54144741 Depositos No Metalicos

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VCTOR MOHANA CIFUENTES

VMC / PLANIFICACIN MINA

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INDICE

1.

DEPSITOS DE NITRATOS .....................................................................................3 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. INTRODUCCIN ..................................................................................................3 MORFOLOGA DE LA REGIN SALITRERA ..................................................4 EL CLIMA..............................................................................................................6 FACTORES AMBIENTALES IMPORTANTES..................................................7 DISTRIBUCIN DE LOS DEPSITOS DE NITRATO......................................8 TEORAS DEL ORIGEN DE LOS DEPSITOS DE NITRATOS ....................13

1.6.1.- Origen Orgnico (Ericksen, 1983).....................................................................13 1.6.2.- Origen Inorgnico (Chong, 1994) .....................................................................16 1.7. FORMAS DE LOS DEPSITOS DE CALICHE ................................................23

1.7.1.- Depsitos Sedimentarios o Aluviales:...............................................................24 1.7.2.- Depsitos en Roca .............................................................................................28 1.7.3.- Depsitos Miscelaneos o en Salares..................................................................28 1.8. 1.9. 2. MINERALOGIA DE LOS YACIMIENTOS DE CALICHE ..............................31 COMPOSICIN QUMICA DEL CALICHE .....................................................33

EVALUACIN DE YACIMIENTOS ......................................................................36 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. MUESTREO.........................................................................................................36 DENSIDAD DE MUESTREO .............................................................................44 DESCRIPCIN MALLAS DE SONDAJES EN FAENA...................................48 CLASIFICACIN DE RESERVAS Y RECURSOS...........................................52 CLCULO DE LEY DE CORTE ........................................................................55


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1.

DEPSITOS DE NITRATOS1.1. INTRODUCCIN

Los depsitos de nitrato chilenos deben su existencia a un medio ambiente favorable a la acumulacin y preservacin de los mismos, ms que a ninguna otra fuente poco comn de materiales salinos. Los depsitos constituyen concentraciones anormales de nitrato y otros componentes salinos, tales como yodato y perclorato en una cantidad anormal, aunque excepcionalmente abundante, para un complejo desrtico salino en que predominan minerales tales como sulfato y cloruro. El origen de los depsitos chilenos de nitrato ha sido objeto de activa discusin por ms de 100 aos, pero ninguna de las muchas teoras publicadas entrega una total y adecuada explicacin sobre los orgenes de los componentes salinos y su modo de acumulacin. El origen no es simple ni obvio. Ms sorprendente son los orgenes de los an ms exticos iones de yodo, perclorato y cromato, que son los componentes menores de los depsitos, y que estn ampliamente dispersos. Solo se ha podido especular por ejemplo de la relacin excepcionalmente alta de yodo/bromo, mayor a 10; lo que es inverso a las abundancias relativas de estos elementos en otros depsitos salinos y en las rocas, agua y aire. Finalmente no est claro por que los depsitos salinos ricos en nitrato muestran una distribucin restringida dentro de los ampliamente diseminados complejos salinos pobres y que son la caracterstica del Desierto de Atacama. Para poder comprender mejor los depsitos de nitrato, y por lo tanto encontrar respuestas a alguno de los problemas anteriormente sealados se han realizado diversos estudios en terreno y laboratorio, como el efectuado por G. Ericksen conjuntamente con Sernageomin. Los resultados de stos estudios se han publicado diversos informes (Ericksen, 1963, 1979, 1981). Guillermo Chong (1991, The Nitrate Deposits of Chile). El origen de los yacimientos de nitrato (y yodo) de Chile ha sido controvertido desde tiempos antiguos. As, se han postulado hiptesis genticas muy dispares: Aporte en forma de aerosoles marinos arrastrados por el viento Fijacin del nitrgeno atmosfrico por actividad de bacterias nitrificantes Nitrificacin y lixiviacin de guano de aves marinas Teoras de Origen Atmosfrico Termalismo y Vulcanismo, entre muchas otras (Ericksen, 1983).

No obstante, si bien se han realizados numerosos anlisis mineralgicos y qumicos de la mena de nitrato muy pocos estudios petrogrficos y geoqumicos han sido efectuados, tanto de la mena como de las rocas encajantes, siendo estos ltimos imprescindible para conocer los procesos de precipitacin que han dado lugar a los yacimientos.


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1.2. MORFOLOGA DE LA REGIN SALITRERAEn los desiertos salitreros podemos distinguir dos regiones de configuracin bastante diferentes: en el norte, en Tarapac hasta el ro Loa, la Cordillera de la Costa est separada de la Cordillera de los Andes por el gran Valle Longitudinal de la Pampa del Tamarugal; mientras que al Sur de este ro desaparece el valle longitudinal dividindose en una serie de anchos llanos irregulares repartidos entre las serranas que se intercalan entre las dos cordilleras. La Cordillera de la Costa, cuyas alturas en general no suben de 2.000 m consiste principalmente en capaz mesozoicas (65-230 m.a.) de la formacin porfirtica que en varios puntos encierran calizas fosilferas; adems existen numerosas intruciones de roca granodiortica que se han formado en el Cretceo Superior (65-90 m.a). Las mismas rocas componen tambin una gran parte de la Cordillera de los Andes que adems contiene varias clases de rocas que no existen ms al oeste. Las capas hasta ahora descritas forman la base plegada de la Cordillera de los Andes y componen numerosos de los cerros altos. Pero en gran extensin quedan cubiertas por rocas volcnicas, capas liparticas del Terciario Medio. El volcanismo reciente ha principiado en el Terciario Superior, en el Plioceno (5 m.a), y ha perdurado hasta la actualidad. Tanto el valle longitudinal de la Pampa del Tamarugal como los anchos llanos del interior de Antofagasta y Taltal, son depresiones rellenadas por espesas capas de rodados fluviales que, a menudo, forman extensos conos de rodados originados por la sedimentacin de los ros andinos. Esto explica la fuerte inclinacin Este-Oeste que se observa en todos estos llanos. La subdivisin morfolgica anteriormente descrita no es muy antigua, en el Terciario Medio (23-44 m.a.) no existan ni la Depresin de la Pampa del Tamarugal, ni las alturas actuales de los Andes, sino que sta serrana estaba unida a la Cordillera de la Costa, formando serranas de declive relativamente suaves. Despus de las erupciones liparticas, probablemente en el Plioceno Inferior (5 m.a), se produjo la depresin tectnica del valle longitudinal y al mismo tiempo los Andes subieron a sus alturas actuales. Muy importante es el hecho de no conocer ningn indicio de que el mar se haya encontrado en alguna parte del norte a contar desde el Cretceo Medio (90-116 m.a).


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MAPA GEOLGICO


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1.3. EL CLIMAEl clima de la regin salitrera es por completo el de un desierto, pero con neblinas frecuentes, las camanchacas. An en las partes altas de los Andes las precipitaciones son escasas y los esteros que descienden de esa regin se consumen antes de llegar a la regin salitrera. Una parte de las aguas alcanzan hasta el pie de la Cordillera de la Costa, en forma de corrientes subterrneas, especialmente en la Pampa del Tamarugal. A veces bajan de los valles andinos grandes avenidas (crecida de ros) que inundan reas extensas del valle longitudinal y que se repiten despus de varios aos de intervalo. Hace poco, hablando geolgicamente, debe haber existido un clima ms lluvioso, segn lo demuestran las numerosas pequeas quebradas que descienden tanto de los contrafuertes de la Cordillera de los Andes, como de las serranas intermedias de la Cordillera de la Costa. Esta poca lluviosa debe corresponder a las pocas glaciales: pero an en esas pocas el clima no habra sido ms hmedo que el de Coquimbo o Vallenar en nuestros das porque los rodados depositados en el cuaternario indican por su composicin y estructura su sedimentacin en ros o esteros intermitentes. En el Terciario Medio (23-44 m.a.), cuando se formaron las enormes capas de lavas liparticas, el clima debe haber sido tambin bastante rido a juzgar por los rodados fluviales que se intercalan entre las capaz y cenizas de liparitas. Por consiguiente en la regin salitrera y en sus vecindades ha existido un clima rido desde el Terciario Superior. En resumen la historia geolgica de la regin salitrera se halla representado en la tabla siguiente:


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1.4. FACTORES AMBIENTALES IMPORTANTESLa presencia de los depsitos de nitrato en el Desierto de Atacama, y la ausencia o escasez de tales depsitos en otros desiertos similares, aunque ms pequeos, se sabe de depsitos en el Sur del Per, en el desierto de de Mojave de California y en el Desierto del Sahara, indican una composicin nica de factores ambientales que han favorecido la acumulacin y preservacin de los depsitos chilenos. El primer factor es un clima extremadamente rido, que evidentemente ha persistido por lo menos desde principios del Mioceno, hace alrededor de 20 Millones de aos. Otros factores de probable importancia para la formacin de los depsitos son los siguientes: 1. Regimenes hidrolgicos y de viento que han favorecido la acumulacin y retencin de material salino en el Desierto de Atacama. Son de particular importancia los causes que, desde los Andes, actualmente recargan los suministros de aguas subterrneas en el desierto, y en tiempos de tormenta excepcionales, forman efmeros lagos en la pampa del Tamarugal. Anteriormente, en tiempos de mayores precipitaciones en los Andes, los lagos efmeros prevalecan mas tiempo en el desierto, no solo en la pampa del Tamarugal y cuencas que marcan el Valle Central hacia el Sur sino que tambin dentro de la Cordillera de la Costa, y a lo largo del frente Andino, indicado por la distribucin de arcillas lacustres, sedimentos yesosos, y tierras diatomeas. Probablemente una gran porcin de minerales salinos dispersos, que impregnaban los suelos del desierto y rocas, fueron primero precipitados en estos lagos y salares, donde se depositaron en la cercana de la superficie mediante evaporacin capilar del agua subterrnea. Estos materiales salinos seran posteriormente erosionados por el viento, y dispersados sobre el desierto. Los vientos que soplan hacia la costa, llevan las sales marinas al interior, principalmente partculas de la evaporacin de la espuma del mar, como tambin sales disueltas en gotitas de neblina, para aumentar el material salino proveniente de los Andes. 2. Intensa Actividad Volcnica en los Andes del Norte de Chile tuvo lugar durante el Terciario y Cuaternario Superior (65-2m.a.) y las rocas volcnicas han sido las mayores fuentes de material salino para los muchos salares. Los extensos depsitos de Tobas riolticas del Mioceno-Plioceno (22-2 m.a.), que son una de las ms grandes acumulaciones de este tipo de roca sobre la tierra, contienen abundantes sales solubles en agua, las que probablemente han sido la mayor fuente de materiales salinos del Norte de Chile. 3. Las Cercanas del Ocano Pacfico y la Corriente de Humboldt, puede haber jugado un papel en la formacin de depsitos de nitrato, pero su importancia es difcil de estimar. Quizs ms importante es la predominante neblina de invierno o Camanchaca, que se debe a la inversin de la temperatura causada por la corriente de Humboldt. Estas neblinas suministran considerable agua condensada al suelo de la Cordillera de la Costa, lo que habra ayudado a estabilizar las sales dispersas por el viento y podran haber promovido la actividad de los microorganismos del suelo, incluyendo formas de fijacin del nitrgeno. Actualmente la neblina condensada y


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el roco solamente son suficientes para soportar el escaso crecimiento de pasto y arbustos sobre cerros cercanos a la costa, as como el crecimiento locales de lquenes en el interior. Sin embargo es probable que durante los periodos de mayor neblina del pasado, se haya desarrollado una vegetacin (pastizales efmeros) en la Cordillera de la Costa, como sucede hoy en lugares del desierto costero del Per, donde las neblinas de invierno son especialmente severas. La corriente de Humboldt es tambin una fuente potencial de Yodo que se concentra en pequeas pelculas orgnicas sobre la superficie del mar, las que son expelidas a la atmsfera en forma de burbujas. La espuma de burbujas tambin puede ser una fuente de amonio que posteriormente se transform en nitratos.

