No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El skarn Tres Chepas se encuentra ubicado en el distrito minero de Caimanes en la IV región a 60 Km al sur de la ciudad de Illapel, en la franja de depósitos tipo skarn cupríferos alojados en las zonas de contacto de rocas estratificadas Mesozoicas intruídas por plutones Cretácicos a lo largo de la Cordillera de la Costa entre la IV y V región. El área del skarn Tres Chepas, está constituida por rocas intrusivas y rocas estratificadas. Las rocas intrusivas corresponden a un plutón de composición cuarzomonzonítico y a cuerpos menores como diques y sills. Las rocas estratificadas son de carácter volcano-sedimentario con orientación Norte-Sur y manteo variable entre los 60° – 90° al oeste y están afectadas por metamorfismo de contacto, formándose rocas córneas de hornblenda, rocas córneas de piroxeno, skarn de granates y skarn granate-wollastonita. La mineralogía de mena se encuentra alojada principalmente en el skarn de granate-wollastonita y consiste principalmente en sulfuros de Cu como bornita y secundariamente calcopirita. La alteración prograda está representada por granate, wollastonita y piroxeno. La alteración retrógrada es débil y consiste en epidota y tremolita. El muestreo tipo chip sampling y su posterior análisis geoquímico mostraron valores anómalos de metales, con rangos de concentraciones de Cu entre 14,4 a 41.438 ppm, Au entre 5 y 3.753 ppb, y de Zn entre 0,5 y 97713 ppm, estando la mineralización distribuida de manera errática, constituyendo un depósito de baja ley.

Geólogo / El proyecto Purén Oeste es un prospecto aurífero localizado en la Alta Cordillera de la Región de Atacama, en la parte norte de la Franja Maricunga (26° -28°S), dentro del denominado “distrito de La Coipa”, a una altitud de 4400 m.s.n.m. El objetivo principal del presente trabajo, fue definir relaciones de la distribución del Au y la Ag con otros elementos, con la litología y la mineralogía de alteración hidrotermal, con el propósito de definir un modelo de mineralización. Para ello se realizó un estudio de datos obtenidos de 34 sondajes realizados en la zona. Se identificaron 4 unidades litológicas: gravas, tobas dacíticas gruesas, tobas riolíticas finas y rocas sedimentarias (lutitas), cuya disposición, desde la superficie hacia abajo, es en el orden en que se nombraron. Además se identifico un nivel de azufre cercano a la superficie, de 30 m de potencia y una serie de fallas de rumbo NW y NE, y manteo subvertical. Los análisis geoquímicos detectaron concentraciones anómalas de los elementos Au, As, Pb, Sb y Zn, respecto del contenido normal de las rocas en la corteza. La mayor concentración de Au se encuentra en el sector norte del proyecto, a partir de los 250 m de profundidad, aproximadamente. También se estableció que la distribución del Au es independiente, estadística y espacialmente, de los demás elementos estudiados, lo que no permite usarlos como guía de exploración para la búsqueda de cuerpos mineralizados de Au, mientras que las distribuciones de los metales base (As, Pb, Sb y Zn) se encuentran relacionadas entre sí. A través del estudio de la mineralogía de alteración hidrotermal, con el espectrómetro Terraspec, fueron definidas tres asociaciones principales de minerales de alteración hidrotermal: alunita-caolinita-sílice, caolinita-montmorillonita-illita y sílice (con illita y/o caolinita). La distribución de esta zonación ocurre desde un centro de sílice, luego alunita-caolinita-silice, y finalmente montmorillonita-illita-caolinita. Aunque la segunda asociación no se encuentra presente en todos los casos. También se identificaron los minerales de alteración supergena hematita, goethita y jarosita, cuya distribución se observa a lo largo de todo el proyecto. Se definió que el área de estudio corresponde a la parte superficial de un depósito epitermal de alta sulfuración, donde la información recopilada sugiere un control estructural de la mineralización en el área, que se dio en eventos superpuestos con diferentes niveles de ebullición. La mineralización de Au se encuentra principalmente en las tobas riodaciticas finas, dentro de los centros de silicificación. De lo anterior, se estableció que podrían haber concentraciones económicamente rentables bajo las áreas definidas con los interceptos de mayor concentración de Au, sin embargo, éstas estarían ubicadas a profundidades cercanas a los 400 m.

