Geólogo / El presente trabajo, ubicado en la Cordillera de la Costa Occidental, sobre la transición entre el flat-slab al norte y la subducción tipo andino al sur en torno a los 33°S, tiene como principal objetivo el generar un modelo de evolución paleogeográfica desde el Neógeno hasta la actualidad. Para ello, se realizaron análisis de facies de la Formación Horcón, Formación Confluencia, los depósitos eólicos antiguos o paleodunas y depósitos aluviales recientes. También se llevaron a cabo dataciones de U/Pb en circones detríticos y observaciones geomorfológicas que permiten configurar una evolución de los ambientes sedimentarios identificados y la forma en que han migrado en la vertiente occidental de la Cordillera de la Costa Occidental. Las formaciones Horcón y Confluencia se depositaron entre el Mioceno tardío y Pleistoceno temprano (Messiniense y Calabriense). La Formación Horcón es de carácter marino-transicional con desarrollo de deltas de tipo Gilbert y de abanico, exhibiendo entre otros sub ambientes: sus capas frontales, el prodelta y frentes de playa. Por su parte la Formación Confluencia es de carácter continental y está conformada por un Miembro 1 fluvial y otro Miembro 2 eólico. El Miembro 1 fue depositado por un río trenzado a meándrico en su desembocadura con carga de fondo dominante y el Miembro eólico 2, previamente señalado como paleodunas, representa campos de dunas de tipo barján, depositadas bajo un régimen de viento SW similar al actual. Se reconocieron además cinco terrazas marinas: T0 formada durante el Holoceno, T1 y T2 durante el Pleistoceno medio, y T3 y T4 que se habrían formado durante el Pleistoceno temprano, y sedimentos aluviales antiguos que fueron depositados previamente al desarrollo de la terraza T3¬.

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Geólogo / El registro de anomalías en las redes de drenaje de la cuenca del Río Petorca y los antecedentes de alzamiento en sectores costeros sugirieron alzamiento y deformación cuaternaria para esta zona. Muchos procesos superficiales del paisaje operan a escalas finas de observación, lo que sugiere buscar perturbaciones pequeñas en zonas donde el análisis estructural es complicado. Esto motivó un análisis morfoestructural con datos de un DEM de alta resolución. En este trabajo se desarrolló una metodología de construcción de DEM (digital elevation model) de alta resolución, la cual usa fotografías aéreas, datos de terreno y el control de una serie de parámetros por medio del programa ENVI 4.8. El DEM construido con esta metodología presenta una alta resolución (±1m) y precisión, lo que permite mantener la definición del detalle topográfico incluso a escalas de observación de 1:10.000. En esta memoria se presentan una serie de recomendaciones para aumentar la exactitud del modelo. La metodología desarrollada permite construir un DEM de mejor resolución que aquellos gratuitos en internet y a un coste inferior que los de alta resolución que se ofrecen en el mercado. El DEM generado se usó para desarrollar un análisis morfoestructural para la zona costera comprendida entre Los Molles y Maitencillo (32,25º-32,63ºS). El análisis incluyó un reconocimiento de la geomorfología, la construcción de un mapa geomorfológico, la observación de singularidades asociadas al drenaje, el análisis de datos sismológicos, el modelamiento de perfiles longitudinales de cauces y el trazado de perfiles topográficos. El análisis permitió identificar: a) un depósito de sag pond en valle del Río Petorca; b) un tributario subparalelo al Río Petorca; c) un desnivel en la superficie del pedimento y subparalelo al Río Petorca; d) registros de sismos superficiales (<13 km), dos de los cuales pueden acotarse bien al valle del Río Petorca y a la Cordillera del Melón, respectivamente; e) Tres knickzones: la primera knickzone atraviesa la zona de estudio de norte a sur asociada a un cambio litológico, la segunda knickzone se ubica en la Cordillera del Melón con una orientación WNW sobre un dominio estructural de fallas normales de igual orientación, y la tercera knickzone se ubica desde Papudo hacia el sur con una orientación NNW sobre un dominio estructural de fallas de rumbo, algunas de las cuales siguen la misma orientación que la knickzone; f) knickpoints aislados; g) otras singularidades del relieve de menor importancia. Con estos resultados: a) se propone una falla de orientación NE al interior del valle del Río Petorca, la cual presentaría actividad post-500 ka; b) se confirma la hipótesis de deformación cuaternaria en la zona de estudio; c) se definen 2 sectores de interés donde es altamente probable la existencia de deformación activa (post-10 ka): valle del Río Petorca y Cordillera del Melón. Las deformaciones asociadas a fallas son perceptibles sólo a escalas de mayor detalle lo que sugirió bajas tasas de deformación estructural. Esta deformación podría ser secundaria a un alzamiento principal documentado en trabajos previos más al norte y evidenciado en esta zona por la elevación de las terrazas marinas.