1.5. DISTRIBUCIN DE LOS DEPSITOS DE NITRATOLos depsitos de nitrato se presentan principalmente en el borde oriental de la Cordillera de la Costa, desde aproximadamente la latitud de Zapiga en el Norte, hasta Taltal en el sur, una distancia de alrededor de 700 kilmetros (Figura1). En el apogeo de la industria del nitrato, a fines del siglo XIX y a principios del XX, los depsitos fueron explotados en los cinco mayores distritos que muestra la figura 1. En Tarapac y en el Norte de la Provincia de Antofagasta, los depsitos comerciales se limitaron a la Cordillera de la Costa, mientras hacia el sur, se diseminaron ms ampliamente dentro del Valle Central y las lomas bajas de la Cordillera de Domeyko. Los depsitos en el distrito de Baquedano son poco comunes debido a que se presentan en el extenso valle aluvial transversal, existente entre Baquedano y Sierra Gorda. Muchos de los depsitos parecen ser marginales a los salares y playas de arcilla, lo que ha llevado a muchos autores a sugerir una relacin gentica entre stos y los salares de antiguos lagos. Esta relacin se muestra mejor en Tarapac, Tocopilla, y en la parte central de Aguas Blancas. La relacin es menos obvia para depsitos a lo largo del frente Andino. Pueden haber existido salares y lagos en cuencas que posteriormente fueron destruidas debido a inclinaciones y fallas, como respuesta al levantamiento Andino, a fines del Terciario y Cuaternario, o que se llevaron o cubrieron con depsitos aluviales. Los depsitos se encuentran en todas las posiciones topogrficas, desde la cima de los cerros y cordilleras, hasta los centros de extensas cuencas y valles, y en todo tipo de roca. Sin embargo, muchos de los depsitos ms ricos estn sobre las lomas bajas de los cerros marginales a un salar o playa de arcilla. Mirando un mapa del Norte de Chile, en el cual aparezcan indicadas las salitreras, se nota a primera vista cierta regularidad en la distribucin de los yacimientos de salitre. En Tarapac, las salitreras ms importantes forman una larga faja que corre a lo largo del pie oriental de la Cordillera de la Costa (figura1). Los depsitos empiezan a pocos metros encima del suelo de acarreo moderno de la Pampa del Tamarugal; prefieren las faldas de declive suave en las que suben hasta 50 a 100 m. sobre el fondo de la pampa. Pero ya en Tarapac hay excepciones notables; muchas salitreras se hayan en las depresiones grandes de la Cordillera de la Costa que no estn en comunicacin con el valle longitudinal. Otros yacimientos se encuentran al pie de la Cordillera de los Andes entre las quebradas de Soga y Aroma.


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En el Toco la reparticin de las salitreras es parecida a los de Tarapac, como hasta aqu sigue el gran valle longitudinal. Pero en Antofagasta y Taltal, donde solo existen anchos valles irregulares repartidos, los yacimientos de salitre tienen tambin una reparticin muy irregular, encontrndose con preferencia en los faldeos interiores de los cerros. Tambin al sur de Tarapac siguen depsitos de mayor o menor importancia situados dentro de la Cordillera de la Costa, a veces a poca distancia del mar. Pero de mayor inters cientfico, especialmente a cuanto se refiere al origen del salitre son los yacimientos que se encuentran en las cumbres de los cerros de la costa, como por ejemplo, en la regin de Paposo donde suben hasta 2.000 m. de altura. Yumbes (1800 m.sn.m.) Esta breve resea nos indica la gran irregularidad en la reparticin de las salitreras y especialmente esta irregularidad la que causa las dificultades de todas las teoras sobre el origen del salitre.


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Figura 1 (Distribucin de los Depsitos de Nitrato)


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1.6. TEORAS DEL ORIGEN DE LOS DEPSITOS DE NITRATOS1.6.1.- Origen Orgnico (Ericksen, 1983)La teora establece que los depsitos se formaron principalmente durante el Terciario Medio y Cuaternario, los ltimos 15-20 millones de aos, cuando el desierto de Atacama comenzaba a formarse y gran parte de la superficie que corresponde a la Pampa del Tamarugal o Depresin Central del Norte de Chile estaba ocupado por numerosos lagos, formado por ros que bajaban de la alta Cordillera Andina hacia el mar eran obstaculizados por la Cordillera de la Costa, a cuya vertiente oriental estaban adosados. Sin embargo, fuerzas internas semejantes a las que permitieron la formacin de estos grandes lagos, generaron las condiciones para que sus aguas fluyeran hacia el mar. Se produjo as un paulatino desecamiento, acompaado de un evidente cambio en las condiciones ambientales. De esta forma, mientras el nivel de los lagos descenda continuamente y sus costas mas orientales quedaban expuestas a la erosin del viento y del agua, se formaban mltiples lagos menores. En sus orillas contino existiendo la vida animal y vegetal, representada por diversas especies, entre ellas, alga azul-verde, lquenes y bacterias, cuya existencia fue fundamental para la formacin del salitre. En efecto, el ciclo vital de estas algas depende de su capacidad de fijar nitrgeno atmosfrico durante la sntesis de componentes orgnicos, siendo la degradacin de estos componentes y la accin de bacterias amonificantes los procesos que permitieron la liberacin de amonio. Este fue posteriormente transformado a nitrato por la accin de bacterias nitrificantes. N2 NH4+ NH4+ NH4+ N Orgnico NH4+ NO3Fijacin del Nitrgeno Toma del Nitrgeno (Crecimiento de Organismos) Mineralizacin del Nitrgeno (Desintegracin) Nitrificacin

El N Orgnico

A continuacin se explica ste proceso: La fijacin del nitrgeno es un proceso en el cual el N2 se convierte en amonio. ste es esencial porque es la nica manera en la que los organismos pueden obtener nitrgeno directamente de la atmsfera. Algunas bacterias, por ejemplo las del gnero Rhizobium, son los nicos organismos que fijan el nitrgeno a travs de procesos metablicos. Esta simbiosis ocurre de manera bien conocida, en la familia de las legumbres (por ejemplo, frjoles, arbejas y trboles). En esta relacin, la bacteria que fija el nitrgeno habita los ndulos de las races de las


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legumbres y reciben carbohidratos y un ambiente favorable de su planta anfitriona a cambio de parte del nitrgeno que ellas fijan. Tambin hay bacterias que fijan el nitrgeno que existe, sin plantas anfitrionas. stas son conocidas como fijadores de nitrgeno libre sin lmites. En ambientes acuticos, las algas azules verdosas (en realidad una bacteria llamada cianobacteria) es una importante fijadora de nitrgeno libre sin lmites. El amonio producido por el nitrgeno que fija la bacteria es usualmente incorporado rpidamente en la protena y otros compuestos de nitrgeno orgnico, ya sea por la planta anfitriona, por la misma bacteria, o por otro organismo del suelo. Cuando los organismos ms cercanos a lo alto de la cadena alimenticia (como nosotros) comen, usan el nitrgeno que ha sido inicialmente fijado por el nitrgeno que fija la bacteria. Despus de que el nitrgeno se incorpora en la materia orgnica, frecuentemente se vuelve a convertir en nitrgeno inorgnico a travs de un proceso llamado mineralizacin del nitrgeno, tambin conocido como desintegracin. Cuando los organismos mueren, las materias de descomposicin (como la bacteria y los hongos) consumen la materia orgnica y llevan al proceso de descomposicin. Durante este proceso, una cantidad significativa del nitrgeno contenido dentro del organismo muerto se convierte en amonio. Una vez que el nitrgeno est en forma de amonio, est tambin disponible para ser usado por las plantas o para transformaciones posteriores en nitrato (NO3-) a travs del proceso llamado nitrificacin. Parte del amonio producido por la descomposicin se convierte en nitrato a travs de un proceso llamado nitrificacin. Las bacterias que llevan a cabo esta reaccin obtienen energa de s misma. La nitrificacin requiere la presencia del oxgeno. Por consiguiente, la nitrificacin puede suceder solamente en ambientes ricos de oxgeno, como las aguas que circulan o que fluyen y las capas de la superficie de los suelos y sedimentos. El proceso de nitrificacin tiene algunas importantes consecuencias. Los iones de amonio tienen carga positiva y por consiguiente se pegan a partculas y materia orgnica del suelo que tienen carga negativa. La carga positiva previene que el nitrgeno de amonio sea barrido (o lixiviado) del suelo por las lluvias. Por otro lado, el in de nitrato con carga negativa no se mantiene en las partculas del suelo y puede ser barrido del perfil de suelo. Esto lleva a una disminucin de la fertilidad del suelo y a un enriquecimiento de nitrato de las aguas corrientes de la superficie y del subsuelo.


