Magíster en Ciencias, Mención Geología / La existencia de un sistema geotermal requiere, aparte de una fuente de calor, que existan unidades geológicas permeables que constituyan acuíferos o reservorios y una recarga de agua adecuada al sistema. En ese sentido es fundamental conocer y estudiar los aspectos hidrogeológicos en los sistemas geotermales, en particular la interacción entre las aguas subterráneas y el gradiente térmico, de forma de anticipar el comportamiento de un sistema geotermal ante posibles escenarios de explotación y recarga. La motivación del presente trabajo de investigación radica en caracterizar la dinámica de las aguas subterráneas y modelar numéricamente los flujos y el transporte de calor en un sistema geotermal andino de alta entalpía. Esto, con el objetivo de contribuir al desarrollo creciente de la energía geotérmica en el país y por el potencial que esta representa. En particular, el trabajo se enfoca en el sistema geotérmico de El Tatio, ubicado en la Región de Antofagasta. Como hipótesis de trabajo se planteó que dicho sistema geotérmico es modelable numéricamente a través de un enfoque de flujo multifase no isotermal asumiendo un medio poroso equivalente, con permeabilidades consistentes con el tipo de roca y discontinuidades que conforman los acuíferos, permitiendo reproducir los datos registrados de temperatura y presión en el sistema. A partir de la recopilación y análisis de antecedentes hidrológicos, hidrogeológicos, topográficos y de estudios de exploración geológica y geoquímica, se elaboró el modelo conceptual del sistema, el cual constituyó la base para el desarrollo de la modelación numérica. Para la construcción del modelo numérico se utilizó: el software GMS (Groundwater Modeling System) como herramienta de creación de la grilla numérica, Microsoft Excel para el procesamiento de datos, y TOUGH2 para la resolución numérica del problema. El modelo fue posteriormente calibrado tanto en régimen permanente como en régimen transiente y luego fue sometido a un análisis de sensibilidad de los principales parámetros que condicionan el comportamiento del sistema. Los resultados indican que el modelo calibrado en régimen permanente reproduce en forma razonable los datos de temperatura y presión observados en los pozos existentes del sistema geotermal El Tatio. Esto indica que el enfoque basado en medios porosos equivalentes permite representar adecuadamente el comportamiento de un sistema cuya dinámica de las aguas subterráneas está dominada fundamentalmente por permeabilidades de tipo secundaria. El modelo calibrado permite además estudiar las respuestas del sistema ante potenciales escenarios de explotación, aunque la validez de estos resultados queda sujeta a las posibles mejoras en la calibración del régimen transiente del sistema.

El yacimiento de cobre con plata subordinada Mantos Blancos se encuentra ubicado 45 Km al noreste de la ciudad de Antofagasta, en el borde este de la Cordillera de la Costa. Actualmente el depósito es explotado mediante un rajo abierto por Anglo American Chile, alimentando mineral oxidado para una planta de lixiviación por solventes y electroobtención, así como mineral sulfurado para una planta concentradora de sulfuros. En la actualidad Mantos Blancos produce alrededor de 90000 Ton/año de cobre fino en cátodos y concentrado, y tiene un horizonte de vida aprobado por Anglo American Chile hasta el año 2015. El distrito Mantos Blancos presenta rocas que formarían parte de un paleo arco volcánico desarrollado durante el Jurásico, además de otras rocas sedimentarias, volcánicas e ígneas cuyas edades varían entre el Paleozoico y el Cenozoico. Estructuralmente se localiza en el dominio de la zona de Falla de Atacama. El yacimiento Mantos Blancos se encuentra hospedado en rocas pertenecientes a la Formación La Negra datadas en alrededor de 181 Ma, con una alteración hidrotermal que comprende un metasomatismo potásico, una asociación propilítica y la sobreimposición de una fuerte alteración sódica. La mineralización sulfurada de cobre está integrada por calcosina-digenita, covelina, bornita y calcopirita, mientras que la mineralización oxidada consta de atacamita, crisocola y en forma restringida, malaquita, tenorita, cuprita y almagres. La mineralización hipógena del yacimiento se encuentra datada a través de los minerales de alteración asociados a ella entre los 155 Ma y los 141 Ma. El cuerpo mineralizado Nora que se encuentra ubicado en Bárbara Central, fue perforado mediante sondajes de aire reverso