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UNIVERSIDAD DE CHILE FACULTAD DE CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

RESPUESTA GEOQUIMICA EN UNA CUBIERTA ALUVIAL SOBRE UN PORFIDO CUPRIFERO: QUEBRADA DE LOS ARRIEROS, REGION DE ANTOFAGASTA,

CHILE

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAGISTER EN CIENCIAS, MENCION GEOLOGIA

MEMORIA PARA OPTAR AL TITULO DE GEOLOGO

CARMINA OLIVIA JORQUERA ZUÑIGA

PROFESOR GUIA:

BRIAN TOWNLEY CALLEJAS

MIEMBROS DE LA COMISION: CARLOS PALACIOS MONASTERIO

VICTOR MAKSAEV JURCHUC PETER ALAN WINTERBURN

SANTIAGO DE CHILE ENERO 2007

RESUMEN Esta tesis presenta los resultados de metodologías geoquímicas aplicadas a la búsqueda de depósitos

tipo pórfido cuprífero bajo cobertura sedimentaria aluvial en el Desierto de Atacama. Se realizó una

recolección sistemática de 94 muestras de sedimentos de las gravas aluviales que cubren un pórfido

cuprífero, y 174 muestras de sedimentos sobre un área prospectiva en la que se desconoce la existencia de

algún cuerpo tipo pórfido mineralizado bajo cobertura. Se aplicó el método de extracción parcial Agua

Regia (AR), “Soil Desorption Pyrolisis Pty” (SDP), pH, conductividad eléctrica (EC), y razones isotópicas

de C, N y S. Los resultados indican una fuerte dependencia del pH, EC, SDP y AR con el medio muestral,

es decir se obtuvo una gran variabilidad dependiente de las fases minerales presentes en el medio, lo que

limita su utilidad como método de exploración de pórfidos cupríferos en coberturas sedimentarias del tipo

aluvial del Desierto de Atacama. La principal mineralogía que interfiere en los resultados analíticos es el

yeso que constituye una costra, la que diluye la señal del suelo, distorsionando las señales de los distintos

métodos empleados. Así, el yeso actúa como un buffer de pH y EC, disminuye los valores de compuestos

gaseosos medidos con SDP y se ve representada en las concentraciones de Ca y S medidos por AR. En

cuanto a las razones isotópicas, estas no presentan una respuesta robusta respecto a la existencia del

cuerpo tipo pórfido cuprífero (al menos bajo la metodología aquí empleada). Para SDP se observa una

doble anomalía de contraste positiva sobre los bordes de la proyección en superficie del pórfido cuprífero.

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

sobre el pórfido cuprífero se observó presencia de yeso en superficie, la que reduce la señal de

hidrocarburos sobre la proyección en superficie del cuerpo.

En el aluvio que cubre al pórfido cuprífero se encuentran anomalías de contraste apicales de Na, B, K,

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

factores estadísticos que podrían representar parámetros naturales del medio muestreado como arcillas

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

Ag). Además, se observan anomalías de contraste de conductividad eléctrica (EC) y de etano (C2H6).

Este último es el único hidrocarburo anómalo sobre la proyección en superficie del pórfido cuprífero, el

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

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

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

robustas que indiquen la existencia de un cuerpo tipo pórfido cuprífero enterrado bajo cobertura aluvial.

El proceso de formación de las anomalías de contraste apicales observadas sobre el pórfido cuprífero, se

asocia a aguas subterráneas que migran a través de fracturas que existirían en el cuerpo tipo pórfido y en la

cobertura de gravas aluviales sobre él, mediante bombeo tectónico. Dichas aguas transportarían a los

elementos finalmente absorbidos en la cobertura.

A mis padres y familia

AGRADECIMIENTOS

Comienzo por agradecer a mis padres que me dieron la vida y el apetito del conocimiento, por supuesto a mis hermanos Carola, Juan Pablo y Carmen Gloria y toda mi familia que ha aportado grandes felicidades a mi vida, entre ellos debo contar a la Maca, gran amiga de infancia que me alegra la vida y contagia su alegría.

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

grado académico y creer en mí. En especial también a Peter Winterburn por darme apoyo, respuestas, paciencia, buen humor y muy buenas ideas.

Gracias a Brian por su paciencia y darme minutos preciados de su tiempo para resolver

dudas. Y siguiendo en la U, a todos esos grandes personajes que conocí y que desinteresadamente me regalaron su amistad. A todos mis compañeros mechones Carlitos, Gladis, Miguel Oco, Salvy, César, Figuegol, Matias y mis amigas del cole Caroly, Kitty, Michel, Carla, Marión, Rulo, Carola A., Carola M. y la Jany, personajes que me entregaron tanto cariño y buena onda hasta hoy. A mis compañeros geólogos, por su sencillez, y por soportar mis jugos de terreno, en especial a todos.

En especial te doy gracias a ti Miguel, por regalarme tu amistad y después embriagarme con

tu amor, apoyo, levantarme y tirarme para arriba todo el rato y por vivir conmigo la grandeza del amor a la tierra y nuestro Chile!.

Gracias a María Rosa y la Cristi, sin ellas, nadie pasa los cursos, ni se titula, son un pilar

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

Gracias a la música por llenar todos los espacios que necesité para estudiar, a Tommy Rey y

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

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

Gracias a todo lo que nos llena y satisface.

ÍNDICE DE CONTENIDOS 1 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………………………….. 1

1.1 OBJETIVOS……………………………………………………………………………………….. 2 1.1.1 Objetivos generales…………………………………………………………………….. 2 1.1.2 Objetivos específicos…………………………………………………………………… 2

1.2 HIPÓTESIS………………………………………………………………………………………... 2 1.3 UBICACIÓN Y VÍAS DE ACCESO……………………………………………………………… 2 1.4 CLIMA…………………………………………………………………………………………….. 3 1.5 METODOLOGÍA…………………………………………………………………………………. 4

2 ANTECEDENTES GEOLÓGICOS………………………………………………………………………. 6

2.1 GEOLOGÍA REGIONAL…………………………………………………………………………. 6 2.2 GEOLOGÍA LOCAL……………………………………………………………………………… 9

2.2.1 Geología y descripción breve del Pórfido Arrieros…………………………………….. 10 2.3 ESTRUCTURAS………………………………………………………………………………….. 10

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

2.4 GEOFÍSICA………………………………………………………………………………………. 12 2.5 HIDROGEOQUÍMICA…………………………………………………………………………… 13

3 METODOLOGÍA…………………………………………………………………...……………………… 20

3.1 ZONAS DE MUESTREO…………………………………………………………………………. 20 3.2 LÍNEAS DE MUESTRA…………………………………………………………………………... 20 3.3 TOMA DE MUESTRAS…………………………………………………………………………... 20 3.4 MÉTODOS ANALÍTICOS………………………………………………………………………... 18

3.4.1 Agua Regia (GP1F-MS)………………………………………………………………... 18 3.4.2 SDP…………………………………………………………………………………….. 18 3.4.3 Medición de Conductividad y pH de suelo……………………………………………. 20 3.4.4 Medición de Isótopos………………………………………………………………….. 21 3.4.5 Costos de los métodos analíticos………………………………………………………. 22

4 CARACTERIZACIÓN DE LA COBERTURA………………………………………………………….. 23

5 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ANALÍTICOS…………………………………………………. 26

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

5.2 SDP (SOIL DESORPTION PYROLYSIS)………………………………………………………... 52 5.2.1 Control de Calidad……………………...……………………………………………… 52 5.2.2 Resultados de SDP para el Área Pórfido Arrieros……………………………………... 53 5.2.3 Resultados de SDP para el área Quenante………………………………………...…… 62

