Geólogo / El Campo Geotermal el Tatio es un laboratorio natural para el estudio de geysers. Es el tercer campo de geysers más grande del mundo, y el más grande del hemisferio sur, y presenta un clima y accesibilidad excelentes para realizar mediciones. A pesar de la gran cantidad de estudios geológicos en El Tatio, no existen trabajos específicos que intenten dilucidar el comportamiento eruptivo de los geysers. Esta memoria comprende la aplicación de una metodología para medir descarga de forma indirecta en los canales de flujo de tres geysers en El Tatio. Tiene como objetivo principal validar la metodología, discutir sobre los resultados y entregar las primeras pistas sobre el comportamiento eruptivo de estos tres geysers. Incluye además una revisión bibliográfica de los estudios sobre geysers en el mundo. El Tatio presenta dos geysers en su Cuenca Media que hacen erupción de manera continua y caótica. Un tercer geyser estudiado se encuentra en la Cuenca Superior y presenta erupciones periódicas. La metodología aplicada es válida para medir variaciones de descarga en geysers cuando se busca encontrar una relación entre la descarga, y variaciones en el ciclo eruptivo. Siempre es conveniente contrastar las mediciones con estimaciones de descarga teóricas con el fin de controlarlas, ya que estas tienden a sobre-estimar la descarga. Los geysers en la Cuenca Media tiene características que implican que su comportamiento se debe a una mecánica controlada por una zona de fractura asociada al Sistema de Falla de Tucle. Los ciclos eruptivos estarían controlados por la porosidad y la geometría de la zona de falla. El geyser en la Cuenca Superior presenta dos fases eruptivas bien marcadas, la primera es explosiva y la nucleación de burbujas juega un rol importante en esta, luego la descarga es principalmente líquida sin fase vapor generando un estado de explosividad menor, se propone a éste geyser como un buen análogo de erupciones volcánicas. Este trabajo abre la puerta a futuros desafíos relacionados principalmente con el estudio de la mecánica de geysers, su comportamiento eruptivo y la fragilidad de sus sistemas. Además esta memoria propone la aplicación de una metodología que junto a otras mediciones pueden llegar a ser una herramienta importante en dilucidar el cómo funcionan los geysers y como podemos preservarlos.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / Los geysers son fenómenos escasamente estudiados, aún existen preguntas claves acerca de los procesos que controlan sus erupciones, en particular la fuente asociada a estas. Durante el mes de octubre de 2012, los datos sísmicos se registraron en la superficie alrededor del géiser "El Jefe", ubicado en El Tatio, Chile. Este géiser tiene ciclos eruptivos excepcionalmente regulares. Principalmente se identificaron dos etapas en la erupción: (1) Recarga, asociado a una expansión radial de la superficie alrededor del géiser, (2) Descarga, asociada con una contracción radial de la superficie alrededor del géiser. Se estudia el comportamiento elástico asociado con los ciclos de erupción géiser, y se asocia con una fuente dada por una cavidad esférica superficial sometido a una variación de presión, de forma análoga a la cámara de magma de un volcán. Desarrollamos una nueva metodología para modelar la fuente con un comportamiento migratorio. El estudio encontró que las deformaciones son producidos por las condiciones internas del sistema, y que las regiones de presión que producen la deformación tienden a migrar espacialmente en diferentes etapas de los ciclos eruptivos. / Geysers are poorly studied phenomena, there are still key questions about the processes that control its eruptions, particularly those associated with the source. During the month of October 2012, seismic data were recorded on the surface around the geyser "El Jefe", located in El Tatio, Chile, which has an exceptionally regular eruptive cycles. Primarily we identified two stages in the eruption: (1) Recharge, associated with a radial expansion of the surface around the geyser, (2) Discharge, associated with a radial contraction of the surface around the geyser. We model the deformations related with the eruptive cycles using a source given by a shallow spherical cavity submitted to a pressure variation, analogous to the magma chamber of a volcano. We develop a new methodology to model the source with a migratory behavior. The study found that the deformations are produced by the internal conditions of the system, and that the regions of pressure that produced the deformation tend to migrate spatially in different stages of eruptive cycles. / Este trabajo ha sido financiado por Proyecto Fondap Conicyt 15090013 "Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes (CEGA)"

