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Análisis de los factores geológicos y mineralógicos que condicionaron el evento de reactividad en fase 7 del rajo Esperanza, mina Centinela.
(Universidad de Concepción, 2023) Cancino Rodríguez, Tomás Ernesto; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
En minería a cielo abierto, la tronadura es una operación fundamental que implica la detonación controlada de pozos de tronadura cargados con productos explosivos. En estos pozos, y bajo ciertas condiciones fisicoquímicas, el contacto directo de los explosivos con el macizo rocoso puede provocar reacciones espontáneas y exotérmicas, fenómeno conocido como rocas reactivas. Este trabajo se centra en el estudio de un evento de rocas reactivas ocurrido en el rajo Esperanza en la Región de Antofagasta, donde este tipo de reacciones provocaron emisiones gaseosas y la detonación no controlada de un pozo de tronadura. El yacimiento Esperanza es un depósito tipo pórfido de cobre y oro perteneciente a la franja Eoceno medio – Oligoceno temprano, que se relaciona al Sistema de Fallas de Domeyko y que contiene mineralización hipógena de sulfuros además de minerales formados por procesos de alteración supérgena. Las rocas reactivas son aquellas capaces de reaccionar con nitrato de amonio, que es el componente principal de la mayor parte de los explosivos utilizados en la minería. La reactividad de las rocas se atribuye principalmente a la presencia de minerales de hierro, en especial de sulfuros como la pirita. No obstante, para abordar este problema se debe considerar a la totalidad del macizo rocoso con sus condiciones geológicas particulares, para incorporar un mayor número de factores al momento de establecer una zonificación de la reactividad para tomar medidas preventivas. En este trabajo, se revisan estudios previos de reactividad en el rajo y se analizan las muestras obtenidas en el sector del evento mediante ensayos de reactividad y sleep time para caracterizar su comportamiento reactivo. Además, se llevan a cabo análisis mineralógicos que incluyen microscopía óptica, fluorescencia de rayos X, difracción de rayos X y QEMSCAN®. Los estudios previos en el rajo evidencian la capacidad de estas rocas de reaccionar con nitrato de amonio, aunque las condiciones sean diferentes en los distintos sectores. Además, a partir de los ensayos de reactividad y sleep time, se determina que las muestras del sector del evento desarrollan reacciones exotérmicas en tiempos acotados al estar en contacto con nitrato de amonio. De los análisis mineralógicos, se determina que hay altas concentraciones de pirita, uno de los principales minerales asociados a fenómenos de reactividad. Además de la pirita, el hierro se encuentra formando una variedad de sulfuros, óxidos, oxihidróxidos y sulfatos, que podrían tener un rol importante en el comportamiento reactivo de estas muestras. Entre los minerales de hierro identificados, destaca la szomolnokita, un sulfato que se forma a partir de la oxidación de pirita en ambientes áridos, y que es altamente soluble en presencia de humedad, liberando hierro al sistema. La combinación de pirita y szomolnokita puede ser una asociación mineralógica crítica que controla la reactividad del sector donde ocurrió el evento. Previo al evento de reactividad, no se realizaba un mapeo exhaustivo de estos minerales, especialmente en las zonas de bajo interés económico. Los resultados de este trabajo ponen en evidencia la importancia del mapeo de pirita y szomolnokita para lograr una zonificación de la reactividad del rajo Esperanza.
Caracterización geoquímica de las aguas geotermales de El Tatio implicancias en el origen del litio, Región de Antofagasta, Chile.
(Universidad de Concepción, 2019) Lagos Vivanco, Bernardo Darío; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
El campo geotermal El Tatio, localizado en el altiplano del norte de Chile, es considerado como el más alto del mundo y el más grande del hemisferio sur. Si bien, hay numerosas investigaciones sobre la geoquímica del campo geotermal, no hay estudios que asocien el comportamiento isotópico del litio en este ambiente con las altas concentraciones presentes en la zona. Por lo tanto, además de estudiar las características geoquímicas de las aguas de El Tatio, este trabajo se enfoca en comprender los factores que controlan el comportamiento isotópico del litio, y establecer la relación de estos fluidos y el Li presente en el salar de Atacama. La zona de estudio se enmarca dentro de una cuenca volcano-tectónica compuesta principalmente por potentes capas de ignimbritas asociadas a 2 eventos volcánicos importantes: un vulcanismo del Mioceno y otro del Plioceno-Cuaternario. Además, se le asocia un sistema de falla de carácter normal que restringen el campo geotermal en el sector oeste, el cual provoca una subsidencia continua del graben. El reservorio principal del sistema hidrotermal se localiza principalmente en las rocas volcánicas dacíticas de la Ignimbrita Puripicar, la cual alcanza su potencia máxima dentro de la cuenca. Los fluidos geotermales son de carácter neutro y presentan grandes concentraciones de Cl, Na, K, Ca, Si, Li, B, As, y contenidos bajos en Mg y HCO3. Por lo tanto, se clasifican químicamente como aguas cloruradas sódicas. En relación a los contenidos químicos, se observa que estas aguas se ven afectadas por diferentes procesos fisicoquímicos, tales como: disolución (lixiviación), intercambio iónico, precipitación y alteración de minerales, dilución (mezcla) y ebullición. Sin embargo, la proporción existente de las concentraciones químicas indican que tales procesos afectan en diferentes grados a las aguas geotermales. De esta forma, los fluidos geotermales fueron clasificados por sector: i) norte, se evidencian grandes procesos de lixiviación, ascenso rápido y directo, y ebullición; ii) sur, hay precipitación importante de minerales de arcilla (ej. hectorita) debido a un ascenso lento e indirecto; y iii) oeste, se evidencian procesos de dilución y de absorción de gases en aguas poco oxidantes. Por otro lado, los isótopos de agua sugieren un origen a partir de un miembro meteórico y otro magmático, además de importantes reacciones de intercambio de oxígeno con la roca caja. Los bajos valores isotópicos de litio (δ7Li) reflejan la signatura isotópica de la roca caja lixiviada, debido a que el fraccionamiento isotópico es insignificante en los ambientes hidrotermales. El salar de Atacama muestra valores isotópicos de litio altos en relación a los valores presentes en los fluidos geotermales. Sin embargo, se condicen más con los valores obtenidos de las aguas salinas ubicadas al este del mismo salar. Por lo tanto, considerando que las recargas hídricas del salar de Atacama se localizan principalmente en el sector norte y este, las aguas salinas son el principal input de los contenidos de litio dentro del salar. Cabe señalar que las especies minerales dentro del salar también controlan los contenidos isotópicos de litio, y que la migración del flujo hacia el sur (parte norte y centro del salar) puede producir un enriquecimiento en isótopos pesados. Los datos de δ11B revelan las diferentes fases mineralógicas que pueden albergar estos isótopos, así en el sector norte y centro predomina la existencia de minerales evaporíticos con estructuras trigonales, mientras que minerales con coordinación tetraedral precipitan en menor grado dentro del salar de Atacama.
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.
