UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL NORTE FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS GEOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS GEOLÓGICAS

ACTUALIZACIÓN DEL MODELO

ESTRUCTURAL DIVISIÓN MANTOS BLANCOS

Y SU APLICACIÓN A LAS ÁREAS DE

GEOMECÁNICA Y TRONADURA

Memoria para optar al título de Geólogo

SCARLETT VALESKA GALLARDO TORRES

Profesor Guía: Geóloga María Soledad Bembow S.

Antofagasta, Chile

2012

ii

Con mucho amor y admiración le dedico el fruto de mis estudios:

… a Dios, incondicional padre, hermano y amigo

….a mis padres Miguel y Bruny

…a mis preciados hermanos Miguelito y Oscarito.

iii

AGRADECIMIENTOS

Los estudios me han abierto puertas hacia un nuevo mundo, y quiero

agradecer el fruto de estos años de sacrificios a personas que estuvieron a mi lado

y aportaron un granito de arena para finalizar esta etapa.

Quiero agradecer de todo corazón a Dios, que a pesar de mis desprecios

siempre estuvo ahí. A mi madre que con sabiduría se entrego por completo a la

crianza de mis hermanos y la mía, por ello le estaré eternamente agradecida, a mi

padre que siempre tuvo una palabra de aliento para apoyarme y por su enorme

esfuerzo de mantener siempre un familia bien constituida, gracias papá, eres un

ejemplo a seguir. Y como olvidar a mis queridos hermanos, que siempre he

querido darles el ejemplo, que con dedicación todo es posible y que querer es

poder, solo tienen que desearlo con la mayor de sus ganas. Agradezco a mi

familia que amo y admiro mucho.

Como olvidar agradecer a aquellas personas que en el transcurso de mis

estudios estuvieron presentes, amigos y maestros que me acompañaron,

enseñaron y confiaron en mí; Mauro, Evy, Chamorrin, Danko, Martha, Sra Regina,

Profesores (guía, comisión, etc) Arturo Jensen, Andres Veloso, Hans Wilke,

Rodrigo González y Marisol Bembow, y a todas aquellas personas que no he

puesto en este papel pero sin embargo están en mi corazón, ¡gracias!

Agradezco a la empresa Anglo American Chile, División Mantos Blancos,

que me brindaron la oportunidad de realizar este trabajo en su faena. Al

Superintendente de Geología Sergio Pichott, el staff de geólogos de Mantos

Blancos, E.S.E. GDA Ltda., Terraservice, jefes de turno, operadores y a todos los

mantos blanquinos, muchas gracias.

iv

RESUMEN

La superintendencia de geología de Mantos Blancos solicitó la actualización del modelo estructural del distrito, para optimizar su aplicación en distintas áreas, así como por ejemplo: evaluación de recursos, geomecánica, tronadura, etc. Esto explica el desarrollo de esta memoria en la cual se realizó el modelo estructural en 3D que comprende las áreas de Fase Principal (Bárbara Central, Elvira, Hundimiento Sorpresa y Mala Suerte) y Fase VI (Argentina). Este modelo fue creado mediante el software Datamine Studio 3.0, generando cuerpos sólidos en 3D.

En la creación del modelo estructural se consideraron fallas mayores y diques – fallas, los cuales corresponden a diques limitados por fallas mayores. Además, se generaron los dominios estructurales en 3D, que tras un estudio se determinó que los límites de estos dominios corresponden a fallas mayores. El conocimiento de estas estructuras mayores en profundidad permitió generar los dominios estructurales en 3D.

Para la definición de los dominios estructurales, se utilizó un método, denominado “método por celdas”. Se crearon ploteos de rosetas y contornos de polos con el software Dips, para estos ploteos se consideraron fallas menores y diaclasas por separado, finalmente se definieron 10 dominios en el área de estudios, limitados por estructuras mayores, dentro de los cuales 7 corresponden a la Fase Principal y 3 a Fase VI.

Mediante el software Dips se realizó un análisis estadístico que permitió definir set estructurales para fallas menores y diaclasas en cada dominio, se generaron tablas que resumen estos set estructurales e indican la probabilidad de ocurrencia para cada set. Se determinaron set estructurales geológicos y geotécnicos, en estos últimos se consideraron solo aquellos set que tienen mayor probabilidad de ocurrencia.

Gracias a la actualización del modelo estructural que incorpora la definición de dominios y set estructurales, fue posible dar a conocer y concluir la orientación estructurales preferenciales en ciertos sectores del yacimiento, tales como: las estructuras comprendidas entre Falla Tercera y Mercedes, (ambas de orientación noreste) muestran una orientación preferencial noreste, dominada por estas dos estructuras de carácter distrital. Al este de Falla Tercera el comportamiento noreste se ve atenuado por la influencia de las Fallas Marina y Nora, generando principalmente deslizamientos planares debido a la intersección de ciertas estructuras con el pit de la mina (pared este de Bárbara Central). Al oeste de Falla Mercedes la tendencia estructural cambia hacia el noroeste, sin embargo la intersección de los pit diseñados con las fallas definidas en el modelo resulta tener un bajo factor de seguridad en el sector de Hundimiento Sorpresa (oeste de Falla Mercedes), generando principalmente deslizamientos tipo cuña.

Una vez generado el modelo estructural 3D se estudiaron sus diversas aplicaciones, así como: aplicación en geomecánica, traducida en la evaluación cinemática de aquellas estructuras con alto potencial de deslizamiento y el diseño de taludes con ángulos afines a los dominios y set estructurales. Aplicación en perforación y tronadura, dándose a conocer en la optimización del diseño de malla de perforación, secuencia de disparo durante la tronadura y en la carga de detonante en cada pozo (cantidad y tipo). Además, de la aplicación en geología y exploraciones, que se traduce en conocer el tonelaje total de diques, correspondiente a roca no mineralizada, explicando la dilución de leyes en ciertas zonas minerales. El patrón utilizado en exploraciones es la intersección de estructuras noreste con noroeste, dentro de las cuales se encuentran los cuerpos de más alta ley, el modelo estructural generado permite conocer azimut y manteo de estructuras distritales que se observan en el rajo y se proyectan a sus alrededores, optimizando la exploración.

ÍNDICE

CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN ………………………….………………...…………… 1

1.1 Introducción ……………………………………………………………………………. 1

1.2 Ubicación y accesos ………………………………………………………………….. 4

1.3 Geomorfología ………………………………………………………………………… 5

1.4 Reseña histórica de Mantos Blancos ………………………………………………. 7

1.5 Objetivos ……………………………………………………………………………….. 9

1.5.1 Objetivo general ……………………………………………………………….. 9

1.5.2 Objetivos específicos …………………………………………………………. 9

CAPITULO 2 : MARCO GEOLÓGICO …………………………………………………. 10

2.1 Marco geológico distrital …………………………………………………………….. 10

2.1.1 Rocas Estratificadas …………………………………………………………... 10

2.1.2 Rocas Igneas …………………………………………………………………... 14

2.1.3 Geologia Estructural …………………………………………………………... 18

2.2 Marco geológico del yacimiento ……………………………………………………. 19

2.2.1 Unidades Geológicas …………………………………………………………. 20

2.2.2 Alteración y mineralización …………………………………………………… 24

2.2.3 Estructuras ……………………………………………………………………... 26

CAPITULO 3 : MARCO TEÓRICO ……………………………………………………… 30

3.1 Definiciones estructurales …………………………………………………………… 30

3.1.1 Dominios estructurales ……………………………………………………….. 32

3.2 Software Shape Metrix ……………………………………………………………….. 33

3.3 Software Datamine ……………………………………………………………………. 36

3.4 Software Dips ………………………………………………………………………….. 42

CAPITULO 4 : MÉTODO DE TRABAJO ………………………………………………. 46

4.1 Generalidades …………………………………………………………………………. 46

4.2 Toma de datos históricos ……………………………………………………………. 46

4.2.1 Datos históricos ……………………………………………………………… 47

4.2.2 Datos de Shape Metrix ………………………………………………………. 47

4.3 Actualización sobre la topografía actual y digitalización de estructuras en

planta ……………………………………………………………………………………….

48

4.4 Actualización y creación de wireframes de las estructuras mayores en 3D …… 49

4.5 Definición de dominios estructurales ………………………………………………. 51

4.6 Definición de sets estructurales ………………………………………….………… 53

CAPITULO 5 : RESULTADOS ………………………………………………………… 56

5.1 Generalidades …………………………………………………………………………. 56

5.2 Sistemas de fallas principales ……………………………………………………… 56

5.2.1 Sistema NW …………………………………………………………………….. 56

5.2.2 Sistema NS ……………………………………………………………………… 57

5.2.3 Sistema NE ……………………………………………………………………… 65

5.3 Actualización del Modelo Estructural ……………………………………………… 74

5.3.1 Generalidades ………………………………………………………………….. 74

5.3.2 Bárbara Central ………………………………………………………………… 74

5.3.3 Elvira …………………………………………………………………………….. 74

5.3.4 Hundimiento – Sorpresa ………………………………………………………. 75

5.3.5 Mala Suerte ……………………………………………………………………... 75

5.3.6 Argentina ………………………………………………………………………… 75

5.4 Dominios estructurales de Fase Principal y Argentina …………………………… 81

5.4.1 Generalidades ………………………………………………………………….. 81

5.4.2 Dominios estructurales de Fase Principal…………………………….……… 81

5.4.3 Dominios estructurales de Fase VI (Argentina) …………………………….. 87

5.5 Generación de set estructurales……………………………………………………... 91

5.5.1 Generalidades…………………………………………………………………… 91

5.5.2 Set estructurales en Fase Principal…………………………………………… 91

5.5.3 Set estructurales en Fase VI…………………………………………………. 96

CAPITULO 6: VALIDACIÓN …………………………………………………………...... 100

6.1 Validación ……………………………………………………………………………… 100

6.2 Resultados de validación ……………………………………………………………. 100

CAPITULO 7: APLICACIONES …………………………………………………………. 102

7.1 Generalidades …………………………………………………………………………. 102

7.2 Aplicación en geomecánica ………………………………………………………… 102

7.3 Aplicación en perforación y tronadura ……………………………………………… 103

7.4 Aplicación en geología ………………………………………………………………. 104

7.5 Aplicación en exploración de recursos minerales……..…………………………. 105

CAPITULO 8: DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES ……………………………………… 108

Referencias ……………………………………………………………………………….. 112

LISTA DE FIGURAS

Figura N°1: Áreas de estudio………….………………………………………...….... 2

Figura N°2: Fases de explotación de Mantos Blancos……………………………. 3

Figura N°3: Ubicación y accesos a minera MB…………….…..……………...…… 4

Figura N°4: Sierras y cuencas del distrito MB……………………………………… 7

Figura N°5: Mapa geológico distrital…………...……………………….………...… 17

Figura N°6: Esquema de fallas distritales…….………………………………...…. 19

Figura N°7: Columna estratigráfica esquemática y relación en la secuencia

MB ……………………………………………………………………… 23

Figura N°8: Relación de la mineralización y alteración de la secuencia MB….. 26

Figura N°9: Fotolineamientos interpretados en imagen Ikonos e

información histórica………………………………………………...… 29

Figura N°10: Sección esquemática de talud que explica

conceptos estructurales………………………………………………... 33

Figura N°11: Toma de fotografía de ventana de mapeo de bancos…...……….… 34

Figura N°12: Fotograma de ventana de mapeo de banco……………………….... 35

Figura N°13: Estructuras mayores digitalizadas en planta y visualizadas

en Datamine……………………………...…………………………..… 37

Figura N°14: Vistas de strings generadas cada 12 metros en

Falla Tercera………………………………………………………...….. 39

Figura N°15: Wireframe creada a partir de las strings de Falla Tercera……….… 40

Figura N°16: Strings dibujadas cada 12 metros en el eje Z de un

dique-falla ………………………………………………………...….. 41

Figura N°17: Wireframe de un dique-falla………………………………………..…. 42

Figura N°18: Imagen del software Dips …………….……………………………… 43

Figura N°19: Creación de set estructurales en software Dips……..……………... 45

Figura N°20: Planta de estructuras mapeadas mediante el sistema

Shape Metrix……………………………………………………………. 48

Figura N°21: Digitalización de fallas mayores y diques-fallas en Fase

Principal ……………………………………………………………..… 50

Figura N°22: Celdas generadas en Fase VI y ploteo por celdas………………... 53

Figura N°23: Ubicación de fallas menores y limite de dominios correspondiente

a fallas mayores en Fase VI……………………………….………..... 54

Figura N°24: Falla Casino Polvorin …………………………………....………….... 58

Figura N°25: Falla Sorpresa Verónica ……………..………………….……............. 59

Figura N°26: Falla Argentina …………………………………………..……….. 60

Figura N°27: Falla Marina 1 y 2 ……………………………………………..…….. 62

Figura N°28: Falla Elvira………………………………………………………..…….. 63

Figura N°29: Falla María…………………………………………………………..….. 64

Figura N°30: Falla Nora…………………………………………………………..…... 66

Figura N°31: Falla Enaex………………………………………………………..…… 67

Figura N°32: Falla Maribel ……………………………………………………..…….. 68

Figura N°33: Falla Quinta ……………………………………………………..…….. 69

Figura N°34: Falla Tercera……………………………………………………...…….. 70

Figura N°35: Falla Mercedes…………………………………………………...…….. 71

Figura N°36: Falla Silos………………………………………………………...……... 72

Figura N°37: Vista en planta de wireframe de fallas mayores distritales, de

Fase Principal y Fase VI…………………….……………...…...…….. 73

Figura N°38: Modelo estructural de Bárbara Central………………………………. 76

Figura N°39: Modelo estructural de Elvira…………………………………………... 77

Figura N°40: Modelo estructural de Hundimiento Sorpresa……………………… 78

Figura N°41: Modelo estructural de Mala Suerte…………………………………... 79

Figura N°42: Modelo estructural de Argentina……………………………………... 80

Figura N°43: Distribución de diagramas de isocontorno para fallas menores

en Fase Principal………………………………………………………. 82

Figura N°44: Distribución de diagramas de isocontorno para diaclasas en

Fase Principal………………………………………………………….. 83

Figura N°45: Dominios estructurales en 3D para Fase Principal…...…………… 84

Figura N°46: Ploteo de dominios estructurales en Fase Principal ………………… 85-86

Figura N°47: Distribución de diagramas de isocontorno para fallas.