Geólogo / Nueve Vidas es un prospecto de exploración perteneciente a minera Hochschild que se ubica en el Norte de Chile a 120 Km al Este de Taltal, en la II región de Antofagasta. El prospecto es interesante por sus interceptos significativos de oro, pero se señala que la rápida exploración de este sistema no alcanzó el éxito, probablemente por falta de una buena interpretación de los resultados de superficie y sondajes. Es por esto que nace la idea de realizar un trabajo de memoria que logre unificar y fortalecer las investigaciones anteriores de este prospecto. Así, en el siguiente trabajo se realiza una compilación de información geológica, geoquímica y bibliográfica para lograr definir Nueve Vidas dentro de algún modelo metalogénico característico, y además, aportar recomendaciones para futuras campañas de exploración en el sector. Nueve Vidas consiste principalmente en un área de 2,5x2,5 Km en donde un stock de composición diorítica (41 Ma) intruye una secuencia volcano-sedimentaria que se correlaciona con la Formación Llanta (68-73 Ma). Se desarrolla una predominante alteración clorita-magnetita centrada en un cuerpo diorítico y una albitización en una unidad volcaniclástica que se extiende desde la zona de contacto con el intrusivo. Una alteración argílica moderada superficial con un leve desarrollo de alteración fílica (cuarzo-sericita-pirita) dominan en el centro del sistema. También está presente una alteración de albita actinolita-wollastonita-escapolita en el sector NE de Nueve Vidas, con una propilitización no diferenciada sobreimpuesta que gana terreno hacia el Este. Esta configuración presenta venillas de no más de 5 mm de potencia rellenas predominantemente de pirita-cuarzo, magnetita, clorita-magnetita, turmalina-pirita y también abundante pirita diseminada. La mineralización de mena es casi inexistente o inapreciable a la lupa y tan solo se han apreciado 2 intercepto con venillas de calcopirita-pirita. A demás, el sistema posee anomalías geoquímicas de Au, Ag, As, Bi, Cd, Co, Cu, Fe, Mo, P, Pb, S y Zn. De las que se destaca el Au alcanzando peaks de hasta 32 ppm, 142 ppm de Ag y 9900 ppm de Cu. Sin embargo, estos valores son bastante poco frecuentes lo que hace suponer que las anomalías se desarrollan en vetillas cuyo motor impulsor podría relacionarse con el cuerpo diorítico esencialmente. De esta forma, Nueve Vidas parece ser un sistema metalogénico que no alcanzó un desarrollo avanzado y que presenta las características de un clan relacionado a intrusivos oxidado con un pobre desarrollo de un pórfido que generó un skarn al extremo Norte de Nueve Vidas y una sobreimposición de vetillas epitermales poco desarrolladas más al Sur. La continuación de la exploración y el desarrollo de una investigación más detallada son recomendadas en el área, debido a que las características superficiales y de subsuperficie indican un sistema potencialmente oculto asociado, probablemente, a un depósito de características similares a los encontrados en la franja metalogénica Eoceno-Oligoceno. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Minera Hochschild Chile SCM

Geóloga / En esta investigación se presentan los resultados del estudio hidrogeológico e hidrogeoquímico de aguas subterráneas en el depósito tipo pórfido de Cu-Mo Sierra Gorda, Región de Antofagasta, Chile. El objetivo es identificar los procesos de interacción agua-roca que controlan la composición de las aguas subterráneas, para aproximarse así a un entendimiento del acuífero en cuanto a las variaciones químicas que presenta en el área de estudio. Se utiliza información recopilada por la consultora VAIGS en el contexto del programa de monitoreo de calidad química y niveles de aguas subterránea, financiado por Sierra Gorda Sociedad Contractual Minera (SGSCM). Se cuenta con una base de datos, que comprende el