríos respectivos. Los resultados de los análisis químicos (ICP-MS) y
mineralógicos (XRD) de la fracción <180 µm de los sedimentos recolectados
fueron analizados utilizando diagramas convencionales y redes neuronales
artificiales no-supervisadas.
El objetivo de este estudio es evaluar como las actividades antropogénicas
(minería, agricultura, industria y urbanización) y las diferencias geológicas de la
cuenca estudiada afectan a la composición mineralógica y geoquímica de los
sedimentos fluviales. Adicionalmente se pretende determinar el grado de
contaminación por metales pesados en los sedimentos estudiados, mediante una
comparación directa con estándares internacionales.
ANTECEDENTES El sistema fluvial del río Rapel se localiza en Chile central e incluye tres ríos
principales: Rapel, Cachapoal y Tinguiririca (Fig. 1). La cuenca asociada a este
sistema se ubica entre los 33°53´ y los 35°01´ de latitud S, con un área de 13.695
km2 (DGA, 2004). Los ríos de esta cuenca suplen de agua a una población de más
de 509.000 habitantes, cuyas principales actividades económicas son la
agricultura y la minería (DGA, 2004). En particular, las principales ciudades de la
cuenca corresponden a Rancagua (más de 200.000 habitantes; DGA, 2004) y San
Fernando (más de 60.000 habitantes; DGA, 2004), las cuales reciben agua
respectivamente de los ríos Cachapoal y Tinguiririca (Fig. 1). En particular, en la
parte alta de la sub-cuenca del río Cachapoal, el río Coya drena el área en donde
se localiza la mina El Teniente (Fig. 1). Esta mina, cuyo depósito asociado es un
5
pórfido de Cu-Mo, es la mina de cobre subterránea más grande del mundo,
comenzó sus actividades en 1904, con recursos de 12,4 billones de toneladas
métricas (Gt) de MENA, con 0,62% de Cu (Camus, 2002) y 7,8 Gt con 0,018% de
Mo (Cannell et al., 2005), y el año 2007 produjo 418.332 toneladas métricas de
cobre fino y 4.749 toneladas métricas de molibdeno al año. En la parte media de la
cuenca, aguas abajo de la confluencia de los ríos Cachapoal y Tinguiririca, se
encuentra el Lago Rapel (Fig. 1). Este lago, que corresponde a un embalse
artificial asociado a una represa hidroeléctrica, tiene un volumen de 680 millones
de metros cúbicos (DGA, 2004), una extensión E-W de aproximadamente 27 km y
una profundidad promedio de 8 m, con una profundidad máxima de 87 m (Pizarro
et al., 2003). A escala regional, aguas arriba y aguas abajo del Lago Rapel el
basamento rocoso presenta distintas características geológicas (Fig. 1). Aguas
arriba del Lago Rapel, en la vertiente occidental de los Andes, se extiende la parte
superior de la cuenca, con un área de más de 11.100 km2 (DGA, 2004). Pese a
que esta área presenta variadas litologías, la composición del basamento está
dominada por rocas volcánicas básicas a intermedias de edad Mezo-cenozoica
(Muñoz et al., 2006) y por sus productos de erosión de edad Cuaternaria (Fig. 1).
Aguas abajo del muro de contención del Lago Rapel, el río Rapel drena un área
dominada por rocas plutónicas de composición granítica a granodiorítica y de edad
Paleozoica (Sernageomin, 2004), y por rocas sedimentarias marinas a
continentales (limonitas fosilíferas, areniscas y conglomerados) de edad Mio-
pliocena correspondientes a las formaciones Rapel, Licancheu y Navidad (Encinas
et al., 2006a).
METODOLOGÍA Muestreo y análisis químico y mineralógico
Un total de 90 muestras de sedimentos fueron recolectadas de canales
activos a lo largo de los ríos Rapel, Cachapoal y Tinguiririca (respectivamente 30,
43 y 17 muestras), con una distancia promedio de 3 km entre los puntos de
6
muestreo (Fig. 1). Las muestras fueron recolectadas a fines del periodo estival
(Febrero-Marzo) del año 2006. En el periodo anterior los ríos estudiados
presentaban caudales reducidos lo que permitió maximizar las posibilidades de
recolección de sedimentos. Las muestras tienen un peso de entre 2,0 a 4,0 Kg.
Cada una de ellas corresponde a un compósito de sub-muestras de sedimento
fluvial recolectadas en superficie (entre 0 y 5 cm de profundidad) a lo largo del
canal activo en un tramo de entre 20-50 m. Las sub-muestras fueron recolectadas
utilizando una pala plástica (PVC) y luego combinadas y guardadas en una bolsa
plástica (PVC). Cuando las condiciones lo permitían, se incluyeron sub-muestras
de ambas riberas del cauce principal. Las muestras fueron secadas a 60°C por
más de 48 horas, enfriadas a temperatura ambiente (25°C) y tamizadas en mallas
de acero inoxidable a fin de separar la fracción fina <180 μm. Posteriormente la
fracción <180 µm de cada muestra fue pulverizada en un mortero de ágata. El
material pulverizado (1 gramo) fue sinterizado con peróxido de sodio durante 1
hora a 500 °C y luego digerido con una mezcla de 72 ml de H2O2 al 1% (v/v) y 28
ml of HCl al 50% (v/v). El material digerido fue analizado con un equipo ICP-AES
(modelo Jobin-Yvon JY-70) en el laboratorio del Servicio Nacional de Geología y
Minería (Sernageomin). Los resultados de los análisis químicos se presentan en la
Tabla 1. Adicionalmente la composición mineralógica de la fracción <180 µm de 34
muestras seleccionadas fue determinada mediante difracción de Rayos-X (equipo
modelo Pananalitical X`Pert Pro) en el laboratorio del Sernageomin. Los
resultados de los análisis mineralógicos se presentan en la Tabla 2.
Tratamiento estadístico de los datos
El set de datos estudiado incluye los análisis químicos de la fracción <180
μm de 90 muestras de sedimentos fluviales. Cada muestra presenta información
para 25 elementos químicos: 9 óxidos mayores (concentraciones en wt% de SiO2,
TiO2, Al2O3, K2O, CaO, Fe2O3, MgO, MnO y P2O5) y 16 elementos traza
(concentraciones en ppm de As, B, Ba, Ce, Co, Cr, Cu, La, Mo, Ni, Pb, Sb, Sr, V,
Y y Zn). Adicionalmente, con el fin de examinar la influencia de la variación
7
geográfica del basamento sobre la composición química de los sedimentos, el set
de datos incluye una variable geográfica correspondiente la coordenada Este
(UTM) de cada muestra. Sobre este set de datos se realizó un tratamiento
estadístico utilizando redes neuronales artificiales no-supervisadas del tipo
Growing Cell Structures (GCS; Fritzke, 1994). Esta técnica de análisis multivariado
ha sido exitosamente aplicada al estudio de datos geoquímicos de distintos
materiales, dado que permite: 1) visualizar la estructura de grupos o clusters del
set de datos; 2) visualizar las relaciones lineales y no-lineales existentes entre las
variables (e.g., Lacassie et al., 2004a; Lacassie et al., 2004b; Lacassie et al.,
2006).
RESULTADOS Composición mineralógica de los sedimentos
Las composiciones mineralógicas de las 34 muestras seleccionadas para
estos fines se indican el la tabla 2. Estos resultados muestran que además de la
casi ubicua asociación cuarzo-albita la mayoría de las muestras incluye otros
feldespatos tales como ortoclasa o anortoclasa, además de arcillas (illita,
montorillonita o vermiculita) y/o filosilicatos del grupo de la caolinita o de la clorita
(caolinita, dichita, clorita o clinocloro). Los sedimentos del curso superior del río
Cachapoal se caracterizan por presentar minerales máficos del grupo de las
anfíbolas (actinolita, Fe-actinolita, edenita o ribeckita) o del grupo de los piroxenos
(augita), los que progresivamente desaparecen hacia el curso medio de este río
(Fig. 2). Los sedimentos del curso medio a inferior del río Tinguiririca tampoco
presentan los anteriormente descritos minerales máficos (Tabla 2). Sin embargo,
este último grupo de minerales es común a lo largo de todo el curso del río Rapel
(Fig. 2). En el río Cachapoal la presencia de moscovita esta constreñida a su
curso superior, entre las confluencias del río Coya y el estero La Cadena, mientras
que sólo una muestra del curso superior del río Rapel presenta este mineral (Fig.
2). La biotita también es escasa en los sedimentos de los ríos Cachapoal y Rapel,
8
encontrándose sólo en sedimentos inmediatamente aguas abajo de las
confluencias del río Cachapoal con el estero La Cadena y del río Rapel con los
esteros Rosario y Corneche (Fig. 2). Tanto la muscovita como la biotita están
ausentes en los sedimentos del curso medio-inferior del río Tinguiririca (Tabla 2).
La hematita es prácticamente ubicua en el curso medio-inferior del río Tinguiririca,
mientras que en el río Cachapoal presenta una distribución heterogénea y en el río
Rapel se encuentra sólo en los sedimentos de su curso inferior (Tabla 2; Fig. 2).
En este sistema fluvial los minerales pesados más comunes corresponden a
magnetita, rutilo, ilmenita y titanita (Tabla 2). En particular, los sedimentos del
curso medio a inferior de río Rapel se caracterizan por presentar magnetita, la cual
en algunos casos aparece acompañada por otros minerales pesados tales como
rutilo e ilmenita (Fig. 2). En el río Cachapoal la presencia de minerales pesados en
los sedimentos está restringida a un tramo reducido de su curso superior, en el
cual ocurre magnetita, ilmenita y rutilo (Fig. 2). Por otra parte, sólo una muestra del
río Tinguiririca presenta minerales pesados los cuales corresponden a maghemita
e ilmenita (Tabla 2). Finalmente, en este sistema fluvial ocurren minerales que
incluyen metales pesados tales como covellita (CuS) y wulfenita (Pb[MoO4]), los
cuales están restringidos al río Cachapoal, entre las confluencias con el estero La
Cadena y el río Claro (Tabla 2).
Geoquímica de los sedimentos
Los valores de las concentraciones de los elementos mayores y trazas de
las muestras estudiadas se han proyectado en función de las coordenadas E de
las muestras (Tabla 1; Fig. 3). Los diagramas resultantes muestran que las
concentraciones, para la mayoría de los elementos, presentan patrones de
variación geográfica complejos (Fig. 3). Estos patrones revelan la presencia de
marcados cambios geoquímicos a lo largo de los cursos fluviales estudiados y la
existencia de signaturas geoquímicas propias para cada río (Fig. 3). Los ríos
Cachapoal y Tinguiririca presentan notables diferencias en términos de las
concentraciones de As, Mo, Cu, Sb y B. En el río Tinguiririca este grupo de
9
elementos presenta patrones planos, con concentraciones marcadamente
menores que los sedimentos del río Cachapoal (Fig. 3a). Desde el curso superior
al curso medio del río Cachapoal los elementos As, Mo, Sb y B presentan
patrones con tendencia creciente. En particular, las máximas abundancias de
estos elementos ocurren en el río Cachapoal (As=72, Mo=142, Sb=22 y B=138
ppm), entre las confluencias con el estero La Cadena y el río Claro (Tabla 1; Fig.