menores y diaclasas en Fase VI….……………………………...…... 88

Figura N°48: Dominios estructurales en 3D para Fase VI…………....................... 89

Figura N°49: Ploteo de dominios Estructurales en Fase VI ………………………… 90

Figura N°50: Dominios estructurales geológicos y sets estructurales

de Fase Principal …………….………………………………….………. 93

Figura N°51: Dominios estructurales geotécnicos y sets estructurales

Fase Principal…………………………………………………...……….. 95

Figura N°52: Dominios estructurales Fase VI ………………………………………... 97

Figura N°53: Dominios y sets estructurales geotécnicos Fase VI ……………… 99

Figura N°54: Cuña en rajo Hundimiento Sorpresa ……………………………….. 106

Figura N°55: Poligonal de perforación con estructuras mayores del modelo

estructural……………………………………………………………… 107

Figura N°56: Vista en planta del modelo estructural en cota 900……………….. 111

LISTA DE TABLAS

Tabla N°1: Sistemas estructurales geológicos de Fase Principal …………..…… 92

Tabla N°2: Sistemas estructurales geológicos de Fase Principal ……….……… 94

Tabla N°3: Sistemas estructurales geológicos Fase VI ………………………….. 96

Tabla N°4: Sistemas estructurales geotécnicos Fase VI ………………………… 98

1

CAPITULO 1

INTRODUCCIÓN

1.1 Introducción

La División Mantos Blancos pertenece a la empresa minera Anglo

American Chile Ltda. Su producción principal corresponde a Cu-Ag. Es una

mina a rajo abierto, procesa minerales oxidados y sulfurados, produciendo

cátodos y concentrado de cobre. El yacimiento ha sido definido como un

depósito de tipo estratoligado, en el cual existe un importante control estructural

como patrón de mineralización y es usado actualmente junto a la litología como

un patrón de exploración. Este es uno de los motivos por el que la

Superintendencia de Geología de Mantos Blancos ha solicitado realizar una

actualización del modelo estructural de la mina, considerando las nuevas áreas

expuestas en: Fase Principal (Bárbara Central, Elvira, Hundimiento – Sorpresa

y Mala Suerte) y Fase VI (Argentina), ver Figura N°1 y 2. La Figura N°2 muestra

alguna de las fases de operaciones.

2

Figura N°1: Áreas de estudio

3

Figura N°2: Fases en explotación de Mantos Blancos.

4

1.2 Ubicación y accesos

El distrito minero Mantos Blancos se localiza en la segunda región, a 45

km al noreste de la ciudad de Antofagasta y a 800 metros sobre el nivel del

mar, en el flanco oriental de la Cordillera de la Costa del Norte de Chile. Se

encuentra limitado por las coordenadas UTM 7.406.500 N – 389.000 E y

7.409.500 N – 494.500 E. El acceso desde Antofagasta se realiza recorriendo

aproximadamente 12 km a través de la ruta B-26, la que empalma con la

carretera panamericana (Ruta 5), a la altura del nudo Uribe, por esta carretera

se recorren aproximadamente 33 km hacia el noreste, hasta cruzar en diagonal

el distrito, (ver Figura N°3).

Figura N°3: Ubicación y acceso a la mina Mantos Blancos

5

1.3 Geomorfología

Morfológicamente, en el norte de Chile se pueden distinguir tres zonas

bien definidas, desde oeste a este, las cuales son: Cordillera de la Costa,

Pampa Central o Depresión Intermedia y Cordillera de los Andes.

El distrito minero Mantos Blancos se encuentra en el borde oriental de la

Cordillera de la Costa, constituida por lomajes de laderas relativamente suaves

y presenta esporádicamente faldeos abruptos que corresponden, generalmente,

a líneas de fallas jóvenes, que han remozado el paisaje (García, 1967 en

Pizarro, 1996). El paisaje del distrito está caracterizado por sierras, cuencas

intermontañas, pequeños cerros islas y amplias quebradas; originadas y

delimitadas por un patrón estructural de tipo regional. El conjunto de sierras se

expone como cadenas de cerros con direcciones preferenciales nornoreste a

noreste, entre las que destacan Sierra Miranda, Sierra Valenzuela y Sierra

Mantos Blancos, ver Figura N°4. Por su parte las cuencas intermontañas

representan el paso transicional entre la Cordillera de la Costa y la Depresión

Intermedia, éstas corresponden a las cuencas Prat-Alibaud y Salar del Carmen,

que a su vez están asociadas al control estructural nornoreste determinadas por

las Fallas Salar del Carmen, Prat-Alibaud y Latorre. Estas cuencas están

rellenadas por sedimentos semiconsolidados del Oligoceno-Mioceno y

sedimentos no consolidados del Plioceno-reciente. Al norte del yacimiento se

encuentra el Cerro Alibaud con una altura de 1450 metros sobre el nivel del mar

y al sureste está el Cerro Mantos Blancos con una altura de 1488 metros sobre

el nivel del mar, en el yacimiento la altura varía entre los 800 y 1000 metros

sobre el nivel del mar (Cortés, 1998).

6

Sierra Miranda: Consiste en un conjunto de cerros elongados en

dirección noreste, observándose cotas próximas a los 1600 metros sobre el

nivel del mar, su margen oriental es muy escarpado y está controlado por la

Falla Salar del Carmen. Profundas quebradas de orientación noroeste que

disectan esta sierra generan conos aluviales de dimensiones kilométricas, los

cuales se depositan en la cuenca intermontaña que separan este bloque de la

Sierra Valenzuela.

Sierra Valenzuela: Corresponde a una serranía de orientación noreste

limitada lateralmente por las Fallas Salar del Carmen Y Prat-Alibaud. Desarrolla

suaves lomajes que gradan a pediplanicies hacia las cuencas intermontañas

que limitan los costados de la sierra.

Sierra Mantos Blancos: Su borde oriental constituye el límite entre la

Cordillera de La Costa y la Depresión Intermedia. Ésta se dispone de forma

suave y es controlada por la Falla Latorre por el este, por la Falla Rencoret por

el norte, y por la Falla Prat-Alibaud, por el oeste, que separa de la Sierra

Valenzuela.

Cuencas Intermontanas: Se disponen en estrechas franjas de

orientación noreste, encontrándose claramente controladas por las Fallas Salar

del Carmen, Prat-Alibud y Latorre. Estas cuencas han sido rellenadas tanto por

sedimentos semiconsolidados del Oligoceno-Mioceno como por sedimentos no

consolidados del Plioceno-Reciente (Robles, 2009).

7

1.4 Reseña histórica de Mantos Blancos

La importancia económica del Distrito Minero Mantos Blancos (DMMB)

se conoce desde 1883 donde ya se reconocían vetas de mineral oxidado y se

comenzaron trabajos de exploración y explotación a pequeña escala. En el año

1953 el grupo Hoschild adquiere la propiedad del yacimiento y en 1955 junto

con la CORFO forman la Empresa Minera Mantos Blancos S.A. A partir de 1961

comienza la explotación del mineral oxidado a través de rajos. En 1974 se

comienza con el desarrollo paralelo de la mina subterránea debido al

descubrimiento de mineralización económicamente importante de sulfuros de

Figura N°4: Sierras y cuencas del distrito Mantos Blancos. Imagen tomada de Google Earth 2011.

Mantos Blancos

8

cobre, labores que continúan hasta el año 1996. Ya desde 1984 el Grupo Anglo

American adquiere parte de la propiedad del yacimiento, participación que

actualmente alcanza el 100%.

A partir de 1994 los rajos de explotación: Marina, Quinta y Elvira se unen

formando el rajo Santa Bárbara de explotación a rajo abierto convencional con

bancos de 12 metros de altura, en una expansión de las operaciones mineras

que incluye la mina subterránea. En el año 1996, además de finalizar las

actividades subterráneas, se comienza un proyecto de exploración distrital que

daría como resultado final el reconocimiento de los cuerpos mineralizados: Mala

Suerte, Sector Sorpresa (actualmente Fase III), Argentina (actualmente Fase

VI), Verónica y Naranja Sur (actualmente Fase VIII).

En 2008 produjo 87.734 toneladas de cobre fino, entre cátodos de alta

pureza y cobre contenido en concentrado. La División Mantos Blancos tiene una

dotación aproximada de 1.337 trabajadores, entre personal propio y contratistas

de operación y proyectos.

Actualmente, la producción de Cu Fino supera las 91.000 ton anuales

con líneas de producción de mineral oxidado y sulfurado y con un horizonte de

vida útil aprobada hasta el 2020; encontrándose en desarrollo iniciativas que

permitirían una operación más allá del año 2025.

9

1.5 Objetivos

1.5.1 Objetivo general

Actualizar el modelo estructural 3D de la mina Mantos Blancos

considerando las nuevas áreas de explotación y exploración, incorporando la

definición de dominios estructurales.

1.5.2 Objetivos específicos

Compilar, unificar (en BDGEO; Base de Datos de Geología) e

interpretar la información estructural histórica y actual (obtenida

mediante Shape Metrix).

Analizar las posibles aplicaciones del modelo estructural y sus

dominios estructurales.

10

CAPITULO 2

MARGO GEOLÓGICO

2.1 Marco geológico distrital

La posición geotectónica del margen de la Región de Antofagasta es la

de un margen continental activo, el cual proporciona registros de roca ígnea y

metamórfica cuya edad está entre el Paleozoico y Cenozoico. El marco

geológico distrital está conformado por rocas sedimentarias, volcánicas e

intrusivas de edad mesozoica. La Secuencia Volcánica Mantos Blancos (SVMB)

y Formación La Negra (FLN) son las unidades que albergan la mineralización

cuprífera. El rasgo estructural más importante lo constituye el Sistema de Falla

Atacama (SFA) y el segmento Salar del Carmen, el cual se encuentra al oeste

del distrito (Infanta, 2002).

2.1.1 Rocas Estratificadas

2.1.1.1 Metasedimentitas del Cerro Alibaud (Jurasico Inf.)

Definida por Cortés en 1998, como una serie de afloramientos

discontinuos de rocas sedimentarias marinas, fuertemente solidificadas,

constituidas por una alternancia de areniscas y limonitas calcáreas, con

intercalaciones de niveles conglomerádicos, abarcando aproximadamente 1

km2. Su localidad tipo se encuentra en el Cerro Alibaud, 4 km al norte de la

mina Mantos Blancos. La secuencia se encuentra fuertemente afectada por un

metamorfismo de contacto generado por la intrusión de granodioritas y

11

monzogranitos del Plutón Alibaud. Se dispone de manera homoclinal con

rumbos de N(25-65)°W y manteos de (55-85)°SW. En el distrito se ha estimado

para esta unidad una potencia aproximada de 300 metros (Cortés, 1998) y una

potencia mínima de 100 metros (Breitkreuz, 1986 en Cortés, 1998). Dataciones

realizadas por Cortés, (1998) en biotitas por el método K/Ar en granodioritas

arrojan edades mínimas de: 188±4 Ma (al noreste de Cerro Alibaud) y 186±4

Ma (Quebrada Esperanza), lo que permite estimar una edad Jurasico Inferior a

la unidad. Se han reconocido, al norte de Fase VI (Argentina) algunos niveles

sedimentarios asignados a esta unidad, intercalados en los niveles inferiores de

la SVMB. Ver Figura N°5.

2.1.1.2 Formación La Negra (Jurásico Sup.)

Secuencia volcánica, definida por García (1967), constituida

principalmente por lavas de composición andesítica parcialmente

amigdaloidales, tobas de lapilli de composición dacítica, brechas, areniscas y

aglomerados volcánicos (Boric et al., 1990; Chávez, 1985). Las rocas de esta

unidad abarcan una superficie aproximada de 99 km2, dispuestos en forma

homoclinal y con orientaciones variables de rumbos N(05-12)°E y manteos

entre (27-29)°WNW, en estratos de potencias cercanas a los 5 metros (Cortés,

1998). Ver Figura N°5.

En el sector de Cerro Mantos Blancos se ha estimado para esta unidad

una potencia mínima de 7.850 metros (Téllez, 1986 en Cortés, 1998). Al norte

del Cerro Mantos Blancos, rocas granodioríticas y monzodioríticas del Plutón

Alibaud datadas en 147±4 y 147±1 Ma, respectivamente (Chávez, 1985),

intruyen las volcanitas otorgando una edad mínima Jurásica Superior, por su

12

parte García (1967), le asigna una edad Jurásico Medio en base a relaciones

estratigráficas (Cortés, 1998).

2.1.1.3 Secuencia Volcánica de Mantos Blancos (Triásico Superior –

Jurásico Medio)

Definida informalmente por Chávez en 1985, como una secuencia de

rocas volcánicas andesíticas a riolíticas, con intercalaciones de tobas intruidas

por pequeños cuerpos subvolcánico dacíticos y andesíticos (Cortés, 1998). Se

distribuye en el área de la mina Mantos Blancos y en zonas aledañas,

cubriendo un área aproximada de 19 km2. Se dispone con una actitud de

rumbos N(40-50)°W y manteos entre (20-30)°SW, la cual aloja una importante

mineralización de sulfuros, oxidados de cobre y, en forma restringida,

mineralización de plata. Ver Figura N°5.

Cornejo et al. (2006), realizó una datación por el método U/Pb en

zircones no zonados en rocas de la Secuencia Volcánica Mantos Blancos la

que arrojó valores entre 180.8 y 181.8 Ma, que indican una edad Jurásico

Medio para la secuencia. Cortés (1998) estimó una potencia mínima para esta

secuencia de 2.800 metros.

2.1.1.4 Gravas Aterrazadas (Mioceno – Plioceno)

Esta unidad informal, corresponde a antiguos rellenos de cuenca

principalmente compuesto por gravas, arenas y limos que se distribuyen en

toda la región. Se componen de conglomerados y brechas polimícticas

13

semiconsolidados, mal seleccionados, con fragmentos volcánicos andesíticos y

dacíticos, clastos provenientes de rocas sedimentarias, metamórficas e

intrusivos; dispuestos en una matriz de arena y limo. Los afloramientos más

cercanos al yacimiento presentan intercalaciones de mineralización oxidada de

cobre producto de la denudación del mismo (Infanta, 2002).