monitoreo químico trimestral de 4 pozos de exploración (2008 a 2013) y 8 pozos tipo Casagrande (2011 y 2013). Se registran parámetros fisicoquímicos in situ así como de concentraciones de 60 elementos en el agua muestreada, información a la cual se le realiza un control de calidad (duplicados, blancos y balance iónico). Asimismo se cuenta con información geológica e hidrogeológica de los puntos de monitoreo. Se analizan los datos en cuanto a su evolución temporal, en cada punto de monitoreo, así como su distribución espacial utilizando diagramas Stiff, Durov y concentraciones relativas al ion cloruro, de elementos mayores, menores y trazas. También se realiza un tratamiento estadístico de los datos, como análisis de componentes principales y dendogramas, los que identifican tres componentes que explican la variabilidad de los elementos mayores, siendo la disolución de sales la principal causa. Cruzando los resultados hidroquímicos obtenidos con la información estructural y piezométrica existente, surge la hipótesis de un control estructural en el área de estudio (desconexión acuífero), lo cual explicaría las distintas signaturas químicas observadas entre Pampa Lina y Sierra Gorda. Las bajas permeabilidades permiten definir al acuífero como un acuitardo, sustentando la hipótesis de equilibrio termodinámico en cuanto a las reacciones químicas que tienen lugar entre el agua y la roca. Se plantean simulaciones inversas respecto de la evolución química del flujo de agua en el perfil A-A', considerando tres escenarios cuyos resultados apoyan la hipótesis de una desconexión en el acuífero. Respecto de la evolución química en el perfil A-A', se concluye que el yacimiento incide en la química del agua, controlando variaciones de Ca, SO4, Cu, etc., las que se explican por variaciones en la saturación del agua respecto del yeso, alunita, brocantita, antlerita, entre otros. Destaca la mala calidad del agua, respecto de la norma chilena de aguas para riego, en el contexto aquí analizado (etapa pre-operacional del proyecto minero), respondiendo las altas concentraciones químicas a factores naturales de interacción agua-roca.

Geólogo / Los géiseres son fenómenos naturales sumamente raros alrededor del mundo, se han documentado aproximadamente 1000 de los cuales 80 se concentran en el Campo Geotermal El Tatio, siendo el tercer campo de géiseres más grande del planeta. Este galardón lo posiciona en un sitio ideal para estudiar el comportamiento eruptivo de los géiseres. La presente investigación se enfoca en identificar los intervalos eruptivos de los géiseres estudiados y en determinar si existen interacciones entre cuatro géiseres de la Cuenca Media. A partir de estos resultados más las observaciones en terreno se asociarán a un modelo teórico que se adecúe a los resultados obtenidos. La metodología utilizada se basa principalmente en mediciones de temperatura de los fluidos al interior del conducto o en los flujos de salida, con el fin de obtener una señal digital que dé cuenta de diferentes peaks, los cuales están relacionados a las erupciones de los géiseres. Las mediciones realizadas en los géiseres de la Cuenca Media están influenciadas fuertemente por el ciclo de temperatura diario, por ello fue necesario filtrar la señal para recuperar sólo las frecuencias altas que evidencian periodicidades propias del ciclo eruptivo de los géiseres. La señal filtrada muestra patrones que indican que existen interacciones entre ellos. En el géiser Vega Rinconada se identificó un intervalo entre erupción multimodal, donde existe una frecuencia dominante que corresponde a 1,84 horas. Todos los géiseres mencionados anteriormente se asocian al modelo de fractura de Ingebritsen y Rojstaczer (1993; 1996). En cambio, en el géiser El Jefe se observa un comportamiento unimodal con un intervalo entre erupción bien marcada de 2,19 min y una configuración más afín al modelo de cámara-conducto de Steinberg et al. (1982). Este trabajo marca un precedente para futuros estudios en el Campo Geotermal El Tatio, en relación al entendimiento de la dinámica de los géiseres, aportando las primeras ideas con respecto al comportamiento eruptivo de los géiseres, las cuales pueden servir de bases para realizar modelos a futuro que permitan entender la mecánica que hay detrás de ellos.