5.3 CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA Y PH………………………………………………………… 73 5.3.1 Control de Calidad……………………………………...……………………………… 73 5.3.2 Análisis estadístico univariable………………………………………………...………. 74 5.3.3 Análisis estadístico multivariable………………………………………………………. 75 5.3.4 Distribución de pH y EC……………………………………………………………….. 76

5.4 RAZONES ISOTÓPICAS DE CARBONO δ13C……………………………………………….... 81 5.4.1 Control de calidad……………………………………………………………………… 82 5.4.2 Modelo teórico…………………………………………………………………………. 82 5.4.3 Resultados δ13C……………………………………………………………………….. 83

5.5 RAZONES ISOTÓPICAS DE AZUFRE δ34S…………………………………………………… 84 5.6 RAZONES ISOTÓPICAS DE NITRÓGENO δ15N……………………………………………… 85

6 DISCUSIÓN………………………………………………………………………………………………… 86

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

6.3.1 Área Pórfido Arrieros………………………………………………………………….. 89 6.3.2 Área Quenante………………………………………………………………………..... 90

6.4 SDP………………………………………………………………………………………………… 91 6.4.1 Área Pórfido Arrieros…………………………………………………………………... 91 6.4.2 Caso Etano……………………………………………………………………………… 92 6.4.3 Área Quenante………………………………………………………………………….. 93

6.5 RAZONES ISOTÓPICAS…………………………………………………………………………. 94 6.6 GEOFÍSICA……………………………………………………………………………………….. 95 6.7 COMPARACIÓN CON SPENCE………………………………………………………………… 95 6.8 RELACIÓN DE GEOQUÍMICA DEL SUELO CON LA HIDROGEOQUÍMICA……………… 97 6.9 COMPARACIÓN DE LOS MÉTODOS ANALÍTICOS USADOS……………………………… 100 6.10 ORIGEN DE LAS ANOMALÍAS……………………………………………………………….. 100

7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………………………………………... 103

8 REFERENCIAS……………………………………………………………………………………………. 105

ANEXO A ANEXO B ANEXO C ANEXO D ANEXO E

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA 1.1: Mapa de ubicación y vías de acceso a la zona de estudio 3

FIGURA 2.1: Mapa geológico regional 8

FIGURA 2.2: Mapa geológico local 11

FIGURA 2.3: Principales estructuras de la zona de estudio 13

FIGURA 2.4: Mapa espectral de hierro total 14

FIGURA 3.1: Ubicación de líneas de muestras de sedimento aluvial, agua y sondajes 16

FIGURA 3.2: Tamizado y muestras para SDP 17

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

FIGURA 5.1: Área Pórfido Arrieros. Ubicación de líneas y puntos de extracción de muestras 26

FIGURA 5.2: Área Quenante. Ubicación de las líneas y puntos de extracción de muestras 27

FIGURA 5.3: Control de certeza para Na 28

FIGURA 5.4: Barras de 50% error para Sr y Na 29

FIGURA 5.5: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste para línea de muestra 5 34

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

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

FIGURA 5.8: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de línea de muestra 6 37

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

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

FIGURA 5.11: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de línea de muestra 1 44

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

FIGURA 5.13: Perfiles SW/NE para concentración de Na para línea de muestra 1 45



FIGURA 5.16: Perfiles SW/NE para concentración de oro de línea de muestra 2 48



FIGURA 5.19: Perfiles SW/NE para concentración de línea de muestra 3 49



FIGURA 5.22: Perfiles SW/NE para concentración de Ag de línea de muestra 4 51

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

FIGURA 5.24: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de compuestos gaseosos. Línea de

muestra 5

57

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

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

FIGURA 5.27: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de compuestos gaseosos. Línea de

muestra 6

59

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

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

FIGURA 5.30: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de compuestos gaseosos de línea de

muestra 1

67

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

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


muestra 2

69


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


muestra 3

71


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


FIGURA 5.40: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de EC de línea de muestra 5 77

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

FIGURA 5.42: Perfiles NW/SE para anomalías de contraste de EC de línea de muestra 6 78

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

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

FIGURA 5.45: Perfiles SW/NE para anomalías de contraste de EC de línea de muestra 2 80




FIGURA 5.49: Modelo teórico experimental para las razones isotópicas de carbono 83

FIGURA 5.50: Modelo teórico esperado para la línea de muestra 5 83

FIGURA 5.51: Perfil NW/SE para δ13C de línea de muestra 5 84

FIGURA 5.52: Perfil NW/SE para δ34S de línea de muestra 5 84

FIGURA 5.53: Perfil NW/SE para δ15N de línea de muestra 5 85

FIGURA 6.1: Comparación de la estimación de costra de yeso observada y concentraciones de

Ca y S obtenidas con AR

87

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

FIGURA 6.3: Relación entre etano, sodio y nitrógeno 93

FIGURA 6.4: Perfiles de concentración de elementos para Spence 96

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

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

FIGURA 6.7: Modelo teórico para la formación de anomalías de contraste del presente estudio 102

FIGURA 7.1: Líneas de muestras propuestas para confirmación de anomalías de contraste 103

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 4.1: Resumen litología y alteración de las gravas pertenecientes a la cobertura por línea de muestra

24

TABLA 5.1: Elementos químicos en análisis. *Elementos asociados y/o indicadores de Pórfido de Cobre y/o Molibdeno, En Siegel (1992)

29

TABLA 5.2: Resultados de estadística univariable para elementos analizados con ARM del área PA

32

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

33

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

33

TABLA 5.5: Resultados de estadística univariable para elementos analizados con ARM del área Q

41

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

43

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

43

TABLA 5.8: Resultados de estadística univariable para compuestos gaseosos analizados con el método SDP. Área PA

55

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

55

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

56

TABLA 5.11: Resultados de estadística univariable para compuestos gaseosos analizados con el método SDP. Área Q

63

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

65

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

66

TABLA 5.14: Estadística univariable para pH y EC por línea de muestra

74

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

75

TABLA 5.16: Duplicados de muestra de EDTA δ13C (‰)PDB.

82

1 INTRODUCCION

En esta tesis se entregan y discuten las respuestas de distintos métodos geoquímicos aplicados en

una cobertura aluvial ubicada directamente sobre un depósito tipo pórfido cuprífero, y además su

implementación, como herramientas de exploración geoquímica, en otra zona donde se desconoce la

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

Atacama, Región de Antofagasta, Chile.

La exploración de depósitos minerales metálicos, en las últimas décadas, se ha orientado a depósitos

bajo cobertura. Entre las metodologías de exploración, los métodos geoquímicos aplicados a los suelos

que cubren dichas zonas han jugado un papel primordial en muchas investigaciones, cuando no existen

otras evidencias claras de un cuerpo de roca mineralizado en profundidad. Bajo la hipótesis de que los

depósitos metálicos en profundidad interactúan con su cobertura, el análisis geoquímico de esta última

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

este marco, en este estudio se aplicaron técnicas analíticas de geoquímica de extracción parcial, Agua

Regia, para obtener señales de elementos químicos adsorbidos en la cobertura; análisis de pirólisis de

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

cobertura; medidas directas de pH y conductividad eléctrica del sedimento de la cobertura en solución, en

busca de respuestas de actividad electroquímica en el sistema porfídico; y la aplicación de mediciones de

razones isotópicas, indagando en algún proceso que libere componentes desde el cuerpo hacia la

superficie, capaz de cambiar la señal isotópica; además de la información geológica que se obtuvo en

terreno.