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Se sabe que el alga azul-verde sobre suelos hmedos puede fijar cantidades de nitrgeno relativamente grandes. Algunos estudios realizados en la gran cuenca del desierto de E.E.U.U. informaron que el ndice de fijacin de sta bacteria fue 0.0001 a 0.01 kg Nitrgeno/m2 anual. Si se considera que un tpico terreno de nitrato contiene entre 50 y 100 kg de Nitrgeno (equivalente 300-600 kg NaNO3) por metro cuadrado de superficie, entonces el nitrato en este terreno podra haberse acumulado entre 50.000 a 100.000 aos, si no tuvo lugar prdida alguna de nitrgeno fsico, durante la transformacin orgnica de nitrgeno a nitrato. Es a partir de este momento cuando se hicieron necesarias las condiciones especiales que permitieron preservar los componentes nitrogenados y formar y conservar los yacimientos de nitrato. Se requera para ello un clima desrtico, tanto para evitar la disolucin y la erosin causada por el agua, como para permitir la evaporacin. Este proceso natural permiti la precipitacin del sodio y potasio, los otros dos elementos importantes que participan junto al nitrgeno en la formacin de salitre, sulfatos, boratos, yoduro y cromatos que los acompaan. Todos ellos fueron trados desde la Cordillera Andina por las aguas de los ros y esteros, hasta los lagos salinos, convertidos actualmente en los salares de la Depresin Central, vecinos de los campos de Nitrato. Se cierra as el ciclo gentico del nitrgeno chileno, nacido en los mrgenes de los lagos continentales bajo climas benignos, preservados en los campos de nitrato gracias a la aridez de un clima desrtico. Estudios realizados (Ericksen, 1981) concluyeron que cantidades considerables de nitrgeno se fijan por reacciones fotoqumicas y electroqumicas. En cuanto al origen del yodo, Ericksen plantea que las fuentes mas probables seran pelculas ricas en estas sales sobre la superficie del Ocano, las que estaran dispersas en burbujas; y tambin considera las emanaciones volcnicas en los Andes, pequeas cantidades de yodo de este origen, se concentraran lentamente en aguas salinas en el desierto, quizs con la ayuda ciertos microorganismos, tales como algas y lquenes azulverde. En relacin al Cromato, se plantea, que este ha resultado de la lixiviacin prolongada de cantidades trazas de cromo, provenientes de grandes volmenes de roca, formados por rocas volcnicas de los Andes en el Terciario Superior, y por la lenta concentraciones en lagos y lagunas sobre el desierto de Atacama. En las menas de nitrato, el dicromato se forma por la alteracin del cromato, como se observa por la presencia de minerales de dicromato de color naranja brillante, sobre minerales de cromato de color amarillo brillante. Un aspecto importante de mencionar es el contenido de bromo en los yacimientos de nitratos, que en relacin al yodo est en la razn 1/10; en contrapartida en las aguas saladas de las vertientes termales y de pantanos en los salares andinos del Norte de Chile muestran que el bromo es 50 veces superior al yodo. Ericksen plantea que el bromo fue eliminado durante la formacin de los depsitos de nitrato, este se pudo haber efectuado por el ambiente altamente oxidado de los depsitos de nitrato favorecieron la formacin de yodo relativamente estable, el que se combin para formar minerales, pero habran permitido al bromo escapar como gas.


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En resumen el autor considera que an no es posible formular explicaciones definitivas para los orgenes de todos los componentes salinos y sus formas de acumulacin. Pero se plantea que el nitrato es principalmente de origen orgnico, habindose formado por actividad microbial en o cerca de los lugares de los depsitos, y que la mayora de las otras sales fueron lixiviadas de las rocas volcnicas de los Andes durante el Terciario y Cuaternario Superior. Los componentes salinos se habran acumulado en antiguos lagos efmeros y en salares y, posteriormente, fueron erosionados por el viento y dispersados ampliamente en las reas cercanas. Los depsitos probablemente comenzaron a formarse en el Mioceno medio, hace 15 20 millones de aos, y han continuado formndose hasta el presente. El clima extremadamente rido del Desierto de Atacama y que probablemente ha prevalecido desde el inicio del Mioceno (20 m.a.), ha sido esencial en la acumulacin de los depsitos.

1.6.2.- Origen Inorgnico (Chong, 1994)Plantea una gnesis del nitrgeno asociada a la intensa actividad volcnica del Terciario Inferior (44-65 m.a.) y una concentracin y depositacin de sales nitrogenadas en rocas permeables del marco geolgico, mediante el agua (magmtica, pluvial, superficial y subsuperficial). Procesos posteriores de enriquecimiento por capilaridad, removilizacin, erosin y redepositacin, han dado origen a diferentes tipos de yacimientos, que contienen como principales minerales industriales, nitrato de sodio, yodo y sulfato de sodio. Su preservacin habra estado determinada por las condiciones climticas ridas y por el sellamiento de los depsitos por sales que se depositaron posteriormente. Esta idea de relacionar la gnesis del nitrato con la actividad volcnica no es nueva. Es ms, considerado la historia geolgica de la regin esta posibilidad es una de las ms obvias o de una manera directa o a travs de actividades secundarias (De Kalb, Fiestas y Steinrnann en Ericksen, 1981). Hiptesis de la Gnesis de los Nitratos:

Se cree que el nitrgeno original se deriv de las fuentes magmticas durante el intenso volcanismo del Terciario Inferior. El nitrgeno en forma de xidos, componentes de amonio e incluso el nitrgeno elemental son abundantes en la actividad volcnica (Rankama y Saharna 1962; Babor e Ibarz 1973). Hoy no es fcil dar respuestas obvias para explicar cmo este nitrgeno se fijo como nitratos. La idea que este tipo de magma, relacionado con los compuestos metlicos, incluye elementos que podran actuar como catalizadores. Se puede esperar la depositacin de nitratos de los compuestos de amonio con la presencia de sulfuro como catalizador. Al mismo tiempo, abundante oxgeno se espera de la reaccin entre el agua y el nitrgeno, contribuyendo as a la produccin de un potencial redox alto. Otras fuentes de agua abundante son las erupciones. Sin embargo, se piensa que la mayora del agua meterica que proporcion las salmueras y la distribucin ms tarde de componentes salinos se produjo durante los cambios climticos en el Oligoceno Inferior (33-38 m.a.). Para resumir, se propone lo siguiente:


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El nitrato y la mayora de los componentes salinos asociados tuvo su fuente de origen en fluidos magmticos producido durante la actividad volcnica del Terciario Inferior (44-65 m.a). En el Oligoceno (22-38 m.a.) los cambios del clima proporcionaron agua suficiente que promovi una intensa actividad geotrmica durante las fases terminales del volcanismo. Esta actividad geotrmica tuvo lugar en las reas locales o a lo largo de fallas regionales. El agua meterica siempre fue el mecanismo de transporte principal. Las salmueras enriquecidas, circularon cerca de la superficie, fueron concentradas en cuencas o produjeron flujos de lodos. En el caso de "Depositos en Roca", las salmueras usaron las canalizaciones favorables (fallas, grietas, estratos) para su migracin. En los depsitos sedimentarios, la permeabilidad de ciertos estratos fue un factor importante. La cristalizacin fraccionada ocurri debido a la lixiviacin; la capilaridad y lixiviacion; de elementos de las rocas del marco geolgico fueron mas tarde los procesos de enriquecimiento. Las cantidades crecientes de agua durante el Oligoceno pueden haber sido responsables de la oxidacin de menas metlicas, formando todos los Cloruros y Sulfatos que se encuentran en las zonas de oxidacin. Se estima que los enormes sistemas de fallas regionales que prevalecieron durante el Oligoceno (Atacama y Sistemas de fallas del Oeste) proporcionara una trampa geomorgolgica para localizar las menas. Mas tarde la evolucin geolgica produjo disolucin parcial y redepositacin, mientras proporcionaba otros componentes salinos a los depsitos y lixiviando los elementos de las rocas basamentales.


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Algunos Argumentos a favor de la teora:

Whitehead (1920) y Ericksen (1981) mencionaron una posibilidad similar cuando ellos consideraron rocas volcnicas del Jursico y del Terciario Superior, respectivamente. En Araya y Toro (1983) y Chong (1984) una relacin con actividad de alteracin hidrotermal. Rivera y Stephens (1988) intenta explicar una asociacin entre los depsitos del nitrato y la actividad geotrmica. Otros puntos incluyen: 1. Whitehead (1920) mencion una relacin entre Tobas Jursicas y depsitos de nitrato en la parte del sur de la provincia de Antofagasta. Sin embargo, debido a la falta de datos en ese momento, l equivoc las rocas volcnicas Terciarias con rocas volcnicas del Jursico, no obstante, l intent probar la relacin entre la actividad gnea y la gnesis del nitrato. 2. Chong (1973, 1977) describi cidos y rocas volcnicas intermedias del Terciario Inferior en la parte del sur del Valle Central (Formacin Chile-Alemania; Chong 1973). Anteriormente se haba asumido que estas rocas eran del Terciario Superior por la correlacin con la Formacin de Rioltica de Brggen (1950). Despus, ellos volvieron sus objetivos a la exploracin de depsitos hepitermales de Plata/Oro. Durante este estudio se observaron algunas relaciones minerales salino- metlicas. 3. En los depsitos de minerales metlicos, en zonas de alteracin hidrotermal en rocas volcnicas, la presencia de un conjunto de sales es comn. Los compuestos de sales aparecen relacionados espacialmente al enriquecimiento supergnico. Macroscpicamente, uno puede reconocer Yeso, Anhidrita, Halita y Tenardita. Otras sales minerales no han sido todava estudiadas, pero parece que los carbonatos y los nitratos no son raros. 4. En depsitos de nitrato, en forma de vetas o diseminaciones, se encontraron exclusivamente tobas riolticas y sin una relacin con otras rocas, es comn en algunos depsitos del nitrato (por ejemplo el Distrito de Taltal). 5. Se han observado algunos lmites de alteracin entre vetas de nitrato y rocas basamentales. Esto se interpreta como efectos de fluidos hidrotermales. 6. Se ha postulado la presencia de un rea metalognica a lo largo de la Depresin Central y parte de la Cordillera de la Costa entre las latitudes 200(YS y 2430). Esta rea incluye los depsitos del nitrato. 7. Finalmente, los recientes estudios muestran una extensa rea Paleogeotermal emplazada en rocas del Terciario Inferior. Los afloramientos revelan la presencia de Mrmol (CaCO3), Tobas, depsitos lacustres con abundante xidos de manganeso, y palaeoconductos con relictos de abundante sal. Algunas muestras del rea contienen nitratos (6%) y yodo (1400 ppm). Se interpreta esto como el resultado de salmueras enriquecidas de nitrato y yodo que circularon en este campo geotrmico como soluciones hidrotermales originales.