Geólogo / Este trabajo busca modelar superficies cubiertas a partir de datos morfométricos de superficies adyacentes descubiertas. Para esto, se seleccionó como área de estudio, el antearco externo del norte de Chile, dominado por la Cordillera de la Costa y la Depresión Central. Dado que condiciones de extrema aridez durante el Cenozoico tardío han favoreciendo la preservación de superficies de bajo relieve labradas en rocas mesozoicas sobre la Cordillera de la Costa, y que secuencias sedimentarias y volcánicas del Oligoceno-Holoceno colmataron la Depresión Central preservando por enterramiento una superficie desarrollada sobre rocas mesozoicas-paleocenas; se hipotetizó que las paleosuperficies descubiertas en la Cordillera de la Costa y la superficie hoy cubierta en la Depresión Central, constituían un único paisaje envolvente previo a la depositación de la cobertura del Oligoceno-Holoceno. Con el objetivo de reconstruir la superficie de contacto entre las rocas mesozoicas y el relleno Oligoceno-Holoceno en el borde occidental de la Depresión Central, se llevó a cabo una serie de etapas en las que se combinaron el uso de diversas técnicas y softwares. Mediante una interpolación del tipo kriging dual se generó dos modelos que proyectaron hacia el este las características morfométricas de las superficies preservadas en la Cordillera de la Costa. Estos modelos se combinaron y compararon con datos obtenidos del contacto bajo la cobertura que se expresa en las grandes quebradas que cortan de este a oeste la región del antearco del norte de Chile, así como en dos perfiles sísmicos de reflexión y un sondaje petrolero. Los modelos mostraron que pese a obtener resultados favorables en algunos segmentos aislados en un rango de 22 km desde el límite oriental de la Cordillera de la Costa, estos se debieron a condiciones estratigráficas específicas y no fue posible extenderlos a toda la zona de estudio. Los resultados poco favorables se asocian a que las superficies preservadas en la Cordillera de la Costa habrían sufrido modificaciones posteriores al comienzo de la agradación de sedimentos que rellenaron la Depresión Central (~33 Ma). Además, dependiendo de la ubicación, los modelos mostraron tener mayor certeza en los primeros 5 km desde el límite de la Cordillera de la Costa, y nos indicarían, al menos, la profundidad mínima del contacto entre sustrato y cobertura.

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Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / En este trabajo se determina una metodología para corregir el corrimiento estático (SS) en el método magnetotelúrico (MT) que es adecuada para el modelamiento tridimensional (3D) de sus datos. Para ello se investigaron tres métodos, el MT/TDEM, basado en la calibración con Transiente Electromagnético (TDEM), y los modelamientos del SS con representación de Sasaki y con la Matriz Completa de Distorsión (MCD), los cuales resuelven simultáneamente el SS y la distribución de resistividad eléctrica usando el proceso de inversión conjunta de datos MT. Estos métodos fueron estudiados a través del desarrollo teórico, simulaciones con modelos y usando datos MT de la falla de Pisagua (MT Pisagua) adquiridos en una campaña de terreno para este trabajo. Para investigar los métodos de modelamiento del SS con Sasaki y MCD fue necesario implementarlos previamente. Para ello se desarrolló un algoritmo que fue aplicado al código de inversión 3D MT WSINV3DMT del autor Weerachai Siripunvaraporn. Los resultados de este trabajo indican que los métodos MT/TDEM y modelamiento del SS con Sasaki sólo pueden corregir parcialmente el SS en datos MT provenientes de una distribución de resistividad 3D del subsuelo. En cambio, el modelamiento del SS con MCD permite una corrección del SS más completa, en donde se pueden modelar, a través del proceso de inversión 3D, adecuadamente todas las componentes de los datos MT (consiguiendo buen ajuste en Zxx, Zxy, Zyx y Zyy). Debido a lo anterior, la metodología determinada con este trabajo corresponde al modelamiento del SS usando MCD. Adicionalmente, con el estudio MT Pisagua, adquirido en este trabajo, se obtiene un modelo 3D de resistividad eléctrica del subsuelo que permite investigar la falla de Pisagua. En el modelo se detecta una estructura de baja resistividad (entre 50 a 100 Ohm-m) que se extiende paralela al escarpe de la falla Pisagua (N65E°). Esta estructura indicaría la zona de mayor daño en el basamento (Intrusivo de Pisagua) asociada a la actividad de la falla. Considerando estos resultados, se infiere que la falla de Pisagua seguiría una geometría inversa, lo cual permite explicar la ubicación de la zona de daño detectada con MT y la morfología de terreno.