Dataciones radiométricas K/Ar en biotitas de ceniza riolítica que se

intercala con los Depósitos de Gravas Aterrazadas ubicados a 5 km del

yacimiento, arrojan un rango de edad de 2.87±0.03 y 2.97±0.07 Ma, lo que

permite asignarle una edad Plioceno Superior (Chávez W., 1985), que contrasta

con las dataciones K/Ar realizadas por Naranjo & Paskoff, (1985), edades entre

4.4±0.3 Ma y 22.6±1.6 Ma, en biotitas de ignimbritas y cenizas retrabajadas,

intercaladas en depósitos de gravas en el Norte de Chile. Según estos datos, es

posible asignar a esta unidad un rango de edad Mioceno-Plioceno (Cortés,

1998).

2.1.1.5 Depósitos Sedimentarios Modernos (Pleistoceno – Holoceno)

Consiste en depósitos aluviales, coluviales y eólicos, de gravas, arenas y

limos, que se presentan rellenando quebradas, valles y depresiones

intermontanas. Estos sedimentos sobreyacen en contacto discordante a todas

las unidades estratificadas y su techo corresponden a la actual superficie de

erosión.

Dataciones radiométricas K/Ar en biotitas de toba riolítica retrabajada

intercalada en gravas realizadas a 5 km al sureste de la mina Mantos Blancos

por Chávez (1985), arrojaron edades de 2.87±0.03 Ma y 2.97±0.07 Ma, las

14

cuales evidencian una edad máxima Pliocena a las etapas iniciales de la

sedimentación (Cortés, 1998).

2.1.2 Rocas Igneas

2.1.2.1 Complejo Plutónico Alibaud (Jurásico inferior)

Corresponde a un cuerpo intrusivo de orientación noreste a suroeste que

se distribuye en los alrededores del Cerro Alibaud e intruyen a la secuencia

estratificada Mesozoica que aflora en el distrito, cubre una superficie

aproximada de 56 km2. Está compuesto por granodiorítas y monzogranitos

porfídicos con escasos xenolitos. Las granodioritas corresponden al cuerpo

principal y más temprano del plutón, en cambio los monzogranitos se presentan

en forma restringida.

Dataciones radiométricas K/Ar realizadas por Chávez (1985) en biotitas

de granodioritas del cuerpo principal, a 5 km al suroeste de Mantos Blancos,

arrojan edades de 147±1 Ma y 147±4 para el emplazamiento del Plutón Alibaud,

que corresponde a Titoniano-Berriasiano.

2.1.2.2 Plutón Ancla (Jurásico inferior)

Se denomina Plutón Ancla a un cuerpo intrusivo que se expone en los

alrededores del Cerro Ancla - en el sector noroeste del distrito Mantos Blancos,

en una extensa franja de orientación noreste a suroeste y que es controlado por

estructuras transcurrentes derivadas del Sistema de Falla de Atacama. Este

cuerpo aflora en un área aproximada de 72 km2 y está conformado

15

principalmente por tonalitas de grano grueso que presentan foliación moderada

y aspecto gnéisico (Cortés, 1998). Mediante datación radiométrica K/Ar

realizada en biotitas de una tonalita del sector oriental de la quebrada Zig-Zag

(Chávez, 1985), entregó una edad de 182±3 Ma para la intrusión del Plutón. Ver

Figura N°5.

2.1.2.3 Cuerpos Subvolcánicos Dacíticos (Jurásico Inferior – Jurásico

Superior).

Estos cuerpos de composición dacítica se distribuyen como pequeños

afloramientos aislados que intruyen a la Secuencia Volcánica Mantos Blancos,

presentando mineralización sulfurada en los sectores de la mina Mantos

Blancos (Chávez, 1985).

2.1.2.4 Cuerpos Subvolcánicos Dioríticos (Jurásico Superior – Cretácico

Inferior)

Estos cuerpos volcánicos se exponen en el Cerro Mantos Blancos como

afloramientos de pequeñas dimensiones que se encuentran intruyendo a las

lavas de la Formación la Negra, produciendo silicificación en su contacto.

16

2.1.2.5 Diques

En el Distrito Minero de Mantos Blancos se han reconocido dos grupos

principales de diques que se distribuyen ampliamente (Cortés, 1998). Un primer

grupo conformado por rocas de composición monzogranítica, asociado a fases

tardías y más diferenciadas del Plutón Alibaud, que presentan una orientación

preferencial noroeste a sureste (Infanta, 2002) al oeste del yacimiento, asociado

claramente con la mineralización. El segundo grupo está compuesto por

cuerpos de composición diorítica, microdiorítica y “ocoítica”, que se distribuyen

ampliamente en el área de estudio con una orientación preferencial noreste a

suroeste y manteos subverticales (Cortés, 1998).

Chávez (1985), realizó dataciones K/Ar en hornblendas, obteniendo

edades de 147±4 y 149±13 Ma, que corresponden al Titoniano. Munizaga et al.

(1991) dató un dique ocoítico ubicado en los alrededores del yacimiento y que

arrojó una edad entre 113±0.7 Ma y 110±0.7 Ma, correspondientes al Albiano,

por su parte Cortés (1998), realizó una datación K/Ar en roca total de un dique

de horblenda en el flanco sureste del yacimiento Mantos Blancos, obteniendo

una edad de 101±3 Ma, correspondiente al Albiano. En base a estas dataciones

se asigna a los diques un rango de edad Jurásico Superior – Cretácico Inferior.

17

CERRO MANTOS BLANCOS

CU

AT

ER

.N

EO

CE

NO

PL

IOC

EN

OM

IOC

EN

OO

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OC

EN

OE

OC

EN

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Formación Sierra del Tigre

Andesitas porfíricas, amigdaloidales

Jpa

Jsd

Jcn

Jpal

Trt

Tra

Trb

Trd

Tg

Qs

Metareniscas, cuarcitas y filitas

Metasedimentitas de Cerro Alibaud

Areniscas, lutitas, conglomerados y calizas

Secuencia Volcánica Mantos Blancos

Formación La Negra

Tonalitas

Plutón Ancla

Cuerpos subvolcánicos dacíticos

Dioritas y dioritas cuarcíferas

Plutón de Cerro Negro

Plutón Alibaud

Granodioritas

Tobas ácidas de lapilli y cineríticas

Andesitas porfíricas

Brechas volcánicas polimícticas

Dacitas porfíricas

Gravas aterrazadas

Gravas y arenas poco consolidadas

Aluviales, coluviales y eólicos

Sedimentos no consolidados

Cerro Negro

7.412.000 N

7.410.000 N

7.408.000 N

7.406.000 N

7.404.000 N

7.402.000 N

7.418.000 N

7.416.000 N

7.414.000 N

39

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00 E

39

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00 E

39

2.0

00 E

39

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00 E

38

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00 E

38

6.0

00 E

38

2.0

00 E

38

4.0

00 E

38

0.0

00 E

37

8.0

00 E

7.418.000 N

7.416.000 N

7.414.000 N

7.412.000 N

7.410.000 N

7.408.000 N

7.406.000 N

7.404.000 N

7.402.000 N

Tra

Jcn

Jsv

Jsv

Jsv

Jsv

Jsv

Tg

Tg

Tg

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Pzst

Jpa

Tg

Tg

Tg

Jpa

Jpa

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Jpal

Jpal

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Jpal

Jpal

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Tg

Tg

Tg

Tg

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TgTg

Tg

Tg

Tg

Jpal

Jpal

Jpal

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Qs

Qs

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Qs

Qs

AlibaudJpal

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Qs

Qs

Qs

Qs

Qs

Qs

Jpal

Monzogranitos

Pzst

PE

RM

ICO

Trca

Jsv

188±4 Ma K-Ar (b)

172±4 Ma K-Ar (b)

186±4 Ma K-Ar (b)

ROCAS INTRUSIVASROCAS ESTRATIFICADAS

Fallas

Discordancia de erosión

Discordancia angular

No conformidad

Pit Final

Botadero

SIMBOLOGIA

Minas

Metamorfismo de contacto

Instalaciones

PL

EIS

TO

CE

NO

INF

ER

IOR

HO

LO

CE

NO

DatacionesRadiométricas

147+/- 13 m.a.

70° 10` 70° 02`

70° 10` 70° 02`

23° 21` 23° 21`

23° 27` 23° 27`

Figura N°5: Mapa geológico distrital. Cortes (1998) en Robles (2009).

18

2.1.3 Geología Estructural

A nivel regional el Sistema de Fallas Atacama constituye el rasgo

estructural más importante del área de estudio (sector Salar del Carmen),

donde la principal estructura responsable de la deformación frágil corresponde a

la Falla Salar del Carmen; la que se ramifica hacia el noreste en dos fallas

secundarias, Falla Prat-Alibaud por el oeste y la Falla Latorre por el este, estas

limitan el yacimiento Mantos Blancos.

Falla Salar del Carmen: Constituye el rasgo estructural principal de la

Cordillera de la Costa, se expone con una orientación N(20-30)°E y 400

km de corrida, presentando una geometría curva (Cortés, 1998), que en

conjunto con un patrón de fallas ramificadas que se despliegan hacia el

este, configuran un arreglo geométrico tipo “duplex” transcurrente (Cortés

et al., 2000). Ver Figura N°6.

Falla Prat-Alibaud: Es una falla secundaria que diverge de la falla Salar

del Carmen, rumbo N(35-40)°E, subvertical y ancho aproximado de 600

metros. No se observan indicadores cinemáticos que determinen el

movimiento relativo de la falla (Cortés et al., 2000). Ver Figura N° 6.

Falla Latorre: Se localiza en el flanco sureste del Cerro Mantos Blancos,

rumbo entre N(40-50)°E, subvertical y corrida de 13 km. Se le atribuye un

desplazamiento transcurrente sinestral. Ver Figura N° 6.

19

2.2 Marco Geológico del Yacimiento

El yacimiento Mantos Blancos corresponde a un depósito estratoligado

de cobre (Chávez, 1985); emplazado en una secuencia volcánica jurásica que

presenta un rango de edades entre 181-182 Ma, datados por método U/Pb en

zircones (Cornejo et al., 2006).

El depósito se vincula a un domo riodacítico e ignimbritas dacíticas

asociadas, las cuales se encuentran cortadas por cuerpos subvolcánicos

dacíticos a andesíticos. Esta unidad completa se encuentra intercalada por

secuencias predominantemente andesíticas. La unidad superior del domo

comprende a ignimbrita dacítica soldada con hematita diseminada, además de

brechas volcánicas y areniscas continentales. De esta forma, la Secuencia

Volcánica Mantos Blancos se considera como un centro volcánico félsico,

Figura N° 6: Esquema de fallas principales presentes en el

distrito MB. Tomado y modificado de Infanta (2002).

N

Falla Rencoret

Falla Prat - Alibaud

Mantos Blancos

Falla Latorre

Falla Salar del Carmen

20

dentro del dominio máfico el Arco Volcánico del Jurásico Inferior (Cornejo et al.,

2006).

Los cuerpos subvolcánicos que cortan al domo corresponden a dacitas

gradando a andesitas porfídicas. Secuencia volcánica que se encuentra intruída

por stocks y sills bimodales de composición diorítica a granodiorítica

correspondiente al Plutón Ancla (Ramírez et al., 2006 en Robles, 2009), que

forma parte del Batolito Ercilla y presenta las mismas edades de depositación

de la Secuencia Volcánica Mantos Blancos (180–181 Ma).

Las unidades descritas se encuentran cortadas por diques que,

composicionalmente, corresponden a andesitas porfídicas. Éstos presentan

edades de 147,4±1,4 Ma, datado por Munizaga et al. (1991). Edades que se

aproximan a las publicadas para la granodiorita Alibaud (Cornejo et al., 2006).

2.2.1 Unidades Geológicas

De acuerdo al modelo geológico existente, en el yacimiento se

reconocen distintas unidades mineras diferenciadas por sus características

litológicas, mineralógicas y tipo de alteración que éstas presentan. Se ha

definido cada unidad, siendo descrita informalmente (Chávez, 1985) como:

Andesita Superior: Corresponde a un conjunto de brechas riodacíticas y

riodacitas porfídicas, de tonalidad violeta a pardo rojiza, caracterizada

por el contenido abundante de hematita y/o especularita, alcanzando un

espesor máximo reconocido de 300 metros, esta unidad es estéril.

Andesita Porfídica: Litológicamente consiste en un conjunto de lavas

andesíticas porfídicas localmente brechizadas con textura vesicular las

21

que presentan una tonalidad pardo rojiza. Se la considera perteneciente

a la unidad Andesita Superior y es estéril. Se reconoce con un espesor

máximo de 30 metros.

Dacita Porfídica: Conjunto de riodacitas de textura porfídica y brechas

riodacíticas. Presenta un color entre rosado claro a rojo intenso de

acuerdo a la cantidad de hematita y se les ha determinado una potencia

máxima de 150 metros. Es la roca de caja más importante y típica del

yacimiento, donde se han reconocido los principales cuerpos de óxidos y

sulfuros de cobre.

Dacita Cuarcífera: Corresponde a una riolita cuarcífera – toba riolítica,

presenta un color blanco-rosado con algunas tonalidades rojizas,

producto de la alteración cuarzo-albita que la afecta. Alberga

mineralización en forma de sulfuros de cobre con óxidos de cobre

subordinados. Presenta una potencia mayor a 200 metros.

Diorita: Unidad informal intrusiva tradicional del yacimiento. Se reconoce

como un cuerpo subvolcánico tipo sill, con la petrografía de una andesita

porfídica de color verde, vesicular, albitizada y fuertemente cloritizada,

con una potencia máxima en el yacimiento de 50 metros. Puede ocurrir

mineralizada, tanto con óxidos como sulfuros de cobre.

Arenisca Volcánica: Arenisca volcanoclástica (tobácea) de grano fino a

grueso, de colores rosado claro a pardo rojizo. Presenta una potencia

variable de 0.5 a 5 metros.

22

Andesita Basal: Litológicamente corresponde a una andesita porfídica

cloritizada. Tiene un color verde a gris verdoso producto de la fuerte

alteración de cuarzo – clorita – epídota. Constituye el piso de la

mineralización en el yacimiento. Se reconoce con un espesor de 100

metros.

Andesita Intrusiva: denominación minera, debido a que la roca tiene

apariencia de andesita, sin embargo, consiste en un filón manto

riodacítico de color verde, dependiendo del grado de cloritización

desarrollado, se encuentra intruyendo el resto de las unidades. Su

potencia varía de 1 a 10 metros.

Diques: Cuerpos filonianos subverticales de rumbo preferencial noreste,

de composición andesítica a basáltica, que cortan a todas las unidades

del yacimiento, incluso a los cuerpos mineralizados. Son de color verde

oscuro o gris oscuro, producto de la fuerte cloritización y la presencia de

una gran cantidad de magnetita.

