Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Metalurgia Extractiva / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil de Minas / Al agotarse los depósitos ricos en cobre, ha sido necesario explotar aquellos de leyes más bajas, minerales más complejos, y mayores volúmenes para mantener constante la producción de cobre fino. Lo anterior ha significado un aumento considerable del consumo específico de energía, insumos químicos y principalmente agua. Además, la presencia de arcillas ha sido reportada en diversas faenas mineras de la industria nacional y mundial, implicando en muchos casos problemas operacionales en las diferentes operaciones unitarias. Dichos problemas son derivados de los atributos físicos y fisicoquímicos de las arcillas, junto con las condiciones operacionales imperantes, y las interacciones que gatillan dichos efectos no han sido a la fecha completamente caracterizadas y desacopladas en un contexto de mineralogía versus reología. El foco del presente trabajo fue el estudio de relaves de sulfuros de cobre, aquí representados como mezclas de cuarzo, caolinita y bentonita sódica, típicamente compuestos por un 80\% de cuarzo bajo 105 $\mu$m y un 20\% de fracción fina bajo 74 $\mu$m de composición variable. Mediante el planteamiento apropiado de distintos problemas inversos se busca analizar el efecto de la mineralogía, el tamaño de partícula, la presencia de NaCl en el medio líquido (en proporciones relativas al agua de mar) y capacidad de intercambio de cationes en la respuesta reológica de los relaves sintéticos, estudiada a la luz de modelos \textit{ad-hoc}. Se desarrolló un conjunto de métodos que permiten estimar y controlar la variabilidad en los parámetros reológicos a partir de las mediciones de laboratorio. Los modelos de Bingham y Casson resultaron ser los más apropiados para representar el comportamiento reológico de los relaves en el intervalo de tasas de deformación considerado. Luego de la concentración, la mineralogía es el factor que afecta más fuertemente a la reología, siendo la bentonita la especie arcillosa que desarrolla tensiones de fluencia más elevadas incluso en concentraciones bajas. Para suspensiones cuya fracción fina contiene bentonita y caolinita en proporción 1:1, la estabilidad, en términos del potencial zeta de la suspensión, y comportamiento reológico están determinados respectivamente por la bentonita y la caolinita, dando cuenta de interacciones no aditivas. Se encontró que la presencia de NaCl en el medio disminuyó la tensión de fluencia de todas las suspensiones en el rango de salinidad evaluado, debido a que el aumento de la fuerza iónica favoreció la agregación de partículas, disminuyendo la proporción relativa de las que actuaban como puentes formadores estructuras. Cuando se reemplaza parte de la fracción arcillosa por cuarzo fino la tensión de fluencia se reduce considerablemente, sugiriendo la aplicabilidad del \textit{blending} operacional como estrategia para agregar valor al negocio minero. / Corfo-CSIRO

Memoria para optar al título de Geólogo / Proyecto Núcleo Milenio "Trazadores de Metales en Zonas de Subducción" NC130065 y Austral Gold Limited / 10/05/2021

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geología / Proyecto Fondecyt de Iniciación N° 11170210, y Núcleo Milenio Trazadores de Metales NC130065 / 24/05/2024