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Marco Geolgico

Con la excepcin de Whitehead (1920), la literatura no intenta relacionar los depsitos de nitrato a una escena geolgica especfica. La hiptesis de sta teora es que esta escena geolgica existe y, es ms, se relaciona estrechamente a la gnesis de las menas. Obviamente, los eventos geolgicos posteriores pueden haber afectado esta escena. Aplicando esta hiptesis se distinguen cuatro unidades geolgicas principales: Se relacionan tres directamente al gnesis de los depsitos y su desarrollo siguiente, mientras la cuarta tiene un origen secundario, aunque tambin de un papel importante. Estas unidades se llaman: 1. Basamento (Paleozoico-Mesozoico) 2. Arco Volcnico Mesozoico-Cenozoico, 3. Secuencias Sedimentarias. 4. Arco volcnico Mioceno-Plioceno. - Basamento Esta unidad corresponde a rocas Paleozoicas-Mesozoicas que afloran en la Cordillera de la Costa, Cordillera Preandina y espordicamente como rocas estructuralmente aisladas en el Valle Central. Sus caractersticas principales son: - Paleozoico: Secuencias locales marinas y continentales afectadas por un bajo grado de metamorfismo. Los datos de Paleontologa son bastante escasos y las secuencias se describen a partir del Devnico, Carbonfero y Prmico (Chong, 1977). - Trisico: Secuencias Marinas y Continentales interactuando con una serie volcnica importante. - Jursico: Marino, continental, sucuencias evaporticas y una espesa serie volcnica de composicin intermedia. Algunas intrusiones son de composicin intermedias a bsicas. Abundantes fsiles. - Cretceo Inferior: Representado por rocas volcnicas y continentales y algunos afloramientos de secuencias marinas. Intrusiones de composicin intermedia. - Cretceo Superior: Serie volcnicas abundantes con menos sedimentos continentales. Rocas volcnicas de composicin cida a intermedia pero pueden incluir algunas raras rocas bsicas. Intrusiones Hypabysales de composicin similar estn presentes. - Arco Volcnico Mesozoico-Cenozoico Reutter (1988) describi el emplazamiento del arco volcnico en el Cretceo SuperiorEoceno a lo largo de la Cordillera de los Andes. Estudios posteriores establecen que tambin parte del emplazamiento ocurri en el Valle Central y a lo largo de sectores del Rango Costero y que posiblemente se extendido al Oligoceno. La litologa corresponde al rioltas, dacitas con andesitas subordinadas y algunos basaltos y obsidianas. Estas rocas se depositaron como lava y flujos de ignimbritas y como asociaciones piroclsticas con intrusiones hypabysales de la misma composicin. Tambin se han encontrado extensos afloramientos con abundante evidencia de un campo Paleogeotermal. stos incluyen depsitos lacustres con abundante xidos de manganeso, cuarzo de baja temperatura,


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carbonato y tobas. Los sedimentos continentales relacionados son bastante escasos porque ellos se depositaron lejos al este, a lo largo de la frontera occidental de la cordillera preandina. El Arco Volcnico sealado se puede detallar como sigue: - Este arco volcnico fue emplazado en parte en el Terciario Inferior y est relacionado a la gnesis de los depsitos hepitermales de Oro/Plata y talvez a los prfidos cuprferos. - Hay una relacin entre la distribucin espacial de estas menas metlicas y los depsitos del nitrato. En algunos casos estas rocas volcnicas son la base del marco geolgico de los nitratos. - Este volcanismo fue emplazado a lo largo de N-S y E-W. Un perfil del basamento proporciona muchos diferentes elementos ahora presentes en los depsitos de nitratos, es decir las abundantes secuencias Jursicas pudieron proporcionar cantidades importantes de yodo, halita, yeso y carbonatos. - Secuencias sedimentarias Esta unidad incluye capas lacustres, fluviales y aluviales as como rocas volcnicas depositadas en cuencas interiores del Valle Central. La relacin con los depsitos de nitrato es la siguiente: - En la latitud de Pisagua algunos depsitos lacustres fueron levantados dentro del borde oriental del Valle Central. Ellos son similares a aqullos del rea de "pampitas" (Chong, 1984, 1988) y de otros situados al sur (es decir Cerros del la Joya, Lagunas). Estos sedimentos descansan sobre los depsitos de nitrato y los pueden haber destruido en parte por la erosin. Esto se evidencia por las menas de nitrato aisladas rodeadas por estos sedimentos lacustres. - Los llanos de sal y los sedimentos aluviales "bajadas" unidos por abanicos aluviales, con su parte terminal oriental cortados y "sellados" los depsitos del nitrato a lo largo del sector oriental de la Cordillera de la Costa (Salares de Bellavista y Pintados). - Hay algunas cuencas, como Montecristo-Mara Elena, Quillagua, y Lago Soledad, unidas al desarrollo del Ro Loa. Sus sedimentos son ms jvenes que los depsitos del nitrato. - Arco Volcnico Mioceno-Plioceno Esta unidad corresponde a la ms joven, todava el volcanismo se encuentra activo localizado en el Altiplano a lo largo de la frontera Boliviano-Argentina-Chilena. Consiste en volcanes del Terciario Superior y Cuaternario y una meseta volcanoclstica; ambos inferiores al basamento del Palaeozoico-Mesozoico. Este sistema, siendo ms joven, no se relaciona directamente a los depsitos del nitrato, pero puede haber proporcionado algunos elementos que se han depositado en las cuencas de nitrato, o directamente a travs de aguas subterrneas.


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Evolucin Geolgica de los Depsitos

Aceptando que los depsitos fueron emplazados en el Terciario Inferior, su evolucin geolgica puede ser resumida como sigue: En el Oligoceno Inferior junto al levantamiento de los Andes comenz una intensa erosin. La reactivacin de las fallas regionales produjeron las principales unidades geomorfolgicas presentes. Durante este tiempo el clima era ms hmedo, fueron definidas junto con la depositacin de espesas secuencias sedimentarias. El Volcanismo todava era activo pero era menos intenso que en tiempos de Paleoceno-Eoceno. Durante este perodo fueron emplazados los prfidos chilenos de cobre ms grandes. En el Oligoceno el curso de las aguas fueron desplazadas hacia el Este (Mortimer 1973) se asume que aparecieron algunos sistemas lacustres (por ejemplo el Salar de Atacama y sistemas de Punta Negra). Al mismo tiempo se desarrollaron las condiciones lacustres en la mayora del Norte de Chile, entre Arica e Iquique con la destruccin consecuente de algunos depsitos de nitrato. No obstante la mayora de los nitratos fueron protegidos de la erosin porque ellos fueron sellados por las sales. En el Mioceno Medio y Superior empez la formacin del Altiplano y el Valle Central se volvi una cuenca endorreica con continua sedimentacin. Se formaron los sistemas lacustres (Mara Elena, Lago Soledad y cuencas de Quillagua) y estuvieron vinculados a travs del desarrollo del Ro Loa. Todos estos sistemas del fluvio-lacustres erosionaron los depsitos de nitrato en el Valle Central. En el lmite del Mioceno-Plioceno tuvo lugar una nueva fase tectnica. Algunas cuencas salinas se empezaron a formar en el Altiplano. Las principales estructurales del Valle fueron cortadas al sur de Arica, causando el drenaje de lagos y el Ro Loa comenz a cortar hacia el mar. En tiempos del Plioceno el clima cambi a rido debido al levantamiento de los Andes (Naranjo y Paskoff 1980) y se inicia la Corriente de Humboldt. Las cuencas superiores de los Andes evolucionaron a cuencas evaporiticas y el Ro Loa complet el drenaje al lago Soledad. Algunos cuerpos aislados de agua se volvieron llanos de sal (Lomas del la Sal, Cerro Soledad, Lagunas Sur). Los depsitos marinos de la cordillera de la costa fueron completados; en algunas partes de la costa el levantamiento costero ces y se formaron las terrazas de abrasin. Los reactivacin de las fallas causaron algunos depsitos lacustres para ser el uplifted en la parte oriental del Rango Costero y algunos valles se volvieron los valles colgantes en su frontera occidental. La actividad volcnica al este era intensa y algunos materiales fueron transportados hacia el oeste a las cuencas de nitrato. En el Plioceno Superior se estableci el modelo geomorfolgico y el clima actual. La pendiente regional fue al Este y grandes abanicos aluviales fueron formados. En su parte distal la deposicin de salares y corrientes destruyeron algunos depsitos de nitrato. De la actividad volcnica ms materiales se introdujeron en las cuencas va el agua subterrnea. La extrema aridez produjo la formacin de estratos de sulfato conocida hoy como "panqueque". Su evolucin gener los niveles de "losa" y "chuca." La capilaridad y camanchacas tuvieron un papel secundario en la evolucin de las menas del nitrato a travs de solucin y redepositacin de sales de la superficie.


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En la tabla adjunta se presentan algunas de las principales teoras que se han formulado sobre el origen de los depsitos de nitratos y sus diversos componentes.


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1.7. FORMAS DE LOS DEPSITOS DE CALICHENo existe una clasificacin universalmente aceptada de los depsitos de nitrato. Whitehead (1920) los dividi en Viejos, Jvenes y Maduros. Pero su clasificacin no fue utilizada. Ericksen (1963) los dividi en depsitos Aluviales, depsitos en Roca y depsitos en Salares, Rivera y Stephes (1988) los clasificaron en depsitos Primarios y Secundarios, Chong (1994), los clasifica en depsitos Sedimentarios (aluvial), depsitos en Roca y depsitos Miscelaneos (salares). Los actuales caliches explotables han variado mucho desde los tiempos en que se inici su primera explotacin bajo el sistema de Paradas con leyes entre 35 a 70% y el sistema Shanks con leyes entre 15 a 35%. Los yacimientos de nitrato en Chile estn formados por asociaciones complejas de minerales salinos. La mena, llamada localmente caliche, se presenta rellenando la porosidad y el sistema fisural (diaclasas, microfallas y fallas), as como en diseminaciones irregulares en rocas de edad y naturaleza diversa. As se presenta en rocas metamrficas, volcnicas, volcanoclsticas, sedimentitas terrgenas y carbonticas, e intrusivos de edades que abarcan del Paleozoico al Cenozoico. El caso ms frecuente es, no obstante, encontrarla rellenando la porosidad de materiales volcanoclsticos terrgenos que forman parte de sistemas aluviales, como piedemontes y abanicos aluviales. Minerales que son extraordinariamente raros de encontrar en la naturaleza tales como nitratos, nitrato-sulfatos, yodatos, yodatosulfatos y cromatos, constituyen la mena de los yacimientos de nitrato de Chile, acompaando a sulfatos, cloruros y, en bastante menor proporcin, boratos y carbonatos. Los depsitos de nitrato muestran caractersticas que indican la lixiviacin diferencial durante y despus de su acumulacin. Lo ms notable es una estratificacin resultante de la disolucin y re-depositacin de los minerales ms solubles por las infrecuentes lluvias del desierto. Como resultado el nitrato se encuentra en profundidad, siendo escaso en el material superficial de las pampas. Esto es ms claro en el caliche en material aluvial donde se distinguen diferentes capas. Los diferentes depsitos salitreros se presentan principalmente bajo las formas siguientes: Los yacimientos en roca se caracterizan porque los minerales de mena rellenan sistemas de fracturas abiertas, y su mena puede tener localmente altas concentraciones de cloruro y nitratos sdicos (caliche blanco). Los yacimientos en depsitos aluviales o sedimentarios, (Chong, 1994) se caracterizan por rellenar porosidades de menor tamao que en los yacimientos de roca, tanto de fractura como sedimentarias, en sedimentos terrgenos. Las porosidades sedimentarias (o de alteracin) son de escala milimtrica o menor. Su mena es de color pardo oscuro y recibe comnmente el nombre de caliche negro (Chong, 1991,1994).