Las unidades mineras anteriormente descritas pueden ser representadas

en una columna de rumbo N(25-50)°W e inclinación de (10-20)°SW (ver Figura

N°7), con una potencia reconocida de 700-800 metros, base desconocida

(Robles, 2009).

23

Ramirez, 1991

As

As

As

As

As

As

As

As

As

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As

As

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L

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Modificado de:

Chavez, 1985

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b

b

bb

vb

Caliche: Depósitos salinos de color blanco, de 0.5 a 2 m de potencia

Sedimentos Aluviales: Gravas y arenas gruesas pobremente consolidada

Andesita Superior: Unidad minera estéril compuesta por riodacitas porfídicas, brechas

riodacíticas, andesitas y algunos niveles epiclásticos intercalados. Presenta un típico color

rojizo a púrpura producto de una fuerte pigmentación hematítica (hematita roja y

especularita). Constituye el techo de la mineralización cuprífera y protege de la oxidación

eventual mineralización de cobre (en la forma de sulfuros primarios), que pueda existir

en los niveles inferiores. Potencia máxima 300 m

Dacita Porfídica: Unidad minera compuesta por dacitas y brechas riodacíticas, puede

albergar mineralización de cobre en la forma de oxidados y sulfuros. Presenta un típico

color rosado claro (a oscuro), producto de una fuerte alteración cuarzo-albítica. Potencia

máxima 150 m.

Andesita Inferior: Unidad minera (también conocida como “Diorita”), presenta contenidos

variables de pirita, galena y esfalerita, pudiendo albergar mineralización económica de

interés (bornita y calcopirita en los sectores de Sorpresa y Patricia). Se encuentra

constituida por andesitas y daciandesitas, presenta un típico color verdoso a gris verdoso

producto de una fuerte alteración de cuarzo-clorita-epidota. Potencia máxima 50 m.

Arenisca Volcánica: Arenisca epiclástica (tobácea), de grano fino a grueso, de colores

rosado claro a café rojizo. Potencia variable de 0.5 a 5 m.

Dacita Cuarcífera: Unidad minera compuesta por riolitas y tobas riolíticas, puede albergar

mineralización de cobre en la forma de sulfuros de cobre con oxidados subordinados.

Presenta un típico color rosado producto de una fuerte alteración cuarzo-albítica. Potencia

variable entre 200 y 250 m.

Andesita Basal: Unidad minera compuesta por andesitas y daciandesitas, presenta

contenidos variables de pirita, galena y esfalerita (con calcopirita subordinada).

Tiene un típico color verde a gris verdoso producto de una fuerte alteración de

cuarzo-clorita-epidota. Constituye el piso de la mineralización cuprífera.

Potencia aproximada 1000 m.

Andesita Intrusiva: Unidad minera que formalmente se define como pórfido dacítico,

puede albergar mineralización de cobre en la forma de sulfuros (sector Quinta). Presenta

colores entre rosados y verdes dependiendo del grado de albitización y cloritización que

desarrolle. Adopta una geometría variable: concordante (sills), y discordante (diques). Se le

atribuye la responsabilidad de aportar las soluciones que dieron origen a la mineralización

en el yacimiento.

Diques Andesíticos: Intrusivos menores postminerales, de composición andesítico-

basáltica. Presentan colores verdes oscuros a grises oscuros producto de una fuerte

cloritización y la presencia de gran cantidad de magnetita diseminada fina. Se encuentran

ampliamente distribuidos en el yacimiento.

Figura N°7: Columna estratigráfica esquemática y relación en la Secuencia Mantos Blancos.

24

2.2.2 Alteración y Mineralización

Basados en la asociación de los minerales de alteración, Ramírez (1991)

en Carrera (2010) define cuatro tipos principales de alteración para el

yacimiento: albitización, cloritización, hematitización y silicificación.

I) Albitización: Afecta a todas las unidades del yacimiento y está

caracterizada por el reemplazo de feldespatos (fenocristales y

microlitos en masa fundamental) por albita, vetillas y relleno de

oquedades, asociándola con la mineralización (Chávez, 1985).

II) Cloritización: Está presente en todo el yacimiento, va desde un

reemplazo incipiente a completo de la masa fundamental y

fenocristales de las rocas, siendo más importante en las partes

profundas del depósito.

III) Hematitización: Ocurre como especularita y hematita roja

pulvurulenta, la primera de origen hipógeno en la cubierta estéril

del yacimiento asociada con sulfuros primarios de cobre y la

segunda, relacionada con mineralización hipógena y supérgena

según grados variables de tinte hematítico, que presenta una

relación directa con la cantidad de sulfuros de cobre.

IV) Silicificación: Se manifiesta como rellenos de oquedades,

incluidas vesículas, y según vetillas; generalmente con sulfuros y

en algunos casos con calcita. Se considera que estas alteraciones

no presentan zonaciones claras o definidas (Ramírez, 1991 en

Carrera, 2010).

25

La mineralización metálica está integrada por calcosina (y/o digenita),

covelina, bornita, calcopirita, pirita, galena y esfalerita escasa, que ocurren en

forma diseminada, siguiendo guías irregulares y discontinuas con espesores

variables. Los oxidados de cobre predominantes corresponden a atacamita y

crisocola. En forma restringida se observa malaquita, antlerita, cuprita y

almagres, según diseminación y relleno de fracturas. La plata se presenta en

forma subordinada y restringida, ocasionalmente como plata nativa, observada

en zonas de falla, al igual que cobre nativo dentro de las zonas de oxidación en

el sector de Elvira (Orrego, 2001).

La zonación vertical característica presenta una mineralización de

oxidados de cobre (atacamita con menor cantidad de crisocola), pasando a una

zona de sulfuros de alta ley (calcosina-bornita). Esta última corresponde a

lentes irregulares con núcleos ricos en calcosina, la que disminuye hacia sus

bordes, en donde predomina la bornita. Rodeando estos lentes, ocurre una

zona de más baja ley integrada por calcopirita y bornita, terminando en

profundidad con una zona pirítica, ocasionalmente en algunos sectores con

calcopirita asociada (Infanta, 2002). Ver Figura N°8.

26

2.2.3 Estructuras

El sistema de fallas de Mantos Blancos constituye fallas secundarias o

estructuras menores que divergen de las fallas regionales principales

pertenecientes al Sistema Falla Atacama y, en algunos casos, se disponen de

manera paralela a éstas. A partir de las Fallas Prat Alibaud y Latorre se

ramifican fallas menores identificándose tres sistemas principales de fallas en el

distrito: NW, NS y NE, (ver Figura N°9), los cuales, de acuerdo a la magnitud

Figura N° 8: Relación de mineralización y alteración de la Secuencia de Mantos Blancos. Tomado de

Infanta (2002).

Leyenda:

27

de sus trazas, abundancia de las mismas y relaciones de contactos, se

relacionan temporalmente en el orden indicado (Infanta, 2002).

2.2.3.1 Sistema NW

Es el sistema más antiguo, debido a que estas fueron desplazadas por

el sistema estructural NE, según Infanta 2002, tiene un rumbo aproximado

N(30-50)°W, subverticales, se destacan Naranja, Casino-Polvorín, Cabecera,

Sorpresa-Verónica, Marina, Ciclón, Pascuala y Argentina. Naranja, Casino-

Polvorín, Sorpresa-Verónica y Argentina se encuentran en el lado Oeste del

yacimiento, sobre los cuerpos mineralizados de Fase III (Mala Suerte), Fase VI

(Argentina) y Fase VIII (Naranja), Cabecera se encuentra en Bárbara Central,

entre Falla Quinta y Falla Nora, esta última es dislocada por Falla Cabecera,

presenta rumbo similar a las tres primeras, no así su manteo, el cual

corresponde a 35°N. En la Figura N°9 se puede ver la distribución de algunas

de las fallas principales.

2.2.3.2 Sistema NS

Corresponde a estructuras de rumbo NS a N20°E, subverticales.

Algunas son de bajo ángulo y constituyen posibles sistemas conjugados, con

una importante actividad tardía posterior a la mineralización (Infanta, 2002),

entre estas se destacan Falla Central, Nora, Elvira, Enaex y Maribel. Ver Figura

N°9.

28

2.2.3.3 Sistema NE

Rumbo N(30-50)°E, subverticales, son las más claras dentro del

yacimiento, controlan la disposición de diques que cortan los cuerpos

mineralizados dentro del yacimiento modificando así la geometría original del

depósito. Se destacan Mala Suerte, Mercedes, Tercera, Quinta y Silos, donde

Falla Tercera tiene el mayor desplazamiento horizontal. Parecen tener un

control fundamental en la columna de oxidación, incluso bajo la unidad minera

Andesita Superior, cuyo fracturamiento asociado permite que los agentes

supérgenos capturen de manera más eficiente la mineralización profunda de

sulfuros (Orrego 2001). Ver Figura N°9.

29

Figura N°9: Fotolineamientos interpretados en imagen Ikonos e información histórica.

30

CAPITULO 3

MARCO TEÓRICO

3.1 Definiciones Estructurales

El campo estructural se puede dividir en estructuras frágiles y dúctiles, en

este trabajo se hará referencia sólo a estructuras frágiles, dentro de las cuales

se encuentran las fallas, diaclasas y vetas, entre otras.

Las fracturas (estructuras frágiles, ej. falla) son superficies o planos de

discontinuidad en la roca, a lo largo de los cuales pierde cohesión, son

observables en cualquier afloramiento y en cualquier tipo de roca. El estudio de

las fracturas es de particular importancia porque afectan la resistencia de las

rocas a los esfuerzos. Su distribución condiciona, en parte, el diseño de la

explotación minera. Además, constituye lugares geométricos que controlan el

emplazamiento de mineralización de rendimiento económico, debido a lo cual

deben tomarse como una variable importante en la explotación del yacimiento

(Niemeyer, 2008). La Figura N°10 muestra esquemáticamente la definición de

distintas estructuras.

Falla: Fractura con desplazamiento a lo largo de su superficie de ruptura,

como consecuencia de una aplicación de un stress de cizalle (Niemeyer,

2008).

Diaclasas: Fractura con desplazamiento nulo o perpendicular a su

superficie de ruptura. Son de gran importancia práctica, ya que

31

determinan, en parte, las propiedades geomecánicas y la porosidad de

origen tectónico en el macizo rocoso (Niemeyer, 2008). Éstas se

distinguen de las fallas gracias a la existencia de indicadores cinemáticos

(indicadores de movimiento a través de sus planos de fractura) tales

como: marcadores cinemáticos, estrías, criterios Riedel, etc.

Vetas: Son fracturas rellenas con minerales secundarios y/o primarios

tales como cuarzo, calcita, plata, cobre, etc.

Falla Equivalente: En las estructuras discontinuas la superficie de

ruptura, que va a través del macizo rocoso incluye estructuras y puente

de roca, donde es posible definir una “estructura equivalente” a través de

la superficie de ruptura.

Diques – Fallas: Término que se aplica a aquellas fallas, por lo general

fallas mayores, que permiten el emplazamiento de un cuerpo intrusivo.

En este trabajo se analizaron las estructuras mayores y menores. La

definición de cada una de éstas es:

Estructuras mayores: Geológicamente, las estructuras mayores son

aquellas de carácter regional, como por ejemplo el Sistema de Fallas de

Atacama. Geomecánicamente son aquellas pertenecientes a una misma

familia estructural y que tienen trazas suficientemente largas como para

afectar a lo menos un talud interrampa, éstas pueden influir en la

estabilidad de taludes del rajo, la infraestructura de superficie y la

eventual ocurrencia de siniestros geotectónicos, (Karzulovic, 2005). En

Mantos Blancos se considera estructura mayor a aquella que tiene una

traza mayor a 24 metros (2 bancos).

32

Estructuras menores: Geológicamente son aquellas que ramifican de

aquellas fallas regionales, como por ejemplo las ramificaciones del

Segmento de Falla Salar del Carmen, tales como: Marina, Nora, etc.

Geomecánicamente, son aquellas pertenecientes a una misma familia

estructural y tienen trazas tales que afectan hasta un banco doble (24

metros), afectan a la resistencia y deformabilidad del macizo rocoso,

fragmentación del macizo rocoso y estabilidad de taludes. Dentro de

éstas se encuentran las fallas menores y diaclasas, las cuales ayudarán

a definir dominios estructurales. En Mantos Blancos se considera una

falla menor aquella que tiene una traza inferior a 24 metros.

3.1.1 Dominios Estructurales

Para definir los dominios estructurales se consideró la orientación de las

estructuras (fallas menores y diaclasas), se analizó la información y/o

concentración estructural mediante proyecciones estereográficas y luego

mediante técnicas estadísticas, se analizaron las concentraciones de polos y/o

planos y luego se definieron los sistemas principales y secundarios (Karzulovic

et al, 2005). Los dominios estructurales deben apoyarse en los patrones de las

estructuras mayores (fallas mayores) y a su vez los límites de éstos o por

litología, además deben quedar representados por entes geológicos naturales

tales como fallas, contactos litológicos o cambios en la alteración de una

determinada litología, etc. (Karzulovic et al, 2010).

La creación de dominios estructurales debe tener una buena justificación

geológica y/o estructural, permitiendo definir las inestabilidades con control

estructural que son sistemáticamente factibles en los distintos sectores del rajo,

33

permitiendo también, el diseño de un sistema banco-berma y la definición

direccional del macizo rocoso.

Debido a la aplicación minera que presenta este trabajo, la definición de

estructuras mayores y menores que se aplicará de ahora en adelante será la

definición geomecánica, por tanto se estudiaron aquellas fallas que afectan

directamente al yacimiento.

3.2 Software Shape Metrix 3D

Shape Metrix es un software que permite realizar mapeo de bancos en

3D, mediante una captura fotográfica y posterior levantamiento en 3D.

Figura N°10: Sección esquemática de talud, que explica conceptos estructurales.

