Caracterización hidrogeoquímica de la cuenca del Salar de Atacama y lagunas salinas de la Cordillera Occidental, (22°50´- 24°00´S), Región de Antofagasta, Chile.

Abstract

La cuenca del salar de Atacama (CSA) corresponde a una cuenca de sedimentación que posee una costra salina de 1.100 km2, rodeada de una zona marginal de limos salinos de unos 2.000 km2. Recibe la mayor parte de sus aportes sedimentarios desde formaciones volcánicas de la cordillera Occidental y cordillera Domeyko. El relieve escarpado de la cordillera Occidental al este genera pequeñas cuencas cerradas intermontaña que poseen lagunas, salares y lagunas saladas (cuencas de lagunas de la cordillera Occidental, o CLCO). Tanto la CSA como las CLCO son reservorios naturales de diferentes elementos químicos con potencial económico, como el caso del litio (Li). El objetivo del presente estudio es comprender los procesos que controlan la composición de las aguas tanto en las CSA como en las CLCO y relacionarlos al contexto geológico en que se desarrollan. Este contexto geológico es complejo, la CSA ha sido una región de subsidencia desde el Paleozoico por lo que se encuentran rellena por más de 8 km de rocas sedimentarias. Se realizó una campaña de terreno entre los días 15 y 28 de enero de 2017, donde se recolectaron 25 muestras de agua, a las que se le realizaron diferentes análisis químicos e isotópicos, tales como elementos mayores, elementos menores e isótopos de oxígeno y deuterio. Además, se midieron in situ algunos parámetros fisicoquímicos: conductividad, temperatura, pH y Eh. partir de diagramas de Piper se detectaron que prácticamente todas las muestras (subterráneas y superficiales) poseen composición sódica-clorurada, excepto por la muestra subterránea del salar de Aguas Calientes 2 que posee composición cálcico-sulfatada. Existen tres subgrupos con composiciones distinguibles dentro de las aguas sódico-cloruradas; un grupo de muestras más próximas a la composición de las aguas cálcico-sulfatadas (MPC cálcico-sulfatadas), un grupo más próximo a la composición de las aguas sódico-bicarbonatadas (MPC sódico-bicarbonatadas) y un grupo intermedio que no está ostensiblemente más cercano a ninguno de estos grupos anteriores (MPC sódico-cloruradas). Los elementos menores con mayor concentración promedio en el área de estudio corresponden a Li, B y Sr con órdenes de magnitud de 104 μg/l, seguidos de Rb, Se, As y Cs con concentraciones de orden de magnitud de 103 μg/l. Las mayores concentraciones de Li se observan en las muestras de la laguna Tebinquinche y dos muestras subterráneas del sureste del salar de Atacama. Las mayores concentraciones de B se observan en las muestras de la laguna Tebinquinche, la laguna Tuyajto y una muestra subterránea del sureste salar de Atacama. Las mayores concentraciones de Sr se observan en las muestras de la laguna Baltinache y del salar de Aguas Calientes 1. La concentración de Li en el área de estudio parece depender de tres factores en orden de importancia decreciente: (1) interacción de aguas y rocas volcánicas de la cordillera Occidental, (2) redisolución de evaporitas antiguas, y (3) el grado de evaporación. Por su parte la concentración de B y Sr en el área de estudio parece depender de los factores (1) y (2). Del análisis de isótopos de deuterio y oxígeno se desprende que las CLCO experimentan una evaporación mayor que la CSA y que la redisolución de evaporitas antiguas es una fuente mucho más importante de aporte de isótopos pesados a las aguas que la evaporación. Las muestras en que la acumulación de isótopos pesados es producto de la evaporación, presentan una concentración ligeramente mayor de Li. A partir de la relación de las concentraciones de los principales elementos mayores y menores de cada cuenca estudiada a la geología a su alrededor, se concluyó que los principales procesos fisicoquímicos que controlan la composición de las aguas superficiales y subterráneas al interior de la CSA y las CLCO corresponderían en orden de importancia decreciente a: (1) la interacción de aguas y rocas volcánicas de la cordillera Occidental y/o Domeyko, (2) la redisolución de evaporitas antiguas y en mucha menor medida (3) el grado de evaporación de las aguas, respondiendo así el objetivo principal de este estudio.