3a). Inmediatamente aguas abajo de la confluencia con el río Claro, las
concentraciones de Mo, Sb y, en menor medida, de As y B, muestran un brusco
decrecimiento. Entre este punto y el lago Rapel, los patrones de estos elementos
no presentan una tendencia clara (Fig. 3a). En contraste, las más altas
concentraciones de Cu ocurren en el curso superior del río Cachapoal, entre las
confluencias con el río Coya y el estero Los Leones (Figs. 1 y 3a). En efecto, 4 de
las 6 muestras de este último tramo del río Cachapoal presentan muy altas
concentraciones de Cu (muestras CHP-2, -3, -5 y -6; Cu promedio equivalente a
1.500 ppm; Tabla 1). A partir de estos altos valores el patrón del Cu desciende
rápidamente a valores dentro del rango 484-797 ppm en los curso medio e inferior
de este río (Tabla1). En este último tramo el patrón de Cu no presenta una
tendencia definida. Sin embargo, es posible observar rasgos particularmente
conspicuos en las concentraciones de Cu tales como: 1) un marcado incremento
inmediatamente aguas abajo de la confluencia con el estero La Cadena (de 483 a
753 ppm); 2) un marcado decrecimiento inmediatamente aguas abajo de la
confluencia con el río Claro (de 748 a 495 ppm; Tabla 1; Fig. 3a). La mayor parte
de los sedimentos del río Rapel presentan concentraciones de As, Mo y Sb bajo
los respectivos límites de detección (Tabla 1). Las concentraciones de Cu y B del
río Rapel también son bajas, respectivamente con promedios 5 y 3 veces menores
que para el río Cachapoal. En particular, el patrón del Cu presenta un patrón
claramente decreciente desde el curso superior al curso inferior del río Rapel (Fig.
3a).
Los ríos Cachapoal y Tinguiririca presentan concentraciones similares de
Al2O3, Co, Sr, La, Ce, Y, Fe2O3, MnO, TiO2, V y Cr, las cuales contrastan
10
notoriamente con las bajas concentraciones de Al2O3, Co y Sr, y altas
concentraciones de La, Ce, Y, Fe2O3, MnO, TiO2, V y Cr del curso superior del río
Rapel (Fig. 3). Se observa que hacia el curso inferior del río Rapel los elementos
Al2O3, Co y Sr muestran tendencias crecientes (Fig. 3). Por otra parte, en el río
Rapel, los elementos La, Ce, Y, Fe2O3, MnO, TiO2, V y Cr, no presentan patrones
definidos. Sin embargo, si se consideran sólo aquellas muestras recolectadas en
depósitos asociados a barras de punta, se observa que los contenidos de Fe2O3,
MnO, TiO2, V y Cr presentan patrones marcadamente decrecientes hacia la
desembocadura del río Rapel (Fig. 3d).
Análisis con redes neuronales artificiales
Los resultados de los análisis químicos de las muestras de los sedimentos
fluviales fueron analizados utilizando redes neuronales artificiales no-supervisadas
del tipo Growing Cell Structures (GCS; Fritzke, 1994). Un primer análisis permitió
detectar un claro “outlier” en el set de datos, el cual corresponde a una muestra
recolectada en el área de la desembocadura del río Rapel (muestra JP-R12). Esta
muestra se caracteriza por muy altas concentraciones de Fe2O3, TiO2, MnO, P2O5,
Cr, V, Ni, Zn, La, Ce e Y (Tabla 1). A fin de evitar cualquier “distorsión” estadística
se realizó un segundo análisis del set de datos sin incluir a la muestra JP-R12.
Como resultado de este análisis se generó un “mapa bi-dimensional” compuesto
por 8 unidades o “nodos” interconectados (Fig. 4). Cada uno de estos nodos
representa un subconjunto de muestras del set de datos con características
químicas similares. Los resultados revelan que las muestras asociadas a un
mismo nodo tienden a presentar una distribución geográfica común (Fig. 5). Es así
como la mayor parte de las muestras del río Cachapoal están asociadas a los
nodos 2, 6 y 8 (Fig. 5). Las muestras asociadas a estos nodos (la mayoría de las
muestras del río Cachapoal) se caracterizan por presentar altas concentraciones
de Cu y B (respectivamente >500 y >70 ppm) junto a concentraciones medias de
Mo, Sb, Co, As, Zn y CaO (Fig. 4). El curso medio-superior del río Cachapoal, está
dominado por muestras de los nodos 2 y 8 (Fig. 5), caracterizadas por presentar
11
concentraciones altas de As y CaO (respectivamente >22 ppm y >4,6 wt%; Fig.4).
En particular, las muestras asociadas al nodo 2 se distribuyen preferentemente
entre las confluencias del estero La Cadena y del río Claro (Fig. 5), con altas
concentraciones de Mo, Sb, Co y Zn (respectivamente >70, >12, >17 y >160 ppm)
junto a las concentraciones más bajas de SiO2, K2O y Ba (respectivamente <57
wt%, <1.65 wt% y <340 ppm) para este río (Fig. 4). Aguas abajo de la confluencia
con el río Claro, las muestras del río Cachapoal están asociadas al nodo 6 (Fig. 5).
Luego, los sedimentos de este tramo presentan las más bajas concentraciones de
Pb, As y CaO (respectivamente <10 ppm, <16 ppm y <4.5 wt%) para este río (Fig.
4). Casi todas las muestras del río Tinguiririca están asociadas al nodo 1 (Fig. 5),
caracterizado por presentar altas concentraciones de P2O5, Ba y Sr
(respectivamente >0.22 wt%, >370 ppm y >390 ppm; Fig. 4). Las muestras del río
Rapel aparecen asociadas a los nodos 3, 4, 5 y 7 (Fig. 5), los cuales como grupo
se caracterizan por incluir muestras con concentraciones bajas a medias de Al2O3
y Sr (respectivamente <15.5 wt% y <370 ppm; Fig. 4). En particular, el curso
superior del río Rapel está dominado por muestras asociadas al nodo 5 (Fig. 5) las
cuales se caracterizan por presentar concentraciones altas de P2O5, Y, Ce y La
(respectivamente >0.21 wt%, >20 ppm, >30 ppm y >50 ppm; Fig. 4). En términos
geoquímicos el curso medio-inferior del río Rapel presenta una mayor
heterogeneidad, puesto que incluye muestras asociadas a los nodos 3, 4 y 7 (Fig.
5). Las muestras del nodo 3 se caracterizan por presentar concentraciones altas
de Fe2O3, TiO2, MnO, Pb, V, Ni y Cr (respectivamente >15, >2.5 y >0.20 wt%, y
>15, >400, >50 y >60 ppm), mientras que las muestras asociadas al nodo 7
presentan concentraciones altas de CaO y MgO (respectivamente >4.5 y >2.3
wt%; Fig. 4). En conjunto las muestras asociadas a los nodos 3 y 7 presentan muy
bajas concentraciones de SiO2, Al2O3, K2O, Sr y Ba (respectivamente <57 wt%,
<15 wt%, < 1.6 wt%, <360 ppm y <330 ppm). Estas características contrastan
notoriamente con las bajas concentraciones de CaO, MgO, Fe2O3, TiO2, MnO,
P2O5, Pb, Y, Ce La, V, Ni y Cr y las medias a altas concentraciones de SiO2, Al2O3,
K2O, Sr y Ba de las muestras asociadas al nodo 4 (Fig. 4).
12
DISCUSIÓN
Curso superior del río Cachapoal
Aguas arriba de la confluencia con el estero La Cadena, en el curso
superior del río Cachapoal existe una marcada transición geológica
correspondiente a un paso desde rocas volcano-sedimentarias de edad oligocena-
miocena, a depósitos fluvio-aluviales de edad cuaternaria que rellenan la planicie
de inundación (Figs. 1 y 5b). Es frecuente que los patrones geoquímicos de los
sedimentos fluviales están directamente relacionados con la distribución espacial
de los distintos tipos litológicos del basamento rocoso de la cuenca drenada por el
río (e.g. Stone et al., 2003; Lacassie et al., 2004a; Dinelli et al., 2005; Gingele y De
Deckker, 2005; Ohta et al., 2005; Ortiz y Roser, 2006; Robinson y Ayotte, 2006;
Stone et al., 2006). Sin embargo, la transición geológica del curso superior del río
Cachapoal no coincide con un cambio en la distribución de los nodos, es decir no
induce cambios geoquímicos relevantes en los sedimentos fluviales (Fig. 5b). Por
el contrario, los resultados muestran que los sedimentos fluviales, tanto en el
curso superior como el medio del río Cachapoal, presentan una señal geoquímica
común, caracterizada por altas a muy altas concentraciones de Cu, Mo, As, Sb y
Co (asociación de nodos 2-8; Figs. 4 y 5b). Sin embargo, es posible que las
marcadas características de la señal química anterior “enmascaren” a otras
señales químicas de segundo orden, tales como las asociadas a la transición
geológica en el basamento. Esta posibilidad fue testeada realizando un segundo
análisis de redes neuronales artificiales sobre un set de datos modificado, en el
cual: 1) se incluyeron solamente las muestras del río Cachapoal y 2) se excluyeron
del set de variables las concentraciones de Cu, Mo, As, Sb y Co y la coordenada
UTM E. Como resultado de este segundo análisis se generó un nuevo mapa bi-
dimensional compuesto por 5 nodos interconectados (Fig. 6a). También se obtuvo
una nueva distribución geográfica de nodos en la cual se diferencian dos tramos
para el curso medio-superior del río Cachapoal: aguas arriba de Doñihue
(dominado por el nodo 1) y aguas abajo de Doñihue (dominado por el nodo 4; Fig.
13
6a). La mayor complejidad de esta nueva distribución geográfica de nodos, apoya
la hipótesis de que la fuerte signatura asociada a las concentraciones de Cu, Mo,
As, Sb y Co enmascara señales químicas de segundo orden. Aún así, el fuerte
dominio del nodo 1 en el curso superior del río Cachapoal (Fig. 6a), indica que
entre el la parte alta de la cuenca (sector cordillerano) y la planicie de inundación
no existe un cambio relevante en la química de los sedimentos. Lo anterior ocurre
aún cuando en la zona anterior los sedimentos presentan un marcado cambio
mineralógico correspondiente a: 1) un empobrecimiento en minerales lábiles tales
como anfíbolas y piroxenos; 2) un incremento en el contenido de clinocloro
(muestras CHP-01 a CHP-18; Fig. 2). Esto sugiere la existencia de un balance
químico en el curso superior del río Cachapoal, en donde los cambios asociados a
la destrucción de minerales lábiles se ven compensados por la generación de
productos de alteración que son transportados aguas abajo en el sistema fluvial.
Luego, en forma similar a lo que ocurre en el río Macquaire en Australia (Gingelle
y De Deckker, 2005), gran parte de la señal química de los sedimentos del margen
oriental de la planicie de inundación del río Cachapoal es adquirida en la parte alta
de la cuenca (sector cordillerano).
Diversos estudios han mostrado que existe una relación directa entre
signaturas químicas caracterizadas por altas concentraciones de metales pesados
y la ocurrencia aguas arriba de fuentes de estos elementos asociadas a drenaje
ácido, aportes directos de relaves mineros o removilización de relaves antiguos y/o
de suelos contaminados por actividades mineras (Helgen y Moore, 1996; Andrews
y King, 1997; Anikiev et al., 2000; Zhang y Wang, 2001; Schäfer y Blanc, 2002;
Hudson-Edwards, 2003; Macklin et al., 2006; Masson et al., 2006). En particular, el
estudio de Schäfer y Blanc (2002) en los sedimentos fluviales del río Dordogne en
Francia, muestra que la existencia de anomalías de Cu-As-Co similares a las del
río Cachapoal, están asociadas a la presencia de depósitos minerales de Cu, Ag y
As en la parte alta de la cuenca. Luego, las altas a muy altas concentraciones de
Cu, Mo, As, Sb y Co que caracterizan al río Cachapoal, sugieren la existencia de
importantes fuentes de metales pesados asociadas a la actividad minera que
14
ocurre en su curso superior. En el curso superior del río Cachapoal existen dos
depósitos de relaves de volumen importante: el Tranque Barahona y el Tranque
Cauquenes. En particular, el Tranque Barahona se localiza adyacente a la sub-
cuenca del río Coya, el cual es un tributario del río Cachapoal (Fig. 1). El estudio
de Kelm et al. (2008) muestra que los suelos alrededor del Tranque Barahona y en
la sub-cuenca del río Coya presentan concentraciones de Cu soluble en ácido
nítrico por sobre los 1000 ppm. Estos valores son del mismo orden que las más
altas concentraciones de Cu de los sedimentos del río Cachapoal ubicados
inmediatamente aguas abajo de la confluencia con el río Coya (Fig. 3a).
