El área Villarrica-Chihuio situada entre las coordenadas 40°15’ y 39°15’ de latitud sur y los 72°10’ y 71°40’ de la longitud oeste, en las regiones de La Araucanía y de Los Ríos, tiene el ~6% de las fuentes termales en Chile. En este sector existe una estrecha relación espacial entre la distribución de los volcanes activos de la Zona Volcánica Sur y la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui (ZFLO), los cuales determinan los principales controles de los sistemas geotermales en el área, la fuente de calor y la permeabilidad. El objetivo del trabajo es establecer el origen de las aguas termales e identificar el rol de las distintas fuentes de calor, mediante una caracterización geoquímica de las aguas termales y una caracterización estructural de las áreas de surgencia de las fuentes termales. Se seleccionaron once áreas termales y en función sus características se definieron dos dominios geotérmicos, a) Dominio Volcánico, asociado espacialmente al volcanismo reciente y b) Dominio Estructural, espacialmente asociado a la ZFLO. La caracterización estructural de las áreas termales, consistió en el mapeo y análisis de rasgos lineales superficiales –lineamientos-, mediante la utilización de imágenes satelitales y modelos digitales de elevación. Se calculó el parámetro Densidad de Fracturas y Fallas (DFF) a partir de la densidad de lineamientos y se obtuvo una correlación entre zonas con alta DFF y la existencia de fuentes termales. El análisis de orientación de lineamientos muestra una compatibilidad entre estos y el estado de estrés neógeno. Estos rasgos tectónicos controlarían la ubicación de las fuentes termales, la recarga y las direcciones de flujo en los sistemas geotérmicos. La caracterización geoquímica reveló que todas las aguas analizadas son sulfatadas-sódicas-(bicarbonatadas), con bajo contenido de sólidos disueltos y de cloro. El rango de temperatura superficial en el Dominio Estructural corresponde a 37-82°C, mientras que para el pH el rango es 8,9-9,7. En el Dominio Volcánico se tienen valores de temperatura entre 36°C y 70°C y de pH entre 7,8 y 8,7. Las aguas analizadas de ambos dominios corresponden a vapor calentadas. El rango de temperatura de reservorio en el Dominio Volcánico es de 125-150°C y en el Dominio Estructural es de 100-120°C. Los análisis de isótopos estables (D-18O) revelan que las aguas de ambos dominios tienen un origen puramente meteórico y no se ha producido intercambio isotópico de suficiente magnitud para ser apreciado en los diagramas isotópicos. Se presenta un modelo conceptual de los sistemas geotérmicos. El Dominio Volcánico tiene las características de un sistema geotérmico asociado fuente magmática, desde donde emergen aguas vapor calentadas. Las fuentes termales del Dominio Estructural serían el resultado de la circulación profunda (2-3 km) de aguas meteóricas en zonas de fracturas y fallas asociadas a la ZFLO y de alto flujo de calor. La química de las aguas termales de este dominio se explicaría por la interacción de los fluidos termales con rocas cristalinas. Los antecedentes proporcionados en este estudio indican que es posible el aprovechamiento del recurso geotérmico tanto para fines eléctricos como para usos directos.