Leyenda:

Falla menor

Falla mayor

Falla equivalente

Diaclasas

34

En el procedimiento descrito en el informe interno de la Superintendencia

de Geología se describe que:

a) Frente al banco determinar las ventanas de mapeo, el largo de ellas

se estima con ayuda de un distanciómetro láser o huincha de medir.

b) Se procede a la toma de fotografías. La persona designada se sitúa al

centro del banco y calcula la distancia a la frente. Realizado ésto, divide esta

distancia “D” en D/5 o D/8 y camina hacia la izquierda, posicionándose para

tomar la primera fotografía apuntando hacia el centro de la ventana. Una vez

hecho ésto y, a partir del centro de la ventana, procede a contar la misma

distancia que recorrió hacia la izquierda, pero ahora hacia la derecha y

apuntando hacia el centro del banco, toma la segunda fotografía, ver Figura

N°11.

Figura N°11: Toma de fotografías de ventana de mapeo de bancos.

35

c) Generar el fotograma del banco a georreferenciar (Figura N°12). La

cantidad mínima de puntos por ventana para realizar la georreferenciación es

de 3 puntos.

d) Se procede a la georreferenciación digital de la reconstrucción en 3D

de cada ventana mediante la utilización del software Shape Metrix 3D. Se debe

verificar que el promedio de las desviaciones estándar sea menor que 0,5

metros, en caso contrario se deben revisar los datos y su ingreso para asegurar

que no hay errores. Las ventanas georreferenciadas deben quedar en la misma

carpeta donde se encuentra la información original.

Figura N°12: Fotograma de la ventana de mapeo, muestra: estructuras, litología, alteración y mineralización.

Diaclasas, fallas mayores y menores

Dacita porfídica

Jarosita intensa

Estéril

No hay

BC

684

6

28/04/2011

28/04/2011 28/04/2011

01/05/2011 Sur

36

e) Una vez georreferenciada la reconstrucción el geólogo debe proceder

a la interpretación geológica en terreno del banco a partir del fotograma,

identificando los datos más importantes en terreno. Ver Figura N°12.

f) Una vez capturada la información en terreno, el geólogo debe proceder

a la interpretación geológica digital del banco. La interpretación de estructuras

debe ser guardada como structuremap en la misma carpeta que contiene el

resto de la información. El archivo structuremap corresponde a toda la

información (estructural, mineralógica, litológica y alteración) de la ventana

digitalizada en Shape Metrix 3D.

g) Una vez realizada la interpretación se procede a realizar el rescate de

datos geológicos y geotécnicos en BDGEO, acá se ingresan características de

fallas, sistemas de diaclasas, litología, alteración y zona mineral.

h) Finalmente, se deben guardar vistas 3D en formato .jpg con las

estructuras, archivos .dxf con la frente reconstruida y georreferenciada y

archivos .dxf con el structuremap. Todo en la carpeta de origen de los archivos.

El archivo .dxf puede ser visualizado en Autocad y/o Datamine.

3.3 Software Datamine Studio 3.0

En el presente trabajo este Software fue usado para crear el modelo

estructural de fallas mayores en 3D. Datamine presenta muchas aplicaciones,

sin embargo, en este trabajo la más usada fue la generación de wireframe. Una

wireframe es un cuerpo sólido o dicho de otra manera un cuerpo en 3D. El

procedimiento consta en:

a) cargar las estructuras mapeadas, por Shape Metrix 3D y/o mapeo de

bancos tradicional, cada una de estas estructuras tendrá su coordenada norte,

este y cota.

37

Como se observa en la Figura N°13, cada una de las estructuras

mapeadas y cargadas en 3D tiene su coordenada correspondiente, las

estructuras rosadas corresponden a diques - fallas y las estructuras verdes a

fallas mayores.

Figura N° 13: Estructuras mayores digitalizadas en planta y visualizadas en Datamine Studio 3.0, se

observa que cada traza posee su coordenada norte, este y cota, las estructuras rosadas son diques – fallas

y las Verdes son fallas mayores. “Z” indica eje vertical y líneas grises topografía mina.

38

b) se sigue cada una de estas estructuras en los distintos bancos y a

distintas cotas, y su traza es dibujada en cotas cada 12 ó 24 metros. Por tanto,

por estructura se genera una strings cada cierta cantidad de metros (cota), que

al unirlas indicarán el manteo de tal estructura.

En las Figuras N°14, se muestra las strings generadas a distintas cotas a

partir de las trazas de mapeos de bancos de Falla Tercera.

39

Figura N° 14: Vista superior en planta, las string que son generadas cada 12 metros en Falla Tercera.

Vista inferior, la misma imagen pero con un giro del plano para poder observar estas strings dibujadas en

cada cota y visualizarla en 3D “Z” indica el eje vertical y líneas azules la topografía mina.

40

c) posteriormente se unen las strings, con el comando “link strings” (LS)

para generar la wireframe de la estructura. Ver Figura N° 15.

Figura N°15: Vista en Datamine de la wireframe (azul) creada a partir de las strings mostradas

anteriormente. “Z” indica eje vertical y líneas rocas la topografía mina.

41

Anteriormente se mostró como se genera una wireframe de una falla

mayor, ahora para generar la wireframe de un dique - falla, se sigue un

procedimiento muy similar, pero como éste es un cuerpo intrusivo, a la

wireframe se le otorga volumen, generando strings como lo muestra la Figura

N°16.

Se unen las strings para generar la wireframe y además se colocan tapas

(para cerrar el cuerpo 3D) a estos diques mediante el comando “end link” (ELI),

ver Figura N°17.

Figura N°16: Strings dibujadas cada 12 metros en el eje vertical “Z”. de un dique –

falla.

42

3.4 Software Dips

Este software se utilizó para definir dominios estructurales y realizar

análisis estadísticos que permiten la selección de set estructurales en cada

dominio.

Este software estadístico permite ingresar los manteos (dips) y las

direcciones de manteo (dip direction) de cada estructura, generando un ploteo

de polos, scatter plot, ploteo de roseta, ploteo de contorno y un ploteo de los

planos principales. En este trabajo los ploteos más usados fueron ploteo de

contorno y de roseta. Ver Figura N°18.

Figura N°17: Wireframe de un dique – falla, los ejes (“X, Z”) se encuentran

rotados para visualizar en 3D.

43

El software permite crear ventanas o set estructurales en un ploteo de

contorno, al crear las ventanas se genera automáticamente una columna

denominada “set” en la tabla de datos, la cual entrega un mismo id (numero

identificador) para las estructuras que se encuentran dentro de la ventana

creada, las orientaciones de los vértices de las ventanas pueden estar en

“dip/dip direction” o “trend/plunge”. Ver Figura N°18.

En las opciones de estéreo net es posible utilizar una proyección de igual

ángulo (estereográfica) o proyección de igual área, en este trabajo se utilizó la

estereográfica debido a que se deseaba conservar los ángulos de las

estructuras, se puede realizar la proyección en el hemisferio inferior o superior,

sin embargo, por convención se utiliza el hemisferio inferior y la distribución de

polos a utilizar puede ser Fisher o de Schmidt, la distribución de Fisher ofrece

Figura N°18: Imagen del Software Dips, muestra ploteo de contorno.

44

una mayor influencia por polo que la de Schmidt, y debido a que en cada ploteo

se tenían pocos datos, se utilizó la distribución de Fischer.

El software permite ingresar la orientación de las traversas o scanline en

las cuales se encuentran contenidas las estructuras ploteadas. Estas traversas

corresponden a la línea de mapeo en la cual se tomaron las estructuras, al

ingresar las traversas correspondientes para cada estructura se puede realizar

la corrección de Terzaghi, la cual permite considerar de mejor manera aquellas

estructuras que se encuentran subparalelas a la cara de banco, esto lo hace

moviendo como máximo 20° el rumbo de la línea de mapeo. Para aplicar esta

corrección es necesario tener como mínimo aprox.1000 datos, además de tener

la orientación exacta de la línea de mapeo en la cual se tomó la estructura, o en

el caso de rajo abierto (open pit), que la pared de la mina no tenga muchos

cambios de orientación.

El ploteo se realizó por separado para fallas menores y para diaclasas

(recordar que éstos siempre se trabajan por separado), Una vez que se han

determinado los dominios estructurales, definiendo los límites de éstos, se

genera un ploteo en cada dominio, donde es posible generar ventanas o set

estructurales por dominio estructural, seleccionando de esta manera las

mayores concentraciones de estructuras en un ploteo de concentración, como

lo muestra la Figura N°19. El “id” (mismo número identificador) generado, que

indica las estructuras que están dentro del set seleccionado, permite trabajar la

tabla de datos, calcular la orientación de estructura promedio en cada ventana y

la probabilidad de ocurrencia de estas estructuras en el dominio estudiado. Ver

Figura N° 19.

45

Figura N°19: Generación de set estructurales en Software Dips

46

CAPITULO 4

METODOLOGÍA DE TRABAJO

4.1 Generalidades

La realización de esta memoria se efectuó entre los meses de Marzo y

Noviembre del año 2011, en turnos regulares. El trabajo se ha dividido en las

etapas que se indican a continuación.

4.2 Toma de datos

Recopilación de información estructural del distrito fue proporcionada por

el staff de geólogos de Mantos Blancos y por la empresa de servicios externos

GDA, que entrega apoyo al área de geología y proyecto. Los datos recopilados

están divididos en datos históricos y datos proporcionados por el software

Shape Metrix 3D.

47

4.2.1 Datos históricos

Corresponden a mapeos de bancos realizados por el método tradicional,

el cual corresponde al mapeo de banco realizado por el geólogo en una cartola

de mapeo, utilizando huincha y brújula para la orientación y ubicación de las

estructuras, estos mapeos son llevados a planos que se encuentran

subdivididos por nivel y por Fase, éstos son conocidos como “planos de

mapeo”.

Con la información que se encuentra en los “planos de Mapeo”, el staff

de geólogos de Mantos Blancos generó una base de datos, la cual se denominó

“base de datos de mapeos históricos”.

Esta metodología de mapeo se implementa desde los inicios de la mina

hasta el año 2009.

4.2.2 Datos de Shape Metrix 3D

En el año 2009 se implementó una nueva metodología de mapeo de

bancos, basada en una fotografía de la pared de banco, como se explica en el

capítulo de marco teórico, esta implementación se realizó con el objetivo de

disminuir los riesgos en la operación del mapeo de bancos, ya que solo se toma

una fotografía de la pared y no es necesario acercarse a menos de 5 metros de

ella. Para este método se utiliza el software denominado Shape Metrix 3D. El

programa genera un archivo con extensión .csv el cual tiene las coordenadas

de las estructuras mapeadas, manteo (dip) y dirección de manteo (dip direction)

de cada una. Estas estructuras son llevadas a planta y digitalizadas, generando

48

un archivo .dxf que es posible visualizarlo y trabajarlo en Datamine y/o Autocad.

Ver Figura N° 20.

4.3 Actualización sobre la topografía actual y digitalización de estructuras

mayores y diques – fallas en planta

Una vez que ya se ha unificado la información (datos históricos + Shape

Metrix), se realizó a mano una actualización e interpretación de fallas mayores y

diques – fallas en un plano a escala 1:1.000. Esta interpretación se realizó en

cada cota, incorporando todas las telas de mapeos más los datos entregados

por Shape Metrix, otorgando continuidad a las estructuras mayores en la

coordenada Z.

Figura N° 20: Planta de

estructuras mapeadas

mediante el sistema Shape

Metrix 3D. Las estructuras

azules son Fallas Mayores,

las celestes son Fallas

Menores y verdes son

diques. Escala 1: 5000.

N

49

Debido a que Fase VI (Argentina) es una fase que se empezó a explotar

en el año 2009, solo presenta información actualizada mediante software Shape

Metrix 3D.

Una vez que se ha actualizado e interpretado las estructuras mayores

en planta, éstas fueron digitalizadas generando archivos de extensión .dxf con

esta digitalización es posible observar las coordenadas norte, este y cota de

cada estructura (ver Figura N°21).

4.4 Actualización y creación de wireframe de las estructuras mayores en

3D.

Teniendo la digitalización de la actualización de las estructuras mayores

en planta es posible crear el cuerpo sólido o también llamado wireframe de

cada estructura (fallas mayores y diques – fallas). La creación de todas las

wireframes, tanto para la Fase Principal como para la Fase VI, dió origen a la

actualización del modelo estructural 3D de estructuras mayores.

La creación de wireframe o mejor dicho la generación del modelo se

realizó mediante el Software Datamine Studio 3.0, que es explicado con mayor

detalle en el capítulo 3 (Marco Teórico).

50

.

Figura N° 21: Digitalización de fallas mayores y diques – fallas del Rajo Principal. Las estructuras de color rosado son diques – fallas y

las de color verde son fallas mayores.

Eje vertical “Z”

51

4.5 Definición de Dominios Estructurales

Los dominios estructurales se definen sobre la base de las orientaciones

preferenciales de estructuras menores (fallas menores y diaclasas). Para definir

los dominios estructurales se utilizó un método denominado método por celda y

se trabajó por separado fallas menores y diaclasas.

El método por celdas consiste en dividir el rajo en estudio en celdas de

igual tamaño (en una planta), se llevan las estructuras a planta y en cada celda

se plotean las estructuras que caen dentro de ellas, para este ploteo se utilizó el

Software Dips, el cual permite ingresar los manteos (dip) y las direcciones de

manteo (dip direction) de las estructuras, generando una roseta y un ploteo de

contornos. Para los ploteos se consideró la proyección de igual ángulo

(proyección estereográfica), distribución de Fisher, proyección en el hemisferio

inferior y las concentraciones usadas para los ploteos generados son de 1 a

10%. No se aplicó la corrección de Terzaghi, debido a que la cantidad de

estructuras no es suficiente para esto (aprox. 1000 datos por ploteo), además,

muchas estructuras no corresponden al pit actual de mina, por tanto, no se

conoce la orientación original de la pared en la cual fueron medidas. Cuando se

realizó esta corrección (en este trabajo), se generó un problema, donde la

orientación de la concentración de polos cambiaba radicalmente, afectando la

interpretación de los dominios estructurales. Este punto fue analizado en

conjunto con el área de geomecánica de DMB.

El tamaño de las celdas depende de la densidad de datos que haya por

celdas y del tamaño del rajo, de manera tal que exista la mayor cantidad de

datos por celda. Las celdas deben tener una cantidad de datos mayor igual a 30

para que éstos sean estadísticamente representativos. Por tanto, se realizaron

distintas pruebas con distintos tamaños de celdas, hasta dar con la más idónea.

52

Esta correspondió a 80x80 metros en Fase VI y 100x100 metros en Fase

Principal. Ver Figura N°22.