Adicionalmente, aguas abajo de la confluencia con el río Coya, las
concentraciones de Cu del río Cachapoal decrecen en forma exponencial lo que
coincide con lo esperado para ríos contaminados por actividades mineras
(Hudson-Edwards, 2003). Esto sugiere que las anomalías de Cu de los
sedimentos del curso superior del río Cachapoal son debidas a removilización de
material de relave del Tranque Barahona y/o de otros depósitos de relaves
antiguos o de suelos contaminados por actividades mineras ubicados en la sub-
cuenca del río Coya. El Tranque Cauquenes también se localiza adyacente a un
tributario del río Cachapoal, el cual corresponde al estero Los Leones (Fig. 1). Las
concentraciones de Cu de los sedimentos ubicados inmediatamente aguas abajo
de la confluencia con el estero Los Leones (muestra CHP-7 con Cu=662 ppm;
Tabla 1) son similares a las concentraciones de Cu del relave del Tranque
Cauquenes (entre 800-1800 ppm; Hansen et al., 2007). Adicionalmente, en este
punto las concentraciones de As, Mo, Sb, Zn, Co, P2O5, Fe2O3, MnO, TiO2, Y, V y
Cr presentan un incremento local, seguidas en casi todos los casos de un
marcado patrón decreciente (Fig. 3).
Dold y Fontboté (2001) sugieren que en los depósitos de relaves asociados
a pórfidos de cobre, los cationes bivalentes, tales como Cu2+, Mn2+, Ti2+, V2+, Cr2+
o Zn2+ pueden ser adsorbidos en hidróxidos de Mn(II) o de Fe(III) o en arcillas.
Concordantemente el diagrama de la figura 7 muestra que en el curso superior del
río Cachapoal los patrones normalizados de Fe2O3, MnO, TiO2, V, Cr y Zn están
15
estrechamente relacionados. Esto, unido a la presencia de magnetita y hematita
en los sedimentos de este sector del río (Fig. 7) refuerza la idea de que las
concentraciones de Fe2O3, MnO, TiO2, V, Cr y Zn están controladas por los
contenidos de estos dos minerales u otros hidróxidos de Fe (III). A su vez,
Goldberg et al. (1996) y Goldberg (2002), muestran que en suelos, sedimentos u
otros materiales sujetos a condiciones oxidantes el As es propenso a ser
adsorbido y concentrado en óxidos de Fe. Mientras que Dold y Fontboté (2001) y
Dold (2003) muestran que en las zonas oxidadas de los relaves asociados a
pórfidos de cobre, los hidróxidos de Fe (III) tienen un importante rol en la retención
de oxianiones de As y Mo. Esto, sumado al hecho de que los valores de pH del río
Cachapoal (pH entre 6-7; DGA, 2004) inhiben la absorción de Mo y As en arcillas
(Goldberg et al., 1996), sugiere que las concentraciones de As y de Mo en los
sedimentos también están controladas por los contenidos de magnetita y hematita
u otros óxidos e hidróxidos de Fe (III). Adicionalmente, el material de relave
proveniente de El Teniente contiene apatito y rutilo (Dold y Fontboté, 2001), los
cuales son ricos en P2O5 y TiO2 respectivamente. En particular, los sedimentos del
río Cachapoal localizados inmediatamente aguas abajo de la confluencia con el
estero Los Leones presentan rutilo (CHP-7; Tabla 2). Estos antecedentes indican
que las anomalías de Fe2O3, MnO, TiO2, P2O5, Y, V, Cr, Zn, y probablemente de
As, Mo, Sb, Co, y Cu aguas abajo de la confluencia con el estero Los Leones, son
debidas a removilización de óxidos e hidróxidos de Fe (III) y de otros componentes
del material de relave del Tranque Cauquenes. Sin embargo, aguas abajo de la
confluencia del río Cachapoal con el estero Los Leones, las concentraciones de
As presentan un patrón altamente variable que contrasta con las concentraciones
sistemáticamente decrecientes de la mayoría de los elementos anteriores (Fig. 3).
Esto puede ser indicativo de que en este sector los sedimentos del río reciben
aportes de As desde una fuente más difusa. Probablemente esta fuente difusa de
As corresponde a la dispersión eólica de material superficial del tranque Barahona,
cuyo impacto sobre las concentraciones de As en los suelos cercanos a este
tranque ya ha sido demostrado (Kelm et al., 2008).
16
Curso medio del río Cachapoal
Los resultados muestran que al igual que los sedimentos del curso superior,
los del curso medio del río Cachapoal se caracterizan por presentar
concentraciones altas de Cu, Mo, As, Sb y Co (Fig. 5b). Sin embargo, aguas abajo
de Rancagua, As, Mo, Cu, Sb, B, Zn, Ni, Fe2O3, MnO, TiO2, V, Co y Cr muestran
marcados incrementos en sus concentraciones, las cuales tienden a estabilizarse
en valores altos y en algunos casos incluso presentan patrones crecientes (Fig. 3).
Esta discontinuidad no coincide con cambios geológicos relevantes. Tampoco
concuerda con el patrón geoquímico esperado para una planicie de inundación, en
donde la resuspensión y transporte del sedimento desde las barras laterales
(Hudson-Edwards, 2003; Carter et al., 2006) debiera generar un patrón
geoquímico más homogéneo. Esto sugiere que la discontinuidad geoquímica
anterior es debida a factores antropogénicos, los cuales probablemente
corresponden a: 1) la presencia de una extensa red de canales que distribuyen el
agua del río para irrigación y otros fines en el área de Rancagua (DGA, 2004); 2)
la intensa actividad extractiva de áridos desde el cauce del río que ocurre aguas
abajo de Rancagua (Fig. 8). Adicionalmente, los efluentes industriales y
domésticos de Rancagua, Graneros y Machalí, son tratados en una planta de
tratamiento de aguas servidas localizada adyacente al curso del estero La Cadena
(DGA, 2004). Esta planta utiliza lodos activados para el proceso de purificación del
agua, la cual es finalmente vertida en el cauce del estero La Cadena (DGA, 2004).
Coincidentemente, aguas abajo de este último afluente, las concentraciones de
As, Mo, Cu, Sb, Pb, Zn, Co y Cr en los sedimentos del río Cachapoal se
incrementan a valores comparables con las concentraciones de estos elementos
en sedimentos fluviales afectados por efluentes de plantas de tratamiento de
aguas servidas (Loizeau et al., 2004; Karageorgis et al., 2005). Este sector del
cauce del río Cachapoal también se encuentran las únicas 2 muestras de este río
que presentan minerales de metales pesados tales como covelita (CuS) y
wulfenita (Pb[MoO4]), detectables por difractometría de rayos-X (Tabla 2).
17
Los resultados también muestran que en el curso medio del río Cachapoal
existe una relación directa entre la disminución de las concentraciones de Ba y la
progresiva desaparición el contenido de muscovita en los sedimentos (Figs. 2 y
3c). Relaciones similares ya han sido descritas para sedimentos de otros sistemas
fluviales (Stone et al., 1999; Dinelli et al., 2005; Gingele y De Deckker, 2005;
Karageorgis et al., 2005). La progresiva desaparición de actinolita, Fe-actinolita,
edenita, ribeckita y augita (Tabla 2) y el patrón creciente de las concentraciones de
Al2O3, son otras evidencias de la destrucción y alteración a arcillas de los
minerales formadores de roca durante el transporte aguas abajo en este río. En
particular, durante la meteorización de los feldespatos alcalinos, el Ba tiende a ser
retenido en las arcillas (Nesbitt et al., 1980; Dalai et al., 2004, Karageorgis et al.,
2005), lo cual concuerda con la correlación positiva entre las concentraciones de
Ba, K2O, Sr, SiO2 y Al2O3 en los sedimentos de la primera porción del curso medio
del río (muestras asociadas al nodo 1 de la figura 6). Sin embargo, frente a
Doñihue ocurre otro cambio importante en la química de los sedimentos, tal como
lo indica la transición desde un tramo dominado por el nodo 1 a uno dominado por
el nodo 4 (Fig. 6a). Este cambio está caracterizado por un incremento en las
concentraciones de B, el cual está acompañado por una disminución en las
concentraciones de Ba y, en menor medida, de K2O y CaO (Fig. 6b). Sin embargo,
en este sector no se observa ningún cambio en la litología del basamento
geológico, ni la presencia en el sedimento de turmalina u otros minerales
portadores de B (Fig. 6; Tabla 2). Esto sugiere que el incremento en las
concentraciones de B en los sedimentos de este sector del río es debido a
actividades antropogénicas. Estas probablemente corresponden a la utilización de
fertilizantes en base a B, los cuales comúnmente contribuyen a aumentar los
niveles de este elemento en las aguas de los sistemas fluviales asociados de
zonas agroindustriales (GAE, 2008). En particular, en suelos ácidos a neutros los
principales procesos que controlan la movilidad y bio-accesibilidad del B son: 1) la
incorporación de B en posiciones estructurales de aluminosilicatos; 2) la adsorción
de B en materia orgánica (GAE, 2008). Por otra parte, la figura 3a muestra que, en
el curso medio del río Cachapoal, hay una fuerte correlación positiva entre los
18
patrones de B y DBO5. Esto indica que la concentración de B en los sedimentos
del río Cachapoal está controlada por la incorporación de materia orgánica (rica en
B). En particular, un primer incremento conjunto de los patrones de B y DBO5
ocurre inmediatamente aguas abajo de la confluencia con el estero La Cadena
(Fig. 3a). Esto refuerza la hipótesis de que el estero La Cadena está afectado por
descargas desde la planta de tratamiento de aguas ya que la contaminación por
materia orgánica es común en este tipo de plantas de tratamiento (Jarvie et al.,
2005; LeMaire et al., 2006). En contraste con los incrementos locales asociados al
estero La Cadena, aguas abajo de Doñihue las altas concentraciones de B y DBO5
constituyen una señal consistente para los sedimentos del curso medio del río
Cachapoal (Fig. 3a). Esto indica que en Doñihue ocurre una incorporación
continua de materia orgánica (rica en B), la cual probablemente corresponde a
efluentes industriales derivados de las plantas procesadoras de carne de cerdo y
gallina que existen en esa localidad. Coincidentemente, el mayor cambio en la
química de los sedimentos del curso medio del río Cachapoal ocurre frente a
Doñihue, tal como lo indica la transición desde una zona dominada por el nodo 1 a
una zona dominada por el nodo 4 (Fig. 6a). Esta transición química, que está
marcada por un fuerte decrecimiento de las concentraciones de Ba acoplada a un
fuerte incremento en las concentraciones de B, sin incluir cambios en la
concentración de Al2O3 (transición nodo 1 a nodo 4; Fig. 6). Esto sugiere que
aguas abajo de Doñihue, en la zona dominada por el nodo 1, el Ba es puesto en
solución debido a un decrecimiento en la adsorción de este elemento en las
arcillas al estar estas en presencia de materia orgánica, tal como ha sido
reportado para otros elementos por Schmitt et al. (2002). El proceso anterior
probablemente ocurre conjuntamente con la formación de complejos más estables
de arcillas con materia orgánica rica en B.