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

En éste se identificaron muestras de agua subterránea con anomalías de contraste de molibdeno y en

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

conocida como pórfido cuprífero Arrieros y otra con altos contenidos de Mo sobre los 1,5 ppm

(Winterburn, 2004). Estas dos zonas son las estudiadas en el presente trabajo.

Esta tesis se realizó dentro del ámbito de exploraciones de la empresa Anglo American plc (AA

plc), la cual financia la totalidad del trabajo.

1

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo general

Analizar la respuesta de distintas metodologías de exploración geoquímica en la cubierta aluvial

sobre un depósito de tipo pórfido cuprífero.

1.1.2 Objetivos específicos

Determinar si existe influencia de la composición de las gravas y la presencia de costra de yeso en

los datos geoquímicos de la cubierta aluvial.

Determinar anomalías geoquímicas en la cubierta aluvial que reflejen la existencia del depósito

tipo pórfido cuprífero en profundidad.

Determinar si hay relación entre la geoquímica de la cobertura en superficie con la

hidrogeoquímica de las aguas subterráneas.

Determinar la confiabilidad de los métodos a ocupar.

Realizar un análisis comparativo de las metodologías de exploración geoquímica utilizadas.

1.2 Hipótesis

Los depósitos de minerales metálicos que se encuentran cubiertos se manifiestan en superficie, a

través de diferentes variaciones químicas, tanto de elementos, gases, pH y conductividad, en suelos que

los diferencia del suelo de los alrededores. Los procesos que ocurren en profundidad y que son capaces de

transportar elementos hacia la superficie se relacionan con la interacción con las aguas subterráneas, las

reacciones químicas ocurridas y actividad bacterial.

1.3 Ubicación y vías de acceso

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

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

ubican dentro de un cuadrante de esquina inferior izquierda 7474000N, 506000E (22°50’30’’; 68°56’29’’)

y esquina superior derecha 7490000N, 528000E (22°41’49’’; 68°43’38’’) UTM Zona 19S, datum

PSAD56. Por otro lado, la zona de estudio se ubica dentro de la franja metalogénica de pórfidos Cu de

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

Al área de muestreo se accede por la carretera desde Calama a San Pedro de Atacama que se

encuentra pavimentada y en buen estado. En esta carretera se toma un desvío al sur, hacia la Mina Gaby

2

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

sitios de muestreo, los cuales sólo son posibles en un vehículo de doble tracción.

Figura 1.1: Mapa de ubicación y vías de acceso a la zona de estudio.

1.4 Clima

La zona de estudio se ubica al interior del Desierto de Atacama, en los Andes Centrales. Se extiende

por cerca de 970 Km al sur de Perú y es limitado en el oeste por la Cordillera de la Costa y al este por la

Cordillera Principal (Kelley et al., 2003). El clima para este vasto territorio, según interpretación de datos

sedimentológicos, fue semi-árido a árido desde los 15 Ma a los 4 Ma (Hartley, 2003) y cambió, entre los 4

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

mantiene hasta la actualidad.

La región presenta una extrema aridez, especialmente en la depresión intermedia y en cuencas

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

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

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

de precipitaciones (Dirección Meteorológica de Chile, 2005). Datos climatológicos indican un promedio

de precipitación anual 1 mm puede

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

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

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

humedad desde el Océano Pacífico. Bajo los 2500 m la región tiene un promedio de temperaturas

!P

!(

ChileMar

Argentina

BoliviaCalama

Baquedano

Tocopilla

Mejillones

ANTOFAGASTA

Chuquicamata

Oficina Pedro de Valdivia

300000

300000

400000

400000

500000

500000

600000

600000

700000

700000

7200

000

7200

000

7300

000

7300

000

7400

000

7400

000

7500

000

7500

000

7600

000

7600

000

60000 0 6000030000 Metros

LEYENDA

CENTROS URBANOS

!P CIUDAD PRINCIPALCIUDAD SECUNDARIA

LÍMITES

CAMINOSRUTA 5

CAMINO PAVIMENTADO

CAMINO DE RIPIO

!( Zona de Estudio

3

moderadas entre 12,2 a 19,8 °C; a mayor altura el promedio anual de temperaturas es significantemente

más bajo (Kelley et al., 2003).

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

características muy particulares del medio muestral.

El desarrollo de suelo o pedogénesis en áreas desérticas se puede dividir en tres fases:

estabilización del sedimento depositado, la formación de horizontes y la maduración (Souirji, 1996 en

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

la profundidad de la tabla de aguas, y/o la existencia de vegetación. La fase de formación de horizontes

está marcada por el comienzo de la organización estructural en el sedimento inicial. La formación de un

pavimento de desierto es parte esencial de la fase de estabilización y el primer paso en la formación de

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

un horizonte de suelo por si mismo. La fase de maduración consiste en la evolución física, química y

mineralógica de los horizontes superficiales. El pavimento evoluciona físicamente en la reducción de

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

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

incorpora material más eólico (arena y polvo) en grietas de desecación y la superficie plana (Souirji,

1998). Se pueden acumular gradualmente carbonato de calcio, sales o yeso en los horizontes de la

superficie (Souirji, 1998), minerales solubles en agua como cloruros, sulfatos, nitratos y otros (Siebert,

2002). O se pueden también acumular como capas debajo de los fragmentos gruesos del pavimento. Los

procesos químicos del desgaste por la acción atmosférica del desierto inducen a la eventual la formación

del barniz del desierto y la concentración relativa de óxidos libres del manganeso y del hierro en los

horizontes superficiales (Souirji, 1996 en Souirji, 1998).

En el presente estudio el medio muestral corresponde sedimentos aluviales, en partes coluviales, con

desarrollo de costras salinas de yeso principalmente en el horizonte superficial.

1.5 Metodología

Los siguientes métodos utilizados están orientados a la detección de mineralización metálica bajo

cobertura.

Identificación en terreno de las litologías dominantes en las gravas.

Recolección de muestras de suelo en terreno.

Análisis de digestión de Agua Regia, para determinar las concentraciones de elementos químicos.

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

4

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

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

resolución.

Análisis de pirólisis de desorción de suelo (Soil Desorption Pyrolysis o SDP Pty), para determinar

el contenido de compuestos gaseosos adsorbidos en suelos. Se realizó en la Universidad de

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

contenido en la muestra (se tamiza la muestra a

2 ANTECEDENTES GEOLOGICOS

2.1 Geología regional

Se describe brevemente la geología de un área que se extiende 25 Km en todas direcciones respecto

al lugar de estudio, esto es desde Calama 65 Km al sur y desde el flanco oeste de la Cordillera de

Domeyko 70 Km al oeste, hasta la longitud de Cerritos Bayos (Fig. 2.1).

Dentro de esta región existen rocas de edades precámbricas a cenozoicas. Las rocas más antiguas

corresponden a esquistos, anfibolitas y cuarcitas subordinadas del Complejo Metamórfico Limón Verde

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

sierra del mismo nombre. Una edad Rb/Sr (isócrona) de 309±11 Ma es interpretada como la edad de

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

Sierra Limón Verde y Cerro Quenante están formados por unidades de rocas volcánicas con

intercalaciones sedimentarias del Carbonífero Superior y el Pérmico. Estas incluyen riolitas (Formación

Cas) datadas mediante U/Pb en circones en 299±2 Ma (Mpodozis et al., 1993). También incluyen rocas

volcánicas intermedias-básicas (Estratos del Bordo), andesíticas (Formación Tuina). Estas son cortadas

por rocas intrusivas como granitos, granodioritas, dioritas y tonalitas de edad promedio de 303±5 Ma en

U/Pb, K-Ar y Rb/Sr, Carbonífero-Pérmico (Complejo Intrusivo Limón Verde) (Mpodozis et al., 1993).