(Universidad de Concepción, 2018) Cofré Arzola, Ernesto Andrés; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
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.
Caracterización hidrogeoquímica de las fuentes termales y su potencial en la aplicación de la medicina termal en la ciudad de Parral, Región del Maule, Chile.
(Universidad de Concepción, 2022) Faúndes Faúndes, Manuel Alejandro; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
En la comuna de Parral se encuentran diferentes emanaciones termales, las cuales afloran en superficie en las termas del Cajón de Ibáñez y también se presentan en cuerpos de aguas subterráneas a profundidades cercanas a los 80 metros en el sector de las termas de Catillo. El área de estudio se ubica entre el valle central hasta la cordillera de los Andes. Su geología se caracteriza principalmente por la Formación Abanico, Formación Cola de Zorro y Batolito de Santa Gertrudis Bullileo. El contexto estructural de la zona de marcada por la formación de las cuentas cenozoicas, específicamente por el sistema de rift de Cura-Mallín. Su arquitectura extensional está caracterizada por un hemigraben de polaridad al oeste con el borde activo y un borde pasivo al este. En este trabajo se realizó una recopilación de información antes descrita en la zona junto a una campaña de terreno donde se recolectaron 17 muestras de aguas, tanto de manantiales calientes como de vertientes de aguas frías para el análisis hidrogeoquímico de cationes, aniones, elementos menores, trazas e isótopos estables de δ 18O y δD. Los resultados obtenidos muestran que estas emanaciones corresponden a aguas mixtas y se clasifican como cloruradas sódicas, variando entre ellas el contenido dominante de cationes y aniones. La razón de δ 18O y δD, indica que su origen está dada por la circulación somera y profunda de aguas meteóricas, donde estas son calentadas mediante procesos de transferencia de masa y energía desde cámaras magmáticas someras. Luego disminuye la densidad de los fluidos y estos ascenderían por las estructuras hacia la superficie, mezclándose con aguas meteóricas. Su alto contenido en SO4 2- a niveles más altos o iguales al Cl esto indica que las emanaciones termales corresponden a aguas vapor-calentadas. Este estudio intenta establecer una primera relación entre los sistemas hidrotermales y la aplicación en la salud humana, reconociendo potenciales beneficiosos para esta. Sus características están dadas por las sustancias disueltas en las aguas provenientes de la interacción entre los fluidos, la topografía, temperatura, presión y tiempo de contacto.
Caracterización óptica y composicional del concentrado de minerales de uranio, torio y tierras raras en las pegmatitas de poñen y Parque Coyanmahuida.
(Universidad de Concepción, 2019) Alarcón Novoa, Álvaro Alejandro; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
Las tierras raras (REE) son consideradas elementos estratégicos para el avance científico en la revolución tecnológica de las últimas décadas. Es por eso que comprender la química mineral como la génesis de los minerales portadores de REE es cada vez más importante para su posible exploración en Chile. En este trabajo se caracterizó óptica y composicionalmente los minerales portadores de REE provenientes de dos afloramientos pegmatíticos ubicados en el centro-sur de Chile, en la región del Biobío. Los minerales estudiados provienen de las pegmatitas Coyanmahuida y Poñen, pertenecientes al Batolito Costero, parte del basamento Paleozoico del Centro-Sur de Chile (Hervé, 1988). Localmente, en la zona estudiada, se obtuvieron edades Rb/Sr en roca total de 306.8±4.5 Ma, en la roca granítica (Glodny et al., 2008), y U/Pb en circones de 310.8±1.8 Ma en el cuerpo pegmatítico de Poñén (Velásquez et al., 2012). La pegmatita de Poñen fue la primera en ser estudiada tras el hallazgos de minerales de uranio como metaautunita y uraninita (Collao et al., 2009). Luego, Jil (2014) reconoció nuevas zonas pegmatíticas en Vertiente y Coyanmahuida, ambas en la región del Biobío, donde se identificó minerales portadores de U, Th, Y y REE. La caracterización de estos minerales mediante técnicas microanalíticas permitió identificar la presencia de uranopolicrasa, euxenita, monacita y xenotima (Collao et al., 2015). La investigación se desarrolló en tres etapas: En la primera, se trazaron perfiles en terreno para medir radiactividad utilizando un espectrómetro de integración de rayos gama portátil modelo GIS-5, categorizando la recolección de las rocas pegmatíticas en tres grupos, según sensibilidad en cuentas por segundo (cps): 1) 0-1000 cps, 2) 1000-3000 cps, 3) > 3000 cps. En la segunda etapa, las muestras fueron chancadas y tamizadas, para obtener granos minerales de tamaños uniformes, con subgrupos de 1700 μm, 500 μm y 63 μm. Luego, con el fin de separar los minerales más pesados (contenedores de U y REE) de los más livianos, se utilizó una mesa vibratoria y se seleccionó la granulometría de 500 μm como la más eficiente para la separación gravitacional. De esto, resultan 3 muestras de distinta densidad (alta, mediana y baja), por cada categoría de radiactividad. Así, según la radiactividad, el tamaño de grano (500 μm) y la densidad, se seleccionaron las siguientes muestras para el estudio microscópico: 1) 0-1000 cps, 500 μm, alta densidad; 2) 1000-3000 cps, 500 μm, alta densidad; 3) > 3000 cps, 500 μm, alta densidad. En la tercera etapa, se realizaron 6 cortes pulidos transparente confeccionados a partir de briquetas y 2 cortes pulidos transparente de la roca portadora de los minerales de interés. Estos fueron estudiados con un microscopio de luz transmitida-reflejada. La composición de los minerales fue determinadas mediante la microsonda electrónica JEOL JXA8600M del Instituto GEA de la Universidad de Concepción, provista de un detector de rayos-x dispersor de energía (EDS) y cinco detectores de dispersión de longitud de onda (WDS). Se caracterizan las muestras obtenidas y se añaden nuevas fases minerales con contenido de uranio, torio y tierras raras a las pegmatitas de estudio, lo cual las transforman en afloramientos aún más llamativos y complejos. En pegmatita Poñen se añaden los siguientes minerales: monacita, xenotima, torianita, uraninita, pirita, siderofilita, pirita y arsenopirita. Mientras que en la pegmatita Coyanmahuida se añaden las siguientes fases minerales: óxidos de Nb, Ta, Ti con contenidos de tierras raras, uranio y torio, clasificados como fergusonita, euxenita y policrasa, los cuales se encuentran alterados por pirocloro; además se añaden los minerales de monacita, xenotima, circón rico en Hf que contienen tierras raras, y tortveitita, silicato de escandio. En cuanto a la distribución de los elementos de uranio, torio y tierras raras, tienen un fuerte control mineralógico. Las anomalías geoquímicas obtenidas en trabajos previos, son justificadas por los minerales caracterizados en este estudio. En la pegmatita Poñen, los altos valores de uranio y torio, son justificados por la presencia de monacita rica en torio. Por otro lado, en la pegmatita Coyanmahuida, los valores anómalos de tierras raras son justificados por la presencia de xenotima, monacita y los óxidos de Ta, Nb y Ti. Estos últimos justifican los valores altos de uranio y torio, junto con la presencia de inclusiones de uraninita y torianita en estos mismos minerales. Por último, la fergusonita, euxenita y policrasa están amorfizados, producto del uranio y torio en su estructura cristalina, se aprecia además una fuerte alteración de estos óxidos de Ta, Nb, y Ti por pirocloro, este mineral es cristalizado en las fracturas y bordes de estos minerales, por el enriquecimiento de Ca, Na, Pb, Fe, Zr, LREE y OH al sistema.