entre Octubre del 2008 y Marzo del 2009 (17.560m). La revisión de las muestras de control y aseguramiento de calidad indica que los análisis de estas muestras son confiables y sus resultados pueden ser incorporados en la base de datos histórica del sector. Para definir el volumen mineralizado en el cuerpo Nora se realizó un kriging de indicadores sobre la variable IND2, que tiene valor 1 si se cumple la condición que CuT≥0.2. Este valor de mineral tiene relación con la ley de corte marginal en Mantos Blancos. En el volumen que genera el kriging de indicadores se define como mineral aquel que tiene sobre un 50% de probabilidad de que CuT≥0.2. Usando los mapeos mineralógicos de los sondajes se estimó la distribución de la mineralización mediante un kriging ordinario. De la revisión de estos pozos se definieron especies que coexisten en el cuerpo mineralizado Nora, lo que llevó a establecer dos zonas minerales: Zona 1: Predominancia de las especies calcosina-digenita, covelina y bornita Zona 2: Predominancia de las especies calcopirita y pirita ocasional. Las zonas mineralógicas definidas fueron utilizadas para estimar las leyes de cobre total. Ambas zonas se estiman con las muestras incluidas en ellas mediante un kriging ordinario. Para verificar los resultados de la estimación se validaron las leyes de los bloques con las muestras desclusterizadas, obteniendo resultados satisfactorios. Además, se reconcilió los resultados de la estimación en las zonas tronadas entre los años 2005 y 2009, y se comparó estos resultados con la estimación del modelo oficial vigente para Mantos Blancos. El modelo generado en el cuerpo Nora tiene -1% de error en tonelaje y -5% de error en fino, mostrando mejores resultados que el modelo oficial de Mantos Blancos, el cual no usa la mineralogía para la estimación de las leyes de cobre. Se concluye con este trabajo que es conveniente usar la mineralogía presente en el cuerpo mineralizado Nora para mejorar los resultados del modelamiento del mineral que va a planta. Se recomienda realizar esta estimación en otros cuerpos mineralizados de Mantos Blancos donde no haya interacción con laboreos subterráneos, para verificar que hay mejoras de los resultados en términos de cobre fino.

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 / Los depósitos de sínter silíceo son rocas formadas por la evaporación y enfriamiento de aguas termales alcalinas cloruradas, de pH cercano a neutro y ricas en sílice disuelta. Las texturas y morfología que muestran estos depósitos están fuertemente influenciadas por las condiciones ambientales de formación, y por las características hidrodinámicas del agua termal. La ocurrencia en superficie de depósitos sínter revela la existencia de sistemas hidrotermales de alta temperatura en profundidad, y, por lo tanto, su estudio se relaciona a la exploración geotérmica y mineral. A pesar de que actualmente existen numerosos proyectos de exploración en la Zona Volcánica Central de Los Andes, poco se han estudiado las características particulares de los depósitos de sínter que se han formado en este ambiente. El campo geotermal El Tatio, que se ubica en el Altiplano del norte de Chile a gran elevación, se caracteriza por presentar condiciones climáticas extremas (gran oscilación térmica y alta tasa de evaporación) y una geoquímica de aguas termales particular (alta concentración de sílice disuelta, arsénico y boro). Estas características hacen que El Tatio sea un lugar ideal para estudiar la influencia de las condiciones ambientales y la geoquímica de aguas termales sobre las características de los sínteres silíceos. En el presente estudio se presentan análisis de laboratorio (ICP-OES, ICP-MS, SEM and DRX) y mediciones en terreno, las características mineralógicas, químicas y texturales de los depósitos de sínter silíceo de El Tatio, y las características hidrodinámicas de las aguas termales a partir de las cuales ellos se forman. Adicionalmente, se desarrolla un experimento in situ para estimar la tasa de precipitación de sílice en El Tatio. Los sínteres silíceos de El Tatio están formados por micro- y nano-esferas de ópalo-A, y presentan un alto grado de desorden estructural, evidenciado por altos valores de FWHM (7.8-12.5 °2Ɵ), que se atribuye a la incorporación de cationes como Ca2+ y Na+ en su estructura. Otras fases cristalinas, como la halita y el yeso, también son comunes en El Tatio. Minerales de calcio y arsénico, como la cahnita, ocurren como relleno de cavidades y formando laminaciones continuas dentro del