Las rocas Mesozoicas corresponden a secuencias volcánicas continentales y transicionales de

conglomerados, areniscas, tobas y lavas riolíticas y andesíticas (Formación Agua Dulce) de edad Triásica

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

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

secuencia de rocas con un nivel inferior sedimentario marino fosilífero del Lías-Kimeridgiano, altamente

deformadas (Grupo Caracoles), al oeste de la Cordillera de Domeyko, sur de la Quebrada de Los Arrieros,

y en los alrededores de Cerritos Bayos y Sierra Limón Verde (Cerro Moctezuma y Llano Quenante). La

secuencia culmina con un nivel de evaporitas a los que suceden secuencias de limolitas y areniscas rojas

de facies regresivas, de edad Titoniano?-Neocomiano? (Formación Cerritos Bayos), en parte con

intercalaciones volcánicas de rocas epiclásticas y piroclásticas riolíticas, lavas andesíticas y traquíticas

(Formación Quebrada Mala) del Neocomiano (?). En los niveles estratigráficamente más altos ocurren

exclusivamente unidades volcánicas andesíticas del Neocomiano? (Formación Arca) (Mpodozis et al.,

1993). Rocas del Cretácico Superior afloran al este del área, corresponden a secuencias sedimentarias

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

de tobas riolíticas y lavas andesíticas (Formación Purilactis) (Marinovic y Lahsen, 1984). A estas

6

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

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

y horblenda; pórfidos andesíticos y dioríticos (Complejo Intrusivo de Guacate). Por otro lado, en la

Pampa Limón Verde y al sur de la zona, afloran discordantes sobre las unidades jurásicas, rocas

volcánicas de edad Paleoceno-Eoceno Inferior (Formación Cinchado), formadas de conglomerados

basales, ignimbritas y andesitas; a esta formación la intruyen una serie de intrusivos subvolcánicos

dacíticos de edad promedio 64,3 Ma (K-Ar Mpodozis et al., 1993), que forman una extensa franja N-NE

desde el sur de la zona en estudio hacia fuera de ésta (Mpodozis et al., 1993).

Cuerpos intrusivos de edad Paleoceno (65-53 Ma), asociados a mineralización tipo pórfido cuprífero

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

biotita, granodioritas y granitos de horblenda y biotita; pórfidos dacíticos y riolíticos, como los

afloramientos de Sierra Gorda (Mpodozis et al., 1993). Rocas sedimentarias del Cenozoico inferior

afloran al norte de la zona de estudio y corresponden a secuencias sedimentarias continentales aluviales y

fluviales consistentes en conglomerados, areniscas y limolitas de edad Eoceno-Oligoceno (Formación

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

magmático alguno y los afloramientos cenozoicos superiores consisten principalmente en acumulaciones

sedimentarias en los alrededores de las altas cumbres, como conglomerados y areniscas mal consolidados

de edad Oligoceno-Mioceno (Formación Tambores), distribuida ampliamente en el área de estudio y fuera

de ésta; sobre estas unidades afloran discordantes secuencias de calizas y areniscas calcáreas silíceas de

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

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

intercalaciones de niveles calcáreos, conglomerádicos y piroclásticos del Plioceno-Pleistoceno (Formación

Chiuchiu); intercalada en sedimentos de la Formación El Loa se encuentra un nivel de ignimbrita dacítica

del Mioceno Superior (Ignimbrita Sifón); por último, ocurren depósitos salinos evaporíticos del Mioceno-

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

sulfatos, cloruros, carbonatos y niveles detríticos finos, localmente con bórax y/o litio y depósitos de

sedimentos aluviales, subordinadamente coluviales o lacustres, del Pleistoceno-Holoceno (abanicos

aluviales) (Mpodozis et al., 1993; Marinovic y Lahsen, 1984).

7

CALAMA

Quebrada de los A

rrieros

Qa

MP1c

MP1l

CPg

CP2

M1c

Pag

Qf

JK1c

CP3

Eg

J1m

E2c

Qan

PPl1l

MQs

Ji1m

Kia3

Ms3t

Ks1c

Ks3i

E3

Js1m

Ksg

PE3a

pCP4

EO1c

KT2

OM1c

TrJ3

pCO4

KTg

Jsg

PEg

485000

485000

495000

495000

505000

505000

515000

515000

525000

525000

535000

535000

545000

545000

555000

5550007459

000

7459

000

7469

000

7469

000

7479

000

7479

000

7489

000

7489

000

7499

000

7499

000

7509

000

7509

000

7519

000

7519

000

7529

000

7529

000

MAPA GEOLÓGICO

10.000 0 10.0005.000 Meters

MQs. Depósitos Evaporíticos

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

Ms3t. Mioceno superior: Ignimbrita Sifón

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

OM1c. Oligoceno-Mioceno:Secuencia sedimentaria continentalparálica o aluvial. Fm. Altos de Pica

EO1c. Eoceno-Oligoceno:Secuencia sedimentaria continental.Fm. Calama

E3, E2c. Eoceno: SecuenciasVolcano-sedimentarias

PE3a. Paleoceno-Eoceno inf:Secuencias y complejos volcánicos.Caldera Lomas Bayas

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

Ks3i. Cretácico sup: Secuenciasvolcánicas continentales

Kia3. Cretácico inf-alto: Secuencias ycomplejos volcánicos continentales

JK1c. Jurácico sup-Cretácico inf:Secuencia sedimentaria continental.Fm Cerritos Bayos

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

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

TrJ3. Triásico-Jurásico inf: Secuenciavolcánica y sedimentaria continental atransición. Fm. Agua Dulce

CP2, CP3. Carbonífero-Pérmico:Secuencias sedimentarias y volcánicascontinentales. Fm. Tuina y Fm. Cas

pCP4, pCO4. Precámbrico-Paleozoicoinf: Esquistos, metabasitas, anfibolitas,migmatitas, ortoneises, cuarcitas y filitas.Complejo Metamórfico Límón Verde

ROCAS INTRUSIVAS

Eg. Eoceno (52-33 Ma): granodioritas,tonalitas, dioritas y pórfido dacítico

Pag. Paleoceno (65-53 Ma):monzodiorita, granodiotita, granitoy pórfido dacítico

KTg. Cretásico sup-Terciario inf:granodioritas, dioritas y pórfidosgraníticos

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

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

CPg. Carbonífero-Pérmico (328-235 Ma):granitos, granodioritas, tonalitas ydioritas

LEYENDA

CENTRO URBANO

ESTRUCTURAS

CAMINOS

ROCAS ESTRATIFICADAS

Qa, Qan, Qf. DepósitosCuaternarios de abanico, antrópicoy fluvial

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

SIMBOLOGÍA

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

8

2.2 Geología local

La geología local está representada por acumulaciones de sedimentos que se encuentran como

relleno de la Quebrada de Los Arrieros (Fig. 2.2). Inmediatamente pendiente arriba de la quebrada todos

los sedimentos de los suelos muestreados corresponden a la Formación Tambores de edad Oligoceno-

Mioceno, la que se define como una secuencia de areniscas y conglomerados mal consolidados y mal

estratificados. Se compone principalmente de paraconglomerados, con intercalaciones de areniscas, en

parte cementadas por yeso y/o cloruros, o cementados por minerales oxidados de cobre. Los fragmentos

de los paraconglomerados son polimícticos mal seleccionados, angulosos a subredondeados, de tamaño

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

depositación en ambiente continental, aluvial y de pie de monte, con esporádicas corrientes fluviales,

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

Lahsen, 1984).