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Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / La subducción entre la placa de Nazca y la placa Sudamericana ha presentado diversos cambios en la dirección de convergencia a lo largo de los años, generado diversas estructuras geológicas en la zona sur del país (33ºS - 46ºS), como por ejemplo, la extensa Zona de Falla Liquiñe-Ofqui (ZFLO) que corresponde a una zona de cizalle dextral activa que a lo largo de toda su extensión presenta diferentes estilos de deformación, además de la abundante presencia de edificios volcánicos que en su mayoría se encuentran activos. Uno de los volcanes más activos del país es el volcán Villarrica, centro eruptivo del Pleistoceno Medio a Holoceno, que en los últimos años ha presentado episodios de baja explosividad (hawaiiano a estromboliano), con un pequeño lago de lava casi permanente en el interior del cráter y actividad fumarólica continua. Para caracterizar el sistema de falla existente en zonas aledañas al volcán Villarrica, se realizó un estudio mediante Magnetotelúrica, método geofísico pasivo que utiliza como fuente un amplio espectro de variaciones geomagnéticas que ocurren de forma natural generando inducción electromagnética en la Tierra. La adquisición de los datos se efectuó en dos campañas, la primera en Noviembre-Diciembre de 2013 y la segunda en abril de 2014. Estos datos fueron analizados mediante un programa basado en el proceso robusto mostrado por Egbert y Booker (1986), calculándose resistividad aparente y fase, más análisis de dimensionalidad, junto con modelos de resistividad obtenidos por inversiones 2D, permitiendo un análisis de las principales estructuras existentes en profundidad. Los parámetros básicos como resistividad aparente y fase muestran una zona con estructuras resistivas (~1000 Ω m) en los primeros kilómetros y algo más conductoras en profundidad (~50 Ω m). Se calcularon flechas de inducción, strike geoeléctrico y tensor de fase, mostrando un comportamiento 3-D para los periodos asociados a menor profundidad. A mayores periodos, estos parámetros se ven influenciados por la presencia de sistemas magmáticos sobre todo cerca de la cadena volcánica Villarrica-Lanín. Mediante inversiones 2D, una correspondiente a un perfil orientado E-O, fue posible caracterizar parte de la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui que pasa por los costados del lago Caburgua. Otra inversión 2D para un perfil norte-sur, apreciando varias estructuras en superficie alineadas en sentido E-O y un cuerpo conductor a una profundidad de 20 km que se extiende en superficie hasta los 4 km, situado en la parte sur del perfil.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / La Falla San Ramón identicada en el frente cordillerano al Este de la ciudad de Santiago, juega un papel importante en la evolución tectónica de Chile central. Más aún, su sola presencia es un elemento importante para los estudios de riesgo sísmico, planificación territorial, flujo de agua subterránea, entre otras instancias que involucren a la falla entre sus factores críticos. Dado el avance de la urbanización y la acumulación de depósitos fluvioaluviales en el piedemonte, gran parte de su traza se encuentra cubierta. Esto hace necesario el uso de metodologías indirectas para el reconocimiento de la falla. Con el fin de conocer la estructura de resistividad en torno a la Falla San Ramón y las perturbaciones que su cercanía a la superficie pudiese generar, se realiza un estudio de la resistividad en cuatro perfiles. Dos de los perfiles cruzan la traza observada de la falla, mientras que los dos restantes se ubican en zonas cubiertas por depósitos aluviales que no muestran perturbación superficial atribuible a la falla y donde su traza sólo ha sido inferida. El análisis e interpretación de los perfiles que cruzan la traza observada de la falla permite reconocer los contrastes de resistividad atribuidos a la actividad ésta, así como rangos de resistividad característicos de los tipos de depósitos reconocidos en el piedemonte. En base a las características observadas en estos perfiles, se interpreta la ubicación de la falla en las zonas cubiertas y sin expresión superficial de ésta. La interpretación de los modelos de resistividad permite dar mayor precisión en la ubicación de la traza en zonas donde previamente había sido localizada en base a estudios geológicos, además de precisar su ubicación en las zonas donde ha sido inferida.