Comparación de la dinámica del carbono en bosque nativo versus plantaciones de pinus sp. En el parque nacional Nonguén, región del Bío-bío, Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Aguilar Gómez, Maite del Pilar; Álvarez Amado, Fernanda Carolina; Castillo Lagos, Pamela Ivonne
El carbono es uno de los elementos más importantes para la construcción de la vida en la Tierra, pues se puede reconocer de forma transversal en todos los ambientes terrestres. Sin embargo, el ciclo del carbono ha experimentado un sinnúmero de modificaciones debido principalmente al fuerte impacto de la actividad antrópica. Los suelos conforman uno de los principales reservorios de carbono, no obstante, en las últimas décadas ha experimentado fuertes alteraciones debido a los cambios en los usos de suelo. Es por ello, que este estudio busca comprobar que existen efectos perjudiciales en el proceso de almacenamiento de carbono en los suelos al producirse reemplazos de bosques nativos por plantaciones forestales. Se estudió el comportamiento de los reservorios, ingresos y egresos de carbono desde el suelo, tanto en sitios cubiertos por bosque nativo, como sitios con cubierta de plantaciones forestales, dentro del Parque Nacional Nonguén, ubicado en la Provincia de Concepción, Región del Biobío, Chile. Para ello, se analizaron los diversos componentes presentes en la dinámica de los bosques, que influyen en el ciclo del carbono. Entre ellos se encuentra el carbono contenido en los horizontes de suelo, la biomasa superficial, crecimiento de raíces, hojarasca, escurrimiento de aguas de poro y el flujo de CO2, producto de la respiración de los microorganismos. A partir del balance de masas entre los diferentes parámetros de estudio es posible identificar que existe un efecto contraproducente en el almacenamiento de carbono en los suelos, debido a la sustitución de los bosques nativos por plantaciones forestales, viéndose disminuida la reserva de este elemento de interés en un 34% aproximadamente. En concreto, se registró una disminución de la reserva de carbono total de 3,91 ± 2,4 Mg/ha, pasando de 11,54 ± 24,1 Mg/ha para bosque nativo, a una cifra de 7,63 ± 26,5 Mg/ha para plantaciones forestales. Además, se reconocieron que las disminuciones más importantes se concentraron en la biomasa de pie, la producción de raíces y el contenido total de carbono albergado por el suelo. Es fundamental ampliar este estudio mediante la incorporación de otros enfoques, que permitirá realizar un análisis más completo de cómo los cambios en la manera en que se utilizan los suelos afectan a los ciclos biogeoquímicos globales.
Comparación de la geoquímica del grupo de las tierras raras en bosque nativo versus plantaciones de pinus sp. en el Parque Nacional Nonguén, Región del Biobío, Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Avilés Quijón, Ignacio Andrés; Álvarez Amado, Fernanda Carolina; Castillo Lagos, Pamela Ivonne
Desde la década de los 90’s se han perdido cerca de cuatro millones de hectáreas de bosque nativo a nivel mundial, al mismo tiempo, la cantidad de plantaciones forestales ha ido en aumento. La región del Biobío es una de las regiones que presenta un mayor reemplazo de bosque nativo por especies forestales como el Pinus sp. en Chile. Estudios revelan que estos cambios de uso de suelo (LUC) generan grandes variaciones en los ecosistemas y sobre todo en los suelos y sus nutrientes, lo que puede ser perjudicial para la naturaleza y la sociedad. Este estudio se enfoca en evaluar la influencia que tiene el cambio de uso de suelo de bosque nativo a plantaciones de Pinus sp. en la geoquímica de las tierras raras en el Parque Nacional Nonguén, específicamente, verificar si la pérdida de materia orgánica producto del cambio de uso de suelo provocaría una disminución del contenido de REE en los suelos. Para llevar a cabo el estudio se seleccionaron 3 sitios bajo bosque nativo (BN) y 3 bajo plantaciones de Pinus sp. (PL), en estos se realizaron calicatas de ~170 cm de profundidad, y se realizó una descripción y toma de muestras por horizonte en cada perfil. Las muestras fueron analizadas mediante ICP-MS y los resultados analíticos se trabajaron estadísticamente para generar diagramas multielementos comparativos con el material parental. Además, se calcularon los coeficientes de transferencia de masa (τij) para analizar el enriquecimiento o empobrecimiento de los suelos con respeto al material parental y se compararon los contenidos de materia orgánica en ambos sitios y las relaciones que presentan con las REE y con características físicas del suelo como la textura o la profundidad. Los resultados dan cuenta que existen mayores diferencias entre los suelos desarrollados bajo una misma cobertura que los desarrollados bajo una cobertura diferente. Si bien se esperaba una reducción de las concentraciones de REE en los sitios de plantaciones dado a una reducción en sus contenidos de materia orgánica, ninguna de las dos cosas fue concluyente, ya que a pesar de que las plantaciones presentaran el sitio con los menores contenidos de REE y MO, también presentan los mayores contenidos del estudio en otro sitio. Pese a esto, se concluye que el cambio de uso de suelo influye en parámetros biofisicoquímicos (pH, MO, % arcillas) de los suelos que podrían controlar los contenidos de REE, sin embargo, factores como la topografía, geomorfología y procesos de erosión y depositación en el área de estudio podrían ser de gran influencia en las diferencias de contenidos de REE en los diferentes sitios.
Determinación de las emisiones de dióxido de azufre (SO2) del volcán Guallatiri, Región de Arica y Parinacota, Chile.
