Magíster en Ciencias, Mención Geología / Los estudios de Paleomagnetismo realizados en el Norte de Chile revelan que el patrón de primer orden de las rotaciones tectónicas en sentido horario ahí calculadas está relacionado a la formación del Oroclino Boliviano. Diversos estudios indican que el evento principal en la formación de este el oroclino se habría desarrollado durante el Paleógeno, aunque este permanecería activo en la actualidad. Sin embargo, en las rocas del Mesozoico se ha medido rotaciones tectónicas en el sentido horario mayores a las predichas por este mecanismo, lo que indica la existencia de al menos una rotación tectónica anterior al Paleógeno. En la Cordillera de la Costa del norte de Chile estas rotaciones anteriores han sido relacionadas con la actividad de fallas de mesoescala, las cuales, no obstante, no han sido adecuadamente identificadas debido a la ausencia de mapas geológicos actualizados y a la escala adecuada. El presente estudio se basa en la determinación de rotaciones tectónicas a partir de un estudio de paleomagnetismo en la Cordillera de la Costa en torno a la ciudad de Taltal, en el cual se integró la información de 3 cartas de Geología Básica (1:100.000), lo que condujo a la definición de tres Dominios Estructurales. En ese contexto se analizaron los resultados de la desmagnetización de 95 nuevos sitios y algunos sitios publicados previamente. Estos sitios se ubican en unidades estratificadas, hipabisales y plutónicas de edad comprendida entre el Devónico Superior-Carbonífero Superior hasta el Cretácico Inferior. Al norte de la Falla Taltal (Dominio Paposo) se observó que los plutones de edad cretácica registran una mayor rotación en sentido horario que los plutones de edad jurásica. Al sur de esta falla, las localidades con magnetización más antigua (Triásico Superior-Jurásico Superior) registran una mayor rotación horaria que las rocas remagnetizadas y plutónicas del Cretácico Inferior. Estos antecedentes indican que la Falla Taltal marca una segmentación tectónica en el área, que no sólo separa estos patrones de rotaciones diferentes, sino que además proporciona un mecanismo de rotaciones de bloques desacoplado del proceso de formación del Oroclino Boliviano.

Geólogo / La Formación Zona Glauconítica, de edad paleocena-eocena depositada durante el desarrollo de la Cuenca de Antepaís de Magallanes, es considerada un reservorio no convencional de gas ya que debido a su baja permeabilidad requiere de estimulación mediante fracturamiento hidráulico para obtener flujos comercialmente atractivos de gas. En vista de lo anterior, en este trabajo se estimaran los parámetros elásticos de este reservorio a partir de sísmica 3D, ya que un adecuado conocimiento de las propiedades elásticas debería, basados en la teoría y experiencia, permitir la predicción de la geometría de las fracturas hidráulicas y el comportamiento productivo de los pozos. La metodología para la estimación de los parámetros elásticos (E, ν, λ y µ) consiste en la realización de una inversión sísmica simultánea para posteriormente poder estimar los volúmenes de estos parámetros elásticos. Además para validar los resultados de la inversión sísmica se comparan con modelos geomecánicos 1D generados a partir de registros geofísicos de pozos disponibles en el área de estudio. Una vez validado los resultados de la inversión sísmica se procede a generar mapas de los promedios de los parámetros elásticos en el intervalo donde se concentra la mayor cantidad de gas, a este intervalo lo llamaremos Zona de Interés. Los valores de los parámetros elásticos presentes en los mapas se encuentran entre los rangos de valores que exhiben las Arcillas del Golfo de México y Areniscas Tigth-Gas. Lo anterior es coherente con la litología de la Zona de Interés que corresponde a intercalaciones de arcillolitas, limoarcillolitas y areniscas. En cuanto a su distribución geográfica los parámetros λ y ν presentan sus menores valores hacia el W y aumentan en dirección NE. Por otro lado, E y μ presentan sus mayores valores hacia el W y disminuyen en dirección NE. Entre los factores que influirían en la variación espacial de los módulos elásticos se encuentran: (1) la compactación, (2) la compresibilidad de la roca, la cual está ligada a la saturación de gas en los poros y (3) la mineralogía de la matriz de la roca. Estos 3 factores responden a la distribución de