Ambos tipos de yacimiento se presentan asociados. As en una misma rea, se puede encontrar mena de nitrato en la porosidad de los materiales terrgenos que constituyen los depsitos aluviales y, tambin, en el sistema fisural de la roca que conforma el basamento.


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El Caliche se encuentra 98% bajo la formacin de mantos o estratos, los mantos reciben distintos nombres para su clasificacin.

1.7.1.- Depsitos Sedimentarios o Aluviales:Estos depsitos se definen como aqullos en qu las sales econmicamente importantes se encuentran en rocas clsticas. Ellas muestran fases diferentes de diagenesis, la litologa normal incluye brechas, areniscas, de vez en cuando conglomerados y sedimentos de grano fino. La mena forma una cavidad que llena la matriz, vetillas, vetas, cuerpos irregulares de nitrato de alta ley y cemento de material detrtico. El estrato econmicamente importante, llamado "caliche", est adjunto en una sucesin horizontal que ha sido descrita sistemticamente en la geolgica y literatura tcnica. El "caliche" tiene muchos nombres locales diferentes, segn su apariencia fsica; sin embargo, esta nomenclatura, no es de uso prctico, con la probable excepcin del "caliche blanco " y " caliche negro". Lo anterior se restringe a la mena de alta ley en que las sales casi puras (nitratos y halita) pueden reconocerse macroscpicamente y pueden estar presentes en todos los tipos de depsitos. El "Caliche Negro" corresponde a un tipo de mena sedimentaria bien consolidada de color oscuro. Si se considera un perfil vertical de los yacimientos sedimentarios, los minerales se distribuyen de modo que en superficie dominan los sulfatos, mientras que en profundidad lo hacen los cloruros y los nitratos Es difcil establecer una columna estratigrfica tipo de un depsito sedimentario pero, despus de estudiar muchas secciones, un estudio detallado de G. Chong, presenta lo siguiente: - La sucesin salina-clstica de los depsitos sedimentarios se ha interpretado sistemticamente como del Cuaternario o, en algunos casos, a partir del Terciario Superior (2-23 m.a.). Se piensa que debe ser ms vieja y parte de origen sedimentario de rocas volcnicas del Terciario Inferior (44-65 m.a). - El volcanismo asociado fue debido al desarrollo del arco volcnico del Cretceo-Eoceno Superior (141-38 m.a.). Se piensa que los sedimentos se depositaron durante el Eoceno Superior (44m.a.) o durante el Oligoceno Inferior (38 m.a.), junto a un desarrollo de un clima ms hmedo. Esto se documenta por las espesas sucesiones sedimentarias continentales esta edad (Chong 1977). - Una inclinacin regional al Este es aceptada - Se cree que existi una fase principal de mineralizacin representada por el estrato de "caliche", pero los niveles de mineralizacin secundaria estn tambin presentes en los estratos. As, el proceso de mineralizacin habra sido recurrente. - Los Diques clasto-salinos, llamados diques de arena por Ericksen, (1981) estn relacionados a las secuencias sedimentarias. Estos diques son de edades diferentes, y a veces se asume que son "alimentadores" del estrato econmicamente importante. En algunos casos ellos tienen una relacin ntima con las canalizaciones de camposVMC / PLANIFICACIN MINA Pgina 24 21/04/2011

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geotermales. Se puede apreciar que ellos fueron inyectados con una presin hidrulica alta. En algunos otros casos ocurre una inyeccin pasiva, documentada por sales fibrosas. - Se cree que hay otros ciclos sedimentarios de deposicin posterior al nitrato que no se relaciona genticamente a ellos. Estos ciclos corresponden a una serie de clastos y estratos salinos con rocas areniscas, brechas de grano fino y, raramente, sedimentos de grano fino como limo o arcilla. A su vez, los componentes salinos como yeso, anidrita, halita y otras sales con una fraccin detrtica de grano fino. Hay una unidad salina especial de clastos conocida como "panqueque". Est formado por material clstico de grano fino, como la, anidrita, yeso y halita. Los "panqueques" pueden estar muy bien cementados y pueden incluir estratos de monominerales en su divisin ms baja (tenardita, ulexita). El espesor del "panqueque" puede alcanzar 1.5 m, aunque normalmente vara de 60-80 cm. Es de color rosa a amarillo y puede encontrarse a diferentes niveles. En contraste, los depsitos ms viejos muestran los polgonos de desecamiento muy profundos y, en muchos casos ellos directamente por encima de los niveles de nitrato-ricos. Ellos son interpretados como estratos "B". Fueron formados por flujos de lodo sedimentados con sales y incluso son relacionados en algunas regiones con la neblina marina. - Se asume que las unidades llamadas tradicionalmente "costra" y "caliche" forman un estrato de diferente composicin vertical debido a la lixiviacin. La "costra" superior se enriquece con sulfatos, aunque el "caliche" subyacente se enriquece con los compuestos muy solubles como los nitratos y cloruros. La formacin es tpica de los depsitos Chilenos y la ms importante desde el punto de vista de su explotacin. Los depsitos de esta naturaleza se presentan con una superficie, a veces unida, pareja y sin ondulaciones pronunciadas; otras veces con una superficie sumamente irregular formadas por pequeas hondonadas que a veces se unen para formar quebradas profundas. Los depsitos estn formados por diversos estratos que pueden observarse fcilmente haciendo un corte profundo del terreno. Estos estratos son los siguientes: Estratos de Tapa Estrato til Estratos de Asiento : : : Chuca, Costra Caliche Congelo, Banco, Coba


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(Figura 2, Depsitos Sedimentarios) Chuca o Chusca: Manto superior, tierra suelta de color gris oscuro hasta caf, contiene ley de nitrato no superior al 2% y en Yodo su valor es 80 ppm a 180 ppm, su espesor es 10-30 cm, en casos puntuales puede llegar al metro. Est formada por yeso, arcilla fragmentos de roca; es en parte material elico y en parte residual de la meteorizacin superficial de la porcin superior del caliche. Localmente, la porcin inferior de esta capa consiste en capas lenticulares de hasta 20 cm de espesor de material salino pulverulento blanco en el que predominan sulfatos de Na (thenardita, blodita, humberstonita) o yeso. Panqueque: Se presenta cuando la chusca presenta cierta dureza debido a que contiene un cierto porcentaje de sales de sulfato de calcio que sirve de aglutinante, su contenido de yodo es de 100 ppm, su espesor medio es de 30 cm. Costra: Se presenta como un conglomerado de sustancias insolubles unida por diversas sales. El color vara siendo caf oscuro, gris oscuro o rojizo y a veces blanco. Contiene Arena, piedras, arcilla, sirviendo como cemento, un conjunto de sales donde predominan los cloruros, sulfatos y otras sales solubles (50%) y suele tener una ley de Nitrato del 5%, en Yodo su contenido vara de 15 ppm a 25 ppm, su espesor vara de 30 a 60 cm. Caliche: Materia prima de la elaboracin del salitre, se presenta en forma de brecha o arenisca, cuyas partculas estn cementadas por diversas sales, entre las que predominan los cloruros, sulfatos, nitratos, magnesio, potasio y sales de yodo, las leyes de nitrato varan de 6 a 25%, en yodo de 280 ppm a 700 ppm. La composicin del caliche, tanto en su parte soluble como insoluble es muy variable.


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En la composicin del caliche, entran las siguientes sales: Nitratos- (Na, Mg, K, Ca) El nitrato de sodio puede tener una ley que supera el 15%, antiguamente podamos encontrar leyes por sobre el 30%. El nitrato de potasio se encuentra en casi todos los caliches, los nitratos de calcio y magnesio son ms escasos. Cloruros- (Na, K, Mg, Ca) El cloruro de sodio no falta casi en ningn caliche, y se encuentra en gran abundancia en la parte mas baja de los depsitos. Sulfatos- (Na, K, Ca, Mg, Al) El Sulfato de Sodio existe en casi todos los caliches; los de Tarapac son los que tienen menos; los de ms al Sur abundan en esta sal. Se puede decir que de Norte a Sur, los caliches pierden cloruro de sodio y lo transforman en sulfato. Fuera de stas sales se pueden citar otras que tienen particular importancia como el perclorato de potasio, el yodato de calcio (Lautarita), y el yodocromato de sodio (Dietzeta). La parte insoluble est formada por arcilla (caliches borrosos), caoln (caliche ahuesado) y ripios o pequeos guijarros (caliche ripioso). Fsicamente el caliche presenta variaciones tan grandes como las observadas en su composicin qumica: es una sustancia de sabor salado fresco, ligeramente higroscpica, que absorbe la humedad del aire y puede disolverse en ella. Segn el color se distinguen muchos grupos: as tenemos, el caliche macizo, que se presenta de color blanco, compacto; el caliche azufrado, de color amarillo claro al amarillo anaranjado y rojizo (cromatos y yodocromatos); el caliche rosado (sales de hierro); el caliche violeta y el caliche negro (sales de manganeso y de hierro) y el caliche achancacado, tal vez el ms comn, de color tierra, debido a la arcilla que contiene. Los caliches pueden ser blandos (arenosos, borrosos y terrosos), y duros (ahuesado, alozado, apiedrados); pueden ser solubles (porosos, arenosos), y poco solubles (ahuesados, sulfatosos).

(Variaciones del Caliche) La densidad real del caliche es muy variable y conviene determinarla en cada caso: los trozos ms duros sobre 2,0 (Ton/m3); la Darapskita tiene una densidad de 2,0 Las determinaciones de gran nmero de muestras dan de 2.1 a 2.3; un buen promedio es 2,2.


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Congelo y Coba: Es uno de los estratos inferiores al caliche, formado principalmente por sales solubles entre las que predominan los cloruros y sulfatos; es un estrato delgado. La Coba est constituida por tierra suelta algo hmeda mezclada con pequeas piedras. Debajo de estos estratos se encuentran las rocas volcnicas que forman la Cordillera de los Andes.