(Universidad de Concepción, 2022) Pacheco San Miguel, Antonio Felipe; Oliveros Clavijo, Verónica Laura; Aguilera Barraza, Felipe; Álvarez Amado, Fernanda Carolina; Palma Lizana, José Luis
El volcán Guallatiri corresponde a un estratovolcán con desgasificación pasiva permanente, desde sus campos fumarólicos situados en el cráter y en el flanco suroccidental, perteneciente a la comuna de Putre, región Arica y Parinacota, Chile. El presente trabajo consiste en estudiar dichas fumarolas con el fin de determinar el flujo de dióxido de azufre (SO2) emitido por estas. Para ello se implementaron dos métodos de medición remota, durante el 20 y 21 de agosto del 2021; espectrómetro de absorción óptica diferencial (DOAS) y dos cámaras ultravioletas PiCam. Además de una medición directa de los gases y condensado de gas de la fumarola situada en la cima del volcán el día 20 de agosto 2021. El flujo promedio final de SO2 que se obtuvo con las cámaras PiCam es igual a 22,81 ± 5,14 t/d, lo cual es concordante con mediciones de trabajos anteriores donde se encontró un flujo de SO2 promedio que oscila entre los 20 a 50 t/d. Las cámaras PiCam son capaces de determinar la velocidad de la pluma volcánica, que en este caso dio de promedio 3,4 m/s. Utilizando esta velocidad del viento, con el DOAS se determinó una emisión de SO2 promedio igual a 267,9 ± 141,9 t/d. Se piensa que esta gran diferencia en los valores obtenidos se debe principalmente a una sobreestimación de los datos por parte del DOAS y a una subestimación de los datos obtenidos con las cámaras PiCam, por una dispersión y dilución de la luz, sobre todo por estar a una gran distancia del centro de emisión (> 5 km). La emisión de SO2 encontrada es relativamente baja en comparación a otros volcanes del norte de Chile, por lo que no existe una influencia predominantemente magmática en los gases del volcán Guallatiri, al ser el SO2 un proxy del flujo magmático. La medición directa indica bajas concentraciones de especies magmáticas (SO2, HCl, HF) lo que confirma una influencia hidrotermal, además de la magmática, en los gases emitidos desde las fumarolas. Esto está de acuerdo con el modelo geoquímico conceptual propuesto por Inostroza y otros (2020a), para este volcán, que afirma que los gases fumarólicos fueron alimentados por una fuente magmática profunda y reaccionaron posteriormente con un acuífero somero, lo que explica el componente hidrotermal.
Estudio de fases y paragénesis de la mineralización sulfurada del depósito de alta sulfuración (HS) de cerro Búfalo, Antofagasta, Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Gutiérrez Fuentes, Martín Ignacio; Álvarez Amado, Fernanda Carolina; Castillo Ramírez, Juan Pablo
Cerro Búfalo corresponde a un depósito de Cu y Au (-) ubicado en la comuna de Sierra Gorda, Chile. La empresa SQM ha realizado labores de exploración y campañas de sondajes en el yacimiento desde 2018. Desde ese año, hasta la fecha, se ha logrado interpretar las principales características del yacimiento, reconociéndose como un sistema epitermal de alta sulfuración (HS) emplazado en estructuras silicatadas denominadas ledge. Los sulfuros más abundantes son pirita y enargita, con menor cantidad de calcopirita, tenantita, calcosina hipógena, bornita, entre otras. En el presente trabajo, se realizó una labor de revisión de sondajes que concluyó con la descripción macroscópica de 46 muestras, realizándose cortes transparentes pulidos para análisis microscópico de 19 de ellas. La información obtenida de estas labores fue procesada en software Leapfrog, obteniéndose como producto final perfiles a escala 1:2.000 de litología, alteración y mineralización para la sección N°12 del modelo establecido por la empresa, entre las cotas 1.800 y 1.150 m s.n.m. Litológicamente, se comprueba que Cerro Búfalo se emplaza en secuencias volcánicas a volcanosedimentarias de composición daciandesítica, posiblemente asociadas a un ambiente de paleo-caldera, las cuales son intruídas siguiendo un control estructural vertical por brechas freáticas, hidrotermales y pórfidos dacíticos. En cuanto a la alteración, los ledges se disponen también subverticalmente, concentrándose preferencialmente en sus núcleos la mineralización sulfurada junto a cuarzo y alunita. Hacia los bordes, el volumen de sulfuros baja, pasando a zonas de cuarzo-caolinita y caolinita. La mineralización sulfurada en Búfalo, según evidencian las texturas al microscopio, evoluciona temporalmente desde un ambiente de sulfuración intermedia (IS) en profundidad, con tenantita-calcopirita-bornita, hacia uno de alta sulfuración con enargita-calcosina hacia zonas más someras, aunque ambos pueden estar espacialmente solapados. La fase de alta sulfuración (HS) representa la más importante considerando su distribución y volumen de sulfuros asociado. Una etapa más tardía, en la cual el estado de sulfuración desciende nuevamente, denominada “fase retrogradante” se desarrolla de forma puntual en zonas someras, generándose tenantita, esfalerita, calcopirita y bornita que reemplazan a la etapa HS. La zona profunda de sulfuración intermedia podría representar la transición hacia un ambiente de tipo pórfido cuprífero, lo que se suma a la evidencia de acotadas zonas con alteraciones propias de este sistema (fílica, potásica) reconocidas en la sección bajo la cota de 1.450 m s.n.m.
Estudio de los procesos hidrogeoquímicos en las aguas superficiales de la precordillera y cordillera occidental (19°30’- 20°40’ s), Región de Tarapacá, Chile.
(Universidad de Concepción, 2020) Poblete González, Camila Paz; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
En la Precordillera y Cordillera Occidental de la región de Tarapacá, dadas las condiciones climáticas y morfológicas, se presentan cuencas hidrológicamente cerradas en las que se desarrollan ambientes evaporíticos en estrecha relación con aguas de origen termal. La zona carece de estudios con una perspectiva integral que explique cuáles son las fuentes de los solutos en sus aguas y cuáles son los procesos que controlan su composición, es por ello que el presente trabajo busca profundizar en el conocimiento de la dinámica de los sistemas hídricos en la alta cordillera. Se realizó una campaña de terreno, donde se recolectaron 15 muestras de agua, a las que se le midieron parámetros fisicoquímicos in situ y se les realizaron análisis químicos de elementos mayores. Posteriormente, los datos analíticos fueron incorporados en modelos geoquímicos en el software PHREEQC para discriminar la ocurrencia de meteorización de silicatos, disolución de sales evaporíticas, concentración por evaporación y mezcla de fluidos. La modelación mejoró el entendimiento de los procesos ocurridos en los sistemas hídricos. A partir de esta se interpretó que: 1) la interacción de las aguas con minerales silicatados de las rocas volcánicas y volcanoclásticas de la Precordillera y Cordillera Occidental, y en menor proporción con minerales evaporíticos, es el fenómeno responsable de aportar los solutos en las aguas, donde tanto el ácido carbónico como el ácido sulfúrico son los agentes de lixiviación de silicatos, 2) la concentración por evaporación de las aguas de cursos superficiales es la responsable de producir las composiciones elementales disueltas en lagos y la precipitación de sales de tipo Na-SO4-Cl, y 3) existen procesos de mezcla entre aguas termales con aguas de cursos superficiales, que enriquecen principalmente en Na y Cl a aguas superficiales y mezcla entre aguas de cursos superficiales, de tipo HCO3 y SO4, que alimentan a los lagos, que son de relevancia para definir el quimismo de los ambientes lacustres. Los modelos desarrollados sugieren que las similitudes químicas de las aguas de cursos superficiales y lagos de las cuencas altiplánicas estudiadas son originadas por condiciones climáticas similares y un control litológico, sin reconocerse una influencia geotermal determinante.
Estudio del Potencial Económico para desarrollo de pequeña y mediana minería del prospecto Cayucupil, Región del BioBío, Chile.