Curso inferior del río Cachapoal
Los resultados muestran que el curso inferior del río Cachapoal, aguas
abajo de las confluencias con el estero Idahue y con el río Claro, está dominado
19
por sedimentos asociados a un único nodo (Figs. 5 y 6). Este nodo está
caracterizado por concentraciones altas de Ni y Al2O3 y concentraciones bajas de
CaO, MgO, P2O5, Y, Ce y Pb con respecto a los otros sedimentos de este río
(Figs. 5b y 6a). Usualmente los sedimentos fluviales con altos valores de Ni están
asociados a fuentes de composiciones máficas a ultra-máficas (De Carlo et al.,
2004; Dinelli et al., 2005; Karageorgis et al., 2005; Ohta et al., 2005). Sin embargo
este tipo de sedimentos también se caracterizan por presentar concentraciones
altas de Cr, V, Co o MgO (De Carlo et al., 2004; Dinelli et al., 2005; Karageorgis et
al., 2005; Ohta et al., 2005; Stone et al., 2006). Lo anterior no ocurre para los
sedimentos del curso inferior del río Cachapoal, lo que concuerda con la
inexistencia de fuentes máficas a ultra-máficas en esta zona (Fig. 6b). Por otra
parte, los sedimentos del curso inferior se caracterizan por presentar
montmorillonita (Tabla 2). Este mineral incorpora Ni en el rango de pH de entre 4 y
8 (Takahashi e Imai, 1983; Dähn et al., 2006), el cual incluye al rango de pH de
entre 6 y 7 del río Cachapoal (DGA, 2004). Esto y la fuerte correlación entre las
concentraciones de Ni y Al2O3 de los sedimentos del curso inferior del río
Cachapoal (Fig. 6b) sugiere que en este tramo del río ocurren un incremento en la
proporción de arcillas ricas en Ni (particularmente de montmorillonita). Aguas
abajo de la confluencia con el río Claro las concentraciones de Ba y de Al2O3
muestran un marcado incremento, lo cual indica una adsorción del Ba disuelto por
parte de la nueva carga de arcillas aportadas por este río (Figs. 3 y 6).
Adicionalmente, el empobrecimiento relativo en las concentraciones de As, Mo,
Sb, Pb, Co, Cr, Zn, Cu, B, Y, MgO, CaO y MnO de los sedimentos del curso
inferior del río Cachapoal (Fig. 3) indican la ocurrencia de una dilución por efecto
de la mezcla con las aguas y sedimentos del estero Idahue y principalmente del
río Claro.
Río Tinguiririca
La mayoría de las muestras del río Tinguiririca están asociadas a un mismo
nodo, lo que indica que estos sedimentos presentan una composición química
20
similar (Fig. 5b). Esto, probablemente, es producto de la homogeneidad litológica
del basamento geológico en el curso medio del río Tinguiririca (Fig. 5b). En
particular, los sedimentos del río Tinguiririca presentan altos contenidos de P2O5 y
bajos contenidos de As, Mo, Cu, Sb, Co, B y Zn con respecto a los sedimentos del
curso medio del río Cachapoal (Figs. 3, 4 y 5b). Sin embargo, la composición
litológica del basamento en el curso medio del río Tinguiririca es análoga a la del
curso medio del río Cachapoal (Fig. 1). Luego, las anteriores diferencias químicas
entre los sedimentos del los cursos medios de ambos ríos son debidas a factores
antropogénicos. En particular, las menores concentraciones de As, Mo, Cu, Sb, Co
y Zn probablemente reflejan la ausencia de actividad minera en el curso superior
del río Tinguiririca. Por otra parte, las en general homogéneamente altas
concentraciones de P2O5 del río Tinguiririca (Fig. 3c), indican que la abundancia
de este elemento es una característica del área de muestreo más que una señal
asociada a una fuente puntual. Este tipo de señal en los sedimentos fluviales,
caracterizada por concentraciones homogéneamente altas de P2O5, es común en
zonas en donde la utilización de fertilizantes en base a fosfatos es extensiva (e.g.,
Dinelli et al., 2005; Jarvie et al., 2005). Luego, el patrón de altas concentraciones
de P2O5 del curso medio del río Tinguiririca probablemente es un reflejo de la
intensiva actividad agroindustrial de este sector (DGA, 2004). Tal como lo indican
McDowell et al. (2002), el P contenido en los sedimentos de las barras fluviales
tiende a ser fácilmente liberado por remoción mecánica de las barras. Luego, es
probable que la extracción de áridos y otras actividades de modificación mecánica
del curso del río para fines de regadío, induzcan la liberación del P2O5 contenido
en los sedimentos, en las aguas río Tinguiririca.
En el río Tinguiririca los patrones normalizados de Fe2O3, MnO, TiO2, V, Cr
y Zn están muy correlacionados y en general sus altos locales coinciden con la
presencia de hematita (Fig. 7). Esto sugiere que en el río Tinguiririca las
concentraciones de estos elementos estarían en gran medida controladas por el
contenido de este último mineral. La muestra Tin-5 (asociada al nodo 3) presenta
concentraciones de Fe2O3, MnO, TiO2, V, Cr y Zn particularmente altas (Tabla 1;
21
Fig. 7), por lo que se distingue geoquímicamente del resto de las muestras del río
Tinguiririca (asociadas al nodo 1; Fig. 5). Esta anomalía es concordante con la
composición mineralógica de la muestra Tin-5, la cual es la única que presenta
maghemita e ilmenita además de hematita (Tabla 2; Fig. 7). Esta particular
asociación de óxidos e hidróxidos de Fe probablemente refleja la ocurrencia de
aportes desde una cantera ubicada adyacente al curso del río Tinguiririca en el
sector en donde se recolectó la muestra Tin-5.
Río Rapel
En el curso superior del río Rapel la transición desde un basamento
dominado por rocas graníticas a uno dominado por rocas sedimentarias, hacia
aguas abajo, coincide con un cambio en la composición química de los
sedimentos. Este cambio se refleja en la transición desde muestras asociadas al
nodo 5 a muestras asociadas al nodo 4 (Fig. 5a), y se traduce en un
empobrecimiento en las concentraciones de P2O5, La, Ce e Y (Fig. 4). Estos
resultados concuerdan con los del estudio de Zhang y Wang (2001), el cual
muestra como los sedimentos del río Pearl (India) se empobrecen en La, Ce, Y y
en todas las tierras raras, al pasar desde una zona dominada por rocas graníticas
a una zona dominada por rocas sedimentarias.
En el curso medio del río Rapel, la distribución de los sedimentos asociados
al nodo 3, caracterizados por altas concentraciones de Fe2O3, MnO, TiO2, V, Ni,
Cr, Pb, P2O5, Y, Ce y La, no coincide con la ocurrencia de ninguna litología
específica (Figs. 4 y 5a). Los resultados del análisis de Rayos-X muestran que los
sedimentos anteriores se caracterizan por contener magnetita y rutilo (Fig. 7).
Luego su conspicua señal química de estos sedimentos es el reflejo de su alto
contenido de minerales pesados incluyendo, magnetita, rutilo y probablemente
ilmenita, apatito y zircón. Esta apreciación coincide con la observación de que la
mayoría de estas muestras fueron recolectadas desde barras de punta que se
localizan aguas abajo de la transición granítico-sedimentaria del basamento
22
rocoso (Fig. 5a). A escala regional la transición anterior coincide con una serie de
estructuras sub-paralelas, las cuales posiblemente corresponden a un sistema de
fallas normales en-echelon que separan el basamento granítico del
topográficamente más deprimido basamento sedimentario (Fig. 9). Luego, la
ocurrencia de las barras de punta sería indicativa de un cambio en el régimen
hidrodinámico asociado al cambio de pendiente que coincide con la transición
geológica anterior. En forma similar, la señal química de la muestra JP-R12 (muy
altas concentraciones de Fe2O3, MnO, TiO2, V, Ni, Cr, Pb, P2O5, Y, Ce y La; Tabla
1; Fig. 7) y su composición mineralógica (presencia de magnetita, ilmenita,
hematita y rutilo; Tabla 2; Fig. 7) indican la ocurrencia de una importante
concentración de minerales pesados en el estuario del río Rapel (Fig. 5a),
probablemente debido a la disminución de la velocidad de las corrientes fluviales y
la interacción de estas con corrientes marinas (Shumilin et al., 2005). Las
evidencias de acumulación de minerales pesados en las barra de punta del curso
medio-inferior del río Rapel, sugieren que existe la posibilidad de que estos
depósitos presenten concentraciones altas de Au. El análisis del contenido de Au
en 5 muestras que presentan evidencias químicas y/o mineralógicas de
acumulación de minerales pesados, arrojó los siguientes resultados (expresados
en ppm de Au): JP-R04=1,2; JP-R06<0,02; JP-R12=0,08; JP-R24<0,02; JP-
R30=0,04. Estos resultados refuerzan la hipótesis anterior de que en estas barras
existan concentraciones de Au.
En el curso inferior del río Rapel, frente a la localidad de Licancheu, ocurre
una transición local entre el nodo 4 y el nodo 7 (Fig. 5a). Esta transición involucra
un marcado cambio químico correspondiente a un incremento en las
concentraciones de CaO y MgO y un empobrecimiento en las concentraciones de
SiO2 y K2O (Fig. 4). Este cambio químico es similar al observado en sedimentos
fluviales asociados a transiciones hacia basamentos dominados por rocas
carbonatadas (Zhang y Wang, 2001; Dalai et al., 2004; Dinelli et al., 2005).
Concordantemente, en la cercanía de la localidad de Licancheu (Fig. 5a) ocurre el
contacto entre la Formación Rapel y la Formación Licancheu, lo cual involucra un
23
incremento en la disponibilidad de detritos carbonatados (moluscos y areniscas
con cemento carbonatado de la Formación Licancheu; Encinas et al., 2006a).
Luego, probablemente la transición entre los nodos 4 y 7 refleja un incremento en
la fracción carbonatada en los sedimentos fluviales del río Rapel. La influencia de
la fracción carbonatada es muy notoria en la desembocadura del río Rapel
(muestra JP-R13 asociada al nodo 7 con CaO=5.8 wt%; Tabla 1; Fig. 5a),
probablemente como resultante de aportes de material detrítico proveniente de la
base de la Formación Navidad, la cual aflora en ese sector y corresponde a
coquinas y conglomerados con un alto contenido biogénico (Encinas et al., 2006a).
En particular, la fuerte asociación entre los contenidos de CaO y de MgO de las
muestras del curso inferior del río Rapel sugiere la presencia de dolomita en la
fracción carbonatada. Lo anterior se ve reforzado dados los valores de las razones
Ca/Mg de las muestras ubicadas en la desembocadura del río (JP-R12 con
Ca/Mg=1,0 y JP-R13 con Ca/Mg=1,6).
En contraste con el río Cachapoal, solamente dos muestras del río Rapel
presentan valores anómalamente altos de B (muestras JP-R23 y JP-R28; Tabla 1;
Fig. 3a). La muestra JP-R23 fue recolectada en un sector evidentemente
contaminado, el cual se encuentra adyacente a una planta de crianza de pollos y
cerdos ubicada en la localidad de Corneche (Fig. 10). La muestra JP-R28 fue
recolectada inmediatamente aguas abajo de la confluencia con el estero Rosario.