Geólogo / La Granodiorita Cerro del Pingo (GCP) corresponde a un intrusivo epizonal de edad Cretácico Inferior (ca. 130 - 127 Ma), compuesto por granodioritas y tonalitas de biotita y anfíbola de grano medio y tonalitas de piroxeno, el cual se encuentra emplazado directamente al este de la rama oriental del Sistema de Fallas de Atacama (SFA). En su extremo sur, la GCP presenta localmente una foliación mesoscópica subparalela a la traza del SFA y, a lo largo de su borde occidental, desarrollo de milonitas y protomilonitas asociado a la actividad transcurrente sinestral de dicho sistema. Varios procesos han sido planteados para explicar el origen de las fábricas desarrolladas en plutones graníticos; algunos se refieren a procesos propios de la dinámica interna de la cámara magmática (e.g. Gutiérrez et al., 2013), mientras que otros las atribuyen a la actividad tectónica sin- y/o post-emplazamiento (e.g. Wilson et al., 1999). Por otro lado, el estudio estructural de plutones graníticos ha avanzado debido al uso de la técnica de anisotropía de susceptibilidad magnética (ASM). Esta técnica ha sido capaz de proporcionar una descripción cuantitativa de la fábrica magnética, la que usualmente es coaxial a la fábrica magmática. De esta manera, el objetivo de este estudio es interpretar el origen de la fábrica magnética presente en la GCP. Para lograrlo se realizó un estudio de ASM y de las propiedades magnéticas de este plutón. Se muestreó el plutón en 38 sitios obteniéndose 386 especímenes orientados in situ. La orientación y magnitud de los ejes principales del elipsoide de ASM fueron determinados mediante un susceptibilímetro Kappabridge KLY-3S, con una resolución de 3 x 10-8 SI. Además, se realizaron mediciones de temperatura de Curie en muestras seleccionadas de las distintas facies de la GCP, en conjunto con análisis petrográficos orientados a identificar los minerales portadores magnéticos presentes. Por último, se realizó un análisis macro- y microestructural de la GCP y las milonitas del SFA, para establecer la cinemática de los desplazamientos ocurridos a lo largo de la rama oriental del SFA y examinar el estado en que la GCP adquirió la fábrica magnética. Los resultados indican que la fábrica magnética de las facies granodioritas y tonalitas de biotita y anfíbola se encuentra definida por magnetita, mientras que en la facies tonalitas de piroxeno ésta se encuentra definida por piroxeno o, eventualmente, por una combinación entre piroxeno y magnetita. Por otro lado, la fábrica magnética es principalmente oblata y muestra dos patrones bien definidos al interior del plutón. Por un lado, la mitad occidental del plutón (próxima al SFA) se encuentra caracterizada por foliaciones subverticales y lineaciones subhorizontales, ambas con orientación NNE a NS; mientras que la mitad oriental del plutón (distal al SFA), presenta foliaciones subhorizontales de rumbo variable y lineaciones subhorizontales de orientación NE a EW. Las fábricas registradas en la mitad occidental del plutón son consistentes con el campo de deformación regional inducido por la actividad transcurrente sinestral de la rama oriental del SFA, por lo tanto, se interpreta que estas fábricas se desarrollaron durante emplazamiento sintectónico. En tanto, la fábrica oblata subhorizontal registrada en la mitad oriental del plutón sugiere que el magma intruyó lateralmente a través de una discontinuidad horizontal en el basamento, desarrollándose un emplazamiento activo en este sector del plutón.