sínter. La ocurrencia de estas fases minerales se debe a la alta concentración de elementos como boro, arsénico y calcio en las aguas termales, y su formación se relaciona con el proceso de formación de los sínteres silíceos a través de procesos de evaporación total. Los depósitos de sínter de El Tatio se caracterizan también por presentar texturas asociadas a temperaturas bajo cero, y relacionadas a las condiciones hidrodinámicas y a la temperatura del flujo de agua termal. Estas características contrastan con las de los sínteres formados a baja elevación, lo que resalta la importancia de comprender el origen de la mineralogía y texturas particulares de los sínteres formados a alta elevación para poder utilizarlos exitosamente como herramienta de exploración. El estudio integrativo de los sínteres formados en campos geotermales activos del norte de Chile, que incluya tanto la caracterización mineralógica y textural de los depósitos, como la caracterización de las aguas termales y la estimación de tasas de precipitación de sílice, proporciona nuevos conocimientos acerca de los procesos que influyen en la formación de los depósitos de sínter silíceo en el contexto andino.

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.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / La Sierra Limón Verde (SLV), ubicada al sur de Calama (22,5º- 22,8°S) es el elemento topográfico más elevado de la Cordillera de Domeyko. Se caracteriza por la ocurrencia de afloramientos de rocas metamórficas, sedimentarias, volcánicas e intrusivas paleozoicas, que forman una serie de slivers o lentes de cizalle limitados por fallas con una probable componente de rumbo y cuya actividad se mantuvo en parte hasta el Cenozoico superior. Aunque la geología de la SLV ha sido motivo de numerosos estudios, el significado tectónico y regional de las unidades que allí afloran es aún incierto. En esta Tesis se presenta un estudio detallado de las unidades pre-mesozoicas de la SLV, basado en un mapeo regional a escala 1:50.000 acompañado de nuevas dataciones U-Pb en circones (por el método LA ICP - MS) de las unidades intrusivas y análisis de las poblaciones de circones detríticos de las unidades metamórficas. La mayor parte de la SLV está constituida por un complejo intrusivo del Paleozoico superior que incluye desde gabros hasta granitos y pórfidos riolíticos, cuyas edades U-Pb en circones permiten separarlos en dos grupos principales: Carbonífero Inferior, (ca. 322 - 325 Ma) y Carbonífero Pérmico (ca. 287 - 300 Ma), estas últimas similares a las obtenidas en los niveles volcánicos de la Formación Agua Dulce, emplazadas en forma sincrónica. Las rocas ígneas de la SLV, que representan eventos reconocidos en otros sectores del cinturón magmático del Paleozoico superior del Norte de Chile, intruyen o cubren en discordancia a secuencias metasedimentarias más antiguas. Éstas fueron consideradas, anteriormente, parte del Complejo Metamórfico Limón Verde formado por rocas de alto grado metamórfico. Esta unidad constituida por esquistos micáceos de granate y anfibolitas afectadas, según estudios recientes por metamorfismo de alta P/T en el Pérmico (ca. 288 Ma) aflora exclusivamente al oeste de la SLV y de la Falla Limón Verde. La unidad más antigua expuesta dentro de la SLV corresponde, en cambio, a una serie de conglomerados monomícticos matriz soportados (Diamictitas de Limón Verde) con edad máxima de depósito de ca. 1.060 Ma (U-Pb LA ICP - MS en circones detríticos) y que probablemente corresponden a depósitos de origen glaciar de edad Neoproterozoica (Criogénica), los cuales representarían los primeros depósitos de este tipo reconocidos en Chile. Junto a ellas, formando también enclaves dentro de los intrusivos del Paleozoico superior, aflora una unidad de metacuarcitas foliadas y metabasitas (Estratos de Pampa Quenante) y otra constituida por grauvacas y conglomerados (Estratos de Cerro Limón Verde) afectadas por metamorfismo de bajo grado y cuyas poblaciones de circones detríticos indican una edad máxima de depósito Ordovícica (ca. 470 - 480 Ma). Su espectro de edades de circones detríticos se puede comparar al de sucesiones sedimentarias del Devónico Carbonífero inferior aflorantes en la Cordillera de la Costa de la región de Antofagasta, aunque una edad más antigua no puede ser descartada del todo. La Tesis incluye, como capítulo final, una discusión en cuanto al significado de las unidades expuestas en la SLV para los modelos tectónicos propuestos para la evolución paleozoica del norte de Chile.