(Universidad de Concepción, 2018) Carvajal Escalona, Daniel Felipe; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
Hay numerosos placeres auríferos y sectores con presencia de oro detrítico en la Cordillera de la Costa de la Región del Biobío, los cuales han sido explotados desde los tiempos de la conquista española. Estos depósitos se emplazan principalmente en dominios de rocas intrusivas y metamórficas, compuesto principalmente por granitos, granodioritas y tonalitas que integran el Batolito Costero del Sur y esquistos micáceos, rocas más antiguas que corresponden a rocas metamórficas de la Serie Oriental depositadas durante el Paleozoico. El objetivo de este trabajo es realizar una metodología de muestreo con el fin de caracterizar los depósitos, para posteriormente efectuar análisis geoquímicos con el fin de estimar el potencial económico del prospecto Cayucupil. Los sedimentos analizados de la zona de estudio son transportados por los ríos Cayucupil y Butamalal ubicados 10 km al este de Cañete, luego los sedimentos son depositados en meandros, barras y trampas a lo largo de los 22 km de cauce entre ambos ríos, presentando granulometría media compuesta principalmente por cuarzo, feldespato, muscovita biotita y minerales opacos sin magnetismo. La mayoría de las concentraciones de Au está bajo el límite de detección (<0.005 ppm) y todas las muestras de Ag también (< 0.2 ppm), por lo que se considera una baja o nula concentración económica de Au en la mayoría de los sedimentos extraídos. Siete muestras presentan concentraciones de Au levemente superiores al límite de detección y corresponden a point bars en meandros de flujo de poca energía A partir de los resultados de concentraciones de Au obtenidos, se calcula la ley media del prospecto y el promedio de las leyes tanto en g/m3 como en g/ton estás corresponden a 0.01367 g/m3 y 0.0054 g/ton. En mapas elementales de tierras raras, se observa que la mayor concentración se localiza en la zona oeste del área de estudio, lo cual podría estar relacionado a la pendiente del río Cayucupil llegando al valle de Cayucupil. El origen de estas tierras raras tiene como fuente rocas ígneas alcalinas pertenecientes a la unidad Nahuelbuta, se forman a partir de procesos geológicos que extraen y concentran elementos que no encajan en las estructuras de los minerales comunes formadores de rocas El prospecto Cayucupil clasifica como interesante respecto a una futura evolución de explotación con referencia en tierras raras para la pequeña minería.
Geología de las vetas de oro del proyecto regaladas y su posible relación con un sistema de pórfido cuprífero en profundidad, Región de Atacama, Chile.
(Universidad de Concepción, 2020) Fernández Schäfer, Javiera Natalia; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
El Proyecto Regaladas se encuentra en el sector precordillerano, al NE de la cuidad de Vallenar, en la Región de Atacama, Provincia de Huasco. La geología del proyecto está constituida por rocas ígneas, volcánicas y subvolcánicas depositadas entre el Cretácico Superior y Paleoceno donde hubo períodos compresivos y extensivos. Las rocas volcánicas y subvolcánicas corresponden a andesitas, dacitas y riolitas correlacionables con la Formación Hornitos, específicamente con la facie El Molle. Las rocas intrusivas observadas fueron tonalitas, granodioritas, microgranodioritas, pegmatitas y dioritas, las cuales se correlacionan con las litologías pertenecientes al Complejo Plutónico Los Morteros. En este período en el sector de la quebrada Yerbas Buenas y Algarrobal, se han reconocido campos de caldera, a las cuales se les asocian extensas zonas de alteración hidrotermal (Rivera y Falcon, 2000). El presente estudio mediante análisis de muestra de mano, cortes transparentes y pulidos, difracción de rayos X, y QEMSCAN permitieron determinar asociaciones paragenéticas correspondiente a las siguientes alteraciones: (1) propilítica compuesta por clorita y albita, (2) fílica con cuarzo predominante, sericita, clorita, pirita, calcopirita, (3) argílica intermedia compuesta por calcedonia, arcillas, siderita, oro y pirita, (4) albitización - epidotización con albita y epidota y finalmente (5) alteración supérgena con minerales pertenecientes a la zona de oxidación como limonita, hematita y óxidos de cobre y de la zona de enriquecimiento secundario como covelina y calcosina. El sistema estructural predominante donde se concentra la mineralización y alteración corresponde a vetas de orientaciones preferenciales N50 - 80°W hasta EW con una pequeña población N10°W a NS con manteos que van de los 60 a 90°NE. Dentro de estas vetas destaca la “Mina del Agua” con valores promedio de 60 g/Ton de Au. En base a las alteraciones, mineralogía, modo de ocurrencia y estructuras, se concluyó que el sistema de vetas auríferas del Proyecto Regaladas consiste en un depósito epitermal de baja temperatura formado por fluidos exclusivamente meteóricos que se percolan por las estructuras llegando a grandes profundidades, donde son calentadas por una fuente magmática generándose un sistema convectivo de fluidos que interactúan con la roca caja. Este proceso da paso al trend de mineralizaciones y alteraciones observadas. La fuente fue definida como un sistema hidrotermal porfídico, donde, por falta de información no se pudo corroborar si se encuentra enriquecido en cobre.
Geología de sub-superficie del llano de caracoles y yacimiento encuentro, distrito minero centinela, región de Antofagasta, Chile.