Geóloga / Este trabajo consiste en el estudio de la tectónica activa en el margen costero de la localidad de Pisagua, en el norte de Chile. Este sector corresponde a la parte central de la brecha sísmica del norte del país. A través de este estudio, se intenta develar de la naturaleza de la deformación activa en el bloque costero y su interrelación con la mecánica de acoplamiento de placas. Para esto se realizaron análisis morfotectónicos, en torno a características como pedimentos, drenajes y escarpes, así como también se utilizaron datos de sismicidad y modelos tomográficos de velocidades de onda, que se correlacionaron con los análisis anteriores. Además, se realizó una estimación de la capacidad sísmica de las fallas estudiadas. Se definieron y agruparon 4 pedimentos separados por los frentes topográficos principales (sierras), quebradas mayores y las estructuras presentes, evidenciando así la zona de estudio una morfología escalonada con un rejuvenecimiento de la superficie hacia el margen Oeste, a través de los escarpes mayores. Los escarpes principales fueron interpretados como fallas, y atribuidas a un sistema de fallas mayor, el cual es asociado a una estructura de orden orogénico responsable del Sistema de Fallas Acantilado, que comprende fallas normales con descenso de los bloques oeste, y sería el factor de primer orden responsable de la génesis del Acantilado Costero en el norte de Chile, teniendo a la vez como consecuencia el alzamiento del bloque costero. También, a partir de la información de sismicidad y modelos tomográficos proporcionados por el proyecto FONDECYT 1130071 es posible relacionar los patrones alineados de la sismicidad cortical a las fallas principales en la zona de estudio; así como también a partir de la tomografía sísmica 3D. Se definieron relaciones temporales entre las distintas estructuras, definiendo que las fallas Tiliviche y Pisagua presentan actividades más recientes, mientras que la falla Junín se encuentra inactiva, con un escarpe con bastante retroceso e incisiones de drenajes inactivas. Las fallas en la zona de estudio muestran antecedentes de actividad neotectónica de largo plazo, deformando superficies y depósitos de edad neógena. Se obtuvo a la vez, velocidades mínimas de deslizamiento, estimadas sobre la base de indicadores estratigráficos y cronológicos indirectos, mostrando valores que varían entre 0,18 0.03 mm/año. Así, la edad de la deformación fue acotada a partir de datos de los pedimentos desplazados, las incisiones mayores, el alzamiento del margen costero, y dataciones directas del escarpe Pisagua, obteniendo una edad para la deformación en la zona de estudio entre el Mioceno superior- Pleistoceno. De acuerdo a las edades de los pedimentos (siendo más jóvenes hacia el Oeste) y la edad de la deformación, se propuso la evolución tectónica de la zona, asociando las fallas NS al rejuvenecimiento de los pedimentos, mientras que las fallas E-O corresponderían a un gradiente de acomodo paralelo a la fosa. Finalmente se determinó la capacidad sísmica de las fallas, pudiendo estas generar terremotos superficiales, con epicentros someros <20-15 km, y magnitudes cercanas a Mw=7.

Geólogo / El presente estudio tiene como objetivo estudiar el origen de la Depresión Central mediante modelos numéricos bajo la hipótesis que plantea que el origen de la Depresión Central se debe a una incisión fluvial longitudinal norte sur debido a una erosión diferencial producto a un contraste entre una litología más dura con mayor resistencia a la erosión correspondiente a la Cordillera de la Costa y una litología más blanda con menor resistencia a la erosión correspondiente a la Cordillera Principal. En función de lo anterior, a través del programa Cidre, se estudiarán cómo influyen los parámetros principales correspondiente a la tectónica, coeficientes erosivos y clima en la formación de la Depresión Central, aplicados en tres modelos iniciales distintos con el objetivo de visualizar el efecto de cada parámetro por si solo en la obtención de una depresión central cercana a la que existe actualmente, comparando con la topografía y los rasgos geomorfológicos que se observan en la Región Metropolitana. Finalmente estos parámetros se aplicarán para la obtención de un modelo erosivo en función de la Evolución Andina de Chile Central durante el Neógeno entre los 33° - 34°S. El análisis de los coeficientes erosivos indica que efectivamente se necesita de un contraste litológico con distinta resistencia a la erosión para generar una incisión similar a la Depresión Central. Este contraste permite la formación de redes de drenaje norte sur en el límite de la litología más dura (Cordillera de la Costa) con la litología más blanda (Cordillera Principal). Tectónicamente el modelo sugiere que exista alzamiento en la Cordillera Principal; también una ausencia de actividad tectónica para la Cordillera de la Costa contribuirá a una mayor tasa de erosión implicando un mayor volumen erodado en el sistema contribuyendo a una incisión más característica para la Depresión Central. El modelo sugiere también de un clima con precipitaciones anuales medias altas (>500 mm/año) responsables en la velocidad erosiva del relieve. Luego de aplicar estos parámetros al modelo de Evolución Andina de Chile Central durante el Neógeno se obtiene un resultado donde se muestra claramente las tres Unidades Morfológicas Principales de la zona (Cordillera de la Costa, Depresión Central y Cordillera Principal) junto con rasgos geomorfológicos característicos para la Depresión Central como la visualización de cordones montañosos este oeste, cerros islas y/o colina abandonadas, pedimentos y relictos de peneplanicies en altura para la Cordillera de la Costa y Cordillera Principal; evidenciando la erosión diferencial fluvial como el mecanismo principal en la formación de la Depresión Central y estimando una edad cercana de 10 Ma para la formación de ésta posterior a un alzamiento en la Cordillera de la Costa.