Geóloga / El blanco de exploración Picarón es uno de los proyectos de Cu-Mo (Au) dentro del Proyecto Victoria perteneciente a la minera Hochschild Chile SCM (MHC) en la Región de Antofagasta. El blanco está formado por un grupo de cuerpos intrusivos tabulares porfídicos de composición diorítica del Cretácico Tardío, emplazados en un paquete volcánico-sedimentario, correspondiente a la Formación Pajonales y Formación Candeleros, con alteración hidrotermal asociada. En superficie la alteración coincide con un sistema de pórfido cuprífero. En la zona se realizaron 6 sondajes de diamantina que interceptaron una falla de bajo ángulo a los 200 metros de profundidad en la vertical. Se definieron 8 intrusivos separados en pre mineral, mineral temprano, inter mineral, mineral tardío y post mineral, utilizando las vetillas encontradas como guía, además de 1552 análisis geoquímicos para 36 elementos más Au. Este trabajo consiste en un análisis estadístico univariable y multivariable a estos análisis, así como en la confección de secciones geológicas, utilizando los mapas y logueos hechos por los geólogos de la compañía, para así caracterizar las litologías ya definidas, encontrar diferencias y similitudes entre ellas y estudiar la relación con alteración y mineralización. Los resultados, debido a la naturaleza de los análisis geoquímicos realizados, no son los óptimos para definir una huella geoquímica litológica para cada unidad, sin embargo, fue posible distinguir una diferencia en la composición litológica del intrusivo definido como pre mineral, la microdiorita, que tiene mayor afinidad con la asociación Mg, Sc, V y Cr. Los pórfidos definidos como mineral temprano y pre mineral, tienen las mayores leyes de Cu-Mo y se asocian bastante bien con la alteración potásica, los pórfidos definidos como inter mineral, son estos los que presentan la menor correlación de Cu y otros elementos. Los pórfidos mineral tardío, presentan las mayores leyes y correlaciones de Au, así como una alteración asociada propilítica. Finalmente los pórfidos post mineral, no presenten leyes significativas, ni alteraciones características. Además se reconocieron al menos dos eventos mineralizadores, el primero corresponde a uno de Cu, que está asociado a la alteración potásica, que afecta a los pórfidos pre mineral y mineral temprano, así como a la roca caja, siendo al parecer la más receptiva a este evento el paquete volcanoclástico. El segundo evento mineralizador corresponde a uno de Au que está asociado a los intrusivos mineral tardío, y a las alteraciones registradas como calcita y clorita y fílica, sin embargo las leyes son bajas y están por muy poco sobre el umbral exploratorio recomendado. El resto de los pórfidos no presentan leyes interesantes por lo que deberían ser descartados para objetivos de exploración. Finalmente, la ubicación del prospecto en un modelo de un sistema de pórfido cuprífero, seria en el límite entre las alteraciones potásicas y propilítica, sin embargo, la baja densidad de sondajes dificulto la confección de una zonación más exacta y por lo tanto de una relación entre prospecto y modelo. . Para entender mejor la geometría de este pórfido, se recomienda un análisis estructural en la zona, ya que se desconoce la naturaleza exacta de la falla basal presente en el sistema, y es esta falla la que podría haber desplazado a lo que se conoce hoy del prospecto Picarón del resto del cuerpo mineralizado. Además, este estudio indica una posible vectorización de la mineralización hacia el W y no se descarta que este cuerpo mineralizado desconocido pudiera contener al núcleo de alteración potásica, que alcanzaría mayores leyes de Cu. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por HOCHSCHILD MINING CHILE