La zona de alteración hidrotermal de Pajonales (ZAHP), conforma una extensa área de rocas principalmente volcánicas, con alteración argílica intermedia (CaolInita+Cuarzo) y núcleos sericíticos menores. Tiene una dimensión aproximada de 10 x 3 km2 , con una forma elipsoidal cuyo eje mayor presenta una orientación NE. Se sitúa en la porción oriental de la Cordillera de la Costa del “Norte Chico” de Chile, dentro de una serie de ocurrencias de origen hidrotermal del Cretácico Inferior de variada índole, entre ellos la Faja Cretácica de Pórfidos de Cu, Depósitos de Óxidos de Fe-Cu-Au y la Faja de Yacimientos de Magnetita-Apatito. La ZAHP ha estado expuesta a diversos eventos de intrusión-alteración hidrotermal, y se encuentra cercada por el SE por un sistema de pórfido de cobre (Sistema Porfídico Pajonales), al NE por rocas intrusivas plutónicas (Batolito Cordón de las Bandurrias) y por el NW por una faja de yacimientos de hierro-apatita (Distrito Pleito-Los Cristales). La alteración hidrotermal en Pajonales está genéticamente asociada con el Sistema Porfídico Pajonales, el que produjo núcleos de alteración de mayor temperatura (sericítica). Estos núcleos coinciden con los afloramientos del Pórfido Pajonales, el cual actúa como huésped, y además presentan una gradación hacia zonas argílicas de menor temperatura (asociación caolinitacuarzo). El Pórfido Pajonales tiene una edad U-Pb en circón de 116.6 ± 4 Ma, mientras que la edad del Batolito Cordón de las Bandurrias presenta edades de alrededor de 99 Ma datado con el mismo método. La edad 40Ar/39Ar de los silicatos de alteración hidrotermal probablemente está rejuvenecida por el efecto termal del emplazamiento del vecino Batolito Cordón de Las Bandurrias, ya que ésta tiene una edad similar a la edad de enfriamiento del Batolito. La vasta zona con alteración predominantemente argílica (caolinita-cuarzo), se explicaría por la confluencia de los distintos eventos de alteración-metamorfismo a la que estuvo expuesta. Es improbable, aunque no totalmente excluible, que el sistema hidrotermal de Pajonales tenga alguna relación con un sistema de Óxidos de Fe-Cu-Au. Lo anterior se explica debido a la presencia de vetillas de cuarzo tipo B, además de otras vetillas de cuarzo indiferenciadas (probablemente vetillas D con un eventual halo sericítico obliterado por la pervasiva alteración argílica intermedia), que son rasgos ausentes en la mayoría de tales sistemas mineralizados.

Doctor en Ciencias, Mención Geología / The interactions between seismic activity, fluid flow and mineral precipitation exerts a first-order control on the strength and permeability of the crust and plays a critical role in promoting the development of hydrothermal systems and the formation of giant ore deposits. However the role of such interactions on the evolution of hydrothermal systems and its transient effects on mineralization is poorly constrained. This thesis contributes to establish the nature of the dynamic interplay between brittle deformation, heat-fluid-rock interaction and mineralization of hydrothermal systems in volcanic arcs. An ideal natural laboratory used to study such interplay is the Andean Cordillera of Central-Southern Chile, where hydrothermal systems occur in close spatial relationship with active volcanism as well as major seismically-active fault systems. The combination of regional-scale structural analysis of active geothermal areas with geochemical modeling of hot springs in the Villarrica Chihuio area in southern Chile unravel the role of crustal deformation in facilitating and inhibiting the development of geothermal systems. Results reveal the presence of two magmatic-tectonic-geothermal domains and indicate that the chemical evolution of hydrothermal fluids in the area is strongly dependent on structurally controlled mechanisms of heat transfer. This contribution provides new insights towards efficient exploration strategies of geothermal resources in Southern Andes. The high enthalpy, metal-rich active Tolhuaca geothermal system north of Villarica was studied in detail in order to (1) address how the interplay between seismic activity, heat-fluid rock interaction, fluid flow and mineral precipitation controls the physicochemical evolution of hydrothermal systems in the studied region and (2) analyze the transient effects of earthquake-triggered pressure perturbations on metal solubility and mineralization. To achieve this, a comprehensive structural and mineralogical analysis at field and drillhole scales was combined with geochemical and thermometric data of borehole fluids and fluid inclusions, and numerical simulations of fluid evolution and rock failure conditions. Results obtained from this study reveal that hydrothermal alteration modifies the response of rock to deformation at Tolhuaca, produces a vertical compartmentalization of the system and promotes the development of a clay-rich low permeability zone. Moreover, they indicate that the life span and thermal structure of this system were highly affected by the low-permeability zone developed on top. Furthermore, thermodynamic modeling of metal (gold) and mineral (silica) solubility at Tolhuaca reveals that the optimum physical and chemical conditions for metal precipitation are reached at liquid-saturated conditions with a saturated liquid temperature less than 310°C, under which small pressure changes triggered by transient fault-rupture can drop solubility several orders of magnitude. The observations resulting from the thesis not only provide new insights about how hydrothermal reservoirs develop through a combination of sustained heat and high permeability conditions that are strongly conditioned by active tectonics, but also unveil how hydrothermal systems evolve to maximize the efficiency earthquake-induced mineral precipitation.