En contraste con la muestra JP-R23, en el entorno inmediato de esta muestra no
existe agro-industria. Sin embargo, 15 km aguas arriba por el estero Rosario se
localiza una planta procesadora de carne de cerdo adyacente al curso del estero
(Fig. 5a). Los altos valores de B de las muestras JP-R23 y JP-R28 son
comparables con los de los sedimentos del río Cachapoal ubicados aguas abajo
de las plantas procesadoras de carne de cerdo y gallina ubicadas en Doñihue (Fig.
3a). Esto, sumado al hecho de que todas las plantas mencionadas pertenecen a la
misma firma (Agrosuper S.A.), sugiere que todas ellas generan un mismo tipo de
contaminación fluvial, probablemente asociada a la incorporación continua de
materia orgánica rica en B.
24
Lago Rapel
Diversos estudios han demostrado la capacidad que presentan los lagos
artificiales para retener partículas portadoras de metales pesados (e.g. Hudson-
Edwards, 2003; Delistraty y Yokel, 2007) y la consecuente reducción de la carga
de metales pesados en los sedimentos de los ríos ubicados aguas abajo estos
lagos (Birch et al., 2001). Coincidentemente, aguas abajo del Lago Rapel, los
sedimentos del río homónimo se encuentran notoriamente empobrecidos en Cu-
Mo-As-Sb-B-Al2O3-Co-Sr respecto de los sedimentos del río Cachapoal y
empobrecidos en P2O5 respecto a los sedimentos del río Tinguiririca (Fig. 3). Esto
indica que gran parte de las partículas en suspensión, que transportan los
elementos anteriores, decantan en el fondo del Lago Rapel. Esto sugiere que la
cantidad de metales pesados contenidos en los sedimentos del Lago Rapel es
considerable y puede constituir un peligro para la biota. Sin embargo, el estudio de
Dorador et al. (2007) muestra que en los sedimentos del Lago Rapel existen al
menos 8 diferentes phyla de bacterias, siendo las sulfato-reductoras el grupo más
abundante. Estos autores plantean que este último grupo tiene un importante rol
en la reducción de Fe (III) y la precipitación de As y otros metales pesados en los
sedimentos. Lo anterior es apoyado por los resultados del estudio de Vila et al.
(2000), los cuales muestran que la columna de agua del Lago Rapel presenta
bajas concentraciones de Cu, Zn y otros metales. Luego, posiblemente la bio-
disponibilidad de los metales pesados en el Lago Rapel está parcialmente
controlada por la formación de complejos estables debido a acción bacteriana, tal
como ha sido demostrado por Poot et al. (2007) para sedimentos fluviales bajo
condiciones anóxicas. Sin embargo, las crecidas estacionales de los ríos
Cachapoal y Tinguiririca asociadas al régimen fluvio-nival de estos (DGA, 2004),
pueden causar resuspensión y oxigenación del sedimento del lago, lo que
involucraría aumentos periódicos en la bio-disponibilidad de los metales pesados
contenidos en ellos (e.g. Delistraty y Yonkel, 2007). Más aún, otros factores
climáticos como la ocurrencia del fenómeno de El Niño, pueden gatillar aluviones
los cuales en Chile constituyen un importante peligro geológico (Sepúlveda et al.,
25
2006). En particular en el sistema fluvial del río Rapel, Encinas et al. (2006b)
describen depósitos aluviales de edad pliocena que estuvieron asociados a
lahares que fueron canalizados a lo largo del antiguo sistema fluvial. La ocurrencia
de este tipo de eventos tiene una alta probabilidad de incrementar la bio-
disponibilidad de los metales pesados en las aguas del Lago Rapel debido a
removilización de considerables volúmenes de sedimentos del fondo del lago.
Calidad ambiental del sedimento
MacDonald et al. (2000) desarrollaron parámetros numéricos que se
pueden utilizar para determinar el nivel de contaminación asociado a las
abundancias de As, Cd, Cr, Cu, Pb, Hg, Ni y Zn. En particular, el parámetro PEC
(probable effect concentration) establece un límite superior para las
concentraciones de los metales anteriores. Sobre los valores PEC de cada metal
pesado se estima que hay una alta probabilidad de que los organismos que
habitan y/o tengan contacto frecuente con el sedimento, mueran o sean
negativamente afectados (MacDonald et al., 2000). La figura 3 muestra que, en la
mayoría de los casos, las concentraciones de Cr, Ni, Zn y Pb de los sedimentos
del sistema fluvial del río Rapel están bajo los respectivos valores PEC (111, 48.6,
459 y 128 ppm respectivamente; MacDonald et al., 2000). Luego, en este sistema
fluvial no serían esperables efectos adversos sobre los organismos debido a las
concentraciones de Cr, Ni, Zn y Pb en los sedimentos fluviales (MacDonald et al.,
2000). En contraste, las concentraciones de As para los sedimentos del curso
medio del río Cachapoal y las concentraciones de Cu para los sedimentos de todo
este río, son mayores que los respectivos valores PEC (33 y 149 ppm
respectivamente; MacDonald et al., 2000). Esto indica que en este sistema fluvial
serían esperables efectos adversos sobre los organismos debido a las
concentraciones de As y Cu en los sedimentos fluviales (MacDonald et al., 2000).
Aunque no existe un valor PEC para el Mo, la mayoría de los sedimentos del río
Cachapoal presentan abundancias de Mo un orden de magnitud mayores que la
concentración máxima de Mo en los sedimentos del río Snake (84 ppm). Este
26
último río es considerado como ejemplo de un río contaminado por Mo derivado de
depósitos minerales ricos en este elemento (Conaway et al., 2005). Luego, los
sedimentos del río Cachapoal también presentarían contaminación por Mo. Tal
como lo indica Langedal (1997) los peces son especialmente susceptibles a
concentrar Cu, mientras que el ganado ovino y bovino es susceptible a presentar
deficiencia de Cu inducida por dietas con altas concentraciones de Mo. Luego,
tanto la fauna acuática como la fauna terrestre de la planicie de inundación del río
Cachapoal, son susceptibles a ser afectadas adversamente por las altas
concentraciones de Cu, Mo y As de los sedimentos de este río.
CONCLUSIONES
Los resultados de los análisis químicos y mineralógicos de las muestras de
sedimentos de los ríos estudiados permiten la caracterización geoquímica de cada
uno y la evaluación de la influencia de factores naturales y antropogénicos en este
sistema fluvial. Mientras los factores naturales corresponden a la influencia de la
composición litológica del basamento rocoso que constituye la cuenca drenada por
este sistema fluvial y el efecto de dilución de la señal química en la confluencia
con afluentes, los factores antropogénicos corresponden principalmente al efecto
de la urbanización, a las actividades mineras y agroindustriales y a la presencia
del Lago Rapel en la parte central de la cuenca. Específicamente, se puede
concluir que:
Río Cachapoal
Los sedimentos del río Cachapoal presentan un fuerte enriquecimiento en
las concentraciones de Cu, Mo, As, Sb y B, en comparación con los sedimentos
de los ríos Rapel y Tinguiririca. El enriquecimiento en Cu, Mo, As y Sb se origina
en la parte superior de la cuenca de este río, a partir de fuentes puntuales
coincidentes con las confluencias con el río Coya y el estero Los Leones. Estas
27
fuentes puntuales aportan principalmente material de relave asociado a la
actividad minera de la mina El Teniente. Esta signatura química decae
rápidamente aguas abajo de las mencionadas fuentes puntuales, siguiendo
patrones lineales y exponenciales característicos de este tipo de contaminación.
Sin embargo, en el curso medio del río Cachapoal las concentraciones de Cu, Mo,
As y Sb en los sedimentos vuelven a incrementarse significativamente producto de
actividades antropogénicas en el área circundante a la ciudad de Rancagua. El
incremento en las concentraciones de estos elementos es particularmente
relevante aguas abajo de la confluencia con el estero La Cadena. Esto indica que
este estero presenta un alto nivel de contaminación por efluentes industriales,
probablemente derivados de la planta de tratamiento de aguas servidas o
domiciliarias que se ubica aguas arriba en este estero. Adicionalmente, los
sedimentos del curso medio del río Cachapoal presentan altos niveles de B, los
cuales probablemente están asociados a aportes de materia orgánica desde las
plantas faenadora de carne de pollo y cerdo ubicada en la localidad de Doñihue.
Los sedimentos del curso inferior de este río presentan altas concentraciones de
Ni y Al2O3 acopladas a un empobrecimiento en las concentraciones de As, Mo, Sb,
Pb, Co, Cr, Zn, Cu, B, Y, MgO, CaO y MnO. Estas características estarían
relacionadas con el efecto de dilución debido a la mezcla de las aguas del
Cachapoal con las aguas del estero Idahue y del río Claro, acoplado a un
importante aporte en aluminosilicatos ricos en Ni (probablemente montmorillonita)
por parte de estos afluentes.
Río Tinguiririca
Las relativamente menores concentraciones de As, Mo, Cu, Sb, Co y Zn de
los sedimentos del río Tinguiririca indican que este río no se encuentra impactado
por actividades asociadas a la minería. Sin embargo, las homogéneas y altas
concentraciones de P2O5 de los sedimentos de este río reflejan un importante
aporte de fosfatos derivados de la actividad agroindustrial en la sub-cuenca de
este río.
28
Río Rapel
La composición química de los sedimentos del río Rapel está directamente
relacionada con la composición litológica del basamento rocoso de este sector de
la cuenca. Los sedimentos del curso superior de este río se caracterizan por altas
concentraciones de elementos incompatibles tales como La, Ce e Y, asociadas a
la preponderancia de rocas graníticas en el entorno. Coincidentemente, los
sedimentos ubicados en el área de transición desde el basamento granítico al
basamento sedimentario, presentan un marcado decrecimiento en las
concentraciones de los elementos anteriores. Esto refleja la dilución de la
componente granítica por el material de origen sedimentario. En forma similar, en
el curso inferior de este río, el marcado incremento en las concentraciones de CaO
y MgO de los sedimentos refleja una mayor disponibilidad de detritos
carbonatados asociados a la presencia de moluscos y areniscas con cementos
carbonatados de la Formación Licancheu.
El curso medio-inferior del río Rapel se caracteriza por la ocurrencia de
depósitos de barras de punta. La ocurrencia y distribución de las barras de punta
coincide con una variación en el régimen hidrodinámico del río debido a un cambio
topográfico coincidente con la transición entre el basamento granítico y el
sedimentario. Estos depósitos presentan acumulación de magnetita, rutilo, ilmenita
y probablemente otros minerales pesados tales como apatito y zircón. Las
muestras de sedimento en este tipo de depósitos se caracterizan por sus altas
concentraciones de Fe2O3, TiO2, MnO, P2O5, Pb, V, Ni, Cr, Y, Ce y La. En algunos
casos estas muestras presentan relativamente altos contenidos de Au de hasta
1,2 ppm. Esto sugiere que algunas de las barras de punta del río Rapel podrían
tener concentraciones económicas de Au.
Los altos valores de B del sedimento en el área de Corneche confirman que
las plantas de crianza y procesamiento de pollos y cerdos de la firma Agrosuper
S.A., contaminan el sistema fluvial del río Rapel. Esta contaminación está
probablemente asociada a efluentes ricos en materia orgánica.
29
Lago Rapel
La composición de los sedimentos del río Cachapoal ricos en Cu, Mo, As,
Sb y B y los del Tinguiririca caracterizados por altos contenidos de P2O5,
contrastan con los bajos contenidos de los mismos elementos medidos en los
sedimentos del río Rapel. Esto sugiere que: 1) la mayor parte de las partículas que
contienen estos elementos decantan en el fondo del Lago Rapel; 2) la cantidad de
Cu, Mo, As, Sb B y P2O5 contenidos en los sedimentos del Lago Rapel es
considerable y puede constituir un peligro para la biota.