Una vez obtenido el tamaño de celda ideal, se agrupan aquellas celdas

que presentan una concentración de polos similares, es decir, que tienen una

orientación estructural similar, esta similitud presenta una tolerancia de hasta un

cuadrante o dicho de otra manera 45°, cabe destacar que la tolerancia para

agrupar datos va de la mano con el criterio del autor, influenciado entre otras

cosas por la posición del talud y la densidad de datos por celda, de esta manera

fue posible interpretar cuáles son los límites de los dominios estructurales

existentes. Éstos pueden ser: litológicos, estructuras mayores, alteración, etc.

En el caso de que los límites sean estructuras mayores, éstas se encuentran en

el modelo estructural 3D. La interpretación de los límites de dominios

estructurales se debe apoyar con la observación de terreno.

Ya conocidos los límites de dominios estructurales en planta, se

levantaron en Datamine las fallas menores y diaclasas por separado,

respetando sus coordenadas norte, este y cota, ver Figura N°23. Entonces, si

estos límites presentan alguna inclinación, se seleccionan aquellas estructuras

que se encuentran entre los límites interpretados en superficie, pero esta vez

respetando su variación en profundidad, por tanto, se obtiene cómo varían los

dominios estructurales en profundidad.

53

4.6 Definición de set estructurales en cada dominio estructural

En cada dominio se definieron set estructurales, esto se realizó mediante

un análisis estadístico con el Software Dips, en el cual se mantienen las

consideraciones técnicas que se explicaron para definir los dominios

estructurales. La selección de ventanas y tamaño de estas se dejan a

interpretación del autor.

Figura N°22: Celdas generadas en Fase VI y ploteo de estructuras por cada

celda. Tamaño de celda es 80x80 metros.

54

Falla mayores, límite de

dominios estructurales.

Figura N°23: Vista superior en planta, ubicación de las fallas menores y límites de dominios

correspondientes a fallas mayores, identificadas con celdas. Vista inferior, misma imagen

pero con un giro del plano para ver las estructuras en 3D. Los planos en azul corresponden a

fallas mayores límites de dominios y cada punto de color muestra un falla menor, el color sólo

indica su fecha de mapeo.

Fallas mayores, límite de

dominios estructurales

55

Se consideraron concentraciones sobre el 1% de los datos para generar

las ventanas o set en cada dominio estructural, tanto para fallas menores como

para diaclasas.

Cada set que se genera en un dominio corresponde a un sistema

estructural geológico y posee una cierta probabilidad de ocurrencia (PO), sin

embargo, si consideramos sólo aquellos set que poseen una probabilidad de

ocurrencia (PO) mayor igual a 7%, estos sets corresponderían a sistemas

estructurales geotécnicos, debido a que estas estructuras o set tienen mayor

peso geotécnico o dicho de otra manera tienen mayor posibilidad de que se

produzca una inestabilidad. Este es un criterio de aceptabilidad fue aplicado por

la consultora AKL en estudios realizados en esta división.

Figura N°20 :

Wireframes de Figura N° 21:

Figura N°22 :

Wireframes de Fallas

Mayores de rumbo

NW, arriba vista en

56

CAPITULO 5

RESULTADOS

5.1 Generalidades

En este capítulo se muestran los resultados del modelo estructural, la

generación de dominios estructurales y sus respectivos set estructurales, dentro

del área de estudio, subdivididas en las distintas fases presentes.

5.2 Sistemas de fallas principales

Las fallas mayores distritales reconocidas en terreno, se pueden subdividir

en 3 grupos, ver Figura N°37.

- Sistema de Fallas NW

- Sistema de Fallas NS

- Sistema de Fallas NE

5.2.1 Sistema NW

La mayoría de estas estructuras se encuentran sobre cuerpos

mineralizados, por lo que se piensa que presentan relación con la

mineralización. Son las más antiguas dentro del yacimiento, de rumbo

aproximado N(30-40)°W, y normalmente subverticales.

Falla Casino-Polvorín: de rumbo N(35-40)°W y manteo (60-80)°NE, se

encuentra al suroeste del Rajo Mala Suerte, se extiende hasta Fase VI

(Argentina Sur), conforma un corredor estructural favorable que contiene a la

mineralización, en conjunto con Falla Sorpresa Verónica y Falla Argentina,

57

estas son interpretadas como fallas extensionales que controlan la distribución

de los cuerpos mineralizados y el emplazamiento de diques dacíticos (Infanta,

2002). Ver Figura N°24.

Falla Sorpresa-Verónica: rumbo N(30-40)°W y manteo 65°E. Esta falla

está ubicada entre Rajo Mala suerte y Hundimiento Sorpresa, se extiende

desde Fase III (Hundimiento Sorpresa) a Fase VI (Argentina norte). Ver Figura

N°25.

Falla Argentina: rumbo N(30-40)°W, subverticales. Esta falla pasa por el

centro del Rajo Argentina Sur. Ver Figura N°26.

Falla Marina: Localizada en la Fase IX (Rajo Marina, bajo el botadero

974), también se observa en la pared este del Rajo Bárbara Central. Presenta

una orientación general N(30-40)°W/75°SW. La traza es irregular, presentando

una transcurrencia sinestral con un componente de rechazo vertical del tipo

normal. En la zona de falla se exponen arreglos geométricos similares a un

duplex extensional (Véliz, 1996). Existe Falla Marina 1 y 2, subparalelas. Ver

Figura N°27.

5.2.2 Sistema NS

Corresponde a fallas de rumbo variables, NS a N20°E, subverticales,

algunas pueden ser de bajo ángulo, con importante actividad tardía posterior a

la mineralización.

Falla Elvira: Localizada en la Fase XIII (Rajo Elvira), con una potencia

máxima de 2 metros (Nuñez, 1998) y una orientación general NS a N10°E,

subvertical. Presenta una transcurrencia sinestral y movimientos verticales

normales (Véliz, 1996). Falla Elvira se encuentra entre Falla Tercera y Falla

Mercedes. Ver Figura N° 28.

58

Figura N°24: Falla Casino Polvorín, vista superior, planta en Google Earth

con fotolineamiento de la Falla Casino Polvorín indicando su manteo

(60°NE). Vista central, fotografía con vista al sureste de la Zona de Falla

Casino Polvorín en la pared sur del Rajo Mala Suerte, Vista inferior,

wireframe generada en Datamine con un giro del plano, para ver la

estructura en 3D.

59

Figura N°25: Falla Sorpresa Verónica, vista superior planta en Google

Earth con foto lineamiento de la Falla Sorpresa indicando su dirección

de manteo. Vista central fotografía con vista al norte de la traza de

Falla Sorpresa Verónica en la pared Norte del Rajo Mala Suerte. Vista

inferior vista en planta de wireframes de Falla Sorpresa 3D.

60

Figura N°26: Falla Argentina, vista superior planta en Google Earth con foto

lineamiento de la Falla Argentina. Vista central fotografía con vista al noroeste de

zona de Falla Argentina en la pared Noroeste del Rajo Argentina. Vista inferior, planta

de wireframes en Datamine de Falla en 3D.

61

Falla María: Localizada en el Rajo María o también llamado Elvira pared

sur. Presenta un fracturamiento intenso y penetrativo, de orientación general NS

a N10°W, subvertical. Falla María se encuentra al este de Falla Elvira. Ver

Figura N°29.

Falla Nora: Se localiza en el sector noreste del yacimiento, según

información de labores subterráneas, presenta una orientación de N(10-

15)°E/(50-60)°SE, variando su rumbo y manteo en unos 30° aproximadamente.

Presenta movimientos transcurrentes sinestrales con un rechazo vertical

moderado del tipo normal (Lucero, 1998). Ver figura N°30.

Falla Enaex: Se localiza en Fase III. Tiene una actitud N15°E/ (70-80)°E.

Ver Figura N°31.

Falla Maribel: Se ubica en Fase III y es subparalela a Falla Enaex, se

encuentra al este de ésta misma. Tiene actitud N(15-20)°E/90°. Ver Figura

N°32.

62

Figura N°27: Fallas Marina 1 y 2, vista superior planta en Google Earth con

fotolineamiento de Falla Marina 1 y 2 indicando su dirección de manteo.

Vista central fotografía con vista al norte de los planos de Falla Marina 1 y 2

en la pared Este del Rajo Bárbara Central. Vista inferior, wireframes

creadas en Datamine de Fallas Marina 1 y 2.

63

Figura N°28: Falla Elvira. Vista superior planta en Google Earth con

foto lineamiento de Falla Elvira. Vista central fotografía con vista al sur

de traza Elvira en la pared Sur del Rajo Elvira. Vista inferior wireframe

de Falla Elvira en Datamine con un giro del plano, para ver la

estructura en 3D.

64

Figura N°29: Falla María, vista superior, planta en Google Earth con

fotolineamiento de Falla María. Vista central fotografía vista al sur de traza

María en la pared Sur del Rajo Elvira. Vista inferior, wireframes de Falla

María creada en Datamine con un giro del plano, para ver la estructura en

3D.

65

5.2.3 Sistema NE

Son fallas de mayor magnitud dentro del yacimiento y controlan la

disposición de diques que cortan los cuerpos mineralizados en la mina

modificando la geometría original del depósito.

Falla Quinta: Corresponde a la estructura más oriental del sistema y limita

el cuerpo mineralizado por el este, separando rocas volcánicas de rocas

plutónicas. Se dispone con rumbos variables de N(20-30)°E y manteos

subverticales al noroeste. Presenta un movimiento de transcurrencia dextral,

combinado con movimientos verticales normales que marcan el descenso del

bloque occidental (Díaz, 1998). Ver Figura N°33.

Falla Tercera: Presenta una orientación variable de N(20-40)°E con

manteos subverticales y un ancho de 30 metros. Esta falla ocasiona un importante

desplazamiento en sentido sinestral con una componente oblicua, que desplaza el

cuerpo mineralizado del yacimiento Mantos Blancos del orden de unos 400 metros

(Cortés et al., 2000). Ver Figura N°34.

Falla Mercedes: Se ubica en el borde occidental del rajo principal, en Fase

I (Mercedes), limitando la zona de mineralización. Se manifiesta como una zona

de falla de unos 20 metros de ancho con actitud N(35-40)°E (Nuñez, 1998).

Presenta manteos subverticales y presenta un componente oblicuo importante,

pero con un desplazamiento sinestral (Díaz, 1998). Ver Figura 35.

Falla Silos: Se localiza en Fase III, entre Falla Mala Suerte y Mercedes.

Rumbo N(30-50)°E y manteo aproximadamente 55° SE. Ver Figura N°36.

66

Figura N°30: Falla Nora, superior izquierda fotografía de la traza de Falla Nora en la pared Sur del Rajo Bárbara Central, superior derecha

planta en Google Earth con foto lineamiento de la estructura, inferior izquierda vista en planta de wireframes de Falla Nora e inferior

derecha vista de la wireframe con un giro del plano, para ver la estructura en 3D.

Figura N°30: Falla Nora, vista superior planta

en Google Earth con foto lineamiento de la

estructura. Vista central fotografía con vista al

sureste de la traza de Falla Nora en la pared

Sur del Rajo Bárbara Central. Vista inferior,

wireframes de Falla Nora creada en Datamine,

con un giro del plano, para ver la estructura en

3D.

67

Figura N°31: Falla Enaex, vista superior planta en Google Earth

con fotolineamiento de Falla Enaex. Vista central fotografía con

vista al sur que indica zona de Falla Enaex en la pared Sur del

Rajo Mala Suerte. Vista inferior wireframe de Falla Enaex creada

en Datamine con un giro del plano, para ver la estructura en 3D.

68

Figura N°32: Falla Maribel, vista superior planta en Google Earth con

fotolineamiento de Falla Maribel. Vista central fotografía con vista al sureste

de traza de Falla Maribel en la pared Sur del Rajo Mala Suerte. Vista

inferior, planta de wireframes de Falla creada en Datamine.

69

Figura N°33: Falla Quinta, vista superior izquierda

planta en Google Earth con foto lineamiento de Falla

Quinta. Vista inferior derecha, wireframes de Falla

Quinta creada en Datamine con un giro del plano,

para ver la estructura en 3D.

70

Figura N°34: Falla Tercera, vista superior planta en Google Earth con

fotolineamiento de Falla Tercera. Vista central fotografía con vista al sureste de

la traza de Falla Tercera en la pared Este del Rajo Elvira. Vista inferior vista de

la wireframe de Falla Tercera creada en Datamine con un giro del plano, para

ver la estructura en 3D.

71

Figura N°35: Falla Mercedes, vista superior planta en Google Earth con

fotolineamiento de Falla Mercedes. Vista central fotografía con vista al noreste de

traza de Falla Mercedes en la pared Norte del Rajo Hundimiento Sorpresa. Vista

inferior, planta de wireframe de Falla Mercedes creada en Datamine.

72

Figura N°36: Sistema de Fallas Silos, vista superior planta en Google Earth con

fotolineamiento de Falla Silos indicando su dirección de manteo. Vista central fotografía

con vista al noroeste de planos de Sistema de Falla Silos en la pared Norte del Rajo

Hundimiento Sorpresa. Vista inferior planta de wireframe de Fallas Silos creada en

Datamine.

73

Figura N°37: Vista en planta de las “wireframes” de Fallas Mayores distritales de Fase Principal y del Fase VI.

74

5.3 Actualización del modelo estructural

5.3.1 Generalidades

Para generar la actualización del modelo estructural 3D fueron

trabajadas por separado la Fase Principal y Fase VI (Argentina), en total se

crean 298 wireframes, dentro de los cuales 280 corresponden a la Fase

Principal, 147 fallas mayores y 133 dique – fallas, y 18 corresponden a fallas

mayores de Fase VI. Para todos los casos, en verde se representan los diques-

fallas y en azul las fallas mayores, sobre una línea de color rojo, gris o negro

que representa la topografía del año 2011.

5.3.2 Bárbara Central

Las fallas mayores y diques fallas son denominadas “falla bc” y “dique

falla bc” cada una seguida de su número identificador y nombre en el caso de

que lo tenga. Con esta denominación están todas aquellas estructuras que se

encuentran entre Falla Tercera y Falla Quinta, incluyendo estas dos. En este

Rajo hay 60 fallas mayores y 48 diques – fallas. Ver figura N°38.

5.3.3 Elvira

Las fallas mayores y diques fallas son denominadas “falla e” y “dique

falla e” cada una seguida de su número identificador y nombre en el caso de

que lo tenga. Con esta denominación están todas aquellas estructuras que se

encuentran entre Falla Tercera y Falla Mercedes, incluyendo esta última. En

este Rajo hay 27 fallas mayores y 32 diques – fallas. En esta zona se observa

una clara tendencia de estructuras con rumbo noreste. Ver Figura N° 39.