Geóloga / El Oroclino Boliviano es uno de los rasgos estructurales más notables de los Andes Centrales. Diversos estudios han constatado su historial tectónico, deformación y estrecha relación con las rotaciones tectónicas. A su vez, numerosos estudios paleomagnéticos han permitido documentar un patrón sistemático de rotaciones tectónicas, antihorarias al sur de Perú y horarias al norte de Chile, las cuales habrían ocurrido esencialmente durante el Paleógeno. Estos trabajos se han concentrado, esencialmente, en rocas del Mesozoico y Cenozioco. Hasta el momento no existen, al menos en el norte de Chile, estudios paleomagnéticos recientes, que hallan documentado las propiedades magnéticas de unidades más antiguas (de edad paleozoica o triásica). En consecuencia, al momento, poco se sabe acerca del paleomagnetismo en el basamento Paleozoico-Triásico, su rol en la construcción del Oroclino Boliviano y en el origen de las rotaciones tectónicas. En este contexto, y con la idea de aportar nuevos antecedentes, que permitan acotar la temporalidad y el origen de las rotaciones horarias del norte de Chile, en especial la existencia o ausencia de rotaciones tectónicas en unidades paleozoicas y triásicas, es que en este trabajo, se presentan los resultados de un estudio paleomagnético realizado en 20 sitios que incluyen 181 muestras perforadas y orientadas in situ, en la Formación Tuina (Permo-Triásico) y en ambos flancos del Sinclinal Barros Arana al norte del Salar de Atacama dentro del Grupo Purilactis (Cretácico Superior). Por primera vez, ha sido posible, en esta región, obtener resultados favorables en unidades pertenecientes al basamento, en la parte oriental de la Cordillera de Domeyko (Formación Tuina). Además los resultados obtenidos en este trabajo permiten reconocer, dentro de las muestras pertenecientes tanto a la Formación Tuina como al Grupo Purilactis, el patrón de rotaciones horarias descrito en trabajos anteriores. Además, 3 sitios de la Formación Tuina, más uno del miembro inferior del Grupo Purilactis (Formación Tonel), que sobreyace a los anteriores, registran rotaciones horarias que van entre los 57 a los 79° que son atribuidas a tectónica transpresiva local. A su vez, es posible descartar rotaciones significativas previas a las de edad paleógena que hayan afectado tanto a la Formación Tuina como al Grupo Purilactis. En consecuencia, es posible inferir que las faces tectónicas Peruana y K-T no habrían producido rotaciones tectónicas significativas en el área.

Geóloga / En el contexto energético de Chile, en que la capacidad instalada es de 18703.6 MW (correspondiente al 99 % de la capacidad instalada nacional), en que la matriz de energía eléctrica de Chile está compuesta principalmente por hidroelectricidad y generación de origen térmico, que la capacidad de generación debería aumentar en 800 MW/año y que el costo de energía eléctrica va en aumento con el tiempo, resulta imprescindible considerar nuevas formas de generar energía eléctrica. Las características geológicas del país, con un arco volcánico activo con manifestaciones termales que se extienden de norte a sur, sugieren que Chile posee un alto potencial geotermal. En efecto, Lahsen (1986) realizó una estimación preliminar del potencial geotermal asociado a recursos de mediana a alta entalpia (> 150ºC) en Chile. La estimación arrojó valores del orden de 16.000 MW por al menos 50 años que correspondería prácticamente a duplicar la capacidad actual de generación. En el presente trabajo se realizan estimaciones del potencial de generación de energía eléctrica del Campo geotermal de El Tatio, que se ubica en la segunda región de Antofagasta, en el norte de Chile (22.33°S, 68.01°W), con el método del volumen con simulaciones de MonteCarlo. El método consiste en encontrar la función de probabilidad del potencial geotérmico a partir de variables aleatorias; evalúa la función a estudiar en n escenarios diferentes seleccionados de manera aleatoria, asignando al azar un valor a cada variable en su dominio de pertenencia. Para llevar a cabo la estimación se analiza la geoquímica y geotermometría de las fuentes termales, se estiman los valores de los parámetros variables de la simulación teniendo en cuenta la geología. Se efectúan ajustes normal y de Birnbaum-Saunders (B-S) a los resultados junto con un análisis de sensibilidad de cada parámetro. Finalmente se compara con estimaciones hechas por empresas de exploración geotérmica. Los resultados obtenidos indican que para B-S (el mejor ajuste) se tiene que con un 90% de probabilidad la capacidad de generación de energía eléctrica se encuentra en el rango superior a 33 MW, con un 55% de probabilidad en el rango superior a 59 MW y con un 10% de probabilidad en el rango superior a 93 MW. Mediante el análisis de sensibilidad, el escenario más favorable se alcanza con el valor máximo del área y es de 90.32 MW, comparable con la estimación hecha por Geotérmica del Norte (GDN, 2010) de 91 MW.