(Universidad de Concepción, 2019) Retamal Yáñez, Roberto Andrés; Mpodozis Marín, Constantino; Rabbia Dalmasso, Osvaldo Miguel; Álvarez Amado, Fernanda Carolina; Oliveros Clavijo, Verónica Laura
El Distrito Minero Centinela se ubica en la región de Antofagasta del norte de Chile, en el margen occidental de la Cordillera Domeyko. En este distrito se sitúan yacimientos de cobre porfídico pertenecientes a la franja cuprífera del Eoceno-Oligoceno inferior, tales como Esperanza, El Tesoro, Mirador y Encuentro, explotados actualmente por Antofagasta Minerals (AMSA). La formación de estos depósitos fue contemporánea a la depositación de secuencias volcano-sedimentarias como resultado de las interacciones entre magmatismo y tectónica durante la fase tectónica Incaica. Esta fase junto a sucesivos eventos geotectónicos son los responsables de que gran parte del distrito se encuentre cubierto por extensos depósitos de “gravas” resultantes de los procesos erosivos que han afectado esta zona, y que, finalmente, dificulta la generación de un modelo geológico estructural integrado del distrito. Una de las zonas cubiertas de mayor relevancia económica en esta zona corresponde al Llano de Caracoles, que consiste en un pediplano situado en la parte central del distrito minero Centinela, en medio de una franja de dirección NNE-SSW donde se concentran los depósitos de mayor importancia explotados actualmente por AMSA. Corresponde a una depresión de aproximadamente 90 km2 rodeada de bloques alzados que están en su mayoría compuestos por rocas sedimentarias y volcano-sedimentarias mesozoicas y cenozoicas. Al este el llano se encuentra junto a rocas sedimentarias jurásicas que forman parte de Grupo Caracoles, las cuales están intruidas por cuerpos sub-volcánicos de edades cretácicas (71-66 Ma) y paleocenas (63-60 Ma), mientras que, por el oeste, la cuenca está bordeada por un acantilado constituido de rocas volcánicas del Cretácico Superior asignadas a la Formación Quebrada Mala (Secuencia Cerro Oscuro, 69-65 Ma). Hacia el norte y sur, el llano está delimitado por los macizos Esperanza-Telégrafo (norte) y Las Lomas-Cerro Cinchado (sur), los cuales exhiben una geología compleja donde afloran rocas volcánicas, sedimentarias e intrusivas del Triásico Superior (210-200 Ma) al Paleoceno (65-63 Ma), las cuales están relacionadas con fallas mayores como las Fallas Llano que correspondería a la prolongación septentrional de la Falla Las Lomas. Debido a sus características prospectivas, esta área ha sido objeto de numerosas campañas de exploración que dieron como resultado el reciente descubrimiento del yacimiento Encuentro, al sur del llano, lo que ha generado un importante volumen de información de la subsuperficie a partir de la cual, en este trabajo, se intenta realizar una reconstrucción geológico estructural del “techo de roca” bajo la cubierta de gravas. Para el desarrollo de este trabajo se estudiaron los primeros metros (“techo de roca”) de sondajes diamantinos y de aire reverso, y se seleccionaron 50 muestras para su estudio en lámina delgada, de las cuales 10 de estas fueron seleccionadas posteriormente para análisis radiométrico UPb. Los resultados permitieron diferenciar dos dominios estructurales principales (Oriental y Occidental) controlados por la Falla Llano-Las Lomas, los que están caracterizados por asociaciones litológicas diferentes tanto en litología como en edad. En el Dominio Oriental, al este de la Falla Llano Las Lomas, las rocas más antiguas estrían formadas por tobas, lavas y brechas andesíticas retrabajadas atribuidas a los Estratos Las Lomas (ca. 211 Ma), las cuales están cubiertas de manera concordante por rocas sedimentarias detríticas y carbonatadas marinas jurásicas del Grupo Caracoles, las que, a su vez, se encuentran cubiertas por lavas andesíticas y andesítico basálticas de edad Cretácico Superior, asignadas a la Formación Quebrada Mala (72-69 Ma). Estas unidades presentan deformación y están controladas por el pliegue Anticlinal Coronado, que está parcialmente cubierto en discordancia, en su extremo meridional, por rocas andesíticas paleocenas de la Formación Cinchado (ca. 60-58 Ma). Al este de la Falla Llano-Las Lomas, el Dominio Occidental está constituido principalmente por lavas basálticas pertenecientes a los niveles estratigráfico más altos de la Formación Quebrada Mala (ca. 69-65 Ma), las cuales se encuentran cubiertas en discordancia por tobas y volcarenitas andesíticas Paleocenas (Formación Cinchado (ca. 64-63 Ma). Hacia el oeste de la Falla Centinela, afloran en subsuperficie rocas eocenas de la Formación Esperanza (ca. 42 Ma), dispuestas en discordancia sobre las rocas paleocenas y cretácicas. La unidad intrusiva más característica del llano corresponde a un” megadique” denominado Granodiorita Caracoles (ca. 58 Ma), que se extiende por más de 7 km bajo la subsuperficie del Llano de Caracoles y que se prolonga por más de 14 km desde el Bloque Esperanza-Telégrafo al Dúplex Las Lomas. En el Dominio Occidental se ubica el yacimiento Encuentro cuya mineralización se aloja principalmente en las rocas paleocenas de la Formación Cinchado, al oeste de la Falla Llano Las Lomas. Esta falla desplaza en el rumbo NS a las principales unidades intrusivas asociadas a la mineralización. El depósito está formado por un conjunto de diques porfídicos dacíticos (pórfidos de Encuentro) y brechas polimícticas (Diatrema Encuentro) alineados en dirección NNESSW lo largo de estructuras subsidiarias a la Falla Llano-Las Lomas. Su formación estaría estrechamente relacionada con la deformación Incaica, la cual se produjo de forma sincrónica a la acumulación de la gruesa carpeta de gravas que se extiende en este sector de la Cordillera Domeyko.
Geología y metalogénesis de las minas principales del distrito minero El Toqui, Región de Aysén, Chile.
(Universidad de Concepción, 2018) Correa Bravo, Jorge Iván; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
Se presentan los aspectos geológicos, petrográficos y mineralógicos del Distrito Minero El Toqui, identificado como un depósito estratoligado de tipo skarn, dada la interacción de rocas hospedantes ricas en carbonatos con fluidos hidrotermales provenientes de cuerpos intrusivos, que generan un yacimiento rico en minerales calcosilicatados y una variada asociación de minerales de mena. En este trabajo, enfocado en 5 zonas específicas del distrito, se entregan los antecedentes más importantes de cada área y los procesos involucrados en la formación de la mineralización metálica y de alteración presentes, estableciendo las diferencias existentes entre ellas. A partir de los datos de muestreos geoquímicos y la correlación estadística realizada entre los diferentes elementos, se plantea la coexistencia de dos tipos de depósito dentro del distrito, que corresponden a un skarn de Zn-Pb y a un skarn de Au reducido, a partir de las clasificaciones recopiladas en la bibliografía, para este tipo de depósitos minerales. Finalmente, se entregan las conclusiones y propuestas de trabajo a realizar dentro del distrito minero, como una forma de apoyar la búsqueda de nuevos recursos que permitan expandir la actividad económica de la zona de estudio.
Hidrogeología e hidrogeoquímica de las aguas subterráneas en la península de Tumbes, Región del Biobío, Chile.