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

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

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

Limón Verde) de facies intermedias ácidas: dioritas cuarcíferas, granodioritas de biotita, monzogranitos de

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

cuarcíferas; facies ácidas: granitos cataclásticos de grano medio que afloran en la Sierra y granitos

porfídicos gruesos que se exponen en el Cerro Quenante; y de migmatitas que se exponen en el flanco

centro-occidental de la Sierra y abarca ca. 3 Km2. Las granodioritas se exponen en un afloramiento de ca.

23 Km2, en el extremo sur de Cerro Quenante, mientras que en la zona occidental del mismo cerro se

exponen los monzogranitos de biotita. Los monzogranitos de anfíbola y biotita se exponen en el extremo

norte de la Sierra Limón Verde y abarcan un área de ca. 15 Km2, en cambio en los flancos occidental y

oriental de la misma sierra se exponen los monzogranitos blancos de biotita alcanzando una superficie de

70 Km2, los que se encuentran intruidos por filones andesíticos y potentes filones pegmatíticos. Las

monzonitas cuarcíferas ocurren en las cercanías de Cerro Moctezuma, a ambos lados de la falla del mismo

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

observada en clastos de las gravas corresponde a riolitas, ignimbritas, brechas, tobas riolíticas y pórfidos

riolíticos (Formación Cas). Las rocas se encuentran fuertemente silicificadas, se exponen en los flancos

occidental y oriental y al norte del macizo Limón Verde - Cerro Quenante. Además, subordinadamente, a

estas litologías ocurren clastos de dacitas, tobas y riolitas del Triásico Superior (Formación Agua Dulce) y

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

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

Verde-Cerro Quenante.

9

2.2.1 Geología y descripción breve del Pórfido Arrieros

Consiste en un pórfido cuarzo-diorítico intruído en rocas ígneas ácidas Permo-Triásicas del grupo

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

aluviales. El pórfido presenta alteración hidrotermal cuarzo-sericítica en vetillas tipo D de cuarzo-pirita

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

potásica de biotita-sericita con pirita y calcopirita (

Figura 2.2: Mapa geológico local. Modificado de Giglio (2002).

4 44 4 4

4 4 4 44 4 4

4 4 4 4

Qal

TQt

Pzgdr

Pzmet

Tipfd

KTaPzTrpf

Ksgdr

510000

510000

515000

515000

520000

520000

525000

525000

7475

000

7475

000

7480

000

7480

000

7485

000

7485

000

3000 0 30001500 Meters

¹

LEYENDA

LITOLOGÍA

ROCAS ESTRATIFICADAS

Relleno coluvial y aluvial Cuaternario (Qal)

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

Andesitas Cretácico-Terciario (KTa)

Esquistos y Gneiss Paleozoicos (Pzmet)

ROCAS INTRUSIVAS

Pórfidos dacíticos andesíticos Terciario inf (Tipfd)

Granodioritas, dioritas Cretásico sup (Ksgdr)

Pórfidos riodacíticos Paleozoico sup-Triásico (PzTrpf)

Granitos, granodioritas y tonalitas Paleozoico (Pzgdr)

ALTERACIÓN

Cuerpo de sílice de reemplazo

Propilítica

Cuarzo Sericítica

Sil-Kao-(Ser)-Jar-Py débil

ESTRUCTURAS

Observada

Inferida

4 4Normal

CONTACTO

Observado

Inferido

Supuesto

LÍNEAS DE MUESTREO

MAPA GEOLÓGICO LOCALMAPA GOLÓGICO LOCAL

(Proyección en superficie)

11

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

longitud en la zona de estudio. Corresponde a una falla normal de rumbo N20ºE a N30ºE y manteo

subvertical, levemente inclinado hacia el oeste. El bloque occidental desciende con respecto al oriental.

El desplazamiento de los sedimentos no consolidados, indica movimientos recientes en ella.

Falla Moctezuma: Corresponde a una falla normal de rumbo N-S y vertical. Se expone al oeste del

cerro Moctezuma, su traza es posible seguirla por 10 km y es posible reconocer un descenso del bloque

occidental con respecto al oriental.

Marinovic y Lahsen (1984) postulan que estas dos fallas podrían representar la prolongación más

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

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

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

profundidad.

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

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

bloque oriental descendió.

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

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

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

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

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

los depósitos aluviales.

2.4 Geofísica

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

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

sensor magnetométrico de 72 m. Uno de los resultados obtenidos fue el espectro de hierro total que se

muestra en el mapa de la Figura 2.4. En ella se distingue una zona anómala respecto de su entorno, con

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

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

12

en la interfaz entre las dos anomalías. Además en la Figura 2.4 se ubican los puntos de muestras extraídas

para éste estudio para contrastarlo con el dato magnético en el capítulo de discusiones.

2.5 Hidrogeoquímica

Dentro del área de estudio y en zonas cercanas se realizó un estudio geoquímico en aguas

subterráneas (Winterburn, 2004). En éste se encontró una muestra anómala con respecto del resto, con

una alta concentración de Mo (1,5 ppm), además de otros elementos químicos de elevadas

concentraciones (As, Cd, Cu, W, S y Se) (Fig. 3.1).

Figura 2.3: Principales estructuras de la zona de estudio. FLV, Falla Limón Verde; FM, Falla Moctezuma; FQ, Falla Quenante; FT, Falla Tulipán; FP, Falla de Cerro Providencia. Modificado de Marinovic y Lahsen (1984).

13

El pH de las aguas subterráneas varía de neutras a alcalinas (7.6 a 8.5). Como el Mo puede ser

transportado largas distancias en aguas alcalinas en condiciones favorables, y al no disponer de las

direcciones de flujo de las aguas subterráneas, se considera que la fuente de origen de la alta anomalía de

Mo se situaría hidrológicamente sobre la toma de muestras, es decir, hacia las pendientes

topográficamente mayores, que sería hacia el NE, sin obviar la posibilidad de que provenga desde el SE

(Winterburn, 2004). Por todo lo anterior, en dicho estudio se recomienda el área anómala de la Quebrada

de Los Arrieros para un estudio de interés potencial.

Por otro lado, el contenido de cobre en las aguas subterráneas tiene una buena correlación con el

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

de correlación entre el contenido de Cu y la salinidad, por lo que se consideró que altos contenidos de Cu

asociados a alta salinidad serían producto de ésta última y no como anomalía positiva asociada al

ambiente (Winterburn, 2004).

2500 0 2500 metres

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

14

3 METODOLOGIA

3.1 Zonas de muestreo

Los métodos descritos a continuación están orientados a la toma de muestras de suelo en terreno

para efectos de detección de mineralización metálica bajo cobertura.

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

Quenante y Pórfido Arrieros. La primera se ubica al norte de la quebrada del mismo nombre, en el Llano

Quenante (Fig. 2.3 y 3.1) y la segunda al este de la quebrada, inmediatamente al SW de la primera zona

(Fig. 3.1). La elección de la primera zona (Quenante) se basó en la hidrogeoquímica de la zona, dada la

existencia de anomalías de contraste de Mo en aguas subterráneas en algunos pozos de sondajes hechos

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

arriba de tales anomalías. La elección de la segunda zona se fundamenta en la información de 14 sondajes

de diferentes campañas, en los cuales se halló el Pórfido Arrieros.