Geólogo / El sector Chivato es un blanco de exploración de cobre, ubicado en la cordillera de la Costa, región de Atacama. El área de estudio cuenta con escasos antecedentes geológicos: no hay información publicada sobre unidades intrusivas aflorantes, rocas metamórficas, o de alteración hidrotermal presente. Se verifica la presencia de mineralización de cobre al encontrar al menos 10 lugares con labores de pequeña minería y trabajo de pirquineros. El objetivo principal del presente trabajo consiste en delimitar en superficie la distribución de sistemas de alteración hidrotermal en el sector de Chivato y establecer sus relaciones espaciales y temporales con mineralización de cobre de los tipos IOCG y PCD. Se elaboró un mapa geológico y de alteración a escala 1:25.000 de la zona de estudio, entre las coordenadas UTM 7.060.000 7.052.000N y 388.000 400.000E y se confeccionaron 2 secciones geológicas W-E. Se realizaron descripciones petrográficas para caracterizar las distintas formaciones y unidades litológicas reconocidas. Se colectaron muestras para realizar análisis geoquímico y caracterizar químicamente las unidades intrusivas y alteración hidrotermal. En el sector de Chivato se determinó la existencia de cuatro fases intrusivas principales: Diorita, Monzonita, Tonalita y Granodiorita, las cuales no habían sido documentadas. Se describe un basamento metamórfico el cual presenta texturas que indican una profundidad de formación de al menos 8km. Se reconocieron dos estructuras principales: La Falla Chivato y un anticlinal que afecta a un miembro de rocas epiclásticas de la Fm. Punta del Cobre. La falla Chivato es interpretada como una escama gruesa con orientación N30°E, que es la estructura más relevante del sector, presentando evidencias de deformación normal e inversa desde antes del Triásico. Se interpreta que el ascenso de los magmas, que constituyen los intrusivos del área de estudio, fue controlado por esta falla, al igual que los fluidos de alteración hidrotermal. El anticlinal se interpreta asociado al acortamiento producido por la inversión tectónica en el Cretácico Inferior. Las principales alteraciones hidrotermales identificadas en la zona corresponden a silicificación y alteración a Clorita-Epidota. La primera muestra un fuerte control estructural, asociado a la falla Chivato, mientras la segunda está presente en gran parte del área de estudio. Con datos obtenidos de análisis geoquímicos, se determinó que una zona de silicificación intensa no corresponde a una litocapa de un pórfido cuprífero, sino más bien a una zona de hidrolisis típica de los sistemas IOCG. Datos obtenidos sobre los tipo de intrusivos y tipos de alteración hidrotermal permiten interpretar la presencia de un sistema tipo IOCG para el área de Chivato. / Estudio financiado por Quantum Pacific Exploration / 18/01/2020

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.

La integración de los datos geológicos, geomorfológicos, geofísicos y geotécnicos permite una mejor clasificación de suelos saturados susceptibles a deformación cosísmica, en especial, en áreas de moderados a altos niveles sísmicos, y donde las áreas urbanas han tenido un rápido crecimiento poblacional no planificado. La falta de planificación en los catastros municipales delineando las normativas de grupos de infraestructuras (edificios, puentes, urbanizaciones, malecones, puertos, casas vacacionales), y la no consideración de los tipos de suelos geotécnicos propensos a efectos geológicos cosísmicos (ie, licuefacción de suelos granulares y deformación cíclica de las arcillas), incrementan el nivel de riesgo por terremotos en ciudades costeras del Ecuador, sea esto por amenaza de sismos de subducción o sismos de fallas corticales. En recientes años, varias iniciativas gubernamentales han desarrollado normativas de construcciones sismo resistente como las NEC-2002, NEC2010 y NEC-2015 (Normas Ecuatorianas de la Construcción). No obstante, aquellas construcciones antiguas son más numerosas y vulnerables en las principales ciudades costeras del Ecuador. La ubicación de grupos de infraestructuras en rasgos geomorfológicos con perfiles de suelos geotécnicos de baja calidad, son susceptibles a daños por la formación de peligros cosísmicos. En este estudio se direcciona a caracterizar las estructuras sismogénicas (fuente sísmica cortical) y su relación con los efectos