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La caldera La Pacana se ubica en la Cordillera Occidental de la Región de Antofagasta, Chile, y es una estructura volcánica de colapso de 65 por 30 km, aproximadamente, la cual hace de ella una de las más grandes en el mundo. Los volúmenes de material eruptado por esta caldera llegarían a 2500 km3, aproximadamente, con un VEI (índice de explosividad volcánica) de 8,7, lo que la hace la quinta erupción más grande de la que haya registro geológico, y cuyo relleno de ignimbritas intra-caldera tendría un espesor entre 0,9 y 2 km. Esta estructura volcánica tiene una orientación aproximada NS, cuyos límites E, S y SW corresponden a un borde topográfico, mientras que los límites N y W no se observan, al encontrarse cubiertos por unidades volcánicas más jóvenes. El centro de la caldera está ocupado por un domo resurgente elongado en direcciones NW-SE y NE-SW, de 48 por 12 km. Debido a que para entender la dinámica de las calderas es necesario conocer su estructura, se propuso estudiar la estructura interna de la caldera La Pacana mediante gravimetría. Durante Enero-Febrero de 2009 se adquirieron 71 nuevas estaciones gravimétricas, apoyadas con posicionamiento con GPS diferencial, las cuales fueron complementadas con datos de estudios previos. Las estaciones gravimétricas adquiridas permitieron obtener la grilla de anomalía residual de Bouguer, y a partir de ella, los productos asociados, tales como las grillas de derivadas horizontales y verticales. Luego, se procedió a integrar estos datos con la información geológica de la zona de estudio para realizar una modelación directa en 2,5D, con la que se construyeron perfiles geológicos de las anomalías geofísicas de interés. Los resultados del procesamiento y la modelación gravimétrica muestran que dentro de La Pacana se observa una anomalía negativa con una amplitud promedio de -15 mGal, la cual llega hasta -24 mGal en su parte central y -40 mGal en su parte N. Este tipo de señales negativas es el que se espera en esta clase de cuerpos volcánicos, las cuales pueden ser explicadas por el contraste de densidad negativo entre el material de relleno y el basamento precaldera fuera de ella. La forma asimétrica de las anomalías indicaría que no todo el relleno de la caldera tiene la misma profundidad. En base a la distribución de las anomalías negativas en el mapa de segunda derivada vertical, y a la reinterpretación de la estratigrafía de la caldera, es posible determinar la presencia de dos estructuras anidadas, las cuales son denominadas como caldera Pujsa (fuente de la ignimbrita Pujsa) y caldera La Pacana (fuente de la ignimbrita Atana). Los bordes N, E, S y W de la caldera la Pacana y los bordes W y N de la caldera Pujsa, los cuales no habían sido reconocidos previamente, fueron delimitados mediante el filtro de segunda derivada vertical. El mecanismo de colapso asociado a la caldera Pujsa sería uno de tipo “piecemeal”, mientras que para La Pacana se propone una mezcla entre un “trapdoor” con un “piecemeal” tipo “funnel”, por lo que en la primera, la zona de colapso principal está concentrada en la parte central de la caldera, mientras que en la segunda, está en su parte N, evidenciando colapsos asimétricos. El espesor del relleno de las calderas La Pacana y Pujsa fue determinado mediante modelación directa en 2,5 D, constreñida con datos geológicos, e indica que para Pujsa, éste llegaría a 0,9 km, mientras que para La Pacana, éste sería de 3 km. El relleno de ambas calderas en las zonas de traslape tendría un espesor de 1,3 km. Lo anterior permite determinar el volumen del relleno asociado, el cual sería de 3.082 km3, con un VEI de al menos 8. Dentro de las calderas, se observan anomalías negativas con amplitudes de hasta -5 mGal, las cuales se ubican bajo el domo resurgente y domos post caldera. Estas señales serían producidas por raíces volcánicas densas a profundidades de entre 1 y 3 km bajo la superficie, una de las cuales coincide con la zona en la cual el domo resurgente es más alto. Finalmente, se sugiere que el basamento de La