75

5.3.4 Hundimiento Sorpresa

Las fallas mayores y diques fallas son denominadas “falla hs” y “dique

falla hs” cada una seguida de su número identificador y nombre en el caso de

que lo tenga. Con esta denominación están todas aquellas estructuras que se

encuentran entre Falla Mercedes y Falla Enaex, incluyendo esta última. En este

rajo hay 49 fallas mayores y 27 diques – fallas. En esta zona se observan

intersecciones de estructuras generando cuñas, ya sean, fallas mayores y/o

diques – fallas. Ver Figura N°40.

5.3.5 Mala Suerte

Las fallas mayores y diques fallas son denominadas “falla ms” y “dique

falla ms” cada una seguida de su número identificador y nombre en el caso de

que lo tenga. Con esta denominación están todas aquellas estructuras que se

encuentran entre Falla Sorpresa y Falla Casino Polvorín, incluyendo esta última.

En este rajo hay 23 fallas mayores y 14 diques – fallas. Ver Figura N°41.

5.3.6 Argentina

Hay 18 fallas mayores, las cuales han sido denominadas “falla arg” y su

número identificador, estas han sido interpretadas a lo largo y lo ancho del Rajo

Argentina, según corresponda, en el eje “Z” la interpretación se ha realizado

según la profundidad del rajo, aproximadamente de la cota 984 a la 924. Ver

Figura N°42.

76

Falla Casino

Polvorín

Figura N°38: Wireframes de fallas mayores y diques fallas de Bárbara Central, vista

superior en planta y vista inferior giro del plano, para ver las estructuras en 3D.

77

Figura N°39: Wireframes de fallas mayores y diques fallas de Elvira, vista superior

en planta y vista inferior, giro del plano, para ver las estructuras en 3D.

78

Figura N°40: Wireframes de fallas mayores y diques fallas de Hundimiento Sorpresa,

vista Superior planta de la wireframes creadas, vista inferior giro del plano, para ver las

estructuras en 3D.

79

Figura N°41: Wireframes de fallas mayores y diques fallas de Mala Suerte,

vista superior planta de la wireframes creadas, vista inferior giro del plano,

para ver las estructuras en 3D.

80

Figura N°42: Modelo Estructural (wireframes) de Fallas Mayores de Fase

VI, vista superior en planta y vista inferior giro del plano, para ver las

estructuras en 3D.

81

5.4 Dominios Estructurales

5.4.1 Generalidades

Para generar los dominios estructurales se utilizó el software estadístico

llamado Dips. Analizando por separado la Fase Principal y Fase VI (Argentina).

5.4.2 Dominios estructurales de Fase principal

Para generar los dominios estructurales de la Fase Principal, se realizaron

distintas pruebas de tamaños de celda hasta obtener un resultado eficiente.

Considerando que en total se mapearon 5.400 fallas menores y 10.270 diaclasas

en la Fase Principal.

Los dominios estructurales se generaron mediante el método de celdas,

siendo el tamaño de celda más eficiente el de 100X100 metros, Ver Figura N°43 y

44, gracias a esto se identificaron los límites de los dominios estructurales en la

Fase Principal, correspondientes a fallas mayores distritales. En esta Fase se

generaron 7 dominios estructurales, ver Figura N°45. La Figura N°46 muestra el

resumen de los dominios.

Los límites de los dominios estructurales corresponden a Fallas Mayores,

denominadas en el modelo estructural como:

- “falla bc 23”, “falla bc 30” y “falla bc 32”

- “dique falla bc 10 nora”

- “falla bc 21 tercera” y “falla bc 22 tercera”

- “falla e 1 mercedes” y “falla e 1.1 mercedes”

- “falla ms 3 enaex”

- “falla hs 2 sorpresa”

- “falla ms 1 casino”

82

“falla ms 1

casino”

“falla hs 2

sorpresa”

“falla ms 3

enaex”

“falla e 1

mercedes” y

“falla e 1.1

mercedes”

“falla bc 21

tercera” y “falla

bc 22 tercera”

“falla bc 23”,

“falla bc 30” y

“falla bc 32”

“dique falla bc

10 nora”

Figura N° 43: Distribución de

diagramas de contornos

aplicado en fallas menores.

83

“falla ms 1

casino”

“falla hs 2

sorpresa”

“falla ms 3

enaex”

“falla e 1

mercedes” y

“falla e 1.1

mercedes”

“falla bc 21

tercera” y “falla

bc 22 tercera”

“falla bc 23”,

“falla bc 30” y

“falla bc 32”

“dique falla bc

10 nora”

Figura N° 44: Distribución de

diagramas de contornos

aplicado en diaclasas.

84

DOMINIO I

DOMINIO II

DOMINIO III

DOMINIO IV

DOMINIO V

DOMINIO VI

DOMINIO VII

“falla bc 21

tercera” y “falla bc

22 tercera”

“falla bc 23”, “falla

bc 30” y “falla bc

32”

“dique falla bc 10

nora”

“falla e 1

mercedes” y “falla

e 1.1 mercedes”

“falla ms 2 enaex”

“falla hs 2

sorpresa”

“falla ms 1

casino”

Figura N°45: Dominios estructurales en 3D, en Fase Principal, en la vista inferior derecha se muestran las wireframes transparentadas.

Eje vertical “Z”

Eje horizontal “Y”

85

IV

FALLAS MENORES DIACLASAS

CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURASDOMINIO

I

II

III

Figura N°46: (paginas 84 y 85) Ploteos de dominios estructurales Fase Principal, en software Dips

86

DIACLASAS

CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS

VI

VII

FALLAS MENORES

V

DOMINIO

87

5.4.3 Dominios estructurales de Fase VI, Argentina

Para generar los dominios estructurales de Fase VI, se utilizaron distintas

pruebas de tamaños de celdas hasta obtener un resultado eficiente. Teniendo

en cuenta que en total se mapearon 470 fallas menores y 1.878 diaclasas en

Fase VI.

Los dominios estructurales se generaron mediante el método de celdas,

probando con celdas de distintos tamaños, como por ejemplo 20x20, 40x40,

50x50, 60x60 y 80x80 metros. Siendo la celda de 80x80 metros, la más

adecuada para trabajar con este método, Ver Figura N°47 y 48. Este tamaño de

celda permitió identificar los límites de dominios estructurales, ya que con este

tamaño se obtiene una mayor densidad de datos por celda, el tamaño es

adecuado y proporcional al tamaño del rajo, gracias a esto fue posible distinguir

que los límites de los dominios estructurales en Fase VI corresponden a fallas

mayores. En esta Fase se generaron 3 dominios estructurales. La Figura N°49

muestra en resumen los dominios.

Los límites de los dominios estructurales corresponden a las siguientes

Fallas Mayores:

- “falla arg 2”

- “falla arg 7

88

Figura N°47: Distribución de diagramas de contornos aplicado en; imagen

izquierda Fallas Menores e imagen derech diaclasas.

“falla arg 2”

“falla arg 7”

“falla arg 7”

“falla arg 2”

89

Figura N°48: Dominios estructurales en 3D en fase VI, Argentina. Izquierda,

vista en planta. Derecha vista en 3D de los dominios.

DOMINIO I

DOMINIO II

DOMINIO III

DOMINIO I

DOMINIO II

DOMINIO III

“falla arg 2”

“falla arg 7”

“falla arg 2”

“falla arg 7”

90

II

III

DOMINIOFALLAS MENORES DIACLASAS

CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS CONCENTRACIÓN DE POLOS ROSETA DE ESTRUCTURAS

I

Figura N°49: Ploteos de dominios estructurales Fase VI, en software Dips

91

5.5 Generación de set estructurales

5.5.1 Generalidades

Para hacer el análisis estructural de los dominios estructurales, y así

generar los set estructurales en cada dominio, tanto para fallas menores como

para diaclasas, se utilizó un análisis estadístico con el Software Dips.

Este análisis se realizó por separado, para Fase Principal (Bárbara

Central – Mala Suerte) y Fase VI (Argentina).

5.5.2 Set estructurales en Fase Principal (Bárbara Central – Mala Suerte)

Para realizar el análisis estadístico de las fallas menores y diaclasas,

primeramente se generaron ventanas o set estructurales geológicos, tanto

como para las fallas menores y las diaclasas, por separado. Por otro lado, los

set geotectónicos fueron resultado del cálculo estadísticamente de probabilidad

de ocurrencia (PO) de estos set, considerando solo aquellos set que tuvieran

una PO mayor a 7%.

dominio tipo de estructura N° de Set ID set dip (°) dip dir (°) PO (%)

1m F1 80 ± 12 258 ± 28 83

2m F2 82 ± 6 008 ± 8 3

otros 14

suma 100

1m J1 89 ± 10 257 ± 15 43

2m J2 85 ± 7 130 ± 8 18

3m J3 85 ± 8 169 ± 5 15

otros 25

suma 100

1m F1 86 ± 11 271 ± 29 66

2m F2 85 ± 10 173 ± 10 17

otros 17

suma 100

1m J1 86 ± 8 297 ± 27 57

2m J2 85 ± 8 246 ± 6 9

otros 34

suma 100

1m F1 90 ± 12 245 ± 17 37

2m F2 89 ± 9 119 ± 14 36

3m F3 85 ± 7 171 ± 8 13

otros 14

suma 100

1m J1 89 ± 8 272 ± 27 52

2m J2 84 ± 7 172 ± 8 26

otros 22

suma 100

1m F1 79 ± 12 119 ± 19 57

2m F2 59 ± 16 223 ± 20 27

otros 17

suma 100

1m J1 79 ± 10 121 ± 20 49

2m J2 58 ± 17 221 ± 17 30

3m J3 69 ± 5 044 ± 8 3

4m J4 54 ± 2 311 ± 4 1

5m J5 43 ± 5 066 ± 8 3

otros 14

suma 100

1m F1 87 ± 6 127 ± 22 32

2m F2 36 ± 10 091 ± 41 28

3m F3 41 ± 9 305 ± 30 17

4m F4 86 ± 4 038 ± 5 4

otros 20

suma 100

1m J1 89 ± 5 123 ± 18 32

2m J2 41 ± 10 299 ± 31 29

3m J3 45 ± 9 051 ± 26 15

4m J4 38 ± 8 152 ± 27 14

otros 11

suma 100

1m F1 88 ± 14 300 ± 21 43

2m F2 60 ± 14 049 ± 13 43

otros 14

suma 100

1m J1 58 ± 13 053 ± 19 40

2m J2 60 ± 16 286 ± 13 22

3m J3 63 ± 11 111 ± 11 9

4m J4 64 ± 11 345 ± 9 12

otros 17

suma 100

1m F1 84 ± 5 116 ± 19 51

2m F2 59 ± 18 063 ± 13 20

3m F3 61 ± 11 007 ± 9 15

otros 14

suma 100

1m J1 86 ± 12 297 ± 19 53

2m J2 62 ± 11 011 ± 9 12

3m J3 67 ± 13 074 ± 6 12

4m J4 34 ± 7 052 ± 9 6

5m J5 77 ± 3 226 ± 10 4

otros 13

suma 100

92

Fallas Menores

Diaclasas

VII

Fallas Menores

Fallas Menores

Diaclasas

I

II

III

IV

2

Diaclasas

Fallas Menores

Diaclasas

Fallas Menores

Diaclasas

3

2

2

3

Fallas Menores

Diaclasas

Fallas Menores

V

VI

Diaclasas

2

5

5

4

4

2

4

3

2

Tabla N°1: Sistemas Estructurales Geológicos de Fase Principal.

93

DOMINIO

I

concentración de polos

Fallas Menores Dicalcasas

II

III

IV

V

VI

VII

Figura N°50 Dominios Estructurales Geológicos y Set Estructurales de Fase principal

1m F1 80 ± 12 258 ± 28 83

otros 17

suma 100

1m J1 89 ± 10 257 ± 15 43

2m J2 85 ± 7 130 ± 8 18

3m J3 85 ± 8 169 ± 5 15

otros 25

suma 100

1m F1 86 ± 11 271 ± 29 66

2m F2 85 ± 10 173 ± 10 17

otros 17

suma 100

1m J1 86 ± 8 297 ± 27 57

2m J2 85 ± 8 246 ± 6 9

otros 34

suma 100

1m F1 90 ± 12 245 ± 17 37

2m F2 89 ± 9 119 ± 14 36

3m F3 85 ± 7 171 ± 8 13

otros 14

suma 100

1m J1 89 ± 8 272 ± 27 52

2m J2 84 ± 7 172 ± 8 26

otros 22

suma 100

1m F1 79 ± 12 119 ± 19 57

2m F2 59 ± 16 223 ± 20 27

otros 17

suma 100

1m J1 79 ± 10 121 ± 20 49

2m J2 58 ± 17 221 ± 17 30

otros 21

suma 100

1m F1 87 ± 6 127 ± 22 32

2m F2 36 ± 10 091 ± 41 28

3m F3 41 ± 9 305 ± 30 17

otros 24

suma 100

1m J1 89 ± 5 123 ± 18 32

2m J2 41 ± 10 299 ± 31 29

3m J3 45 ± 9 051 ± 26 15

4m J4 38 ± 8 152 ± 27 14

otros 11

suma 100

1m F1 88 ± 14 300 ± 21 43

2m F2 60 ± 14 049 ± 13 43

otros 14

suma 100

1m J1 58 ± 13 053 ± 19 40

2m J2 60 ± 16 286 ± 13 22

3m J3 63 ± 11 111 ± 11 9

4m J4 64 ± 11 345 ± 9 12

otros 17

suma 100

1m F1 84 ± 5 116 ± 19 51

2m F2 59 ± 18 063 ± 13 20

3m F3 61 ± 11 007 ± 9 15

otros 14

suma 100

1m J1 86 ± 12 297 ± 19 53

2m J2 62 ± 11 011 ± 9 12

3m J3 67 ± 13 074 ± 6 12

otros 23

suma 100

94

5

5

4

4

2

4

3

Diaclasas

Diaclasas

Diaclasas

Fallas Menores

Diaclasas

3

2

2

I

II

III

IV

Fallas Menores 2

Diaclasas

Fallas Menores

Diaclasas

3

2

2

V

VI

Fallas Menores

Diaclasas

VII

Fallas Menores

Diaclasas

Fallas Menores

Tabla N°2: Sistemas Estructurales Geotécnicos de Fase Principal.