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geólogo / El presente estudio, enfocado en el desarrollo del borde occidental de la Cordillera de Domeyko dentro de la zona de Cerro La Ballena-Portezuelo Azabache (23°40'-24°00'S), ha permitido determinar la evolución tectono-estratigráfica de ese segmento desde el Paleozoico tardío al Cenozoico temprano. La región estudiada incluye una sucesión volcanoclástica y sedimentaria marina a continental continua, sin quiebres estratigráficos, desarrollada entre el Triásico Superior al Cretácico Inferior (Formación Cerro La Ballena, Grupo Caracoles y Estratos de San Manuel), sobre la cual se disponen en discordancia angular secuencias sedimentarias y volcánicas del Cretácico Superior (Formación Quebrada Mala) y el Complejo Intrusivo y Volcánico del Cerro Azabache. En discordancia angular sobre estas unidades se dispone una aislada y reducida unidad volcánica (Basaltos del Cerro Pico de Oro) de edad probablemente cercana al límite Cretácico-Terciario. Sobre estos se sitúa, en discordancia angular, una potente secuencia de tobas riolíticas y coladas andesíticas del Paleoceno superior al Eoceno inferior (Formación Cinchado). Esta zona, ubicada al oeste del núcleo de la Cordillera de Domeyko, presenta evidencias de deformación polifásica, a través de una deformación de escama gruesa desarrollada durante el Cretácico Superior, caracterizada por la formación de un anticlinal de basamento, con deslizamientos gravitacionales asociados, un nuevo periodo de intensa deformación compresiva en el límite Cretácico-Terciario, la formación de fallas normales durante un periodo de extensión en el Paleoceno-Eoceno inferior, y uno o más episodios deformación con una importante componente de rumbo a lo largo de la Falla Sierra de Varas, ocurridos con posterioridad al Paleoceno - Eoceno inferior.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / En varios yacimientos tipo pórfido cuprífero a nivel mundial se ha identificado un mineral o agregado mineral de grano fino denominado sericita gris, sericita verde o sericita gris verde, además de la tradicional sericita blanca que es parte de la asociación de minerales que definen la alteración fílica. La sericita gris verde se distingue de la sericita asociada a la alteración fílica por su color modal, pero las razones que generan esta diferencia no son claras y poco se conoce de las características químicas y mineralógicas de este tipo de sericita. En la mina Radomiro Tomic se han identificado diversas alteraciones hidrotermales que presentan sericita y se han separado en dos grupos principales: uno que contiene sericita gris verde y otro que contiene sericita blanca . Esta clasificación se hace en base a la mineralización asociada en el sector de la muestra donde se está mapeando, lo que genera dificultades en zonas de superposición de eventos y cuando la mineralización es poco evidente o ausente. Si bien la metodología de mapeo es útil, ésta ha demostrado no ser del todo certera. Por lo cual el presente trabajo se centra en discernir desde un punto de geoquímico, genético y temporal las diferencias principales entre los dos tipos de sericitas existentes en el yacimiento. Para esto se llevan a cabo estudios químicos de roca total, mineralógicos y genéticos. Con la información obtenida en esta tesis se ha podido diferenciar las alteraciones sericíticas con un método simple, poco costoso e independiente del observador que no involucra la mineralización asociada, y que además es capaz de entregar información de las condiciones de formación, evolución y temporalidad relativa de estas alteraciones dentro de sistema.