(Universidad de Concepción, 2021) Villanueva Pavez, Cristóbal Jonathan; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
Se realiza un estudio hidrogeológico e hidrogeoquímico de las aguas subterráneas albergadas en las rocas metamórficas y plutónicas de la península de Tumbes, región del Biobío. Mediante el análisis de parámetros fisicoquímicos y concentración de elementos mayores se establece que las aguas poseen bajas conductividades y mineralización, y son probablemente jóvenes con un origen meteórico. Se identifica que la química de las aguas es influenciada por las precipitaciones, la interacción agua - roca y actividades antrópicas, donde se aprecia una evolución desde aguas dominadas por Na y Cl a aguas mixtas con un mayor predominio de Ca y HCO3. Los procesos principales más probables que sirven de control en las concentraciones son la meteorización de silicatos de las rocas del área y contaminantes de carácter doméstico asociados al área urbana. La comparación de normas chilenas y recomendaciones internacionales con parámetros y concentraciones iónicas obtenidas en este estudio y otros anteriores, permiten establecer que las aguas no son en general adecuadas para el consumo humano, aunque poseen en su mayoría características buenas a aceptables para el riego. Se distingue, además, una clara diferencia entre la química las aguas de la península y la de un cerro isla cercano, sugiriendo orígenes distintos. A partir de modelos de recarga, umbrales de escorrentía y un análisis de la geomorfología y las cuencas del área, se estiman volúmenes ponderados de recarga y se definen zonas estratégicas, ubicadas principalmente en parte de las líneas divisorias en las terrazas del área, que pueden tener efectos significativos en la recarga y la contaminación de las aguas subterráneas y vertientes. Adicionalmente, se determina con la ayuda de datos entregados por el monitoreo del nivel freático de un pozo y el caudal de descarga de vertientes que el período preferencial en el que ocurre la recarga se encuentra entre los meses de junio y septiembre. El estudio de caudales permite estimar, por primera vez, la disponibilidad del agua en los meses de mayores y menores precipitaciones para 7 vertientes, donde se concluye que los volúmenes mínimos entregados no parecen constituir una fuente sustentable de agua para el uso doméstico respecto a la población de la península. Sin embargo, debido al carácter permanente de los caudales y la evidencia de volúmenes mayores en otras partes del área no se descarta su uso para otro tipo de actividades. Finalmente, se comparte parte de los resultados a través de la creación de una página web (https://vertientes talcahuano.herokuapp.com)
Impacto del cambio de uso de suelo en la geoquímica de aguas de poro de suelos del Parque Nacional Nonguén, Región del Biobío, Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Panes Díaz, Marianne Ignacia; Álvarez Amado, Fernanda Carolina; Castillo Lagos, Pamela Ivonne
Los efectos del cambio climático han evidenciado la necesidad de estudiar los factores ambientales que contribuyen a su aceleración, es así como se despertó a nivel mundial el interés en determinar cómo los procesos asociados a la actividad forestal repercuten en las condiciones ambientales de nuestros ecosistemas. En Chile, el cambio de uso del suelo se ha intensificado desde la década de los 70´s, resultando en una disminución importante de especies nativas por el reemplazo de especies exóticas como Pinus sp. y Eucaliptus Sp. Este estudio se centra en evaluar los impactos del reemplazo de bosque nativo por plantaciones de pinos en aguas de poro de suelos del Parque Nacional Nonguén, el cual constituye un espacio clave para la conservación de la biodiversidad y en particular, del último remanente importante de bosque caducifolio en la región del Biobío. Para realizar este estudio se recolectaron muestras de aguas de poro a través de lisímetros enterrados bajo bosque nativo y bajo plantaciones de Pinus sp. Para luego realizar la caracterización de las aguas y revisar sus diferencias mediante análisis estadísticos (Correlación de Pearson, HCA, PCA) y modelación geoquímica (diagramas Spider, índices de saturación de fases minerales, índice de enriquecimiento, contenido de carbono, entre otros). Los resultados indican que, aunque las diferencias en la composición de las aguas de poro no sean significativas en términos de concentración, el cambio de cobertura vegetal tiene un impacto en los procesos que dominan su composición, donde los contenidos de arcillas favorecen la fijación de carbono (C) en los suelos, y ambos factores, en su conjunto contribuyen a la retención de elementos en la matriz edáfica, disminuyendo su movilización hacia las aguas de poro en sitios bajo cobertura de bosque nativo principalmente debido a la mayor abundancia de arcillas y C. Mientras que en sitios de plantaciones se evidenció una mayor pérdida de elementos hacia las aguas. A su vez, se reconoce la influencia de factores locales como procesos de meteorización, aportes atmosféricos e influencia antrópica que afectan la disponibilidad de elementos en suelos y aguas de poro del Parque Nacional Nonguén.
Influencia antrópica en la geoquímica de aguas del humedal urbano Paicaví - Tucapel bajo.
(Universidad de Concepción, 2024) González Espinoza, Geraldine Macarena; Álvarez Amado, Fernanda Carolina; Poblete González, Camila Paz
Los humedales son ecosistemas fundamentales que desempeñan un papel crucial en la regulación del ciclo hídrico, la prevención de inundaciones y la mejora de la calidad del agua mediante la filtración de contaminantes. Asimismo, actúan como reservorios de biodiversidad y almacenes de carbono, contribuyendo significativamente a la mitigación del cambio climático. En este contexto, el humedal urbano Paicaví - Tucapel Bajo, situado en la ciudad de Concepción, enfrenta una creciente vulnerabilidad debido a la expansión urbana, que lo expone a diversas fuentes de contaminación, tales como residuos domésticos e industriales, rellenos y descargas de aguas servidas. En respuesta a esta problemática, el presente estudio se planteó evaluar la influencia antrópica en la geoquímica del agua en el humedal y determinar las principales fuentes de contaminación. La investigación incluyó trabajo de campo, donde se recolectaron nueve muestras de agua para analizar elementos mayores, menores, traza e isótopos de oxígeno y deuterio. Los resultados fueron evaluados empleando análisis estadísticos bivariados, como la matriz de correlación de Pearson, y análisis multivariados, específicamente el análisis de componentes principales (PCA). Adicionalmente, se elaboró un modelo simplificado del flujo de agua subterránea utilizando el software Visual Modflow. Los análisis estadísticos identificaron dos principales orígenes de la química del agua en el humedal. Por un lado, fuentes naturales asociadas a la geología local, destacando la presencia de minerales como plagioclasas, olivinos, piroxenos, anfíboles y biotitas, que influyen a través de los procesos de meteorización. Por otro lado, se detectó una contribución antrópica significativa, evidenciada por las relaciones entre elementos como Fe-As (r = 0,91), Zn-V (r = 0,97), y las altas concentraciones de Mn (1,89 ppm) y B (0,18 ppm), vinculados a actividades humanas. Entre estas, destacan el desgaste vehicular (Zn V), la presencia de microbasurales (Fe-As) y las descargas de aguas residuales domésticas (Mn-B). En cuanto a la dirección del flujo de agua subterránea, el modelo indicó un movimiento predominante hacia el oeste, lo que sugiere una posible conexión hidrológica con el humedal Chimalfe. Finalmente, este estudio destaca el rol ecológico del humedal Paicaví - Tucapel Bajo, el cual se encuentra amenazado por la presión antrópica, evidenciado por las altas concentraciones de elementos nocivos. Por ende, se requieren medidas sostenibles como proteger fuentes de agua, prevenir vertidos contaminantes y restaurar el entorno natural para preservar su biodiversidad y mejorar la calidad de vida de las comunidades circundantes.
Mineralogía, petrografía y geoquímica de ignimbritas neógenas - cuaternarias de la cordillera occidental (22º20’-24º00’S) y sus implicancias en el origen del litio, Región de Antofagasta, Chile.