Geóloga / El yacimiento Diego de Almagro de propiedad de la Compañía Minera Alxar es un depósito tipo IOCG dominado por hematita, con reservas estimadas en más de 70 Mt y leyes de 0.65% CuT y 0.05 gr/ton de Au. . El objetivo de este estudio es lograr una mejor comprensión de los procesos de alteración y mineralización que dieron paso a la formación de este yacimiento, y así aportar nuevos antecedentes para establecer un modelo geológico y genético del depósito en el contexto de la Franja Andina de IOCG. Este yacimiento se localiza en la Cordillera de la Costa de III Región de Atacama, a 70 km al este de Chañaral. La mineralización se encaja en las rocas volcánicas de la Fm. La Negra y el principal control estructural está dado por fallas de tendencias NW-NE y N-S, subsidiarias a la Zona de Falla de Atacama. La mena principal de cobre es calcopirita y se presenta en brechas hidrotermales con matriz de especularita. El desarrollo supérgeno alcanza unos 40 metros de profundidad desde la superficie actual y se caracteriza por minerales como crisocola y atacamita. Los estudios petrográficos indican que el depósito se formó a partir de cuatro eventos de alteración y mineralización: el primero se asocia a un pulso magmático-hidrotermal que genera cuerpos masivos y vetas de magnetita ± calcopirita y menor pirita en profundidad, acompañados de una fuerte alteración potásica que afecta a las rocas encajantes; el segundo evento está asociado a un pulso magmático-hidrotermal más oxidado, que provocaría la removilización del hierro y calcopirita, y la formación de las brechas de especularita con mineralización de cobre en zonas más someras; el tercer y cuarto evento estarían asociados a fluidos externos, los cuales generaron alteraciones tardías y periféricas de sericita, clorita, calcita y sílice. Los resultados de geoquímica muestran que los elementos mayores y algunos traza (REE, Co, entre otros) fueron removilizados durante la alteración hidrotermal. Por otra parte, los análisis de isótopos de azufre son consistentes con una fuente magmática del azufre de (δS34= -4.0 a -0.8 ). Los estudios realizados sugieren que existe una posible conexión genética en profundidad con los depósitos IOCG dominados por magnetita, e incluso con los depósitos tipo magnetita-apatito o IOA.

El Sistema Geotermal Tolhuaca (SGT), ubicado en la zona norte de la IX Región de la Araucanía, Chile y, actualmente, bajo concesión de explotación, ha demostrado ser uno de los más prometedores del sur del país para la generación de energía geotérmica. Durante su proceso exploratorio, se han realizado perforaciones de hasta 2 km, entre las cuales destaca el sondaje de diamantina Tol-1, de 1073 m de profundidad, dada su disponibilidad para el desarrollo de la investigación en cuestión. En este trabajo se realiza un estudio de detalle de la alteración hidrotermal en microestructuras orientadas (i.e. vetas, vetas-fallas, fallas, vetas-brechas), complementando trabajos estructurales previos, además de modelaciones geoquímicas que permitan esclarecer el rol de factores como la litología, temperatura y composición del fluido en la alteración de este sistema. Los resultados sugieren que el SGT ha sido afectado por 4 etapas evolutivas bien diferenciadas: (1) calentamiento y ebullición, (2) formación de fluidos reactivos ácidos y carbonatados calentados por vapor, (3) ebullición y despresurización, (4) posterior a pérdida de CO2. Sin embargo, las observaciones mineralógicas y estructurales indican una segmentación de los procesos, sobre todo en la zona más profunda del pozo. La alteración hidrotermal muestra una estrecha correlación con los dominios estructurales, evidenciando una segmentación química y estructural del sistema. Además, se reconoce una zona superficial de alteración argílica (0 - 300 m) dominada por aguas calentadas por vapor, caracterizada por arcillas (sme, -chl/sme) y óxidos de Fe; una intermedia de alteración sub-propilítica (300 - 670 m) con una extensiva e intensa presencia de arcillas (chl/sme), las que conforman una capa sello impermeable, y una profunda de alteración propilítica (670 - 1073 m), representada por la ocurrencia de epidota y que constituye la parte superior permeable del reservorio. La capa sello, propuesta en esta investigación, es anómala y difiere de los modelos clásicos, sugiriendo que las características estructurales ejercen un rol fundamental en su proceso de formación, siendo un factor de primer orden a considerar en futuras exploraciones.