3.2 Líneas de muestra

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

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

de 1 a 2 Km, según la dirección de transporte de las gravas. Las líneas de muestra siguen, en lo posible,

las litologías predominantes de los fragmentos, según lo interpretado preliminarmente desde la imagen

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

de las líneas de muestra es de 4,5; 4,5; 5,1 y 4,1 Km para Quenante (desde la línea de muestra más norte)

y de 4,5 y 4,4 Km para el área Pórfido Arrieros. Cabe destacar que las sinuosidades de las líneas se deben

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

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

100±10 m a lo largo de las líneas.

3.3 Toma de muestras

Instrumentos utilizados:

Pala de acero inoxidable curva con mango de madera, previamente esmerilada

Pala plástica

Dos tamices de aro y malla de plástico inorgánico (neoprene) de 250µ

15

Dos tamices de aro y malla de acero inoxidable #60(250µ) y #10(2000µ)

Dos baldes plásticos

Un balde de acero inoxidable

Una brocha

Bolsas plásticas gruesas de 30 x 40 cm

Bolsas plásticas delgadas de 15 x 20 cm y de 10 x 15 cm Ziploc

Bolsas de papel inorgánico de geoquímica

Etiquetas de identificación foliadas con números únicos de AA-Chile

Cinta adhesiva

Para cada punto de extracción de material se siguió el siguiente protocolo de AAplc para extracción

de muestras de suelo:

1. Se incluyeron muestras de estándares cada 15 muestras, de acuerdo con las etiquetas

foliadas correspondientes.

2. Se mezclaron las etiquetas foliadas aleatoriamente en paquetes de 50 cada uno y se

numeraron en orden correlativo para controlar errores provenientes del laboratorio.

3. Cada 20 muestras se toma un duplicado de terreno.

510000

510000

515000

515000

520000

520000

525000

525000

7475

000

7475

000

7480

000

7480

000

7485

000

7485

000

7490

000

7490

000

LEYENDAAgua Subterránea

Mo ppb

11 - 30

31 - 156

157 - 304

305 - 586

587 - 1560

Muestras de sedimento

Sondajes

2250 0 22501125 Metros

Área Quenante

Área Pórfido Arrieros

Figura 3.1: Ubicación de líneas de muestras de sedimentos por áreas de muestreo. Ubicación de sondajes anteriores y muestras de aguas subterráneas anteriores con su concentración de Mo en ppb.

16

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

directo con la atmósfera en un área de 1x1 m.

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

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

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

retiró el material utilizado para limpiar.

7. Las bolsas fueron previamente marcadas con el número de identificación correspondientes y

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

8. Se tamizó 1 Kg de nuevo material a 250 µ en los tamices plásticos y 3 a 4 Kg de material a

2000 µ.

9. Se separó 100 g de muestras de tamaño menor o igual a 250 µ en la bolsa de papel para

análisis total de elementos, GP1F-MS en laboratorio ACME de Vancouver, Canadá.

10. Se separó 500 g de muestra de tamaño menor o igual a 250 µ en una bolsa ziploc de 10x15,

ésta se introdujo en dos bolsas ziploc de 15x20 para análisis de gases SDP Pty en la

Universidad de Queensland, Australia. Las etiquetas se introdujeron en las bolsas externas,

es decir las que no contienen el material directamente (Fig. 3.2).

11. Se puso nuevo material en el tamiz de acero inoxidable, separándose 3 a 4 kg de muestra de

tamaño inferior a 2000 µ en las bolsas de 30x40, para el análisis de pH y conductividad

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

herméticamente con cinta adhesiva.

12. Se procedió a limpiar los tamices con la brocha para la toma de la próxima muestra.

13. Finalmente el hoyo hecho es tapado.

Figura 3.2: Tamizado y muestras para SDP en bolsas ziploc con etiquetas sin contacto con el material.

17

De los 100 g de muestra de fracción 250 µ enviados al laboratorio ACME de Vancouver, Canadá

para análisis químico de elementos, se separó una sub-muestra para el análisis de razones isotópicas de

carbono, nitrógeno y azufre, en el laboratorio de Queens University en Kingston, Toronto, Canadá.

3.4 Métodos analíticos

3.4.1 Agua Regia (GP1F-MS)

Análisis para muestras geológicas a nivel ultra traza que ofrece el laboratorio ACME, Vancouver,

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

muestras geológicas, pero no silicatos (ej: carbonato, súlfuro u óxido de hierro) de muestras. Ocupa un

ICP-MS (Perkin Elmer Elan 6000) de alta resolución. Incluye 53 elementos químicos. El método es

exclusivo para la compañía Anglo American plc (AAplc).

Requiere un mínimo de 30 g de muestra, la cual se separa y se digiere en 180 ml de Agua Regia (a

~95 °C) por una hora, luego es enfriada y se afora a un volumen de 600 ml al 5% HCl. Una alicuota de

solución se analiza vía ICP-MS. El método disuelve los metales base, pero algunos minerales se atacan

sólo parcialmente, siendo los siguientes elementos de cuantificación parcial: Al, B, Ba, Be, Ca, Ce, Cr,

Cs, Fe, Ga, Ge, Hf, K, La, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pd, Pt, Rb, S, Sc, Sn, Sr, Ta, Th, U, V, W, Y, Zr, Pr, Nd,

Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb y Lu.

3.4.2 SDP

Pirolisis de Desorción de Suelo (Soil Desorption Pyrolysis), es una técnica geoquímica aplicada a

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

glacio-lacustres y suelos negros de planicies de inundación (Windle, 2004).

La forma en que trabaja SDP, los protocolos a seguir para el muestreo y la forma de procesar los

datos se encuentran en la página web www.sdpsoilgas.com y un resumen en el Anexo E.

El SDP mide cantidades traza de componentes volátiles que son adsorbidos sobre partículas tamaño

arcilla en los suelos. Volátiles como hidrocarburos livianos, migran fácilmente a través de columnas de

roca, perdiéndose muchas de ellas en la atmósfera al alcanzar la superficie. Sin embargo, una pequeña

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

partículas tamaño arcilla. Así, este material puede ser muestreado y el contenido de gas medido

(www.sdpsoilgas.com).

18

Primero se debe tomar muestra de suelo superficial, distribuido sobre un metro cuadrado. Después

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

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

se debe a tres razones principales:

La adsorción está conducida cinéticamente por el área superficial, la cual es inversamente

proporcional al tamaño de la partícula, por lo que virtualmente todos los gases adsorbidos en una

muestra están contenidos en las arcillas, y su separación física remueve potenciales

contaminantes, disminuyendo ruido en la señal. Esto asume la existencia de arcillas en las

muestras.

Las arcillas son menos diversas que los suelos, por lo que el separar arcillas ayuda a estandarizar

las muestras.

Usando componentes naturales del suelo, como un medio de muestreo, permite promediar las

concentraciones de gas en el tiempo y en el espacio (www.sdpsoilgas.com).

El segundo paso es calentar la arcilla separada a 450 °C, esto libera todos los gases adsorbidos. Del

gas se obtiene el espectro de masa para cada muestra, pudiendo medir más de 40 compuestos

(inorgánicos), hidrocarburos, gases sulfurados e hidrocarburos halogenados. No se miden metales, sólo

compuestos volátiles (Windle, 2004). Las clases específicas de compuestos incluyen:

Hidrocarburos alifáticos y aromáticos

Hidrocarburos halogenados, halógenos

Gases orgánicos sulfurados

Sulfatos carbónicos

He y Ar

SO2, H2S, CO2 (www.sdpsoilgas.com)

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

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

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

El último paso es la calibración. Para ello, se realiza un estudio orientado a la búsqueda de un

patrón, el cual permita discriminar entre una signatura de depósito de mena determinado y la signatura

base del suelo. Los modelos utilizados como estándar provienen de análisis de la cobertura de depósitos

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

una relación entre todos los compuestos medidos con un patrón calibrado (www.sdpsoilgas.com).