facies dentro de una cuenca de antepaís donde los depósitos del borde más subsidente tienen una mayor granulometría que los depósitos coetáneos del extremo cratónico. Producto de esto es que hacia el Oeste en la zona de estudio tenemos las rocas más frágiles (mayores E y menores ν), ya que estas rocas están más compactadas porque se depositaron a mayor profundidad y además tienen un menor contenido de arcillas debido a que están más cercanas a los terrenos alzados del borde activo en comparación con las rocas ubicadas hacia el Este. Finalmente, de acuerdo a los antecedentes recopilados se interpreta que el ambiente de depositación correspondería a una plataforma alzada. Este alzamiento de la plataforma se atribuye a la implantación del bulbo periférico hacia el Este de la zona de estudio en respuesta del aumento de la carga tectónica que se produjo entre el Paleoceno y Eoceno Inferior. / Este trabajo ha sido financiado por ENAP-SIPETROL

Geóloga / Las precipitaciones anómalas ocurridas a fines de marzo del 2015 en las regiones de Coquimbo, Atacama y Antofagasta desencadenaron eventos aluvionales con consecuencias catastróficas para la población residente en áreas urbanas. En Tierra Amarilla, la quebrada Carrizalillo aportó la mayor cantidad de material en la zona, llegando el flujo hasta el área urbana ubicada a más de 6km de la desembocadura de ésta. De menor longitud es la quebrada De Meléndez, que desemboca directamente al área urbana de la comuna. En este trabajo se estudian los factores condicionantes de generación de flujos de detritos y la caracterización geomorfológica de las cuencas hidrográficas mencionadas, y se aplica una metodología para evaular la susceptibilidad de generación de flujos de detritos en las hoyas correspondientes a la quebrada Carrizalillo y De Meléndez. La metodología aplicada se basa en una ponderación de factores condicionantes, tomando como base la de Lara (2007). Los factores condicionantes que se consideran son la geomorfología, la geología y geotecnia, el clima y la vegetación, la intervención antrópica y los antecedentes históricos de eventos aluvionales. El detalle y desglose de cada factor es modificado para adaptarlo al tipo de terreno que se está analizando, descartando algunos subfactores y agregando el de densidad de redes de drenaje. Adicional a la aplicación de la metodología se realiza una caracterización geomorfológica y geológica de ambas cuencas. Los resultados indican medias a altas susceptibilidades de movilidad de material para la hoya de la quebrada Carrizalillo, con 53,35 km2 de aporte de material de un total de 1.110,88 km2. La quebrada De Meléndez posee una hoya con poca área aportante, y susceptibilidad media de generar flujos de detritos. Es importante considerar el alcance de cada hoya a zonas altas donde ocurre más precipitación.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / La región de Aysén, ubicada en la Patagonia chilena, presenta las condiciones óptimas para la formación de sistemas geotermales: i) la existencia de variadas fuentes de calor, ii) abundantes precipitaciones (~ 1200 mm/año), y iii) sistemas de fallas activas que favorecen la circulación y el ascenso de fluidos profundos. Tales características han propiciado la surgencia de numerosas fuentes termales localizadas principalmente a lo largo del sistema de falla Liquiñe-Ofqui (SFLO) en rocas generalmente plutónicas del Batolito Nor-Patagónico (BPN) tanto en zonas interiores como costeras. Si bien, estudios previos han catastrado y caracterizado estas fuentes termales, poco se conoce sobre el origen de los fluidos y los procesos formadores involucrados, más aún, ni su hidrogeoquímica ha sido investigado en profundidad. Por ello, la presente tesis realiza un análisis químico e isotópico de las muestras de aguas termales, meteórica y de fiordo tomadas en la región con el objeto de responder a estas incertezas y entender la relación que existe entre estos fluidos. Las características fisicoquímicas de los manantiales termales junto con análisis estadísticos multivariable revelaron la presencia de 3 grupos hidrogeoquímicos (G1, G2 y G3). G1 y G3, de tipo Na-Cl, comprende las fuentes termales ubicadas en los bordes de los fiordos con conductividades eléctricas (CE) mayor a 1000 µS/cm y pH cercanos al neutro, mientras que G2, de tipo Na-Cl-HCO3, está formado por manantiales termales ubicados en zonas