Geólogo / El proyecto Vicky corresponde a un depósito mineral de tipo exótico cuya mineralización está conformada por óxidos negros y, en menor medida, por minerales oxidados de cobre verdes como crisocola y arcillas con cobre, contenidos en la parte basal de gravas aluviales y en la roca subyacente. Este depósito se ubica en la Región de Antofagasta y su fuente, al menos en parte, corresponde al Pórfido Cuprífero Gaby. La exploración de este yacimiento fue desarrollada entre los años 2002-2006 por la Gerencia Corporativa de Exploraciones de CODELCO, mediante sucesivas campañas de sondajes que totalizan 67.283 m. Este trabajo se enmarca en el proyecto de Exploración Geológica de los Cuerpos Satélites de la División Gabriela Mistral de CODELCO CHILE, cuyo objetivo es mejorar el conocimiento geológico existente de acuerdo con los estándares actuales de CODELCO, para disponer de un soporte que permita evaluar en forma adecuada su real potencial de incorporación al Inventario de Recursos Divisional. De esta forma, para el depósito Vicky se planifica realizar el remapeo de los pozos históricos del proyecto, con el fin de validar la base de datos geológica histórica. Adicionalmente, durante este trabajo se obtienen muestras de los sondajes remapeados para caracterizar la mineralogía del depósito. A partir de esta información se relacionan, mediante un análisis estadístico, los datos metalúrgicos históricos del exótico con la base de datos geológica. El resultado del proceso de remapeo, además de permitir establecer una diferenciación preliminar de los óxidos negros en base a su forma de ocurrencia y respuesta a la lixiviación (ácido clorhídrico), logró validar la información geológica histórica. Dicha diferenciación no brinda información relevante ya que, con base en los resultados de mineralogía automatizada QEMSCAN en 5 muestras, no existiría una relación entre los grados de liberación de los silicatos de Cu-Mn y los tipos de óxidos negros diferenciados en muestras de mano, por lo cual no se trataría de diferentes fases de óxidos negros necesariamente, sino que se refiere a diferentes ocurrencias o, incluso, a distintas especies no diferenciables a la escala de mapeo. Si bien los análisis QEMSCAN dieron resultados relacionados al grado de liberación de dichos silicatos, debido a la granulometría de análisis, no permiten relacionar este parámetro con los porcentajes de solubilidad de Cu en un proceso de lixiviación. El análisis estadístico de los parámetros metalúrgicos permite llegar a 3 conclusiones principales. En primer lugar, al estudiar el contenido de manganeso en la base de datos metalúrgica (principalmente contenido en óxidos negros), se infiere que sus mayores niveles se encuentran en canalón Sur, mientras que los menores se observan en el canalón Norte-Este (concentrándose en las gravas). En segundo lugar, al analizar el contenido de Cu total, se observa que, al aumentar la intensidad de óxidos negros, éstos también aumentan, siendo similar el comportamiento del Cu en la roca y en las gravas. Finalmente, al estudiar la solubilidad de Cu, se aprecia una alta variabilidad al aumentar la intensidad de óxidos negros, mostrando las mayores diferencias en la zona rocosa. Además, si bien no se observa una relación directa entre el contenido de Mn y la solubilidad de Cu o el contenido de CuS, si se puede apreciar que existe una relación inversa entre el primero y los dos últimos en cada uno de los canalones. / Este trabajo ha sido financiado por Exploraciones Mineras S.A.

Magíster en Ciencias, Mención Geología. Geólogo / Los suelos asociados a la meteorización de cuerpos ultramáficos, son conocidos por su alto contenido de metales como Fe, Co, Cr, Mn, Ni, elementos del grupo del platino (EGP) y Au. Tradicionalmente, estos depósitos de suelo y regolito sobre rocas ultramáficas están asociados a climas tropicales y largos tiempos de meteorización intensa. Sin embargo, dada la inestable naturaleza en superficie de la mineralogía presente en las rocas ultramáficas, es probable que los procesos que llevan a este enriquecimiento residual tras la meteorización de estas rocas, no estén únicamente restringidos a las latitudes donde se dan estos climas. A través del estudio geoquímico y mineralógico detallado de diversos perfiles de suelo desarrollados sobre los cuerpos ultramáficos serpentinizados del área de La Cabaña, IX Región, se pretende dilucidar si existe enriquecimiento, redistribución y movilidad de EGP en los suelos desarrollados sobre serpentinitas del área. En estas serpentinitas se reporta la presencia de cromita (FeCr2O4) accesoria, con pequeñas inclusiones micrométricas de minerales del grupo del platino. Esta relación sugiere que durante el proceso de meteorización y generación de suelo, la disolución de cromita controla en gran parte la liberación de los EGP. Bajo esta hipótesis, se determinaron las razones de isótopos estables de Cr (expresada como δ53/52Cr), para el uso de este sistema isotópico como monitor de procesos redox. Especialmente cuando existe reducción de especies de Cr(VI) moduladas por óxidos de Mn. Las concentraciones y patrones de enriquecimiento de EGP obtenidos en este estudio, se asemejan en una escala menor a los reportados en otros depósitos lateríticos en el mundo. No obstante, la principal diferencia está en que el Ni no es retenido en los perfiles muestreados. A pesar de esto, los resultados establecen que las condiciones de pedogénesis del área, permiten enriquecer los suelos en metales como Fe, Cr, Ti, Au, EGP y REE, en especial en aquellos horizontes donde el grado de meteorización es mayor. Enriquecimiento que puede ser atribuido al incremento de fases neo-formadas en estos horizontes, como oxi-hidróxidos de Fe-Al-Mn y minerales de arcilla, los cuales pueden tener una alta capacidad de adsorción de metales en ambientes superficiales. La señal isotópica de Cr muestra desviaciones a lo largo de un mismo perfil, donde una fuerte relación es encontrada entre los valores más negativos de δ53/52Cr y el mayor contenido de EGP, en particular Pt y Pd. Este resultado estaría reflejando los procesos de enriquecimiento de estos metales en los suelos estudiados, enriquecimiento probablemente modulado por procesos redox en el caso del Pd, y por la disolución de la cromita para el caso del Pt. / Este trabajo ha sido financiado por el Núcleo Milenio Trazadores de Metales en Zonas de Subducción NC130065