19

3.4.3 Medición de Conductividad y pH de suelo

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

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

proyección en superficie de los bordes del depósito metálico cubierto, donde ocurriría el flujo de iones. El

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

subterránea sobre saturada hay un consumo de oxidantes (Hamilton et al., 2004). Entre el techo del

cuerpo reducido y la tabla de agua ocurre un gradiente electroquímico vertical entre especies móviles

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

que los oxidantes son limitados en la zona freática, ocurre un consumo de éstos generando especies

reducidas de carga negativa que se propagan. Este flujo es interrumpido en el nivel de la tabla de aguas,

sobre el cual los oxidantes abundan. Una consecuencia de este proceso sería la disipación de la carga

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

resultado de este mecanismo sería un movimiento ascendente de especies reducidas a través de la

cobertura y el desarrollo de una “columna de reducción” (Hamilton et al., 2004).

Para la medición de estos parámetros se modificó el método de Mike Donn, SDP ltd. El principio

del método es diluir suelo en agua destilada en una proporción de 1:5 respectivamente, ésta es agitada por

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

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

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

procedimiento explicado en esta sección.

Instrumentos utilizados:

Matraz de 100 ml

Vaso precipitado de 50 ml

Bureta de 50 ml

Mesa agitadora

Agua ultrapura o deionozada

Medidor de pH y Conductividad (con corrección automática de temperatura)

Soluciones de calibración estándar de 4,01; 7,01 ó 10,01pH

Solución de calibración de conductividad

Procedimiento:

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

2. Se calibra la conductividad con la solución adecuada al medidor.

20

3. Se homogeniza el material dentro de la bolsa de muestra.

4. Se toman 7,5ml de muestra y se depositan en un matraz de 100ml, al cual se le registra el número

de muestra con plumón.

5. Una vez tomadas 50 muestras se va agregando 37,5 ml de agua destilada con una bureta a cada

muestra.

6. Se agitan las 50 muestras en la mesa agitadora por 15 minutos, asegurando un buen

humedecimiento y contacto.

7. Una vez agitadas, se dejan decantar las muestras por ½ hora.

8. Se vierte el líquido decantado en un vaso precipitado desde el matraz para su medición.

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

medidor con abundante agua destilada entre cada medición.

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

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

3.4.4 Medición de Razones Isotópicas

Se midieron razones isotópicas de δ13C, δ15N y δ34S y la respectiva composición química de C, N S.

Primero se prepara la muestra de suelo de la siguiente manera: la muestra es homogenizada para asegurar

la representatividad de las sub-muestras de 20-25g cada una. Éstas son pesadas en vasos de precipitados

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

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

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

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

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

isótopos estables de N y S.

Las muestras ya preparadas se pesan y se analizan en divisiones separadas para δ13C, δ15N y δ34S por

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

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

espectrómetro de masa Finnigan MAT 252. Los análisis de isótopos estables de C y N se realizan en un

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

Todos los análisis isotópicos y composiciones químicas son controladas con estándares y duplicados de

muestra (cada 10%) rutinariamente. Todos los resultados isotópicos son entregados en notación estándar

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

Triolite) para δ34S, atmósfera (δ15N aire) para δ15N y PDB (Pee Dee Belemnite) para δ13C. Las

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

21

Para la medición de isótopos de carbono se realizaron extracciones de EA y EDTA a las muestras de

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

método de extracción selectiva, que elimina del análisis los carbonos pertenecientes a fases de carbonatos

de la muestra, midiéndose las razones isotópicas del carbono perteneciente a las otras fases presentes.

Este análisis se realizó sólo para quince muestras específicas de la línea 5 y cinco de la línea 6,

sobre el Pórfido Arrieros, en el laboratorio de Queens University en Kingston, Toronto, Canadá.

3.4.5 Costos de los métodos analíticos

El único método que tuvo un costo económico fue el de Agua Regia, grupo 1F-MS del laboratorio

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

total fue de US$ 4295.38. El resto de los métodos analíticos fueron gratuitos.

22

4 CARACTERIZACION DE LA COBERTURA

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

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

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

quebrada canales remanentes de los últimos flujos superficiales, se caracterizan por tener granulometría

más fina y por ser los depósitos más jóvenes. La potencia de la cobertura de sedimentos, en las zonas

muestreadas, varía de 20 m en el área cercana al piedemonte hasta cerca de 200 m.

Los sedimentos de tamaño grava a bolones de la cobertura son de mala selección, variando de

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

de estos sedimentos gruesos, varían de acuerdo al área y línea de muestreo, se componen principalmente

de granodiorita, andesita, pórfido riolítico y cuarzos lechosos de hasta 20 cm de diámetro dispersos

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

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

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

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

flores, que indicarían la mayor cercanía del nivel freático.

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

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

mayor o menor grado disgregable. El caso que más destaca es el de la línea de muestra 5, la cual presenta

una abundante costra de yeso en la parte SE del perfil. Para visualizar la presencia de la costra de yeso se

cuantificó lo observado en terreno, de forma muy subjetiva, de 0 a 3, en: 0, si el yeso no es visible a

simple vista; 1, si existe en baja cantidad; 2, si se observa como costra salina disgregable; y 3, si la costra

salina es dura y abundante (Fig. 4.1).

Como se explicó en el capítulo de metodología, las líneas fueron muestreadas pendiente abajo,

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

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

línea determinada, a excepción de la línea de muestra 4 que cambia en la parte más oeste, y de la eventual

existencia de costra de yeso, como el caso de la línea de muestra 5, mencionado en el párrafo anterior

(Fig. 4.1e).

23

Tabla 4.1: Resumen litología y alteración de las gravas pertenecientes a la cobertura por línea de muestra. Línea Litología de los fragmentos Alteración en los fragmentos Observaciones

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

de anf y bt, Pfd α, Qz, α, SyGr de bt

Ep en amígdalas de β y en pátina de

fragmentos, Silic de Pfd α, Chl-Es, OxFe

Alteración ocasional en fragmentos

aislados.

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

α, Qz, SyGr de anf, Tn

Ep en pátinas, Chl-Es en pátinas, bt en

anf

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

anf

Chl y Ep en pátinas, OxMn en pátina Línea pasa sobre pozo con alto Mo.

Vegetación al NE de línea

4

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

penetrativa, boxwork de cúbicos,

Costra de yesoLínea 1

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 1000 2000 3000 4000 5000

Obs

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

a b

c

e

d

f

SW NE

NW

NE SW

SE

25

5 Presentación de Resultados Analíticos

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

isótopos se encuentran en el Anexo A.

Para cada análisis se presenta el control de calidad. Para cada área de trabajo se presenta la

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

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

y SDP. El análisis multivariable incluye matriz de correlación de Pearson y análisis de factores. Por

último se presenta la distribución de los datos en perfiles y en anomalías de contraste.

Primero se presentan los resultados del área Pórfido Arrieros (Fig. 5.1), para efectos de búsqueda de

patrones en variables que denoten la presencia del pórfido cuprífero bajo cobertura conocido, dados por

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

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

similares a los observados en el área anterior, con un pórfido cuprífero bajo cobertura.