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Magíster en Ciencias, Mención Geología / El presente estudio se realizó para obtener información geológica, de alteraciones hidrotermales, mineralización y estructuras, bajo la hipótesis de que la zona presenta interés económico para exploración minera del tipo epitermal de metales preciosos. La región de estudio corresponde a San Diego Curucupatzeo y Tepetates, Michoacán, México, ubicada en los límites de las provincias fisiográficas Eje Neovolcánico Transmexicano y Sierra Madre del Sur, donde se encuentran expuestas litologías de la secuencia metamórfica de edad Jurásico, cubierta discordantemente por una secuencia volcano-sedimentaria de edad Cretácico. Estás litologías se encuentran cubiertas discordantemente por dos unidades volcánicas distintas, la primera del Terciario de la Sierra Madre del Sur, cuyas unidades fueron afectadas por el emplazamiento de dos episodios de intrusión, de composición granito-granodiorita y de pórfido riolítico. La segunda unidad volcánica es del Plio-cuaternario, asociado con el magmatismo del Eje Neovolcánico Transmexicano. En la región se realizaron una serie de observaciones en el interior y exterior de algunas minas abandonadas, se colectaron muestras para desarrollar diferentes análisis: mineragráficos, petrográficos, difracción de Rayos X, geoquímica de roca, microscopía electrónica de barrido y de inclusiones fluidas. En las muestras analizadas se encontró que la mineralización hipógena consiste en oro, posiblemente contenido en pirita, además de galena argentífera, esfalerita, calcopirita y escasa tetraedrita, eléctrum, argentita, con una ganga conformada por pirita, arsenopirita, calcita, cuarzo y carbonatos; la mineralización supérgena consiste en limonita, malaquita y chalcantita. La mineralización se encuentra dispuesta en vetas de textura bandeada y crustiforme, en algunos cuerpos de brecha, como relleno de cavidades o porosidades. Hacia superficie se suele tener stockwork y un poco de diseminación, donde la permeabilidad lo permite. Los estudios de inclusiones fluidas definen rangos de temperatura y salinidad de los fluidos hidrotermales asociados que son consistentes con ambientes del tipo epitermal (100° a 300°C, salinidades <10% NaCl eq.), pero con rangos de valores más altos, tanto en temperatura como salinidad, sugerentes de ambientes de vetas de metales base mesotermales. Estas diferencias definen ambientes distintos para sectores específicos. Los resultados aquí expuestos aportan nuevos datos de la mineralogía de los yacimientos de esta región, y permiten interpretar los yacimientos existentes como de tipo epitermal de baja a intermedia sulfuración o bien sistemas de vetas de metales base mesotermales. En base a la correlación de afloramientos, longitudes observadas, espesores promedio y profundidades, se estima el sistema Las Truchas pudiera tener un potencial de recursos por Au y Ag relevante, donde si bien las muestras geoquímicas existentes presentan concentraciones para Au y Ag muy altas (El Zapotito), no es posible realizar una estimación específica por no existir una cantidad suficiente de muestras en una malla regular de muestreo.