Geólogo / El cono Navidad, en la cordillera de los Andes de la IX región de la Araucanía, Chile, corresponde a un cono adventicio cuya erupción ocurrió el día 25 de diciembre de 1988, catalogada con un índice de explosividad VEI 2-3 y una erupción del tipo estromboliana. Se ubica dentro del Complejo Volcánico Lonquimay, el que incluye el estratovolcán Lonquimay y el Cordón Fisural Oriental. Este complejo ha sido objeto de varios estudios debido a las características estructurales en la zona de su emplazamiento, asociadas a una tectónica de intra-arco controlada por la Zona de Falla Liquiñe-Ofqui. El cono Navidad se encuentra dentro de este contexto, pero además durante su erupción emitió en sus gases altas concentraciones anómalas de flúor, lo que repercutió en una gran mortandad en el ganado de las poblaciones aledañas al volcán, principalmente Lonquimay y Malalcahuello, por osteofluorosis. El objetivo principal de esta memoria de título es determinar el origen del flúor presente en los productos volcánicos de esta erupción, mediante un estudio de las inclusiones hospedadas en sus fenocristales. Se contó con tres muestras del frente de colada del volcán Navidad, emplazada en el valle del río Lolco. Su estudio se centró en describir la mineralogía con una petrografía minuciosa, identificando texturas y asociaciones minerales, para luego describir las inclusiones vítreas homogéneas, u homogéneas con burbuja que están hospedadas en los fenocristales. Además, se determinó la química de elementos mayoritarios en estas inclusiones como también la de sus respectivos minerales huésped. Con estos resultados se elaboraron diagramas de clasificación, diagramas bivariantes y cálculos de geotermobarometría. Con respecto a la mineralogía, se han reconocido texturas de reabsorción en plagioclasa y olivino, zonación inversa en plagioclasa y lámelas de exsolución de pigeonita en augita. Se ha identificado además la presencia de flúorapatita euhedral en inclusiones pseudosecundarias en un fenocristal de olivino y titanomagnetita, como también cristales idiomorfos de flúorapatita en textura poquilítica con titanomagnetita. El análisis de los diagramas bivariantes de inclusiones vítreas permitió determinar la evolución de dos magmas, uno traqui-andesítico basáltico de la serie calco-alcalina y otro dacítico de la serie toleítica. Esto permite determinar que hubo un proceso de mezcla de magmas en una zona de acumulación a una profundidad de entre 40 a 35km, en la interfase corteza-manto en la zona volcánica del sur. La flúorapatita se identifica tanto durante como después de este proceso, por lo que el contenido de flúor del sistema estaría asociado a este proceso, indicando una fuente en la cuña astenosférica, la cual se generaría por la adición de volátiles producto de la deshidratación de la placa oceánica subductante. / 22/12/2019