1.7.2.- Depsitos en Rocastos son depsitos de nitrato de alta ley en que la mena se localiza en rocas en vetas, vetillas, cuerpos macizos irregulares de sedimentacin fina. Las rocas encajadoras son de litologa y edad diferente, e incluye sedimentos marinos, rocas volcnicas y rocas intrusivas. Las dimensiones de los cuerpos de la mena varan de unos centmetros a ms de un metro de espesor; su longitud puede alcanzar ciento de metros. Estos depsitos se han explotado en minas subterrneas. En algunos lugares (Sierra Gorda) estos cuerpos de nitrato macizos tienen una relacin ntima con mineralizacin metlica. Aqu, aparecen los xidos de cobre al igual que los cuerpos de nitrato. Con la excepcin de vetillas y diseminaciones de tobas riolticas de ignimbritas, estas menas muestran una mineralizacin a travs de canalizaciones. Las soluciones enriquecidas originales circularon a travs de fallas y fracturas y fueron despus depositadas en fracturas abiertas y estratos planos. La relacin entre los Diques de Arena puede ser observada directamente. Algunas veces estas fracturas fueron usadas como marcadores para localizar los depsitos subterrneos

1.7.3.- Depsitos Miscelaneos o en SalaresLos salares son depsitos de sal que se encuentran en la parte mas baja de la formacin salitrera, la superficie de los salares est constituida por una capa de sal y arcilla, muy irregular, dura y hueca. El caliche se presenta en los salares en pequeas capas o aflorecientes, muy duro, poroso y soluble. Los depsitos de salitre de salares provienen de otros depsitos mas primitivos y situados a mayor altura. Por la accin de las camanchacas y de las aguas que se infiltran en los terrenos, se disuelve el salitre, sus soluciones se escurren hacia la parte mas baja del depsito. Entre los salares merecen citarse, el salar del Carmen, Aguas Blancas, en los cuales la capa de caliche alcanza cierto espesor y puede ser aprovechada industrialmente.


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(Columna Estratigrfica Tpica Yacimientos de Nitratos)


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(Figura 3: Depsitos Sedimentarios o Aluviales)


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1.8. MINERALOGIA DE LOS YACIMIENTOS DE CALICHELa tabla adjunta muestra un anlisis mineralgico de los yacimientos de caliche donde se muestran sus diferentes sales:


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De los muchos minerales salinos presentes la Halita y Nitrato de Sodio son los ms abundantes, siendo los minerales dominantes en casi todas las menas de nitrato. Aunque el sulfato total puede igualar o exceder al nitrato. Los minerales de Sulfato ms abundantes son Bloedita, Yeso, Anhydrita y Glauberita. Tambin son abundantes los minerales de Sulfato-Nitrato, Darapskita y Humbertonita. La Ulexita es el mineral dominante de Boro. Con relacin a la mineraloga del yodo, las cuatro sales que figuran a continuacin estn presentes en concentraciones entre 250 ppm a 750 ppm y que fueron descubiertas entre 1891 y 1898. Estas son Dietzerita (7Ca(IO3)x8CaCrO4) descubierta por el doctor A. Dietze qumico de la compaa Salitrera Lautaro, la Bruggenite (Ca(IO3)xH2O) descubierta por Juan Bruggen M. la Lautarita (Ca(IO3)2) y Fuenzalidaita, descubierta en oficina Santa Luisa, Tal Tal. A continuacin se describen otras sales de Yodo descubiertas: Hectorfloresite Iodargyrite Schwartzembergita Marshite Miershite Na 9IO3(SO4)4 , descubierta en 1898, Pampa Rica, Alianza, Victoria. AgI, Hexagonal, descubierta en 1859 en Chaarcillo, Caracoles Pb6(IO3)Cl4O2(OH)2, descubierta en 1868 Atacama Cachinal, Paposo CuI, descubierta en 1892, Antofagasta. 4AgIxCuI, descubierta en 1898, Antofagasta


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Salesite Bellingerite Tocornalite Coccinita Iodcarnallite Cuproidargyrita Seeligerite Georgeericksenite Carlosruizite Iodobromita

CuIO3(OH), descubierta en 1939, Antofagasta Cu(IO3)2x2H20, descubierta en 1940, Antofagasta (Ag,Hg)I, descubierta en 1940, Antofagasta HgI2, en Chacabuco, color naranja KMgI3x6H2O, en Tarapac (Ag,Cu)I, en Caracoles IO3Cl3Pb3O, en Santa Ana, Antofagasta Na6Ca,Mg(CrO4)2(IO3)6x12H2O, en oficina Chacabuco K7NaMg10(SeO4)12(IO3)12x12H2O, en Zapiga, color Amarillo 2AgClx2AgBr x AgI

Tambin existen otras sales de Yodo no estudiadas an por su complejidad, especialmente en condiciones cidas. Es importante sealar que los nitratos y yodo del caliche que presentan un mejor comportamiento en lo concerniente a su condicin de equilibrio fsicoqumico para su extraccin, se encuentran en la regin de Tarapac, continuando los de Antofagasta sector Toco y Pampa Central y posteriormente los de Aguas Blancas y TalTal. Que de acuerdo a una de las teoras de formacin, se debe a la menor existencia de Magnesio y las condiciones climticas de enfriamiento y lluvias de la zona. (Chong 1991).

1.9. COMPOSICIN QUMICA DEL CALICHEEl caliche est constituido aproximadamente por un 35 a 45% de sales, pero geolgicamente consiste en rocas sedimentarias clsticas y volcanoclsticas aluviales de edad miocena (5-22 m.a.), con minerales formados de roca consistentes principalmente en plagioclasas, que comprende entre la Albita Na(Al,SI3O8) y Anortita Ca(Al2SiO6), Cuarzo, Ortoclaza, Zeolitas, Arcillas y en menor cantidad ferromagnesianos, Muscovita, Biotita, Turmalina y Limonitas, las que estn cementadas por sales en sus grietas, fracturas, porosidad por efecto de depsitos aluviales. El anlisis espectro grfico del caliche deja manifiesto sobre 65 elementos, los principales son, Aluminio, Manganeso, Cromo, Mercurio, Boratos, Potasio, en menor cantidad Nquel, Bario, Litio. La composicin qumica del caliche es muy variable dependiendo del yacimiento, en la tabla siguiente se muestra la composicin qumica del caliche en diferentes faenas:


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TIPOS DE CALICHE:

Fotografa N 1: Cromatos en vetas. Dietzeita (Caliche Azufrado)

Fotografa N2: Veta de Caliche Blanco de habito columnar


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15 cm

Fotografa N3: Caliche Blanco, Caliche Violeta y Caliche Azufrado

Tamao de grano de arena fina a gruesa con Escasa participacin de clastos mayores a 2 mm. Fuertemente cementada con nitratos con desarrollo De vetillas paralelas a la estratificacin. Muy Compacta

(Caliche/Litologa Arenisca)Abundante desarrollo de matriz arenosa con un 30 a 40% de clstos mayores a 2 mm. El cemento salino se concentra en la matriz y en los bordes de los fragmentos mayores. Compacta.


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(Caliche/Litologa Arenisca Brechosa)De 50 a 90% de los fragmentos corresponden a clstos mayores de 2 mm (pueden alcanzar hasta varios cm). Baja cantidad de matriz con cemento salino el cual se concentra en los bordes de los clstos. Comnmente desarrolla oquedades rellenas de nitrato. Menos compacta.

(Caliche/Litologa Brecha)

2.

EVALUACIN DE YACIMIENTOS2.1. MUESTREO

El muestreo es la primera fase involucrada en los procesos de evaluacin de un yacimiento y la que va a condicionar, en gran parte, la viabilidad econmica de la explotacin, presenta una serie de caractersticas que la confieren un carcter crtico. si las muestras no son representativas del yacimiento, el resto de la evaluacin carece de inters. La persona encargado de llevar a cabo el muestreo debe asegurar que factores tales como la cantidad de muestra a tomar, su disposicin, la reduccin de la cantidad de muestra original etc., aseguren la representatividad. El muestreo es una parte representativa de un todo ms grande que se toma con el objetivo de estudiarla y que constituye una parte de una poblacin estadstica cuyas propiedades se estudian para obtener informacin del conjunto total". La muestra es...una relativamente pequea cantidad de material, tomada de acuerdo con un procedimiento sistemtico, a partir de la cul se evalan las caractersticas del conjunto al que representa. La combinacin de ambas definiciones hace aflorar las caractersticas bsicas que debe cumplir un muestreo, as como los objetivos que se persiguen: representatividad, procedimiento sistemtico en la obtencin y, como objetivo fundamental, la obtencin de informacin del conjunto total: el yacimiento. La representatividad de una determinada muestra va a venir condicionada por la heterogeneidad de la masa primaria. La heterogeneidad se puede manifestar, bsicamente, de formas diferentes: 1. En la textura de la mineralizacin, pues una mena de tamao grueso, a igual ley, es ms heterognea que una fina y