Los yacimientos de Cu de la Cordillera de la Costa de la Región de Antofagasta, denominados depósitos “Tipo Manto” o “estratoligados de Cu” se encuentran hospedados en las rocas Jurásicas de la Formación la Negra. Éstos constituyen la tercera fuente fundamental de Cu en Chile, además de poseer concentraciones subordinadas de Ag, de la cual poco se sabe respecto de su incorporación y distribución. Factores tales como la estructura cristalina, los límites de solubilidad de Ag en los distintos minerales, la saturación de los fluidos parentales, la especiación, e incluso factores climáticos, pueden influir en la incorporación de Ag en otros minerales o en la cristalización de minerales de Ag. En esta memoria, combinando análisis de espectrometría de masa de ionización secundaria (Secondary-Ionization Mass Spectrometry, SIMS) y microsonda electrónica (Electrón MicroProbe Analysis, EMPA) se estudió la incorporación de Ag, y otros elementos en traza, en los sulfuros de Cu y Cu-Fe, calcopirita, bornita, covelina y calcosina, provenientes de los depósitos Mantos de la Luna, Susana-Lince y Mantos Blancos, actualmente considerado un depósito tipo pórfido pero históricamente considerado el mayor estratoligado. Se determinó que los sulfuros que presentan mayores concentraciones de Ag, y otros elementos en traza, son la bornita y la calcopirita de grano fino. Las bornitas medidas contienen 81,1 a 730 ppm de Ag con promedios de 432,15 ± 19,34 ppm de Ag, mientras que las calcopiritas incorporan de 0,61 a 2211 ppm de Ag con promedios de 321 ± 33,32 ppm de Ag. La calcosina por su parte, presenta concentraciones entre 0 y 827 ppm, alcanzando un promedio de apenas 31,24 ± 371 ppm de Ag. La forma de incorporación corresponde en la mayoría de los casos a solución sólida donde la plata se incorpora a los sulfuros de Cu con la sustitución Ag+1 = Cu+1,pudiendo ser una sustitución simple o una sustitución acoplada con As, Te y/o Sb, del tipo:Ag+ + Sb+3 + ((2As-1 ),Te-2 ) = Cu+ + Fe+3 + S-2 Ag+ + (As+3Sb+3) + Te-2 = Cu+ + Fe+3 + S-2, donde el estado de oxidación del As está sujeto a la fugacidad de O del medio. En el caso de las calcopiritas y calcosinas se presentan microinclusiones (<2 µm, <10 µm respectivamente) con concentraciones de Ag superiores a los 975 ppm, con lo cual se marca un límite de incorporación de Ag en calcopirita. Las inclusiones pueden corresponder a Ag nativa (Ag0 ) o a algún mineral de Ag, por ejemplo la acantita Ag2S (Ag+1). Además, en las calcosinas, se observan inclusiones de fases ricas en I y Ag, probablemente iodargirita, mineral típico de climas áridos, además de una alteración a fases cloruradas en los bordes y fracturas, correspondientes a atacamita. La presencia de estas inclusiones incluso en el centro de los granos de calcosina indica contemporaneidad para su génesis. Las fases cloruradas, junto con la presencia de I indican aportes salinos externos al sistema convencionalmente propuesto. El origen de estos aportes corresponde a salmueras que ascienden gracias a la existencia de fallas de basamento sísmicamente activas que interactúan con la roca caja, concentrando metales y generando el depósito actual de atacamita y calcosina, en algunos casos con inclusiones de iodargirita. En base a esto, se concluye que, en concordancia con lo planteado por Reich et al. (2008), la alteración supérgena no marca su fin con el cambio en las condiciones climáticas a hiperáridas, sino que, es un proceso actual y que no requiere de la presencia de aguas meteóricas.