Geólogo / El yacimiento Tambo de Oro, ubicado en la cuarta región de Chile, a 114 kilómetros al sur de La Serena, corresponde a un sistema de vetas y brechas estratiformes con características epitermales y mesotermales, de edad Cretácico Inferior. En el presente trabajo se realiza un estudio de la distribución y ocurrencia de Hg en el depósito, con énfasis en las unidades que controlan la mineralización y son explotadas. Esta investigación se llevó a cabo en dos etapas principales, la primera consiste en determinar las especies minerales portadoras de Hg a través de análisis químicos y mineralógicos, mientras que en la segunda se desarrolla un modelo del yacimiento junto con interpolaciones de Hg perjudicial (≥ 5ppm) y otros elementos de interés. Los resultados del análisis geoquímico y calcográfico indican que el Hg en Tambo de Oro puede ocurrir como impureza en sulfosales de la serie de la tetraedrita-tenantita, que a su vez se encuentran reemplazando completa o parcialmente a los granos de calcopirita a través de márgenes o planos de debilidad. También se tiene evidencia de mercurio en la especie coloradoita (HgTe), siendo este un teluro que está estrechamente asociado a la precipitación de oro nativo en Tambo de Oro. A partir de los sólidos de mercurio y antimonio críticos (≥5ppm y ≥10ppm respectivamente) generados, se determinó que las sulfosales de la serie tetraedrita-tenantita se pueden encontrar a lo largo de todo el depósito de manera puntual, con una mayor probabilidad de ocurrencia en la zona entre las coordenadas 6584900 N - 6585100 N y 287450 E - 287550 E, y las cotas -100 y 100 m s. n. m. Por otro lado, los sólidos de mercurio y teluro críticos (≥5ppm en ambos), indican que la coloradoita presente en Tambo de Oro se encuentra acotada a la zona de la brecha hidrotermal (HBx), en donde además habría ocurrencia de calaverita (AuTe2). Con los resultados obtenidos del estudio de concentrado de la planta, se plantea que un alto porcentaje de las sulfosales de la serie tetraedrita-tenantita extraídas en el depósito se están depresando durante la flotación, mientras que las especies de teluro presentes en el depósito (coloradoita y calaverita) se están flotando junto a la pirita y calcopirita. / Este trabajo ha sido financiado por la empresa HMC Gold SCM

Memoria para optar al título de Geóloga / En este Trabajo de Título se presenta una caracterización morfológica, textural, mineralógica y geoquímica de los depósitos de travertino de Baños Azules, La Cueva y Río Agua Blanca, formados desde las vertientes termales de Baños Azules (BA) y otras surgencias cercanas. El objetivo es comprender los procesos que llevan a la formación de estos depósitos mediante la hidrogeoquímica de los fluidos parentales y el estudio de sus morfologías, texturas, mineralogía y geoquímica. Para esto se realizó una campaña de terreno de tres días en la que se describieron morfológicamente los depósitos y se tomaron muestras de travertino y agua. Las muestras de roca fueron descritas texturalmente con microscopía óptica y microscopía electrónica de barrido (SEM) y luego sometidas a difracción de rayos X (DRX) con el objetivo de determinar su mineralogía. Mediante análisis de espectrometría de masa de razones isotópicas (IRMS) realizados en el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, se obtuvieron las composiciones isotópicas de carbono y oxígeno. Las muestras de agua fueron sometidas a análisis composicionales de cationes, aniones y elementos traza en el laboratorio de geoquímica del Centro de Excelencia en Geotermia de los Andes y a análisis isotópicos de deuterio, oxígeno y carbono. BA se encuentra en la ladera norte del Cerro del Museo, en la confluencia de los esteros del Museo y del Azufre y está compuesto por grandes depósitos de ladera, morfología de terrazas y travertino fósil en capas. Unos 300 metros al poniente se ubica La Cueva, una cavidad de 5 m de profundidad con microterrazas y espeleotemas. El tercer depósito se dispone a lo largo del último kilómetro del Río Agua Blanca como una corteza fluvial. La mineralogía de todos estos depósitos está compuesta por calcita y cantidades menores de cuarzo y aragonito. Se encontró también yeso en dos puntos de precipitación activa de carbonato de calcio. Microscópicamente predominan la calcita dendrítica, granos cubiertos por esparita prismática columnar y parches de calcita microesparítica. Imágenes SEM evidencian la actividad de algas y bacterias en depósitos activos. Los fluidos parentales son aguas termales sulfatadas cálcicas de origen meteórico, a excepción de los aportes del Río que podrían estar influenciados por una fuente magmática. Isótopos de carbono en travertinos permiten clasificarlos como termógenos donde el aporte de CO2 provendría de fluidos magmáticos y/o de reacciones metamórficas de decarbonatación. Esta caracterización conduce a plantear que los travertinos del Sector Baños Azules se forman por la infiltración de aguas meteóricas a través de fallas y fracturas a niveles profundos, donde reciben aportes adicionales de CO2 y luego disuelven secuencias calcáreas y de yeso para enriquecerse en calcio y especies carbonatadas. Estos fluidos ascienden a la superficie a través de estructuras, proceso en el cual se produce la pérdida de CO2 a la atmósfera y una consecuente precipitación de carbonato de calcio.