Calidad ambiental del sedimento
Las elevadas concentraciones de Cu, As y Mo detectadas en los
sedimentos del río Cachapoal tienen altas posibilidades de afectar negativamente
a la biota asociada a este río.
Otras consideraciones
Los resultados indican que parte del sistema fluvial del río Rapel se
caracteriza por altas concentraciones de Cu, Mo, As, Sb B y P2O5 en sus
sedimentos. Algunos de los cuales constituyen una amenaza para los diferentes
organismos que se desarrollan en este sistema. Esto sugiere la necesidad de ser
monitoreado. Esto es particularmente necesario para el río Cachapoal cuyas
concentraciones de Cu, As y Mo están muy por encima de los estándares medio-
ambientales. En este sentido los datos aportados por este estudio pueden proveer
de un marco referencial para monitoreos futuros de este sistema fluvial.
30
AGRADECIMIENTOS
El autor agradece encarecidamente el apoyo de los miembros del
Sernageomin. En particular, la calidad de este manuscrito fue notoriamente
incrementada gracias a los comentarios y sugerencias del Dr. Waldo Vivallo
(Sernageomin). También el autor agradece los aportes del geólogo Alejandro Díaz
(Sernageomin) y del Dr. Jacobus Le Roux (Universidad de Chile). Mis
agradecimientos especiales para los especialistas el Dr. Enricco Dinnelli
(Universidad de Boloña) y el Dr. Jörg Schäfer (Universidad de Burdeos) por sus
valiosas sugerencias y comentarios. La visita a estos especialistas fue financiada
por una Beca AGCI-Unión Europea otorgada a miembros del Sernageomin. Este
trabajo no habría podido realizarse sin el invaluable apoyo en la campaña de
terreno por parte del Dr. Luis Lara (Sernageomin), del geólogo Mariano Gajardo
(Sernageomin), de la geóloga Pamela Castillo y del escultor Alejandro Lacassie.
Se agradece el apoyo del Sr. Jorge Muñoz (Sernageomin-Puerto Varas) quién
facilitó el bote neumático utilizado en la campaña de terreno, del geólogo Vlamir
Muñoz (Sernageomin) por su ayuda con las imágenes radar y de la Sra. Rosa
Gallardo (Sernageomin) quien ayudó en la edición de este trabajo. Parte de este
trabajo fue realizado utilizando el GCSVIS Toolbox, desarrollado por Andrew
Walker, Robert Harrison y Simon Cross (Universidad de Sheffield). Este trabajo
fue financiado por el Proyecto Fondecyt de Post-Doctorado N° 3060056 otorgado
a J.P. Lacassie.
31
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41
FIGURA 1
42
FIGURA 1: Área de estudio: distribución de las unidades geológicas y localización de las
muestras recolectadas. La información geológica corresponde a una síntesis del
Mapa Geológico de Chile, Escala 1:1.000.000 (Sernageomin, 2004). Las unidades
geológicas incluidas corresponden a: 1) Silúrico?-Carbonífero: Sucesión
metasedimentaria de bajo gradiente P/T incluyendo pizarras, filitas y metareniscas;
2) Carbonífero-Pérmico: rocas ígneas incluyendo granitos, granodioritas, tonalitas
y dioritas de hornblenda y biotita, localmente con moscovita; 3) Mioceno Superior-
Pleistoceno: Secuencias sedimentarias marinas, fluviomerinas (estuarinas) y
continentales incluyendo areniscas, limolitas, conglomerados, calizas, coquinas y
fangositas, con depósitos lacustres y eólicos subordinados; 4) Cuaternario:
depósitos continentales, fluviales y eólicos; 5) Jurásico-Neógeno (Mioceno):
sucesión volcano-sedimentaria compuesta por lavas, rocas piroclásticas y
depósitos epiclásticos de composición basáltica, andesitica, dacítica y, en menor
medida, riolítica, con intercalaciones de conglomerados, areniscas, limolitas y
calizas; 6) Cretácico-Neógeno (Mioceno): rocas intrusivas incluyendo monzonitas
a dioritas con hornblende y piroxeno, granodioritas, monzogranitos, monzonitas y
dioritas con hornblenda y biotita, y stocks mineralizados de composición andesítica
a dacítica.
43
FIGURA 2: Variación de la composición mineralógica de los sedimentos fluviales de los ríos
Cachapoal y Rapel. Las muestras se distribuyen en el diagrama (de derecha a
izquierda) de acuerdo a su posición geográfica relativa (de Este a Oeste).
También se indica la posición geográfica relativa de los principales tributarios,
incluyendo a los ríos Coya y Claro y a los esteros Los Leones (LC), Rosario y
Corneche (Ro-Cor). Similarmente, se indica la posición geográfica relativa del área
de influencia de la Central Sauzalito (SPP), del Lago Rapel (RL) y del estuario del
río Rapel (estuary). Fd: feldespatos; Cm: Arcillas; AP: anfíbolas o piroxenos; Bt:
biotita; Ms: moscovita; HM: Minerales pesados incluyendo magnetita (barras
negras) o ilmenita-rutilo-titanita (barras grises); Hm: hematita.
44
FIGURA 3A
45
FIGURA 3B
46
FIGURA 3C
47
FIGURA 3D
48
FIGURA 3: Evolución, aguas abajo, de la concentración de los elementos mayores y en trazas
asociados a la fracción < 180 μm de los sedimentos fluviales de los ríos Rapel
(círculos blancos), Cachapoal (círculos negros) y Tinguiririca (cuadrados blancos).
Las muestras se distribuyen en el diagrama (de derecha a izquierda) de acuerdo a
su posición geográfica (de Este a Oeste según su coordenada UTM Este). La línea
punteada horizontal indica los valores PEC (Probable Effect Concentration;
MacDonald et al., 2000) para los elementos As, Cu, Cr y Ni. Para algunos
elementos se ha incluido información acerca de la calidad del agua (cuadrados
grises; concentraciones en mg/l; escalas a la izquierda del diagrama) compilada
del estudio de la DGA (2004).
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FIGURA 4
50 50
FIGURA 4: Visualización de la distribución de las variables de entrada para un mapa neuronal
de 8 nodos, resultante del entrenamiento no-supervisado con los datos
geoquímicos de las muestras de sedimentos fluviales de los ríos Rapel, Cachapoal
y Tinguiririca (Tabla 1). (a) Distribución de los nodos sobre el mapa neuronal. A
cada nodo se asocia un grupo específico de muestras de sedimento fluvial. Las
muestras de cada río estudiado se asocian a un grupo de nodos específico,
indicado por las líneas punteadas. (b) Visualización bi-dimensional de la
distribución de cada variable de entrada. Las distribuciones de las distintas
variables pueden ser comparadas visualmente con facilidad. Las escalas de color
a la derecha indican concentraciones (wt% o ppm para los elementos mayores o
en traza respectivamente).
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FIGURA 5
52
FIGURA 5: (a) Distribución geográfica de las muestras de sedimento del río Rapel. Se incluye
información acerca del nodo al cual cada muestra esta asociada. Los nodos son
los correspondientes al mapa neuronal indicado en la figura 4. Se indica también
el número de cada muestra (posterior al acrónimo JP-R). La posición de la
muestra JP-R12, la cual no fue considerada en el análisis de redes neuronales, se
indica por una estrella roja. La información geológica corresponde a una síntesis
del Mapa Geológico de Chile, Escala 1:1.000.000 (Sernageomin, 2004). Q:
Pleistoceno a Holoceno sedimentario continental correspondiente a depósitos
fluviales y eólicos. PPI1c: Plioceno a Pleistoceno sedimentario continental
incluyendo a conglomerados, areniscas, limolitas y depósitos lacustres y eólicos
subordinados. PPI1m: Pleistoceno sedimentario marino a fluvio-marino (estuarino)
incluyendo a calizas, coquinas, conglomerados y areniscas. Mp1m: Mioceno a
Plioceno sedimentario marino incluyendo a conglomerados, areniscas, limolitas,
coquinas y calizas. Cpg: Carbonífero a Pérmico correspondiente a rocas ígneas
incluyendo granitos, granodioritas, tonalitas y dioritas de hornblenda y biotita,
localmente con moscovita. (b) Distribución geográfica de las muestras de
sedimento de los ríos Cachapoal y Tinguiririca. Se incluye información acerca del
nodo al cual cada muestra esta asociada. Los nodos son los correspondientes al
mapa neuronal indicado en la figura 4 (ver figura 5a). Se indica también el número
de cada muestra (posterior a los acrónimos CHP- para las muestras del río
Cachapoal y TIN- para las muestras del río Tinguiririca). También se indican las
posiciones geográficas de los depósitos de relave Barahona (TD1), Cauquenes
(TD2) y Caren (TD3), del Lago Rapel (RL) y de la mina El Teniente (ET). LL:
estero Los Leones; Crc: río Claro de Cauquenes. La información geológica
corresponde a una síntesis del Mapa Geológico de Chile, Escala 1:1.000.000
(Sernageomin, 2004). Q: Pleistoceno a Holoceno corresponde a depósitos
aluviales, fluvio-glaciales y coluviales con intercalaciones de sucesiones volcano-
sedimentarias. PI3t: Pleistoceno correspondiente a depósitos piroclásticos de
composición riolítica. Msh: Mioceno Superior correspondiente a cuerpos porfíricos
mineralizados de composición andesítica, dacítica y granodiorítica. Mimg: Mioceno
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Inferior a Medio correspondiente a sucesiones volcánicas que incluyen lavas y
depósitos piroclásticos de composición basáltica, andesítica y dacítica. OM2c:
Oligoceno a Mioceno correspondiente a sucesiones volcano-sedimentarias que
incluyen lavas y depósitos piroclásticos y epiclásticos de composición basáltica y
andesítica. Kiag: Cretácico correspondiente a rocas intrusivas que incluyen
monzonitas a dioritas con hornblenda y piroxeno, y granodioritas a monzogranitos
con hornblenda y biotita. Kia3: Cretácico inferior correspondiente a sucesiones
volcánicas que incluyen lavas y brechas volcánicas de composición basáltica a
andesítica y depósitos piroclásticos de composición andesítica a riolítica, con
intercalaciones menores de rocas sedimentarias. Ki2c: Cretácico correspondiente
a una sucesión volcano-sedimentaria continental con intercalaciones menores de
rocas marinas sedimentarias, que incluye brechas volcánicas y sedimentarias,
lavas andesíticas, ocoitas, conglomerados, areniscas, limolitas calcáreas y,
localmente, calizas fosilíferas en la base de la sucesión. Ki2m: Cretácico Inferior
(Neocomiano) correspondiente a una sucesión volcano-sedimentaria que incluye
lavas de composición basáltica a andesítica, depósitos piroclásticos, brechas
sedimentarias y volcánicas, areniscas y limolitas fosilíferas. J3i: Jurásico
correspondiente a una sucesión volcánica marina a continental que incluye lavas y
depósitos epiclásticos de composición basáltica a andesítica, depósitos
piroclásticos de composición riolítica con intercalaciones menores de
conglomerados, areniscas y limolitas. Cpg: Carbonífero a Pérmico correspondiente
a rocas ígneas incluyendo granitos, granodioritas, tonalitas y dioritas de
hornblenda y biotita, localmente con moscovita.