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2. En la composicin mineralgica, ya que la homogeneidad es menor, a igual ley, en aquellos minerales que poseen un porcentaje ms elevado en la fase de inters econmico. La toma de muestras, en yacimientos metlicos o de roca y minerales industriales, se lleva a cabo en diferentes estadios a lo largo de los procesos de exploracin, evaluacin y explotacin. Durante la fase de exploracin, el muestreo tiene como objetivo primordial el anlisis de los testigos de los sondeos, con el fin de evaluar las intersecciones de mineral comnmente muy separadas entre s. De esta forma, se tendran leyes y espesores in-situ, pero se obtendr poca informacin sobre la continuidad de la mineralizacin potencialmente econmica y, prcticamente, ninguna sobre las restricciones desde el punto de vista minero. Una vez que el proyecto minero tiene posibilidades de llevase adelante, en la fase de evaluacin se cierra la malla de sondeos y se obtiene un nmero mucho mayor de muestras, lo que permite matizar los datos obtenidos en la fase de exploracin, generndose un mayor grado de precisin en la estimacin. Durante la fase previa a la explotacin, si sta se va a llevar a cabo, el muestreo tiene como objetivos establecer ensayos sobre muro y techo de las galeras, en caso d que el mtodo de explotacin sea subterrneo, teniendo muy en cuenta, no slo la mineralizacin, sino tambin la dilucin potencial por material estril o de baja ley. El muestreo, por ello, es mucho ms intenso en esta fase, obtenindose datos para establecer bloques individuales de explotacin, zonas internas de baja ley o estril, reas de diferente comportamiento mineralgico, etc. Tambin puede servir para definir zonas que contienen, por ejemplo, elementos penalizables o elementos que pueden actuar como subproductos. Durante la propia fase de explotacin, el muestreo se realiza para establecer los controles de leyes, cuyos objetivos pueden ser muy variados: comparacin con los modelos de estimacin previos, agotamiento de zonas, presencia de reas de baja ley, etc. Tambin se suele llevar a cabo, en zonas limtrofes al yacimiento delimitado, con el objetivo de ampliar las reservas existentes, lo que produce un aumento de la vida de la explotacin minera y, con ello, una mejor amortizacin de las inversiones. La investigacin que se realiza en las muestras obtenidas puede tener un carcter muy variado: anlisis qumicos para el clculo de leyes, anlisis fsicos y/o tecnolgicos. Aunque los anlisis fsicos y tecnolgicos poseen una indudable importancia, son lo qumicos los que, en un primer estadio, centran el inters del muestreo, pues son los que van a definir si la mineralizacin tiene el suficiente valor econmico como para que sea viable continuar con el proyecto minero. Muestreo en sondajes: La realizacin de sondeos en minera resulta una labor sumamente frecuente, por lo que su adecuado muestreo resulta bsico, tanto en la etapa de exploracin, principalmente, como en la de evaluacin e, incluso, en la de explotacin. No hay que olvidar que, en la actualidad, la mayor fuente de muestras lo constituye esta tcnica, por lo que su errneo tratamiento puede generar importantes errores que, en la mayora de los casos, se van acumulando, imposibilitando, posteriormente, la adecuada evaluacin del yacimiento. Por ello, y como se acaba de comentar, hay que poner un nfasis especial en todo lo relacionado con la testificacin y toma de muestras en los sondeos. Aunque es un mtodo caro losVMC / PLANIFICACIN MINA Pgina 37 21/04/2011

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sondeos con recuperacin de testigo presentan una serie de ventajas frente a otras tcnicas de muestreo (p.e. ranurado o muestreo en material ya extrado): Ventajas Sondajes con Recuperacin de Testigos: 1. Se obtiene una muestra continua de todo el material mineralizado, aunque, en ocasiones, la posible presencia de bajos ndices de recuperacin puede minimizar esta ventaja. En este sentido, recuperaciones inferiores al 75% hay que tomarlas muy en cuenta, pues pueden inducir importantes errores en la etapa de evaluacin. 2. Los procesos de contaminacin son inferiores, comparativamente, a los que se pueden llegar a sufrir con otros mtodos de muestreo, especialmente en el caso de los Aire Reverso. Si la citada contaminacin est presente, se puede lavar el testigo con agua o soluciones ligeramente cidas (p.e. cido clorhdrico diluido). 3. Se consigue un volumen constante por unidad de longitud, factor ste casi imposible de conseguir con otras tcnicas de muestreo. 4. Se obtiene una correcta informacin mineralgica, textural y geotcnica, pues, a grandes , el material se recupera de forma similar a como se encuentra en profundidad. Los trozos de testigo, tal como van saliendo de la sonda, se disponen en cajas diseadas para este efecto, usualmente de madera o cartn plastificado. En este momento hay que tener especial cuidado en comprobar, de forma lo ms exacta posible, que las profundidades estn correctamente calculadas, as como la orientacin del trozo de testigo. Errores como la inversin en el sentido del trozo de testigo son comunes, por lo que hay que intentar que no se produzcan. Tambin es el momento de testificar, aunque sea de forma rpida, como se va desarrollando la recuperacin. El trozo de testigo, una vez limpio y acondicionado, se divide, normalmente, en dos trozos, uno de los cuales se utiliza para el anlisis de leyes o contenidos y el otro se guarda en la caja correspondiente para ulteriores anlisis o comprobaciones. Para la divisin del testigo, se utiliza una cortadora de disco de diamantes, si el material es consistente. Una vez que el testigo ha sido cortado de forma correcta, queda por definir los intervalos de muestreo, es decir, qu cantidad de testigo debe tomarse para cada muestra. Entre los factores que pueden condicionar la longitud del testigo, se pueden citar: 1. Cambios repentinos en las leyes de la mineralizacin (la ley debe ser lo ms uniforme posible para cada intervalo). 2. Cambios en la mineraloga de las fases de las fases de inters econmico (p.e.calcopirita y bornita) 3. Cambios en las minerales que pueden condicionar el mtodo de tratamiento en la planta (p e. de sulfuros a xidos y silicatos). 4. Cambios en la litologa de la roca encajante (p.e. pizarras a cuarcitas). 5. Cambios en la textura de la mineralizacin (p.e. de masiva a diseminada). 6. Potencia de la mineralizacin (los niveles finos mineralizados deben ser muestreados a intervalos menores que si se trata de un nico y potente nivel mineralizado).


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7. Si los valores de las muestras se utilizarn posteriormente para llevar a cabo regularizaciones (compositos), como sucede, frecuentemente, en las explotaciones a cielo abierto que se desarrollan por banqueo. 8. La posible presencia de valores errticos que condicionen notablemente el valor de la muestra En este caso, cuanto mayor sea el trozo de testigo tomado, menor es la influencia de esos valores errticos, con lo que se minimiza el error. El otro tipo de muestra que se puede obtener en minera, producto de la utilizacin, de una perforadora de sondeos de circulacin inversa, son los detritus o polvo procedente de la destruccin del material, llevada a cabo, por un tricono. En estos casos no se dispone de un material continuo, sino de un conjunto de fragmentos de pequeo tamao que hacen inviable numerosos tipos de anlisis (p.e. ensayos geotcnicos). Las mquinas suelen llevar incorporado cicln en el que se recogen los detritus, normalmente con dos salidas para permitir obtener copias idnticas de cada muestra. El propio ascenso del material y su inclusin en el cicln genera la suficiente homogeneizacin como para considerar cada muestra representativa del conjunto. Estas muestras se acumulan en bolsas que, posteriormente, son testificadas. Gran parte de lo dicho anteriormente para la definicin de longitudes de muestreo es vlido para este caso, pues si bien el material, como es lgico, posee un aspecto fsico diferente, su incidencia en las labores de estimacin de las reservas es semejante. La toma de muestras no es la nica labor que se debe llevar a cabo con los sondeos, pues el esfuerzo en dinero y tiempo, para su realizacin, hace imprescindible la obtencin de la mxima informacin posible. Por ello, aspectos tales como el manejo de los testigos (extraccin, disposicin en cajas, transporte y almacenamiento), testificacin detallada, etc., deben realizarse de forma completa y adecuada. En el log, la hoja de testificacin, deben figurar todos aquellos datos que se considerar, imprescindibles para una correcta testificacin del sondeo. En concreto, el log debe a incluir, como mnimo, la siguiente informacin: 1. Datos generales del sondeo: proyecto, nmero de sondeo, acimut e inclinacin iniciales, coordenadas (X, Y, Z), fechas de comienzo y finalizacin, contratista (ingenieros y gelogo) que realiz la testificacin. 2. Incidencias de la perforacin: medidas de desviacin, nivel fretico, etc. 3. Datos no geolgicos del testigo: dimetro, intervalo de maniobras, recuperacin, nmero de caja. 4. Descripcin geolgica del testigo: tipo de roca, textura, alteracin, color, estructuras, edad, etc. 5. Descripcin de la mineralizacin: estimacin semicuantitativa de minerales, paragnesis, etc. 6. Datos de muestreo: intervalo y nmero de muestra. 7. Resultados de determinaciones y muestreos. 8. Observaciones: todos aquellos aspectos relevantes y no incluidos en los apartados anteriores, 9. Log grfico: representacin grfica de los datos a la escala adecuada


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Sondajes Aire reverso: La principal caracterstica del muestreo de minerales mediante perforacin de circulacin reversa, es la recuperacin de la muestra por una tubera ubicada en el interior de las barras de perforacin. El aire a presin baja por el espacio anular entre ambas tuberas y es inyectado por los lados de la cabeza giratoria del sistema, producindose un arrastre de los detritus, que entran por la parte central del barreno y suben hacia la superficie por el tubo interior con una velocidad cercana a los 8.000 pies/seg. El material al llegar a la superficie, se recepciona en un colector ciclnico que decanta los fragmentos en una bolsa plstica para su posterior pesaje, estudio y anlisis. Dependiendo de la dureza de las formaciones atravesadas, el equipo de perforacin puede funcionar con el sistema de perforacin DTH (martillo en el fondo), y con el sistema rotary (tricono).

Sondajes y Cateos en Faena: Con la finalidad de evaluar los sectores de posible explotacin, se realizan cateos y sondajes que entregan informacin referida a leyes y comportamiento de los mantos de caliche. La tcnica de cateo consiste en la perforacin manual, en terreno, de una cavidad o saca de 1,5 metros de profundidad con dimetro promedio de 1 metro. Las catas se realizan conforme a la marcacin efectuada en terreno por topografa, dependiendo del tipo de evaluacin que se quiera dar al sector, se marcaran tres tipos de mallas diferentes comenzando por la de reconocimiento hasta llegar a una ms reducida que permitir realizar la planificacin de la explotacin. Actualmente se puede definir tres tipos de trabajos de exploracin, que permitirn evaluar reservas Probadas, Probables y Posibles, estos tipos de cateo corresponden a: Exploracin Preliminar Exploracin de reconocimiento Exploracin de control (Malla 400x400; Reservas Posibles) (Malla 100x100; Reservas Probables) (Malla 33x33; Reservas Probadas)

Exploracin Preliminar: cuyo objetivo es determinar la existencia de mantos calichosos, en este caso dicho cateo es realizado en terreno con una malla de 400*400 metros, con la informacin recopilada se genera la primera evaluacin de reservas Inferidas o Posibles. Exploracin de Reconocimiento: una vez evaluadas las reservas utilizando el cateo de preliminar, se realiza una malla menor, con la finalidad de obtener mayor informacin de leyes y espesores, para realizar este cateo se trabaja con mallas de 100*100 metros. Con esta informacin se tienen las reservas Indicadas o Probables. Exploracin de Control: con la finalidad de asegurar los sectores a explotar se divide el terreno en reas aun ms pequeas por explorar, conformando mallas demarcadas de 33*33 metros, con esta informacin se logra realizar una evaluacin certera de leyes y espesores de explotacin y como se encuentran distribuidos, para que sea factible su explotacin.