95

DOMINIO

I

concentración de polos

Fallas Menores Diaclasas

II

III

IV

V

VI

VII

Figura N°51: Dominios Estructurales Geotécnicos y Set Estructurales de Fase principal

96

5.5.3 Set estructurales en Fase VI (Argentina)

Para realizar un análisis estructural en Fase VI, se utilizó la misma

metodología que en Fase Principal, aplicada para los 3 dominios existentes en

esta Fase.

Tabla N°3: Sistemas

Estructurales Geológicos de

Fase VI.

Diaclasas Diaclasas

Diaclasas

Fallas

Menores

Fallas Menores Fallas

Menores

Diaclasas

Diaclasas

Diaclasas

97

I

II

III

concentración de polos

Fallas Menores DiaclasasDOMINIO

Figura N°52: Dominios Estructurales Geológicos y Set Estructurales de Fase VI.

Dominio Tipo de Estructura N° de Set ID Set Dip (°) Dip dir (°) PO (%)

1m F1 46 ± 11 184 ± 31 44

2m F2 90 ± 5 074 ± 19 17

3m F3 46 ± 13 279 ± 22 22

otros 17

suma 100

1m J1 57 ± 16 165 ± 29 37

2m J2 43 ± 18 281 ± 32 36

3m J3 56 ± 20 030 ± 11 10

otros 17

suma 100

1m F1 51 ± 16 040 ± 20 54

2m F2 57 ± 18 110 ± 19 31

otros 15

suma 100

1m J1 85 ± 9 274 ± 17 22

2m J2 54 ± 16 017 ± 15 40

3m J3 45 ± 10 085 ± 22 15

otros 22

suma 100

1m F1 44 ± 11 251 ± 16 21

2m F2 64 ± 17 035 ± 12 24

3m F3 44 ± 8 326 ± 22 39

otros 16

suma 100

1m J1 74 ± 10 066 ± 12 15

2m J2 34 ± 17 010 ± 11 26

3m J3 45 ± 15 285 ± 28 37

otros 22

suma 100

98

2

3

2

2

3

2

Diaclasas

Fallas Menores

III

Diaclasas

Fallas Menores

Diaclasas

Fallas Menores

II

I

Tabla N° 4: Sistemas Estructurales Geotécnicos de

99

I

II

III

concentración de polos

Fallas Menores DiaclasasDOMINIO

Figura N° 53: Dominios Estructurales Geotécnicos y Set Estructurales de Fase VI.

100

CAPITULO 6

VALIDACION

6.1 Validación

Para validar este modelo estructural se tomo el 10% del total de las

estructuras en cada rajo, y se verificaron en terreno con el geólogo senior del staff

de geólogos de Mantos Blancos, Regina Toloza H.

En Fase VI (Argentina) existen 18 estructuras, las cuales han sido

digitalizadas, generando el cuerpo solido (wireframe) de cada una de ellas, por

tanto se han escogido 2 estructuras, las cuales se han verificado en terreno que su

posición, rumbo y manteo sean iguales a las generadas en el modelo estructural.

En la Fase Principal existen 280 estructuras digitalizadas, dentro de las

cuales se han escogido 28 estructuras que han sido verificadas en terreno al igual

como se hizo en el Rajo Argentina.

Se intentó que el 10% de las estructuras tomadas en cada fase

correspondiera a límite de dominio estructural, y de esta manera validar a la vez

los dominios estructurales y sus límites interpretados.

6.2 Resultados de la Validación

La mayoría de los resultados de la validación fue positiva, sin embargo hay

algunas estructuras que se encuentran en el modelo pero no es posible

observarlas en terreno, debido al avance de la mina, derrames, etc.

101

Muchas de las estructuras que fueron mapeadas en cotas superiores,

fueron interpretadas o mejor dicho proyectadas a cotas inferiores en el modelo

estructural, ya que a veces no es posible visualizarlas en el open pit de la mina y

existe la posibilidad de que estas hayan sido cortadas por otras estructuras en

cotas superiores a la interpretada.

Sin embargo, es posible visualizar en terreno como cambian los dominios

estructurales en profundidad según el manteo de las estructuras mayores que

corresponden a los límites de estos, lo que ha permitido validar los dominios

estructurales definidos anteriormente.

102

CAPITULO 7

APLICACIONES

7.1 Generalidades

El modelo estructural y los dominios estructurales en 3D tienen diversas

aplicaciones, algunas de ellas son: geomecánica, perforación, tronadura,

geología y exploraciones.

7.2 Aplicación en Geomecánica:

Una de las tareas del área de geomecánica es realizar la evaluación

cinemática de aquellas estructuras con alto potencial de deslizamiento, esto se

realiza con la ayuda del modelo estructural, el cual permite conocer la posición

y orientación de las estructuras mayores y evaluar si estas son efectivas con el

avance del pit de mina. Según la evaluación del análisis cinemático, los

profesionales del área de geomecánica generan las restricciones

geomecánicas, es decir, restringen todo tipo de trabajos en ciertas áreas de la

mina donde existe un posible deslizamiento estructural, como por ejemplo un

deslizamiento tipo cuña, como se observa en la Figura N°54. Así el modelo

estructural ayuda a estimar los posibles deslizamientos que vienen a futuro

según el desarrollo de la mina a mediano y largo plazo.

Por otro lado, conocer los dominios y set estructurales geológicos y

geotécnicos, permite al área de geomecánica diseñar taludes con ángulos

103

afines a estos dominios y set estructurales, así por ejemplo, al tener las

orientaciones predominantes de las zonas de interés (dominios estructurales),

es posible observar el potencial de deslizamiento que tienen estas estructuras

con relación al ángulo de talud diseñado, si estas estructuras presentan una

orientación paralela al ángulo de talud, como es el caso de Mantos Blancos, se

baja el ángulo de talud para mejorar el factor de seguridad. Sin embargo, la

orientación de las estructuras es solo uno de los factores para determinar el

ángulo de talud, otros factores son: ancho de rampa, berma, etc.

7.3 Aplicación en Perforación y Tronadura

El área de perforación y tronadura, necesita conocer la posición y

orientación exacta de las estructuras mayores dentro de un polígono de

perforación para diseñar la malla de tronadura, de tal manera que al momento

del disparo la tronada se proyecte perpendicularmente a las estructuras

mayores. Esto permitirá disminuir la cantidad de tiros quedados, de lo contrario,

al no conocer la posición de las estructuras y no direccionar de manera idónea

la tronadura, las estructuras mayores se puede deslizar durante la tronadura y

puede cortar las líneas o cables de detonación generando un PTQ (posible tiro

quedado). Ver Figura N°55. Esto también dependerá de las caras libres de

banco disponibles al momento de la tronadura.

Una de las exigencias de perforación y tronadura es obtener una

granulometría idónea de roca tronada, para continuar con un eficiente proceso

de producción, especialmente en las etapas de chancado y molienda. Los

dominios estructurales fueron generados con estructuras menores y diaclasas,

mediante el método de celdas. Es decir, es posible obtener en cada celda la

frecuencia de fractura, y con este dato los profesionales del área de perforación

104

y tronadura aplican la cantidad ideal de detonante para obtener la granulometría

de roca tronada deseada, por ejemplo: a mayor frecuencia de fractura menor

será la carga que se debe aplicar (detonante de menor frecuencia) y vice versa,

cabe destacar que la cantidad de carga que es aplicada depende además, de la

litología y dureza de la roca. Hoy en día perforación y tronadura pide a geología

datos como: estructuras, diques, frecuencia de fracturas, litología y dureza de

roca en las zonas que serán tronadas.

7.4 Aplicación en Geología

Debido a que el modelo estructural incorpora un modelo de diques, es

posible conocer el tonelaje total de diques (roca no mineralizada) en cada

poligonal de perforación y/o en la zona que se desee. Esto podría explicar la

dilución de leyes en ciertas áreas y/o poligonales.

Se conoce, por génesis del yacimiento, que los diques son post –

mineralización, por tanto, todas aquellas zonas interpretadas como mineral, que

en la realidad pueden ser cortadas por uno a más diques de diferentes

espesores, hoy se puede mejorar su interpretación, debido a la existencia del

modelo de diques. Además permitirá predecir con más certeza el tonelaje y ley.

Esto se puede observar el la Figura N° 55, donde se ve que en la cota 624 de

Fase II, los diques tienen volúmenes tales que permiten su cubicación y por

ende el conocimiento de su tonelaje.

105

7.5 Aplicación en Exploración de Recursos

Hoy en día, el método más utilizado para la exploración de recursos, es

la intersección de fallas, en especial la intersección entre fallas noreste y

noroeste, ya que en estas intersecciones se encuentran los cuerpos de más alta

ley. El modelo estructural permite conocer las estructuras y los manteos de

aquellas estructuras interpretadas en superficie, lo cual ayuda a generar

perforaciones exploratorias con ángulo de inclinación y azimut dirigidos de

manera perpendicular a estas estructuras. Hoy en día se utilizan los

fotolineamientos interpretados en imagen Ikonos (ver Figura N°9), como ayuda

de patrones exploratorios, estos fotolineamientos se pueden corroborar con

fallas mayores interpretadas en el rajo (modelo estructural 3D).

106

Figura N°54: Cuña en Rajo Hundimiento Sorpresa,

vista superior izquierda, muestra en planta la

intersección entre las fallas “falla hs 5” y “falla hs 6”,

vista inferior izquierda, muestra en 3D la misma

intersección, vista superior derecha es una fotografía

con vista al noroeste de la pared Norte del rajo

Hundimiento Sorpresa que muestra la cuña en

terreno. Esta cuña fue descargada en el año 2010.

Elvira

Hundimiento

Sorpresa

Mala

Suerte

Elvira Hundimiento

Sorpresa

Mala

Suerte

107

Poligonal de

perforación

Dique - falla

Falla mayor

Figura N°55: En rosado se muestra una poligonal de

perforación del banco 624 de Bárbara Central (Fase

2). Observar que a esta cota la poligonal es

interceptada por un dique falla y por dos fallas

mayores. Con el modelo estructural es posible

obtener el espesor y orientación de estas estructuras

a la cota 624.

108

CAPITULO 8

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

El presente trabajo redefinió y actualizó el modelo estructural 3D y definió

los dominio estructurales, tanto de Fase Principal como Fase VI, satisfaciendo

el requerimiento de la superintendencia de geológica DMB y permitiendo una

posterior aplicabilidad para áreas de gemecánica, perforación y tronadura, etc.

Los resultados del modelo estructural siguen patrones muy similares a los

modelos estructurales históricos presentes en la división.

Para definir los dominios estructurales en las distintas fases se utilizó el

método de celdas, el cual permitió identificar que los límites de los dominios

estructurales corresponden a fallas mayores. Los dominios estructurales

generados en este trabajo, no se asemejan a los dominios generados por un

estudio realizado en el año 2010, ya que en este estudio se dijo que los limites

de los dominios estructurales corresponden a contactos litológicos, sin

embargo, en este mismo año se realizó un estudio para definir dominios

estructurales en Fase Principal, y estos resultaron muy similares a los

resultados del presente trabajo, concluyendo que los limites de los dominios son

fallas mayores.

En Fase VI (Argentina) no hay un estudio de dominios estructurales

realizado anteriormente, como para poder realizar comparación. Ya que esta es

una nueva fase de explotación.

109

Entre las Fallas Tercera y Mercedes, ambas de orientación noreste y de

carácter distrital, se observan que los diques fallas y falla mayores

comprendidos entre estas estructuras, presentan una orientación preferencial

noreste, entonces se concluye que estas dos estructuras dominan a las

estructuras menores comprendidas dentro del área definida por ellas. Ver

Figura N°56.

Entre Falla Quinta y Tercera, fallas de carácter distrital y orientación

noreste, el comportamiento estructural mencionado anteriormente se ve

atenuado debido a la influencia de Falla Marina y Falla Nora, las que se

disponen entre estas dos fallas distritales, esto hace que se definan nuevos

dominios estructurales dentro del bloque de Bárbara Central.

Al oeste de Falla Mercedes, la tendencia estructural es noroeste,

quedando definida por fallas tales como: Falla Sorpresa Verónica, Falla Casino

Polvorín, Falla Argentina, etc, las cuales definen bloques de mineralización

distintos a los conocidos al este de Falla Mercedes. Al oeste de Falla Mercedes,

donde predominan las estructuras noroeste, los bloques de mineralización son

tipo escalones o horst y graben, y al este de Falla Mercedes, donde predominan

las estructuras noreste, los bloques de mineralización dependen principalmente

del movimiento transcurrente que tuvieron estas estructuras.

La intersección de los pit diseñados con las fallas definidas en este

trabajo resulta tener un bajo factor de seguridad en el sector de Hundimiento

Sorpresa, ver Figura N°56, en esta zona se generan cuñas con ángulos de

intersección a favor del ángulo de talud. Así como también la intersección de la

pared sur de Elvira con Falla Tercera y Fase IX con Falla Quinta. Ver Figura

N°2. Por lo tanto es recomendación de este trabajo tener en consideración los

dominios estructurales definidos, antes de diseñar un pit de avance y/o pit final.

110

Si bien es cierto que las diferencias litológicas definen dominios

estructurales separados de acuerdo a la sub-estratificación presente en el rajo,

estos dominios fueron posteriormente afectados por la acción de fallas mayores

y/o distritales, tales como Falla Tercera, Mercedes, Quinta, Nora, Marina, etc.

Lo que explica que los límites de los dominios estructurales sean fallas

mayores. Se sugiere que al momento de cargar un polvorazo se tenga en

consideración, además de las estructuras, la dureza y la diferencias litológicas

que influyen en el diaclasamiento y cizallamiento presente, esto para evitar un

sobre fracturamiento o lo opuesto.

Se concluyó que el modelo es útil para ciertas áreas tales como:

geomecánica, perforación y tronadura, geología (evaluación de recursos) y

exploraciones, se sugiere considerar el diseño de las estructuras en 3D,

además de la definición de dominios y set estructurales para optimizar la

operación y el proceso minero.

111

Figura N°56: Vista en planta en la cota 900, del modelo estructural en Fase Principal. Azul son fallas mayores y verde son diques fallas.

Falla Quinta

Falla Tercera

Falla Mercedes

Falla Marina

Falla Sorpresa Verónica

Falla Casino Polvorín

112

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