interiores con CE menores a 1000 µS/cm y pH ligeramente alcalinos. Junto con lo anterior, se identificaron dos procesos hidrogeoquímicos dominantes que controlan el quimismo de las fuentes termales: F1 asociado a la mezcla con agua de fiordo variando entre 1.5% y 45.0% y F2 relacionado con disolución de rocas silicatadas y/o aporte de fluidos magmáticos a elevadas temperaturas. Los datos isotópicos de δ2H and δ18O indican procesos de recarga actual y limitado intercambio isotópico de oxígeno durante los procesos de interacción agua-roca, las razones isotópicas de 87Sr/86Sr indican que las rocas plutónicas del BNP junto con el agua meteórica actual son las fuentes predominantes de Sr, y los datos de δ13CTDIC sugieren contribución de CO2 profundo asociado a las fuentes termales de G3, probablemente debido a contribución de fluidos magmáticos. Esto último, es consistente con las mayores temperaturas de equilibrio estimadas a partir de los geotermómetros de sílice y cationes. Por último, las condiciones tectónicas e hidrogeoquímicas de las fuentes termales de la región de Aysén no muestran indicios de la existencia de un reservorio geotermal como tal, sino más bien sugieren una circulación de agua meteórica actual a profundidades intermedias a través de rocas plutónicas fracturadas del BNP, con patrones de circulación y tiempos de residencias relativamente cortos. / Este trabajo ha sido financiado por el Centro de Excelencia en Geotermia de los Andes (FONDAP 15090013) en el marco del proyecto "Estimación y valorización del potencial geotérmico de Aysén" (Gobierno Regional de Aysén, Proyecto BIP 30346723-0)

Memoria para optar al título de Geólogo / 19/10/2021

Geólogo / El presente trabajo se focaliza al oriente del Centro de Estudios Nucleares de La Reina (CEN), ubicado a los pies del Cerro Los Rulos y al norte de la quebrada de Ramón, donde se reconoce el contacto entre dos unidades morfoestructurales características de Chile Central. Al este, la Cordillera Principal y al oeste, la Depresión Intermedia Este estudio tiene como objetivo identificar, describir y caracterizar las unidades geológicas presentes en el escarpe de la Falla San Ramón mediante dos sondajes profundos, un sondaje de diamantina (S-1) con recuperación de testigo que se ubicó sobre el escarpe alcanzando una profundidad de 199 metros y un segundo sondaje de aire reverso (S-2) ubicado en dependencias del CEN que alcanzo una profundidad de 100 metros. Para la descripción y caracterización litológica detallada de los testigos del sondaje S-1, se realizaron cortes transparentes para su estudio microscópico. Además, difracción de rayos x y FTIR para conocer mejor la mineralogía presente en las estructuras. Con el fin de caracterizar geotécnicamente el sondaje S-1 se estimó RQD y frecuencia de fractura (ff/m) La estratigrafía del sondaje ubicado sobre el escarpe de falla muestra roca asociada a la Formación Abanico sobre sedimentos cuaternarios de la cuenca de Santiago, lo que indica la presencia de una falla geológica inversa que se asocia a la Falla San Ramón. El segundo sondaje solo mostró sedimentos cuaternarios asociados al relleno de la cuenca. Con los resultados se confeccionaron columnas estratigráficas representativas de los sondajes, las cuales se complementaron con información de estudios anteriores, logrando generar un perfil geológico de la zona. Del estudio se ha podido concluir que la Falla San Ramón tiene una zona de daño estimado de 25 metros de espesor, caracterizada por la presencia de una red de estructuras subsidiarias, entre las que se encuentran, planos de fallas subverticales con estrías de falla. El núcleo de falla, representado por la presencia de 4 zonas con brechas de falla tipo mosaico, de espesores estimados entre 7,5 y 65 cm, alcanza un total de 1,35 metros de espesor. Las brechas de falla presentan una disminución del tamaño de grano con respecto al protolito (tobas de lapilli, lavas e ignimbritas), además; de presentar minerales metamórficos de bajo grado (zeolitas) rellenando espacios vacíos. Esto último genera una disminución de la permeabilidad permitiendo que la Falla San Ramón actué como barrera-conducto para el agua subterránea. Considerando la ubicación del escarpe de falla en la zona de estudio, un perfil de resistividad cercano y la ubicación de la falla en el sondaje S-1 la Falla San Ramón muestra un manteo entre 54º-60°E.