(Universidad de Concepción, 2021) Rosales Felmer, Mauricio Andrés; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
La demanda global de litio (Li) se ha incrementado exponencialmente en los últimos años, debido al auge de las baterías de Li y a su uso en la industria automotriz. Chile posee una de las mayores reservas de este elemento y junto con Australia es uno de los principales productores en la actualidad. El “Triángulo del Li” descrito en el margen andino, concentra gran parte de las reservas asociadas a depósitos de tipo salmuera, en donde destacan los salares de Uyuni (Bolivia), Hombre Muerto (Argentina) y Atacama (Chile). Este último corresponde a uno de los más importantes a nivel mundial, presentando concentraciones promedio de Li en torno a 1.400 mg/L y máximas de 7.000 mg/L (Munk y otros, 2016), las que en su totalidad reportan reservas estimadas en 6.3 Mt (Gruber y otros, 2011). El salar de Atacama (SDA) se sitúa en uno de los lugares más áridos del mundo, con escasa precipitación (39 mm/año) y altas tasas de evaporación (0-2,8 mm/día), lo que favorece la concentración de Li en salmueras (Munk y otros, 2016). Este salar presenta condiciones ideales para una importante acumulación de Li, siendo fundamental el elevado gradiente que existe entre esta cuenca y la cordillera Occidental (CO). Esto determina la circulación de aguas que erodan a litologías moderadamente enriquecidas en Li (Ide y Kunasz, 1989), las cuales descargan sus contenidos dentro de los márgenes del salar.
Modelamiento numérico de acuíferos de roca fracturada en la cuenca hidrogeológica del Parque Nacional Río Clarillo, comuna de Pirque, Región Metropolitana.
(Universidad de Concepción, 2024) Butikofer Rodríguez, Pol Andrés; Álvarez Amado, Fernanda Carolina
Este estudio aborda la escasez de conocimientos sobre el ciclo hidrogeológico andino, a pesar de la vital importancia de la cordillera de los Andes en la disponibilidad de recursos hídricos para la población chilena. El Parque Nacional Río Clarillo, situada 50 km al sur de Santiago, en la Región Metropolitana, sirve como área de estudio, enfrentando limitaciones de acceso y altos costos de monitoreo. El parque se encuentra localizado en la morfoestructura de la Cordillera Principal, sector en que afloran ampliamente litologías volcánicas con niveles sedimentarios de edades eocenas a miocenas, siendo representadas por las formaciones geológicas Abanico y Farellones; rocas intrusivas graníticas del Mioceno a Mioceno superior, y en menor medida, depósitos no consolidados de tipo aluvial, fluvial y glaciar. Estas litologías se ven afectadas por grandes sistemas de fallas de orientación N-S, manifestado a nivel regional en el Sistema de Falla San Ramón, a nivel local en la Falla Papagayo. De manera secundaria, existe influencia de estructuras con tendencias NE-SW y NW-SE. La metodología de este trabajo consiste en tres etapas. La primera principalmente de recopilación bibliográfica, una segunda de trabajo en terreno para la medición de estructuras y recopilación de información geológica, y una tercera de modelamiento numérico. Esta última etapa corresponde a la más larga y consiste en la elaboración de diversos modelos conceptuales que permitieran el análisis de diferentes parámetros geológicos, tales como diferentes combinaciones litológicas, y familias de fallas. Esto fue seguido por el modelamiento numérico mediante ModFlow 6 y la interfaz ModelMuse tomando como base los modelos conceptuales previos. Se obtuvo resultados de varios tipos para cada una de las simulaciones. En primer lugar, se determinaron algunos indicadores globales del funcionamiento del sistema tales como balance hídrico a escala de cuenca, partición del agua entre escurrimiento superficial y subterráneo, los que permitieron cuantificar en particular el Mountain Block Recharge (MBR). En segundo lugar, se elaboraron numerosos mapas de zonas de exfiltración existentes en la cuenca, mapas de superficie freática, y diagramas de velocidades de flujo en profundidad, como indicadores locales y detallados del funcionamiento del sistema. Los resultados desafiaron la creencia inicial sobre el impacto de las fallas en los balances de masas, revelando que la litología es el principal factor condicionante en un sistema hidrogeológico, producto de que esta condiciona la transmisividad global en la cuenca. En lo que respecta a estructuras, se determina que las fallas desempeñan un papel secundario, afectando localmente la piezometría, e incrementando los valores de velocidad de exfiltración en sectores específicos. Finalmente, surge la incógnita sobre los factores que determinan el papel de una falla como zona de recarga o descarga en diferentes sectores, quedando en evidencia su rol mixto en algunos modelos.
Origen y composición química de las aguas subterráneas del acuífero toro bravo (39.85°S, 73.28°W), Valdivia, región de Los Ríos, Chile.
(Universidad de Concepción, 2024) Sánchez Cortez, Josefa Camila Belén; Álvarez Amado, Fernanda Carolina; Tardani, Daniele
El acuífero de Toro Bayo ubicado en el estuario del río Valdivia a 5 km al suroeste de la ciudad de Valdivia, representa una compleja interacción entre diversos cuerpos de agua: agua de río, agua de mar y agua subterránea. El creciente desarrollo y aumento de la población de los últimos años, ha provocado un incremento considerable de la demanda de agua dulce y con esto un bombeo excesivo de este acuífero costero, lo que ha resultado en una contaminación por intrusión salina de las aguas dulces. Debido a esto resulta de gran importancia comprender la composición química y procesos de salinización del acuífero Toro Bayo para en el futuro mejorar la gestión y prevenir el aumento de la intrusión de agua salada. Para ello, se han utilizado las concentraciones de iones mayores, menores y trazas, así como las firmas isotópicas de H, O, Li, B y Sr, obtenidas de 37 muestras de agua subterránea del sector Toro Bayo, 2 muestras de agua superficial recolectadas del estero Estancilla y río Valdivia, y una muestra de agua de lluvia del área. Se han identificado asociaciones de muestras de agua (C1, C2, C3 y C4), las cuales se atribuyen a diferentes procesos que determinan la química de estas aguas. Los principales procesos identificados incluyen mezcla de agua dulce–salada, fuentes continentales asociadas a la meteorización de roca y actividades antropogénicas. Estos procesos actúan de manera conjunto, con diferentes intensidades para cada asociación. La identificación de los procesos se llevó a cabo mediante el cálculo del factor salino, que indica contenidos de agua de mar de hasta un 49% en los pozos muestreados. Además, se analizaron las proporciones iónicas y relaciones estequiométricas que resultan de la meteorización de minerales presentes en el área. La asociación C1 se relacionó principalmente con la meteorización de la litología presente en la zona (feldespatos, minerales ferromagnesianos y sulfuros), mientras que C2 se asocia a aguas dulces con procesos de meteorización menores, C3 corresponde a aguas con procesos de mezcla con agua de mar moderada y en menor medida de meteorización, y C4 se caracteriza principalmente por tener un elevado porcentaje de mezcla con agua salada. La clara presencia de iones derivados de la hidrólisis de la roca indica el tiempo de residencia del agua en equilibrio con la litología. La falta de una relación espacial entre las asociaciones con elevado porcentaje de mezcla con agua de mar y el resto de los pozos, probablemente se explican por ser pozos con una sobreexplotación y/o presentar una mayor profundidad de extracción, muy cercana a la cuña salina que se encuentra por debajo del acuífero.

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