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geólogo / La Cuenca del Salar de Atacama, ubicada en la Región de Antofagasta, en el norte de Chile, posee un registro estratigráfico y estructural completo desde el Cretácico Tardío hasta el presente. Aunque se han realizado bastantes trabajos respecto a su sedimentología y estructura, las formaciones del Cretácico Tardío aún mantienen preguntas importantes respecto a sus orígenes y el alzamiento de la Cordillera de Domeyko y el desarrollo de la Fase Peruana. En esta tesis, se realizaron cerca de 4000 m de columnas estratigráficas de alto detalle de las formaciones Tonel, Purilactis y Barros Arana, de manera de constreñir sus ambientes deposicionales y los pulsos tectónicos presentes durante su deposición. Once muestras fueron tomadas para análisis de conteo modal y siete para análisis U-Pb de circones detríticos. La Formación Tonel presenta una transición desde sedimentos aluviales a flujos efímeros (Miembros Agua Salada y La Escalera) y evaporitas (Miembro Arcoiris), indicando denudación y erosión de sucesiones Permo-Triásicas, y un incremento progresivo de espacio de acomodamiento, relacionado a un incremento de subsidencia. La Formación Purilactis comienza con areniscas pertenecientes a llanuras de ríos trenzados distales y ríos de lechos arenosos (Miembro Los Cóndores). Le siguen conglomerados granocrecientes y areniscas de origen aluvial y fluvial proximal con un pequeño ciclo granodecreciente hacia su techo (Miembro Limón Verde). Posteriormente se observa un pequeño ciglo granocreciente, una sucesión granodecreciente y, hacia el techo, un ciclo granocreciente (Miembros Lampallar, Licán y Pajarito), que contienen areniscas de ríos de lechos arenosos y conglomerados de ríos trenzados. Los ciclos granocrecientes sugieren disminución del espacio de acomodamiento, debido a una menor actividad tectónica y progradación de abanicos, mientras que los ciclos granodecrecientes indican lo contrario. Un período de quiescencia tectónica y aridez está marcado por facies fluviales finas y facies eólicas (Miembro Vizcachita), mientras que los depósitos conglomerádicos y fluviales que le siguen (Miembros Seilao y Rio Grande) indican un breve retorno de actividad tectónica, seguido de denudación, y, finalmente, otro pulso tectónico. La sobreyaciente Formación Barros Arana muestra menor espacio de acomodamiento y a la progradación de abanicos aluviales, con pequeños pulsos tectónicos. El tamaño promedio de los clastos aumenta en las unidades más jóvenes, indicando mayor cercanía a la fuente, lo que se confirma con la presencia de clastos de granitoides de grano grueso en las secciones superiores. Esto indica, junto a direcciones de paleocorrientes hacia el este-noreste, a la Cordillera de Domeyko como posible fuente. Los estudios de proveniencia de conteo modal muestran que la fuente es probablemente un arco magmático posiblemente asociado a una temprana presencia de basamento levantado. Las dataciones U-Pb de circones detríticos de arrojan una edad entre 107 y 83.6 Ma para la Formación Tonel y parte inferior de la Formación Purilactis, y 79 a 65 Ma para la mayoría de la Formación Purilactis y la Formación Barros Arana. Las fuentes de sedimentos se encuentran más al oeste de lo que indicaban estudios anteriores, evidenciando la compresión del margen continental. Se observa que la Fase Peruana se subdivide en una fase temprana , con la deposición de la Formación Tonel y el Miembro Los Cóndores, que evidencia la deformación y levantamiento de la Cordillera de la Costa, y una fase tardía , reflejado en la deposición de las unidades restantes y un salto al este del frente de deformación al área de la Cordillera de Domeyko. La falta de discordancias locales o regionales obvias, o deformación progresiva, indican que las formaciones estudiadas fueron posiblemente depositadas en una zona de foredeep (¿proximal?) de una cuenca de antepaís, donde los distintos aportes son el resultado de la inversión de cuencas preexistentes. La subsidencia fue posiblemente el principal factor que controló la deposición de las gravas, y las facies reconocidas sugieren que el paleoclima fue árido a semi-árido, aunque definitivamente más húmedo que las condiciones actuales. Debido a su aparente génesis en común, se propone crear el Grupo Muriacala para reunir las formaciones del Cretácico Superior.