!(!(!(!(

!(!(

!(!(

!(!(

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!(!(

!(!(

!(!(

!(!(

!(!(

!(!(

!(!(

!(!(

!(!(!(

!(!(

506000

506000

507000

507000

508000

508000

509000

509000

510000

510000

511000

511000

7474

000

7474

000

7475

000

7475

000

7476

000

7476

000

7477

000

7477

000

7478

000

7478

000

7479

000

7479

000

¹

990 0 990495 Meters

Línea 5

Línea 6

Figura 5.1: Área Pórfido Arrieros. Ubicación de las líneas y puntos (en verde) de extracción de muestras de sedimentos de la cobertura.

26

5.1 Agua regia para sedimentos menores a 250µ

5.1.1 Control de Calidad

5.1.1.1 Control de Certeza

Para el control de calidad del laboratorio se utilizó muestras de suelo estándar S4, interno de AA

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

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

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

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

concentración de ellos es insuficiente para superar el límite de detección del análisis, en los siguientes

elementos químicos no es posible controlar la certeza del laboratorio: Au, B, Te, Ge, S, Ta, Re, Pd, Pt

(valores de referencia de S4 en Anexo B). Por lo tanto, los elementos nombrados anteriormente no se

consideran en el control de certeza (Tabla 5.1 y Anexo B).

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

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

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

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

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

!(!(!(!(

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

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

!(!(

519000

519000

520000

520000

521000

521000

522000

522000

523000

523000

524000

524000

525000

525000

526000

526000

527000

527000

7482

000

7482

000

7483

000

7483

000

7484

000

7484

000

7485

000

7485

000

7486

000

7486

000

7487

000

7487

000

7488

000

7488

000

¹

1200 0 1200600 Meters

Línea 1

Línea 2

Línea 3

Línea 4

Figura 5.2: Área Quenante. Ubicación de las líneas y puntos de extracción de muestras (en verde) de sedimentos de la cobertura. En la esquina inferior izquierda se ubican dos puntos de control.

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

excepción de los nombrados en el párrafo anterior, se realizó un gráfico como el mostrado en la Figura 5.3

el cual presenta la concentración del estándar S4 (eje y) versus la secuencia de medición en el tiempo (eje

x). Las líneas de referencia corresponden al promedio (línea verde), la segunda desviación estándar (línea

naranja, de advertencia) y la tercera desviación estándar (línea verde, de error). Para el ejemplo (Fig. 5.3),

se tienen concentraciones de sodio más altas que bajas, pero se enmarcan dentro de los límites de error.

27

Destacan dos puntos sobre el límite de advertencia, pero debido a las pequeñas concentraciones de

elementos que se manejan para S4, cercanas al límite de detección, la certeza del laboratorio se considera

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

concentraciones se alejan del límite de error por lo tanto se excluyen de los análisis. Los resultados del

control de certeza se presentan en la Tabla 5.1.

5.1.1.2 Control de Precisión

La representatividad de los datos en el sitio de extracción, en términos del ejercicio de muestreo, se

realizó a través de 17 duplicados de terreno. Estudios de duplicados incluyen numerosos factores

variables que van desde errores de muestreo, de preparación, al separar la muestra, errores de digestión y

de lectura analítica. El nivel aceptable de reproducibilidad usado en este estudio, para la exploración en

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

de detección, debe estar entre ±20% de variabilidad. En este trabajo, se graficó la reproducibilidad, como

el porcentaje de diferencia relativa porcentual entre las concentraciones de la muestra original y su

duplicado contra el promedio de éstas mismas. Este criterio se aplicó para éste y todos los análisis

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

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

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

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

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

muestreados no sorprende tal variación en los duplicados de terreno. Para estos últimos elementos se

graficó sus máximos porcentajes de diferencia relativa porcentual tolerables como barras de error,

tomando como ejemplos el Sr y el Na (Fig. 5.4). En ambos casos se diferencia el valor de fondo, mucho

menores que los máximos. Los elementos restantes analizados se encuentran dentro del límite ±20% o

S4 Standard GP1F-MS

0.09

0.11

0.13

0.15

0.17

Secuencia

Con

cent

raci

ón %

Na

+3std

-2std

Media

+2std

-3std

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

28

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

encuentra un resumen con los elementos químicos analizados y el control de precisión.

Tabla 5.1: Elementos químicos en análisis. * Elementos asociados y/o indicadores de Pórfido de cobre y/o molibdeno.

Control de Certeza Control de Precisión Elementos Químicos

No aceptable Aceptable No aceptable Aceptable

Elementos

Seleccionados

Ag*, Al, Au, As*, B, Ba,

Be, Bi*, Ca, Cd*, Ce,

Co*, Cr, Cs, Cu*, Fe,

Ga, Ge, Hf, Hg, In, K*,

La, Li, Mg, Mn, Mo*,

Na, Nb, Ni, P, Pb*, Pd,

Pt, Rb*, Re, S*, Sb*, Sc,

Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th,

Ti, Tl, U, V*, W, Y,

Zn*, Zr.

Nb, W. Ag, Al, As, Ba, Be,

Bi, Ca, Cd, Ce, Co,

Cr, Cs, Cu, Fe, Ga,

Hf, Hg, In, K, La, Li,

Mg, Mn, Mo, Na, Ni,

P, Pb, Rb, Sb, Sc,

Se*, Sn, Sr, Th, Ti,

Tl, U, V, Y, Zn, Zr.

Au, Be, Ge, Hg,

In, Nb, Pd, Pt,

Re, Se*, Ta, Te*

y W.

Ag, Al, As, B, Ba,

Bi, Ca, Cd, Ce,

Co, Cr, Cs, Cu, Fe,

Ga, Hf, K, La, Li,

Mg, Mn, Mo, Na,

Ni, P, Pb, Rb, S,

Sb, Sc, Sr, Th, Ti,

Tl, U, V, Y, Zn,

Zr.

Ag*, Al, As*, B, Ba,

Bi*, Ca, Cd*, Ce,

Co*, Cr, Cs, Cu*, Fe,

Ga, Hf, K*, La, Li,

Mg, Mn, Mo*, Na, Ni,

P, Pb*, Rb*, S*, Sb*,

Sc, Sn, Sr, Th, Ti, Tl,

U, V*, Y, Zn*, Zr.

Cabe destacar que la muestra 28019 y su duplicado 28018 se encuentran fuera del rango ±20, en al

menos 26 elementos químicos medidos (no considerando los elementos cuyas concentraciones no

alcanzan diez veces su límite de detección). Además, las concentraciones del duplicado son, en general,

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

del duplicado es mayor, la diferencia es de hasta 100%. Este último caso se da para los mismos elementos

50% Error

0

400

800

1200

1600

0 50 100 150 200 250

Sr p

pm

50% Error

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 50 100 150 200 250

Na

%

Figura 5.4: Barras de 50% de error para Sr y Na. La secuencia está en orden de muestreo.

29

típicos de sales nombrados anteriormente, incluyendo además el Mg. Este caso claramente no representa

reproducibilidad del sitio y corresponde a la primera muestra tomada.

5.1.2 Resultados de AR para Área Pórfido Arrieros (PA)

5.1.2.1 Análisis estadístico univariable

Se calculó, en base aritmética, para cada elemento seleccionado (Tabla 5.1), por línea de muestreo,

el promedio, desviación estándar, primer cuartil, tercer cuartil, mediana, mínimo, máximo, y valor umbral

(promedio más dos veces la desviación estándar). Se presenta un resumen de estos resultados en la Tabla

5.2.

Razón de contraste y razón de respuesta La razón de contraste se calculó como el percentil 90 aritmético dividido por la mediana aritmética

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

razones de contraste sólo de los elementos seleccionados de la Tabla 5.1. Arbitrariamente, se consideró

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

para cada línea de muestra.

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

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

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

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

valor. Los perfiles se muestra

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