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FIGURA 6
55
FIGURA 6: (a) Distribución geográfica de las muestras de sedimento del río Cachapoal. Se
incluye información acerca del nodo al cual cada muestra esta asociada (según
código de color que se muestra en el inserto). Los nodos son los correspondientes
al mapa neuronal asociado al segundo análisis de redes neuronales utilizando los
datos geoquímicos de los sedimentos del río Cachapoal (ver inserto). Para este
análisis de redes neuronales no se consideraron las concentraciones de Cu, As,
Mo y Sb ni la coordenada UTM Este, como variables de entrada (ver texto, sección
Discusión). La información geológica corresponde a una síntesis del Mapa
Geológico de Chile, Escala 1:1.000.000 (Sernageomin, 2004). (b) Visualización bi-
dimensional de la distribución de cada variable de entrada. Las distribuciones de
las distintas variables pueden ser comparadas visualmente con facilidad. Las
escalas de color a la derecha indican concentraciones (wt% o ppm para los
elementos mayores o en traza respectivamente).
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FIGURA 7: Patrones de concentraciones normalizadas de los sedimentos fluviales estudiados. Las muestras se distribuyen en el diagrama (de derecha a izquierda) de acuerdo a
su posición geográfica (de Este a Oeste según su coordenada UTM Este). No se
han individualizado los patrones normalizados asociados a cada elemento. Las
flechas indican la posición de aquellas muestras seleccionadas para análisis
mineralógico mediante difracción de Rayos-X (XRD; Tabla 2). Las flechas negras
indican la posición de muestras que contienen magnetita (Mgt), maghemita (Mag),
hematita (Hem), rutilo (Rut) o titanita (Tit) según el análisis de XRD (Tabla 2).
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FIGURA 8: Faenas de extracción de áridos desde el lecho del río Cachapoal, entre Rancagua
y Doñihue.
58
FIGURA 9: Imagen radar que muestra la topografía del área drenada por el río Rapel. La
distribución de las muestras, los nodos asociados y las unidades geológicas
coinciden con las indicadas en la figura 5a.
59
FIGURA 10: (a) Sitio de muestreo de la muestra JP-R23 en el río Rapel. En este punto se
observa una evidente contaminación. (b) Imagen satelital de una porción del río
Rapel. El recuadro amarillo indica la localización del sitio de muestreo de la
muestra JP-R23. Aledaño a este sector se observan las instalaciones de una agro-
industria correspondiente a una planta de crianza de pollos y cerdos (Agrosuper
S.A.) en el sector de Corneche.
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Tabla 1: Concentración de elementos mayores y en trazas de los sedimentos fluviales estudiadosRío
Muestra JP-R1 JP-R2 JP-R3 JP-R4 JP-R5 JP-R6 JP-R7 JP-R8 JP-R9 JP-R10 JP-R11 JP-R12 JP-R13 JP-R14 JP-R15 JP-R16 JP-R17 JP-R18 JP-R19 JP-R20
Nodo 4 4 4 3 4 3 4 4 7 7 4 N/A 7 4 4 5 5 5 5 5UTM E 247965 246710 245594 245963 245036 244453 243068 243081 241858 241238 240384 238069 238189 238230 238654 260562 259862 259073 256382 254711UTM N 6240369 6241566 6241836 6243521 6243348 6242086 6241788 6242864 6243462 6244007 6244836 6244700 6245025 6242794 6243054 6232180 6233272 6233992 6234817 6235470Elementos Mayores (wt%)SiO2 59,10 61,60 63,90 55,70 62,70 51,00 58,10 63,40 55,50 59,00 60,10 13,80 58,90 61,40 63,80 55,70 60,30 61,00 57,70 60,80TiO2 1,42 1,88 1,23 3,26 1,62 3,99 2,05 1,42 2,81 2,28 1,58 11,76 1,01 1,72 1,48 2,52 2,24 2,37 2,31 2,55Al2O3 16,40 14,70 15,30 14,20 14,80 13,10 13,90 15,30 14,60 15,30 15,50 4,30 15,20 16,20 16,20 14,60 14,60 15,10 14,60 15,20Fe2O3 9,40 9,60 6,90 17,60 8,30 19,00 11,30 8,10 15,90 12,70 9,40 48,10 7,70 10,00 8,40 12,50 9,10 10,10 11,60 11,80MnO 0,14 0,14 0,12 0,25 0,12 0,25 0,15 0,12 0,21 0,18 0,14 0,48 0,13 0,14 0,11 0,18 0,19 0,18 0,17 0,19MgO 1,80 1,70 1,50 1,90 1,50 2,00 1,50 1,60 2,30 2,30 2,10 1,90 4,30 2,20 1,80 2,00 2,00 2,00 2,10 2,10CaO 3,90 4,00 3,80 3,80 3,90 3,90 3,60 3,90 4,50 4,50 4,40 1,60 5,80 4,40 4,30 4,10 4,60 4,50 4,20 4,40K2O 1,80 1,80 1,90 1,70 1,80 1,60 1,50 1,80 1,60 1,70 1,80 0,40 1,20 1,80 1,80 1,70 1,80 1,80 1,70 1,80P2O5 0,19 0,15 0,14 0,20 0,15 0,20 0,14 0,15 0,22 0,20 0,19 0,25 0,18 0,18 0,15 0,20 0,22 0,23 0,19 0,21
Elementos Trazas (ppm)As 23 <20 <20 <20 <20 22 <20 29 <20 <20 <20 <20 <20 23 <20 <20 <20 <20 <20 <20B 38 30 35 <10 38 <10 21 38 23 33 43 <10 31 45 44 26 11 <10 39 18Ba 352 342 360 313 345 282 306 369 303 325 345 34 250 346 359 322 349 449 326 352Ce 27 33 22 44 30 43 33 25 55 50 29 103 24 32 28 77 61 55 51 56Co 12 9 9 11 9 15 8 10 13 12 13 10 17 9 6 8 8 8 8 10Cr 54 41 24 70 42 78 47 30 64 44 31 266 59 35 34 48 43 54 45 45Cu 73 104 116 188 70 129 74 94 98 97 88 58 30 88 62 171 162 169 139 145La 19 21 18 25 19 31 23 20 33 29 25 57 16 24 17 41 37 35 30 35Mo <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5Ni 60 34 41 40 32 59 35 42 30 31 45 90 42 34 37 32 44 42 30 35Pb 23 18 15 26 18 18 <10 <10 15 13 <10 12 <10 10 <10 14 14 14 13 12Sb <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10Sr 384 361 371 342 367 315 334 370 354 389 390 90 372 408 427 344 333 337 344 355V 242 271 177 565 234 614 319 218 474 363 249 1881 167 258 216 359 236 270 326 327Y 17 16 14 19 16 22 13 13 21 20 17 27 15 16 14 21 29 24 19 23Zn 105 95 78 161 87 173 100 89 148 129 99 490 77 113 85 123 116 124 119 122
Río Rapel
Tabla 1 (Continuación)Río
Muestra JP-R21 JP-R22 JP-R23 JP-R24 JP-R25 JP-R26 JP-R27 JP-R28 JP-R29 JP-R30 CHP-1 CHP-2 CHP-3 CHP-4 CHP-5 CHP-6 CHP-7 CHP-8 CHP-9 CHP-10
Nodo 5 4 4 3 3 4 4 4 4 3 1 8 8 7 2 8 2 8 8 8UTM E 253808 253888 252929 251645 250703 250397 249959 249959 249561 248971 356491 355436 354255 353724 351350 349129 346345 343535 341300 338544UTM N 6235889 6236747 6237791 6237984 6238508 6238427 6238289 6238289 6240334 6240033 6209456 6208637 6207149 6206961 6208050 6209372 6211571 6213080 6212820 6215029Elementos Mayores (wt%)SiO2 60,00 60,40 59,40 43,80 59,50 60,30 67,20 62,40 66,60 51,00 60,40 63,70 63,50 54,00 48,90 60,90 56,30 61,90 56,60 58,10TiO2 1,81 1,65 1,22 5,77 2,68 1,13 1,40 1,34 1,04 4,50 0,95 0,74 0,81 1,61 1,98 0,92 1,44 1,04 1,01 0,87Al2O3 14,70 14,80 15,50 10,80 14,70 15,40 15,50 15,90 15,40 12,10 16,20 16,70 16,80 14,00 13,50 16,40 14,90 16,50 15,20 16,00Fe2O3 10,10 8,80 7,90 26,90 12,80 6,90 7,20 8,40 6,00 19,00 7,30 5,70 6,20 12,50 16,40 7,20 12,20 8,60 8,70 7,30MnO 0,16 0,16 0,11 0,34 0,23 0,11 0,15 0,12 0,12 0,26 0,11 0,10 0,11 0,16 0,17 0,12 0,14 0,12 0,12 0,11MgO 1,90 1,70 1,90 1,80 2,20 1,80 1,60 1,90 1,50 2,10 2,10 2,00 2,10 2,50 2,40 2,20 2,20 2,30 2,10 2,10CaO 4,00 3,70 3,90 3,40 4,20 3,60 3,90 4,00 3,60 4,10 5,00 4,60 4,80 5,30 5,20 5,00 5,10 5,30 4,80 4,80K2O 1,70 2,00 1,80 1,20 1,80 1,60 1,80 1,80 1,90 1,40 1,90 2,10 2,10 1,50 1,20 1,80 1,70 1,90 1,70 1,70P2O5 0,19 0,19 0,18 0,23 0,21 0,17 0,16 0,17 0,16 0,21 0,19 0,16 0,18 0,21 0,19 0,17 0,21 0,20 0,20 0,19
Elementos Trazas (ppm)As <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 25 28 <20 <20 25 27 <20 37 30B 37 26 73 <10 <10 44 38 86 35 <10 61 63 62 71 68 67 68 71 69 61Ba 338 369 338 227 347 335 398 362 414 281 372 384 385 364 295 366 360 380 347 355Ce 39 21 23 104 58 41 38 34 35 62 31 34 35 50 42 37 35 34 36 27Co 7 8 6 <5 12 8 13 10 9 11 11 9 11 15 22 12 21 17 16 14Cr 32 31 18 113 134 43 40 30 20 96 12 <10 <10 34 78 10 51 23 24 14Cu 144 223 134 107 185 104 202 187 169 75 276 1389 1176 519 959 1076 662 533 536 493La 28 25 20 63 34 20 21 20 18 31 20 18 19 25 20 20 20 19 17 17Mo <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 8 7 14 137 23 73 40 63 47Ni 38 59 43 55 140 39 38 35 36 43 36 39 36 23 22 33 28 34 32 35Pb <10 <10 <10 15 16 <10 13 <10 <10 <10 12 15 13 19 23 15 13 13 14 13Sb <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 10 <10 11 <10 10 <10Sr 326 324 373 250 323 336 367 379 351 314 390 385 393 340 324 389 367 398 364 378V 256 231 200 895 363 171 186 223 143 638 171 121 136 331 440 161 304 198 192 149Y 17 19 12 25 22 14 17 14 14 23 13 12 13 17 15 13 15 15 13 12Zn 104 128 95 219 138 90 95 94 82 173 93 101 101 147 260 124 203 136 150 125