ambientales producidos por los terremotos (Earthquake Environmental Effects, EEE). Los EEE (Earthquake Environmental Effects), son las expresiones cosísmicas más comunes en los suelos saturados y no saturados de ambiente sedimentario deposicional reciente (ie., Holoceno). La grandeza de estos rasgos cosísmicos es comparable con la deformación cíclica de arcillas y licuefacción de los tipos de suelos geotécnicos D, E y F (NEC-15), y durante terremotos moderados y fuertes, pueden ser representadas en XI cartografía por las isosistas de intensidades macrosísmicas. Estas máximas isosistas tienen tendencia similar a la estructura sísmica que las generó, ejemplo movimiento de una falla geológica cortical. El componente de estudio se desarrolló en la ciudad de Esmeraldas que es la capital de la provincia, en la costa norte del Ecuador. El área urbana es desarrollada próxima a una falla geológica local (llamada falla Esmeraldas) con características de componente inverso por esfuerzos compresionales, sin embargo, otras fallas activas y capaces de generar sismos magnitud del orden de 6≤ Mw≤7 pueden afectar las infraestructuras. El nivel de amenaza se incrementa con otra estructura sismogénica, la zona de subducción donde pueden ocurrir sismos en el orden de 7.5≤ Mw≤8.8. La propuesta de este trabajo es contribuir en los planes de desarrollos urbanos, usando datos geológicos estructurales y sismológicos. Un análisis multicriterio es usado para establecer las principales fallas sísmicas y sus niveles de sismicidad referido a la amenaza. / Tesis

Geóloga / Los conos de Caburgua corresponden un cluster de conos monogenéticos ubicados en la ribera sur del lago Caburgua. Los estudios realizados en estos volcanes y sus depósitos son escasos, siendo dirigidos, en su mayoría, al estudio de estratovolcanes cercanos o al estudio de la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui. La presencia de un gran número de fallas de separación normal e inversa en los depósitos asociados a estos conos es lo que motiva la realización de este trabajo, cuyo principal objetivo es determinar el origen de estas estructuras, el que se supone tectónico. Para conseguir esto, se realizó un análisis de la distribución de rumbos y manteos de los planos de falla y un análisis de parámetros morfológicos de los conos, con el fin de determinar una orientación aproximada de los esfuerzos principales para el momento de la formación de las estructuras, del dique alimentador y, probablemente, de los conos y sus depósitos. Dentro de los resultados obtenidos a partir de la caracterización de fallas, destaca el restringido rango en el que se encuentra el rumbo de estas y su fuerte paralelismo: entre N80° y N130° para fallas normales y entre N90° y N130°para fallas inversas. Esto hace suponer que, de ser el origen tectónico, debió existir un cambio en la configuración de esfuerzos entre el momento de la formación de fallas normales (σ1: vertical, σ3: NE-SW) y fallas inversas (σ1: NE-SW, σ3: vertical). Por su parte, a partir de algunos de los parámetros morfológicos, se pudo restringir la orientación del dique alimentador, lo que permitió determinar una orientación aproximada para los esfuerzos principales en el momento de formación del dique: N30-60E para σ1 y subvertical para σ3. Dentro de la posibilidad de un origen tectónico, se analizan dos opciones de acuerdo al contexto en el que se encuentran los depósitos piroclásticos: estructuras tipo horsetail, descartada debido a la orientación de las fallas, y la formación de fallas dentro de las diferentes etapas de un ciclo sísmico. Esta última parece ser una opción sólida, ya que explica el cambio en el estado de esfuerzos, el paralelismo entre los dos tipos de estructuras y la mayor cantidad de fallas normales. Dentro del análisis del origen de las fallas, se considera también un posible origen gravitacional. Sin embargo, este es prácticamente descartado debido a las características observadas en los afloramientos: la amplia distribución de fallas inversas; la proporción observada entre los tipos de depósitos que componen a los afloramientos; y la aparente ausencia de caras libres. Así, se determina que el origen de las fallas de los depósitos de Caburgua es probablemente tectónico, asociado al desarrollo de fallas inversas durante la etapa intersísmica y fallas normales durante la etapa cosísmica.