Pacana está formado por secuencias paleozoicas sedimentarias y volcánicas, las cuales son alzadas por sistemas de fallas inversas, coherentes con un sistema compresivo con σ1 horizontal de dirección EW. Al comparar las calderas La Pacana y Pujsa con otras de dimensiones similares (Toba, Yellowstone), se observa que éstas tienen anomalías residuales de Bouguer que llegan hasta -70 mGal y rellenos de hasta 3 km, más del doble que lo que se observa en la caldera Pujsa, por lo que ésta sería un caso anómalo dentro de calderas de esas dimensiones. Esta interpretación es corroborada con modelos teóricos que toman en cuenta el diámetro y la subsidencia de una caldera respecto al desarrollo morfológico de los sistemas de fallas que permiten su colapso. Se sugiere que la poca amplitud de la anomalía residual de Bouguer sería producto de la tectónica compresiva reconocida en la zona de estudio, la cual alzaría dos bloques de basamento paleozoico mediante dos sistemas de fallas inversas de vergencia opuesta en ambos lados de la caldera Pujsa, los que habrían actuado como bloques rígidos que podrían haber disminuido la magnitud del colapso.

Memoria para optar al título de Geóloga / La presente investigación tiene por objetivo establecer un modelo conceptual del comportamiento de los fluidos geotermales en su recorrido por la planta geotérmica Cerro Pabellón ubicada en la región de Antofagasta. La planta está compuesta por dos unidades de una potencia instalada bruta de 24 MW cada una por un total de 48 MW de capacidad y en operación es capaz de producir alrededor de 340 GWh al año. Con el modelo conceptual se pretende poder predecir la precipitación de diversas fases minerales procedentes de los fluidos extraídos de los pozos de producción e identificar los puntos en que se concentrarían los precipitados. Para esto se analizaron muestras de los precipitados extraídos de las tuberías de la planta Cerro Pabellón caracterizando la morfología y mineralogía con el fin de identificar las fases minerales predominantes del precipitado formado a partir de los fluidos geotermales. Al mismo tiempo, a partir de la composición promedio del fluido otorgada por Geotermica del Norte S.A. (Grupo Enel Green Power), se implementaron simulaciones geoquímicas usando el software PHREEQC. Este predice la variación de las concentraciones de los elementos en función parámetros termodinámicos, calculando las fases minerales predominantes y los cambios de pH y temperatura. Este trabajo inició con una campaña de terreno para entender el funcionamiento de la planta Cerro Pabellón. Por otra parte, se llevaron a cabo diversos análisis de las muestras de los precipitados, otorgadas por ENEL Green Power utilizando microscopio electrónico de barrido (SEM), para determinar la morfología y la mineralogía presente de las muestras de solidos encontradas dentro de la tubería de la planta. Además, se modeló el comportamiento del fluido geotérmico a partir de las variaciones termodinámicas existentes dentro de las tuberías de la planta de Cerro Pabellón. Las dos muestras de los sólidos encontrados en las tuberías que dirigen el fluido hacia los pozos de reinyección, presentan minerales como el oropimente (As2S3), estibina (Sb2S3), hematita (Fe2O3), óxidos de hierro, pirita (FeS2) y oro nativo (Au). Considerando esta mineralogía, se reprodujeron las condiciones termodinámicas de los fluidos en su recorrido por la planta. Los resultados obtenidos permitieron elaborar un modelo conceptual que representa el comportamiento del fluido geotérmico de la planta, ilustrando los cambios de pH y la variación de los índices de saturación de la pirita, oropimente, estibina, hematita y sílice dentro de la planta. Las simulaciones indican que, oropimente, sílice, estibina, hematita y pirita son los minerales con índice de saturación positivo, los cuales serían los precipitados predominantes dentro de la planta Cerro Pabellón.