Río Rapel Río Cachapoal
Tabla 1 (Continuación)Río
Muestra CHP-11 CHP-12 CHP-13 CHP-14 CHP-15 CHP-16 CHP-17 CHP-18 CHP-19 CHP-20 CHP-21 CHP-22 CHP-23 CHP-24 CHP-25 CHP-26 CHP-27 CHP-28 CHP-29 CHP-30
Nodo 8 8 2 8 8 2 8 2 8 2 2 8 8 2 6 6 2 8 2 6UTM E 335446 332463 330009 327569 324120 321618 320667 318404 316299 314485 309322 307228 304634 303903 302903 302342 303523 304140 302109 300146UTM N 6215639 6215867 6214776 6212677 6212632 6210999 6209996 6208058 6206149 6204885 6201360 6201328 6199860 6198044 6196527 6194763 6192976 6190542 6189739 6190198Elementos Mayores (wt%)SiO2 61,30 59,10 56,00 59,70 61,80 55,80 60,70 58,70 57,70 59,10 53,60 58,70 59,60 57,00 57,00 58,10 56,40 56,40 55,80 60,10TiO2 0,87 1,19 1,49 1,04 0,86 1,38 1,05 1,13 1,06 0,90 1,79 0,97 1,10 1,19 0,81 0,97 1,17 1,04 1,76 0,85Al2O3 16,70 16,30 15,00 16,40 16,70 15,30 16,70 16,40 15,70 16,00 14,80 16,40 16,70 15,60 15,80 16,30 15,80 15,90 15,40 16,80Fe2O3 7,40 9,90 13,10 8,80 7,40 12,00 9,20 10,60 9,40 8,90 15,20 8,90 9,80 10,70 6,70 8,10 10,20 8,60 14,80 7,10MnO 0,11 0,13 0,14 0,12 0,11 0,13 0,12 0,12 0,12 0,11 0,15 0,11 0,12 0,12 0,10 0,11 0,12 0,11 0,15 0,10MgO 2,10 2,20 2,40 2,30 2,20 2,20 2,20 2,30 2,20 2,20 2,30 2,30 2,30 2,30 2,00 2,10 2,20 2,10 2,50 2,10CaO 4,80 4,90 5,10 4,80 4,70 4,70 4,90 5,10 4,90 4,70 4,80 4,70 4,80 4,90 4,30 4,50 4,70 4,40 5,00 4,50K2O 2,00 1,70 1,60 1,80 1,90 1,60 1,80 1,60 1,70 1,60 1,40 1,70 1,80 1,60 1,60 1,60 1,50 1,50 1,50 1,70P2O5 0,18 0,19 0,21 0,22 0,20 0,20 0,20 0,19 0,22 0,18 0,20 0,18 0,19 0,21 0,18 0,19 0,19 0,18 0,21 0,18
Elementos Trazas (ppm)As 31 28 46 38 33 41 <20 45 <20 25 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 72 22 <20B 60 71 89 68 67 84 83 106 87 98 103 104 109 117 81 94 108 96 138 104Ba 361 355 326 372 365 357 354 326 364 332 322 314 335 336 339 338 323 323 313 342Ce 20 30 34 35 32 31 24 27 29 26 27 29 28 35 29 26 27 30 38 26Co 13 15 21 18 16 20 18 18 19 21 24 16 17 21 14 13 17 12 25 14Cr 15 37 65 27 20 55 30 36 31 57 97 24 33 47 12 20 38 22 80 12Cu 484 753 786 624 575 756 632 797 609 620 785 692 698 695 617 635 652 613 748 495La 15 19 17 16 17 18 15 16 19 17 21 18 16 19 17 18 20 18 20 18Mo 49 65 142 64 55 110 91 135 72 91 119 87 99 105 43 51 86 68 124 46Ni 43 32 29 34 37 28 32 29 34 39 38 35 34 31 34 36 37 30 27 35Pb <10 13 20 <10 15 18 13 16 12 13 23 11 13 12 <10 <10 12 19 14 <10Sb 16 13 15 12 <10 12 15 15 <10 16 22 15 15 15 <10 <10 14 13 22 16Sr 396 390 362 385 385 363 396 398 376 361 349 375 392 372 359 375 372 370 366 390V 151 236 312 191 152 280 190 210 197 164 383 171 202 227 136 172 230 183 376 145Y 11 13 14 14 13 14 13 12 13 13 13 12 13 14 11 11 12 10 15 11Zn 141 165 241 164 146 211 176 215 173 172 257 173 185 199 121 140 175 145 240 121
Río Cachapoal
Tabla 1 (Continuación)Río
Muestra CHP-31 CHP-32 CHP-33 CHP-34 CHP-35 CHP-36 CHP-37 CHP-38 CHP-39 CHP-40 CHP-41 TEST-1 TEST-2 TIN-1 TIN-2 TIN-3 TIN-4 TIN-5 TIN-6 TIN-7
Nodo 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2 6 1 1 1 1 3 1 1UTM E 298177 295719 294091 292676 290938 287927 286152 285108 283912 282805 279600 371108 311636 317556 315556 313424 312268 309994 308567 306869UTM N 6191652 6191972 6193422 6195902 6197708 6199090 6200707 6201850 6203218 6204806 6206000 6209893 6202599 6168110 6169198 6170262 6170563 6170346 6169386 6168624Elementos Mayores (wt%)SiO2 60,60 59,80 59,60 61,90 60,80 62,50 58,30 59,70 58,40 59,40 60,40 47,60 60,20 61,90 61,50 60,50 59,60 50,50 62,60 59,80TiO2 0,97 0,86 0,91 0,73 0,79 0,75 0,97 1,02 0,78 0,86 0,89 2,22 0,84 1,12 0,90 1,06 1,20 2,91 0,97 1,23Al2O3 17,10 16,70 16,70 17,50 17,00 17,50 16,00 16,60 16,10 16,80 17,10 14,70 16,80 16,40 17,30 16,50 16,10 13,70 16,80 16,20Fe2O3 8,20 7,20 7,80 5,90 6,50 6,10 8,30 8,70 6,60 7,10 7,20 19,20 7,30 8,20 6,20 7,80 8,80 19,60 7,40 9,20MnO 0,11 0,10 0,10 0,09 0,09 0,09 0,11 0,11 0,09 0,10 0,10 0,20 0,10 0,13 0,10 0,12 0,14 0,25 0,12 0,14MgO 2,10 2,00 2,10 1,90 2,00 1,90 2,10 2,20 2,00 2,10 2,00 2,30 2,00 2,30 2,20 2,30 2,40 2,70 2,40 2,60CaO 4,80 4,50 4,70 4,30 4,40 4,50 4,60 4,70 4,30 4,50 4,50 4,70 4,80 4,60 3,80 4,40 4,20 4,00 4,40 4,40K2O 1,70 1,70 1,70 1,80 1,60 1,80 1,60 1,70 1,60 1,60 1,70 1,10 1,80 1,80 2,00 1,80 1,70 1,40 1,80 1,60P2O5 0,21 0,19 0,18 0,18 0,18 0,17 0,19 0,19 0,18 0,19 0,18 0,21 0,19 0,24 0,23 0,22 0,24 0,26 0,22 0,23
Elementos Trazas (ppm)As <20 <20 <20 <20 24 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 21B 98 94 108 86 95 99 110 119 105 90 95 62 87 36 41 35 39 <10 35 34Ba 357 356 346 358 361 369 347 345 341 352 368 422 340 396 382 371 385 337 411 370Ce 23 26 22 29 23 12 19 28 32 26 36 30 17 27 32 29 24 41 34 30Co 19 17 16 13 14 14 21 18 17 16 15 22 16 14 11 12 17 18 15 12Cr 28 19 18 <10 10 <10 26 30 15 16 15 30 19 24 <10 15 22 60 17 19Cu 622 578 605 518 512 497 566 570 482 703 619 130 610 67 85 65 67 91 63 63La 18 17 18 18 17 16 19 20 20 18 19 15 16 21 21 26 18 23 21 21Mo 54 50 63 31 38 30 65 79 52 45 50 <5 48 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5Ni 41 37 41 37 36 49 42 36 38 37 36 28 44 39 36 39 33 38 42 33Pb 11 <10 <10 <10 <10 <10 11 <10 <10 <10 <10 21 14 10 12 12 15 27 14 14Sb <10 <10 <10 <10 <10 <10 10 12 13 11 <10 17 14 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10Sr 385 377 391 383 384 402 364 379 356 370 390 328 406 426 416 413 397 341 418 396V 173 151 157 118 131 127 180 185 134 144 148 602 136 174 122 161 190 528 150 196Y 13 12 11 11 11 11 12 12 11 11 11 13 11 16 14 15 17 18 16 16Zn 141 127 140 106 114 102 140 159 117 125 127 187 132 93 80 83 106 225 86 100
Río Cachapoal Río Tinguiririca
Tabla 1 (Continuación)Río
Muestra TIN-8 TIN-9 TIN-10 TIN-11 TIN-12 TIN-13 TIN-14 TIN-15 TIN-16 TIN-17
Nodo 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1UTM E 305506 303706 302270 300532 298080 296530 294228 292230 290434 287517UTM N 6167716 6167091 6165849 6165314 6165146 6164199 6164552 6165198 6166126 6165455Elementos Mayores (wt%)SiO2 62,10 58,90 62,80 62,00 59,60 58,90 58,20 61,00 58,90 60,60TiO2 0,92 1,15 0,90 0,83 1,29 1,17 1,47 0,85 0,86 1,20Al2O3 16,90 16,00 17,00 17,00 16,10 16,00 15,90 16,20 16,30 16,60Fe2O3 6,90 8,40 6,80 6,10 9,70 9,10 10,50 6,40 6,50 8,70MnO 0,12 0,13 0,11 0,11 0,14 0,14 0,17 0,11 0,10 0,14MgO 2,30 2,40 2,30 2,20 2,50 2,70 2,80 2,20 2,20 2,30CaO 4,20 4,30 4,10 4,20 4,50 4,60 4,40 4,20 4,00 4,10K2O 1,70 1,70 1,80 1,80 1,70 1,70 1,70 1,60 1,60 1,70P2O5 0,21 0,22 0,21 0,21 0,23 0,24 0,25 0,22 0,21 0,24
Elementos Trazas (ppm)As <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20 <20B 35 36 33 30 31 38 39 33 29 34Ba 389 363 400 394 387 369 356 383 369 380Ce 34 39 25 35 28 34 38 36 28 33Co 13 9 13 8 16 16 14 14 11 15Cr 12 22 15 <10 31 23 28 14 14 23Cu 68 58 71 61 55 60 83 52 54 61La 20 20 19 18 17 20 21 18 18 20Mo <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5Ni 35 33 51 38 38 36 30 41 41 37Pb 21 17 15 14 18 13 19 11 13 18Sb <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10 <10Sr 407 396 413 416 402 400 392 383 383 394V 131 177 137 111 212 188 234 121 123 185Y 15 15 14 13 16 16 17 15 13 16Zn 82 92 80 73 103 96 122 87 76 101
Río Tinguiririca
Tabla 2: Resultados del análisis mineralógico (XRD) de los sedimentos estudiados.Río
Muestra 13 12 14 9 8 6 4 2 30 28 24 23 20 16 41 34 25 24 20 18 17 16 15 13 10 7 6 5 1 T 15 7 5 1Mineral
El nombre total de las muestras incluye el acrónimo JP-R, CHP- y TIN- para los río Rapel, cachapoal y Tinguiririca respectivamente. T: Test-1.Mont: montmorillonita. Clo: clorita. Caol: caolinita. Verm: vermiculita.
Tinguiririca
Magemita
Mont-Clo
Dolomita
Actinolita
Edenita
Ribekita
Amfibola
Rutilo
Wulfenita
Covelita
Clorita
Baritocalcita
Augita
CachapoalRapel
Anortita
Albita
K-Feldespato
Anortoclasa
Cuarzo
Mont-Caol
Clo-Verm
Caolinita
Mont
Dikita
Magnetita
Muscovita
Illita
Illita-Mont
Hematita
Ilmenita
Clinocloro
Biotita
Diopsido
Titanita
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