El presente documento corresponde a la memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas de la Universidad de Chile y trata de la caracterización geotécnica y la determinación de ángulos de talud para el proyecto minero a cielo abierto Franke, la cual se encuentra ubicada en el distrito de Altamira, en el límite sur de la región de Antofagasta. Para la caracterización geotécnica se realizó primero una revisión de los métodos de clasificación geotécnica más utilizados. En base al tipo de dato geotécnico del proyecto se considero el Geological Strength Index (GSI) como el método de clasificación geotécnica a utilizar. Luego, se analizó la orientación de las estructuras dentro del yacimiento, de acuerdo a datos entregados por inspección de pozos de sondajes con sensores ópticos. Como resultado este análisis se concluye que existe una orientación preferente de las estructuras en la dirección NW-NNW la cual es coincidente con el rumbo de las estructuras mayores presentes en el yacimiento. A continuación se caracterizaron las diferentes unidades litológicas (que habían sido anteriormente determinadas y que se orientan de forma horizontal y de forma sub-paralela, obteniéndose un GSI en un rango de 45-55 lo cual significa una baja variabilidad. Con esto se concluyó que la litología, en este caso, no diferencia claramente dominios geotécnicos. Se postula que la variación de GSI estaría relacionada más con el evento mineralizador. Es así, que de acuerdo a la clasificación del GSI se presenta un macizo menos competente en el centro del rajo proyectado, creciendo su competencia conforme se aleja del centro. A partir de la zonificación descrita en base a GSI y estructuras y de la geometría proyectada del rajo se sugirieron 14 perfiles de análisis. Se determinó entonces, con ayuda de la red de Schmidt y diagramas de polos, el modo de falla de cada uno de los taludes en los perfiles antes sugeridos, siendo estos mayormente cuñas y algunas fallas planas. Finalmente se procedió a realizar los análisis de estabilidad de acuerdo a los potenciales modos de falla anteriormente determinados, a saber: análisis por contención, análisis de equilibrio limite (determinístico y probabilístico) de fallas planas y cuñas y análisis rotacional. Se hicieron entonces simulaciones de acuerdo a cada perfil para el tipo de falla correspondiente, a fin de analizar la posibilidad de un incremento del ángulo de talud entregado por la ingeniería de perfil anteriormente desarrollada. Se aprecia, como resultado de los análisis de estabilidad, que los ángulos de talud varían entre 51° y 55°, siendo este último valor determinado por el criterio de bermas para la contención de caída de rocas. Asimismo se sugiere que el sector sur de la mina pudiese presentar algunos problemas de estabilidad. Finalmente se recomienda continuar actualizando el índice GSI en conjunto con el desarrollo de nuevas labores mineras, así como también la realización de ensayos de compresión uniaxial para todas las litologías presentes, a fin de obtener una aproximación más exacta del la resistencia a la compresión uniaxial de la roca.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geóloga / Desde la década de 1940 se ha reconocido la importancia de los sistemas de fallas como estructuras que hospedan mineralización. Esta tesis busca establecer las relaciones estructurales entre los procesos de deformación y de mineralización de plata y oro, para determinar blancos de exploración en el Distrito Cerro Bayo (DCB), región de Aysén, Chile. El área en estudio se ubica en el sector Laguna Verde del DCB, donde afloran las secuencias volcánicas del miembro inferior de la Formación Ibáñez de edad Jurásico (154 144 Ma). Éstas hospedan las vetas de cuarzo subverticales con mineralización de plata y oro (114 111 Ma), emplazadas en un ambiente epitermal de baja a intermedia sulfuración a través de sistemas de fracturas con orientación N S a NO SE. Sistemas de fallas con orientación NE SO a E O cortan las secuencias mineralizadas con desplazamientos principalmente normales, y menores componentes de rumbo, que habrían provocado una caída de los bloques occidentales al este de Laguna Verde. En las inmediaciones de Laguna Verde se estima que la orientación del eje de apertura principal del sistema de vetas (T), equivalente el eje mínimo de deformación (σ3), es horizontal y presenta una orientación de N57°E. Esta apertura fue definida según la actitud y potencia de las vetas. La orientación de apertura no habría variado para el sistema hidrotermal sincrónico y posterior a la mineralización de plata y oro. Esto permite determinar que las vetas principales presentan orientaciones de N33°O ± 10°, y las vetas secundarias presentan orientaciones entre N69°O N43°O y N23°O N11°E. Estas orientaciones permiten determinar siete zonas probablemente mineralizadas con plata y oro dentro del DCB, las que se establecen a partir de un análisis geométrico de fotolineamientos en las secuencias volcánicas de la Formación Ibáñez del DCB. Éstas se enumeran del 1 al 7, donde 1 corresponde a la que presenta una mayor frecuencia y largo de lineamientos asociados a la apertura principal. Estudios anteriores de inclusiones fluidas proponen que el sector Laguna Verde es el más erodado del distrito. Esto, junto al comportamiento de las fallas NE SO, indica que al oeste de Laguna Verde la mineralización de plata y oro, debería encontrarse más somera.