Geólogo / Para la comprensión de cualquier tipo de yacimiento de origen hidrotermal, se hace necesario un entendimiento de las asociaciones de minerales de alteración y mineralización producto de la interacción agua-roca durante los procesos hidrotermales. En ocasiones, la identificación óptica de los minerales puede volverse compleja, incluso con microscopios potentes. Es en este sentido donde la espectrometría de reflectancia juega un rol fundamental, ya que además de contribuir a la identificación de minerales, amplía su utilidad al definir parámetros espectrales adicionales. El proyecto Coyote, propiedad de la empresa minera Teck, está ubicado a unos 75 km de la comuna de Vallenar, en la Región de Atacama, y corresponde a un sistema de alteración hidrotermal de 4.1 x 1.6 km2 dispuesto en dirección NO SE. Los resultados de espectrometría ayudaron a definir asociaciones de minerales de alteración en el área de estudio (clorita - esmectita, esmectita > caolinitita, caolinita > esmectita, illita - caolinita), además de diferenciar zonas de illitas y sericitas. Estos resultados son coherentes con la información geológica y geofísica disponible. Adicionalmente, se verificó la cristalinidad de la illita como un parámetro espectral que permitió estimar el grado de ordenamiento estructural de las illitas y sericitas en el proyecto Coyote, y a su vez, validó la interpretación espectral que se hizo de las mismas. Por otro lado, el parámetro 2200 nm (posición de la longitud de onda en el rasgo de absorción de los 2200 nm), que se considera como un indicador del contenido de Al, mostró resultados consistentes con los valores obtenidos a partir del cálculo de la cristalinidad de la illita. Ambos presentan una relación inversa: a mayores valores de cristalinidad, longitudes de onda más pequeñas en el rasgo de absorción de los 2200 nm. A partir de la cristalinidad de la illita y el parámetro 2200 nm se determinaron zonas o centros de posible interés económico dentro del sistema de tipo pórfido, las cuales se asocian a sectores de mayor temperatura. Un primer centro de interés (A), presenta las características espectrales más interesantes (mayor cristalinidad, valores del parámetro 2200 nm más bajos), se ubica en una zona de bajo magnético y está dentro del área de mayor actividad de intrusivos. En esta zona se centra la primera recomendación con interés prospectivo, sobre la que se intentaría cortar un cuerpo de pórfido mineralizado que no aflora en superficie, además de buscar una mineralización asociada a una mayor temperatura (alteración potásica). Un segundo centro de interés (B), que gracias a los parámetros espectrales se definió como de menor temperatura que (A), también reúne características geológicas especiales que llevan a recomendar sondajes en el área con el fin de buscar una relación entre el brechamiento y un pórfido mineralizado en profundidad, además de cortar el centro de alteración cuarzo illita.

El depósito Aurífero Volcán se ubica en los faldeos del volcán Copiapó (6052m) y forma parte del Cinturón Metalogénico de Maricunga ubicado en la Región de Atacama, Chile. Este cinturón presenta diversos depósitos con mineralización en ambientes tipo pórfido y epitermales de alta sulfidización, constituyendo la mayor concentración de oro en Los Andes. El depósito Volcán cuenta con al menos 3 centros mineralizados: Dorado Este, Dorado Central y Dorado Oeste. Este estudio se refiere al Sector Dorado Oeste, que presenta la mayor concentración de oro. Este se hospeda en sotcks dacíticos y brechas ígneas de similar composición, que instruyen y se emplazan en domos y rocas volcánicas dacíticas ricas en anfíbolas de Mioceno superior, que pertenecen a la unidad temprana del edificio volcánico Copiapó y sus conos parásitos como el Volcán Azufre. En planta, el cuerpo mineralizado tiende a ser irregular, pero verticalmente las mayores zonas exceden los 500 m. y el emplazamiento de éste en el pórfido y en las brechas ígneas, está controlado por fallas de rumbo NW e inversas NE, y fallas normales. En el sector Dorado Oeste se reconocen 4 tipos de vetillas. Las vetillas de cuarzo (tipo A) están confinadas al pórfido dacítico y a profundidades mayores de 500 m, pero se observan a menores profundidades en clastos de las brechas. Estas vetillas están relacionadas a la alteración potásica y se distribuyen principalmente en erejados de vetillas (stockwork), mostrando formas irregulares y sin simetría interna, y conteniendo una cantidad variable de cuarzo granular translucido, magnetita, pirita, calcopirita y molibdenita, con un halo de feldespato potásico. Dominan en Dorado Oeste las vetillas de cuarzo bandeado, las cuales se sobreimponen a las vetillas de cuarzo y se disponen paralelamente (sheeted vein) con rumbo preferencial NS y manteo ~80°W. Estas vetillas están compuestas por cuarzo en bandas grises a oscuras que ocurren en pares simétricos, asociadas a la alteración cuarzo-sericita-pirita, y albergan la mayor mineralización de oro del depósito. Las vetillas de pirita (tipo D) son finas y están compuestas por pirita y cuarzo. Estas vetillas cortan a las vetillas de cuarzo bandeado y están relacionadas a la alteración cuarzo-sericita-pirita. Finalmente, ocurren las vetillas de cuarzo-alunita-anhidrita que cortan y reemplazan a todos los tipos de vetillas anteriores y son típicas de ambientes epitermales de intermedia de alta sulfidización. Estas vetillas están ligadas a un tipo de alteración argílica avanzada que es pervasiva y extensiva en todo el depósito. Estas vetillas son una características distintivas del Depósito Volcán por la alta cantidad de anhidrita, la que siempre está acompañada por alunita.