Geóloga / El Cajón del Maipo, ubicado en la zona Cordillerana de Chile Central, es una zona donde ha ocurrido importante deformación tectónica a lo largo de su historia geológica y donde actualmente ocurre sismicidad de tipo cortical. En este lugar, las remociones en masa representan uno de los principales peligros geológicos. En este trabajo se analizaron dos laderas de roca del Cajón del Maipo donde han ocurrido deslizamientos de roca: La primera ladera analizada se ubica en el Río Colorado, donde se realizó un levantamiento topográfico y estructural a partir de datos tomados con LiDAR (escáner láser) en terreno. A partir del levantamiento estructural se realizó un análisis cinemático, sin embargo, no se logró identificar estructuras que podrían haber generado el deslizamiento. Tampoco fue posible determinar todos los sets estructurales que caracterizan el talud a partir de LiDAR, por lo que se recomienda que un levantamiento estructural, a través de esta metodología, sea acompañado de observaciones geológicas y geotécnicas de terreno. La segunda ladera de estudio corresponde a la ubicada en Cerro Catedral, en el valle del Río Volcán, donde deslizó un volumen de roca de aproximadamente 2×10^5 m3. Este talud fue modelado estática y dinámicamente a través de elementos discretos utilizando el software 3DEC, incorporando los 3 sets estructurales que caracterizan el talud. Los resultados estáticos indican que se requiere de puentes de roca en al menos un set estructuras, ya que de lo contrario hay fallamiento en cuña. En los análisis dinámicos se utilizaron registros sísmicos de los terremotos de Chi-Chi (1999), Northridge (1994) y Kobe (1995), simulando un sismo de tipo cortical. No ocurre un colapso del sistema en ninguno de los casos, sin embargo, los registros de las estaciones TCU 102 y CHY028 del terremoto de Chi-Chi generaron importantes desplazamientos de hasta 10 metros, los cuales se consideraron como críticos. También se determinó que el rango de frecuencias del input sísmico es determinante dentro del modelo, ya que aquellos registros donde dominaban las frecuencias cercanas a 1 Hz generaban importante amplificación de PGA.

Geóloga / El estudio de la neotectónica ha sido relevante debido al impacto que tienen los sismos en la sociedad, debido a esto ya se han llevado a cabo estudios de peligro sísmico. Por ejemplo, la Falla San Ramón ubicada dentro de la parte oriental de la ciudad de Santiago, a la cual además se le ha atribuido una importancia de primer orden para la tectónica andina, forma parte del West Andean Thrust System (WATS). El WATS se encuentra en la parte occidental de la Cordillera Principal y se cree que controla el alzamiento de los Andes. Hacia el norte, siguiendo aproximadamente el mismo rumbo de la Falla San Ramón, se encuentra la Falla Cariño Botado que corresponde a una falla inversa de vergencia oeste ubicada al este de la ciudad de Los Andes y tiene evidencia de movimiento Cuaternario. El objetivo de este trabajo es la caracterización y mapeo de la Falla Cariño Botado y la relación que tiene esta estructura con el WATS. Para lograr el objetivo se realizaron las tareas de mapeo y descripción de estructuras en campañas de terreno, análisis de imágenes satélites y modelos de elevación digital (DEMs) en busca de marcadores morfológicos y escarpes como también un análisis de los sismos de la zona. Con estos nuevos datos se redefinió el mapeo de la falla en relación con otras estructuras de la zona. Los resultados indican que la Falla Cariño Botado es una estructura de carácter inverso, de vergencia oeste, formada por segmentos principalmente de orientación norte-sur y que presenta movimiento Cuaternario. Demostrado con afloramientos de fallas donde la Formación Abanico se ubica sobre abanicos aluviales Cuaternarios. Esta evidencia permite que el WATS se extienda hacia el norte. Además, se obtuvo un peligro sísmico asociado a la Falla Cariño Botado del orden de Mw ~ 6,3 7,1 y es una importante fuente de peligro sísmico en Chile Central.