Memoria para optar al título de Geólogo / En la región de Pilbara, Australia, hay una gran cantidad de depósitos de hierro. En la zona destaca un depósito coluvial, cuyo material está siendo estudiado para ser utilizado en obras civiles. El objetivo de este estudio es caracterizar mineralógica y geotécnicamente el material. Para caracterizar el material se hizo una clasificación granulométrica, se describió geológicamente el material y se analizó los datos de un triaxial gigante realizados por IDIEM que aún no han sido publicados. A modo de entender los procesos internos de lo que ocurre en el triaxial, se hizo dos ensayos especiales: un corte directo entre dos rocas y un corte directo entre roca y suelo. La caracterización del material granular grueso se basó en descripciones macroscópicas de partículas, descripciones microscópicas de cortes transparentes y pulidos y determinación de propiedades físicas (densidad, absorción y porosidad). La resistencia de las partículas se estimó mediante ensayos de carga puntual y martillo de Schmidt. Adicionalmente, el material grueso se sometió a un ensayo de desgaste (slake). La mineralogía del material fino se caracterizó a través de un análisis de difracción de rayos x y espectrometría por infrarrojo (FTIR). Las principales conclusiones de este estudio son: el material se clasificó como gravas bien graduadas, GW, el ángulo de fricción del material es 30,15°, el ángulo de fricción entre roca-roca varía entre 11,2° y 15,4°, y el ángulo de fricción entre roca-suelo varía entre 15,2° y 19,3° dependiendo de la humedad. La mineralogía del material granular grueso está compuesta en mayor parte por hematita, magnetita y cuarzo. La resistencia a la compresión simple de las partículas es 101,24 Mpa. La mineralogía del material fino está compuesta por magnetita, hematita, cuarzo, goethita, muscovita, caolín y rutilo. El material grueso resultó resistente al desgaste.

Geólogo / Mina Rafaela corresponde a una explotación de un yacimiento que posee ciertas características que lo asemejan a un estratoligado de cobre y plata. Se encuentra ubicado en el sector de Peñablanca, al Suroeste de Cabildo en la Región de Valparaíso. Se ubica en la franja metalogénica del Cretácico Inferior, junto a otros yacimientos conocidos de características similares como son La Torre, El Soldado, Lo Aguirre, etc. Su emplazamiento es entre las formaciones Lo Prado y Veta Negra, justamente en el contacto. Se caracteriza, como todos los yacimientos de este tipo, por alojar su mineralización en niveles estratificados de origen volcánico, infrayacentes a una capa superior estratificada de origen sedimentario. La mineralización más abundante del yacimiento corresponde a calcopirita, seguida en menor cantidad por bornita, covelina y escasamente calcosina hipógena. Sin embargo en superficie hay zonas con oxidados de cobre, los cuales no representan gran importancia económica, debido a que la explotación es por mineral sulfurado vendido a la planta de flotación de ENAMI en Cabildo. La mineralización se ve distribuida en cercanías a vetas, las cuales corresponden a fallas normales previas, y en cercanías a diques andesíticos, que a modo de interpretación, se presentan como camino a los fluidos hidrotermales. En cuanto a su mineralogía de alteración, se destaca la fuerte presencia de calcita rómbica presente en todos los sectores, tanto en relleno de vetas como en patinas, diseminada y rellenando espacios. También hay presencia de granates en rocas calcáreas, presencia de epidota, clorita, zeolitas y jaspe en rocas volcánicas y siliciclásticas, y presencia de especularita, pirita, calcopirita, bornita, covelina y calcosina hipógenas. Finalmente realizando un modelo de mineralización tridimensional se logró obtener una cubicación total del yacimiento, separando los recursos minerales en medidos indicados e inferidos, obteniendo 2.9 millones de toneladas de mineral. Muestreos sistemáticos arrojaron valores de ley promedio de 2.3% de cobre total, del cual 2.1 % corresponde a cobre insoluble. Este dato concuerda bien con los valores obtenidos en la venta de mineral a ENAMI, y el modelo de mineralización ha servido para ampliar la producción en los últimos meses.