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Muestreo de Catas: El muestreo de catas de material removido se realiza haciendo un cata de aproximadamente 1,5 m de profundidad por 1m de ancho, se realizan canalas en las cuatro paredes, donde el material de la canala se deposita en un saco en el fondo de la cata, as se obtiene una muestra representativa de las paredes de la cata, esta muestra es de aproximadamente 20 kilos, la cual se ensacar y se le asignar el numero de cata correspondiente La marcacin de mallas indica el lugar exacto donde debe quedar la cata a muestrear, por lo que debe ser identificada mediante una estaca con coordenadas norte y sur impresas en ella, adems de su numeracin. La cata se realizara a un costado de la estaca y luego del muestreo se chequear el sector y la numeracin entregada. La muestra ensacada ser remitida a laboratorio para realizar los anlisis qumicos pertinentes para la determinacin de contenidos de yodo y nitrato que permitirn discriminar sectores de explotacin.

Canalas 1,5 m

1,0 m 1,0 m En tabla adjunta se muestran los perfiles caractersticos de sondajes realizados en faena Negreiros, estos sondajes fueron realizados a una profundidad de 5 metros y se analizan el contenido de Yodo y NO3 cada 0,5 metros. Los resultados de estos anlisis permiten concluir a que profundidad se encuentra el manto con mayor contenido de ley. El clculo de la ley se define como sigue: Ley Sj: (Li*Pi)/ Pi Donde: Sj Li Pi : Ley Sondaje en espesor j : Ley Sondaje Tramo i : Peso muestra tramo i


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(Ejemplo Perfiles Malla de Sondajes 33x33 metros)


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(Fotos Sondajes Faenas de Caliche)


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2.2. DENSIDAD DE MUESTREOEl siguiente aspecto a considerar, despus de conocer cmo se ha de tomar la muestra, se centra en la densidad del muestreo, es decir, la separacin o distancia entre las sucesivas muestras. Tampoco es una tarea fcil, pues un excesivo muestreo lleva consigo un gasto econmico innecesario, mientras que un nmero muy limitado de muestras puede afectar a la representatividad del conjunto, lo que incide en las posteriores labores de estimacin de reservas. En general, existen cuatro grandes mtodos a la hora de establecer la distancia que se debe tomar entre las sucesivas muestras: (1) coeficiente de variacin, (2) geoestadstica, (3) correlograma y (4) diferencias sucesivas. En ste curso slo se analizaran los dos primeros. Mtodo basado en el coeficiente de variacin: Este mtodo utiliza como base de clculo un parmetro estadstico denominado coeficiente de variacin. Este coeficiente se establece calculando el cociente entre la desviacin estndar y la media de un conjunto de datos (p.e. valores de leyes o contenidos en el elemento til), multiplicado por cien. Es una medida de la dispersin de los datos (al utilizar la desviacin estndar) y centralizada al incluir la media. Por ello, cuanto ms separados estn les valores, es decir, mayor diferencia exista entre los valores extremos, menor ser la distancia de muestreo que se deba aplicar. Esto es lgico, pues si el conjunto de datos posee una gran similitud en sus valores, lo que se traduce en una notable homogeneidad en la mineralizacin, la desviacin estndar es baja, el coeficiente de variacin tambin y, por tanto, la distancia de muestreo ser grande. Una vez conocido el coeficiente de variacin, se entra en una tabla, establecida segn la experiencia en una gran cantidad de yacimientos, que permite definir la distancia ms correcta entre muestras. Este mtodo es til, pues es aplicable a la generalidad de los yacimientos y est basado en el conocimiento de un gran nmero de depsitos, Sin embargo, no contempla, como es lgico, las particularidades propias del yacimiento en estudio (slo expresadas a partir de un valor, el coeficiente de variacin, lo que no es suficiente), por lo que su utilizacin debe ser complementada con algunos de los otros mtodos.


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Se definen los siguientes conceptos para el clculo del Coeficiente de Variacin: Media: Es la media aritmtica de la distribucin, dado por la frmula: 1 n X m = n Xi i =1 Varianza: Describe la variabilidad de la distribucin. Es la medida de la desviacin o dispersin de la distribucin y se calcula por: 2 1 n 2 = Xi X m n 1 i =1 Desviacin estndar: Describe la tendencia o dispersin de la distribucin. Es la medida de desviacin alrededor de la media. Se calcula por:

(

)

= Coeficiente de variacin: Es una medida de la variacin relativa de los datos y puede ser calculado por: CV = /Xm y en porcentaje como: 100 CV = 100 (S/Xm) % Proporciona una comparacin entre la variacin de grandes valores y la variacin de pequeos valores. Para un anlisis de leyes en faena Negreiros (aprox. 3500 datos), el Coeficiente de Variacin fue de 0.39; considerando la tabla adjunta, el espaciado entre las muestras estara dado entre 50 y 60 metros.

2

Mtodo basado en la Geoestadstica:La Geoestadstica, ofrece un mtodo para definir la distancia de muestreo. Una vez calculado el semivariograma variograma experimental para las leyes o contenidos tiles del mineral, bien en una direccin o en las diferentes direcciones del muestreo, en el caso en que dichos semivariogramas presenten modelos con la existencia de un alcance o rango a, entonces un valor que puede oscilar alrededor de a/2 o a/3 es la distancia optima para definir la malla de muestreo ptima (distancias mayores implican muestra, no correlacionadas, mientras que distancias menores suponen, tericamente, sobredensidad de muestreo. Se definen los siguientes conceptos: Sean x y x+h dos puntos en el espacio:

x+h h x


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Se define la funcin terica Variograma-Semivariograma (h) como: (h) = 0,5*PROMEDIO (diferencias)2 de leyes en datos que estn a la distancia h El variograma se define como la media aritmtica de todos los cuadrados de las diferencias entre pares de valores experimentales separados una distancia h (Journel y Huijbregts, 1978. La funcin (h) se denomina semivariograma, la cual puede ser obtenida por la expresin. 1 Np ( h ) ( h) = [Z ( xi ) Z ( xi + h)]2 2 Np (h) i =1 donde: Np(h) es el nmero de pares a la distancia h. h es el incremento. Z(xi)son los valores experimentales. Xi localizaciones donde son medidos los valores z(xi). Sean N Leyes z1, z2,..,zn y sea b la distancia entre ellas:600 550 500 450 400 350 300 z1 z2 z3 z4 z5 z6

hz7 z8

i) ii) iii)

(h) = [(z2-z1)2+ (z3-z2)2+. (zn-zn-1)2]/(2(n-1)) (2h)= [(z2-z1)2+ (z3-z2)2+. (zn-zn-2)2]/(2(n-2)) (3h)= [(z2-z1)2+ (z3-z2)2+. (z n-zn-3)2]/(2(n-3))


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Posteriormente los valores (0), (h), (2h), (3h),.. se llevan a un grfico

2500

Ejemplo: Tal como se observa en la Figura. el alcance o rango para el semivariograma obtenido sera aproximadamente, de a = 2.500m , por lo que la distancia de muestreo debera oscilar entre 800m [a a/3 = 2500/3] y 1.250m [a a/2 = 2500/2]. Una buena distancia podra ser, por tanto, 1.000m.


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2.3. DESCRIPCIN MALLAS DE SONDAJES EN FAENA

100 m

Sondajes

100 m

Espesor (m)

Ley I2 (ppm)

33,33 m

33,33 m

Sondaje Madre

Sondaje Hijas

(Mallas de Sondajes Faenas)


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(Base de Datos Sondajes)Datos Mximo Mnimo Media Desviacin Estndar : 3781 : 1776 : 56 : 514 : 203

(Interpolacin Leyes Sondajes)


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La siguiente grfica muestra las leyes medias acumuladas asociadas a diferentes profundidades de un determinado sector de la mina. En ste caso es recomendable perforar a una profundidad de 2.5 metros, con lo cual se recupera el mayor porcentaje de fino.0,5 Metros 333 ppm 1,0 Metros 426 ppm 1,5 Metros 455 ppm 2,0 Metros 452 ppm 2,5 Metros 433 ppm

600 m m000

160 m m000

3,0 Metros 407 ppm

3,5 Metros 386 ppm

4,0 Metros 363 ppm

4,5 Metros 340 ppm

5,0 Metros 317 ppm


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Considerando las leyes medias por cada 0,5 metros, podemos observar que stas van decreciendo a medida que profundizamos en el manto de Caliche. En ste caso las mejores leyes se encuentran entre los 1,0 2,5 metros.0-0,5 m 333 ppm 0,5-1,0 m 519 ppm 1,0-1,5 m 513 ppm 1,5-2,0 m 443 ppm 2,0-2,5 m 356 ppm

2,5-3,0 m 277 ppm

3,0-3,5 m 247 ppm

3,5-4,0 m 213 ppm

4,0-4,5 m 164 ppm

4,5-5,0 m 102 ppm

(Comportamiento Manto Caliche en Profundidad)


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2.4. CLASIFICACIN DE RESERVAS Y RECURSOSEn el proceso de estimacin de los recursos y las reservas existen dos factores de incertidumbre. El primer factor tiene como origen las extrapolaciones e interpolaciones necesarias para inferir de unos pocos datos la realidad de todo un conjunto, y el segundo lo introducen las condiciones econmicas del mercado y el nivel tecnolgico de la industria. La clasificacin del mineral dentro de un yacimiento significa recopilar, procesar y corregir la informacin bruta procedente del mismo, para llegar a una presentacin condensada y sintetizada, base de partida para otros estudios. El procedimiento de clasificacin del mineral dentro de un depsito se fundamenta en tres criterios bsicos: viabilidad econmica, certidumbre geolgica y aprovechamiento o recuperacin del mineral.

SISTEMAS DE CLASIFICACIN Y DEFINICIONES BSICAS A grandes rasgos, existen dos esquemas bsicos de clasificacin: el esquema de Reservas de mineral al que se ha prestado la mayora de las atenciones durante las ltimas dcadas, y el esquema de Recursos de mineral que ha aparecido en la industria minera ms recientemente. Recurso Mineral: Un Recurso Mineral en un depsito o concentracin natural slida, inorgnica, o sustancia orgnica fosilizada, en tal cantidad y con tal ley o calidad que la extraccin del material, con utilidad, es posible en el momento, o potencialmente. Los Recursos Mineros incluyen metales bsicos y preciosos, carbn y minerales industriales.La estimacin de un recurso minero est basada en la geologa del depsito y en la continuidad de la mineralizacin. El nivel de informacin y el grado de comprensin quedan indicados por la categora que se asigne a la estimacin. Hay un nmero de factores supuestos al estimar unos recursos relativos a condiciones econmicas y de operacin, particularmente leyes de corte y anchuras mnimas. En la mayora de los casos, factores que son tpicos para un tipo de depsitos pueden ser usados en lugar de aquellos que han sido especficamente establecidos para el recurso estimado.

Recurso Inferido: Recurso Inferido es un yacimiento o porcin de l, estimado en cantidad y ley, determinado sobre la base de muestreo

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