Geóloga / En Chile el alto desarrollo de la minería y los efectos secundarios que tiene la operación de una mina sobre el medio ambiente son considerables, por lo que su correcto monitoreo es de vital importancia (Maksaev, 2001). El monitoreo del agua considera una serie de parámetros físico-químicos, (INN, 1987) a partir de los cuales es posible identificar anomalías de concentración, sin embargo, utilizar isótopos ambientales permite además realizar identificaciones del origen de las aguas. (IAEA, 2007) La cuenca del río Cuncumén, provincia del Choapa, Chile, alberga una parte de la operación de Minera Los Pelambres: el rajo de la mina y el tranque de relaves los Quillayes. En los monitoreos ambientales de las aguas en la cuenca, desde 2002 hasta la actualidad, se han observado aumentos en las concentraciones de sulfatos en los pozos aguas abajo del tranque de relaves. A partir de la campaña de muestreo realizada en noviembre de 2016, donde se muestrearon aguas superficiales y subterráneas y se consideraron 16 parámetros; T, pH, conductividad, elementos mayores, silicio e isótopos del agua y de sulfato, se pudo verificar el aumento de concentraciones de sulfatos (1500-2000 ppm) en la zona tranque de relaves y en los pozos ubicados aguas debajo de la zona tranque. Según la caracterización hidrogeoquímica realizada a través de: diagramas piper, stiff y binarios, cálculo de las razones iónicas y de los índices de saturación, se pudo identificar la mezcla de aguas: agua relave-agua subterránea en la zona bajo el tranque, indicador de la influencia del depósito de relaves sobre los recursos hídricos subterráneos. Posteriormente, con el uso de los isótopos δ18O-δ2H de la molécula del agua, se determinó el origen de las aguas presentes en la mezcla, identificándose dos miembros extremos: uno más liviano, las aguas superficiales aguas arriba del tranque de relave, y uno más pesado, el agua evaporada de la piscina de aguas claras. Los pozos aguas abajo del tranque se ubican entre ambos extremos, indicando que su origen es principalmente una mezcla entre los ingresos aguas arriba del tranque y la misma agua del tranque de relaves. Finalmente, con los isótopos δ 18O- δ 34S de la molécula de sulfato disuelto en el agua, se pudo determinar que el origen de los sulfatos en las aguas subterráneas y superficiales aguas abajo del tranque de relaves corresponde a una mezcla entre: los sulfatos de la oxidación de sulfuros y de los sulfatos de la disolución de yeso. Sin embargo, no se pudo determinar el porcentaje de cada uno de estos extremos en la mezcla, ya que representa una foto del momento de muestreo y no la variabilidad estacional y temporal a la que está afecta. / Este trabajo ha sido financiado por el proyecto CHI - 7013

Geólogo / La mina 21 de Mayo, de propiedad de la Compañía Minera San Gerónimo, se encuentra en un yacimiento del tipo estratoligado de Cu-(Ag) ubicado en el distrito minero Talcuna de la franja metalogénica del Cretácico de la Cordillera de la Costa del norte de Chile. El yacimiento, actualmente en explotación, se caracteriza por presentar una mineralización de cobre dominada por bornita y calcosina y con altas leyes de plata. El objetivo principal de este estudio es determinar los controles mineralógicos de la ocurrencia de la plata en la mina 21 de Mayo con el propósito de refinar el modelo de formación del yacimiento y aportar información relevante para el desarrollo de la mina y el procesamiento mineral. Para cumplir con el objetivo propuesto, se realizaron estudios petrográficos detallados, análisis composicionales semi-cuantitativos de fases de mena de cobre y plata mediante microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS), y análisis composicionales cuantitativos de bornita y calcosina mediante microsonda electrónica. Los estudios petrográficos combinados con los análisis composicionales permiten identificar cuatro eventos de mineralización/alteración en el depósito. El primer evento está caracterizado por la presencia de escaso bitumen seguido de la precipitación de pirita y abundante calcopirita. Este es seguido por un segundo evento con precipitación de tennantita-tetraedrita, la cual es reemplazada total o parcialmente por bornita y calcopirita. El tercer evento corresponde al evento principal de Cu-Ag y se caracteriza por bornita y calcosina con textura de intercrecimiento mirmequítico, y en menor medida, por galena, sulfuros y arseniuros de Cu-Ag (stromeyerita?, argentodomeikita?), sulfuros de Ni y Cd (niquelina?, greenockita/hawleita?), sulfosales de Cu-Ni-Co y aleaciones del tipo Ag-Hg (arquerita?) y Ag-Au (electrum). El último evento de mineralización es de carácter restringido y corresponde a la formación de djurleita/anilita por procesos supérgenos. Las elevadas leyes de plata reportadas en el yacimiento se explican por la precipitación de distintas fases minerales de plata y por la elevada concentración de Ag en bornita y calcosina determinadas mediante microsonda electrónica. Los estudios realizados permiten sugerir que la plata se incorpora preferentemente en la calcosina, seguida por la bornita en solución sólida o como nanoinclusiones invisibles . Las altas leyes de Ag en la mina 21 de Mayo y su cercanía al distrito de argentífero de Arqueros sugieren una probable superposición de un sistema epitermal rico en Ag por sobre un evento primario que dio origen a los estratoligados de Cu-(Ag) en el distrito Talcuna. / Este trabajo ha sido financiado por el proyecto FONDECYT – 1140780 y Núcleo Milenio Trazadores de Metales en Zonas de Subducción NC1300065