DEPÓSITOS NO METÁLICOS

MMIINNEERRÍÍAA DDEELL CCAALLIICCHHEE CCOOSSAAYYAACCHH -- 22000055

VMC / PLANIFICACIÓN MINA Página 1 21/04/2011

MMIINNEERRIIAA DDEELL CCAALLIICCHHEE

VÍCTOR MOHANA CIFUENTES



INDICE

1. DEPÓSITOS DE NITRATOS .....................................................................................3

1.1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................3 1.2. MORFOLOGÍA DE LA REGIÓN SALITRERA ..................................................4 1.3. EL CLIMA..............................................................................................................6 1.4. FACTORES AMBIENTALES IMPORTANTES..................................................7 1.5. DISTRIBUCIÓN DE LOS DEPÓSITOS DE NITRATO......................................8 1.6. TEORÍAS DEL ORIGEN DE LOS DEPÓSITOS DE NITRATOS ....................13

1.6.1.- Origen Orgánico (Ericksen, 1983).....................................................................13 1.6.2.- Origen Inorgánico (Chong, 1994) .....................................................................16

1.7. FORMAS DE LOS DEPÓSITOS DE CALICHE................................................23

1.7.1.- Depósitos Sedimentarios o Aluviales:...............................................................24 1.7.2.- Depósitos en Roca .............................................................................................28 1.7.3.- Depósitos Miscelaneos o en Salares..................................................................28

1.8. MINERALOGIA DE LOS YACIMIENTOS DE CALICHE ..............................31 1.9. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CALICHE .....................................................33

2. EVALUACIÓN DE YACIMIENTOS ......................................................................36

2.1. MUESTREO.........................................................................................................36 2.2. DENSIDAD DE MUESTREO .............................................................................44 2.3. DESCRIPCIÓN MALLAS DE SONDAJES EN FAENA...................................48 2.4. CLASIFICACIÓN DE RESERVAS Y RECURSOS...........................................52 2.5. CÁLCULO DE LEY DE CORTE ........................................................................55



1. DEPÓSITOS DE NITRATOS

1.1. INTRODUCCIÓN Los depósitos de nitrato chilenos deben su existencia a un medio ambiente favorable a la acumulación y preservación de los mismos, más que a ninguna otra fuente poco común de materiales salinos. Los depósitos constituyen concentraciones anormales de nitrato y otros componentes salinos, tales como yodato y perclorato en una cantidad anormal, aunque excepcionalmente abundante, para un complejo desértico salino en que predominan minerales tales como sulfato y cloruro. El origen de los depósitos chilenos de nitrato ha sido objeto de activa discusión por más de 100 años, pero ninguna de las muchas teorías publicadas entrega una total y adecuada explicación sobre los orígenes de los componentes salinos y su modo de acumulación. El origen no es simple ni obvio. Más sorprendente son los orígenes de los aún más exóticos iones de yodo, perclorato y cromato, que son los componentes menores de los depósitos, y que están ampliamente dispersos. Solo se ha podido especular por ejemplo de la relación excepcionalmente alta de yodo/bromo, mayor a 10; lo que es inverso a las abundancias relativas de estos elementos en otros depósitos salinos y en las rocas, agua y aire. Finalmente no está claro por que los depósitos salinos ricos en nitrato muestran una distribución restringida dentro de los ampliamente diseminados complejos salinos pobres y que son la característica del Desierto de Atacama. Para poder comprender mejor los depósitos de nitrato, y por lo tanto encontrar respuestas a alguno de los problemas anteriormente señalados se han realizado diversos estudios en terreno y laboratorio, como el efectuado por G. Ericksen conjuntamente con Sernageomin. Los resultados de éstos 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. Así, se han postulado hipótesis genéticas muy dispares:

• Aporte en forma de aerosoles marinos arrastrados por el viento • Fijación del nitrógeno atmosférico por actividad de bacterias nitrificantes • Nitrificación y lixiviación de guano de aves marinas • Teorías de Origen Atmosférico • Termalismo y Vulcanismo, entre muchas otras (Ericksen, 1983). No obstante, si bien se han realizados numerosos análisis mineralógicos y químicos de la mena de nitrato muy pocos estudios petrográficos y geoquímicos han sido efectuados, tanto de la mena como de las rocas encajantes, siendo estos últimos imprescindible para conocer los procesos de precipitación que han dado lugar a los yacimientos.



1.2. MORFOLOGÍA DE LA REGIÓN SALITRERA En los desiertos salitreros podemos distinguir dos regiones de configuración bastante diferentes: en el norte, en Tarapacá hasta el río Loa, la Cordillera de la Costa está separada de la Cordillera de los Andes por el gran Valle Longitudinal de la Pampa del Tamarugal; mientras que al Sur de este río desaparece el valle longitudinal dividiéndose en una serie de anchos llanos irregulares repartidos entre las serranías 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 formación porfirítica que en varios puntos encierran calizas fosilíferas; además existen numerosas intruciones de roca granodiorítica que se han formado en el Cretáceo Superior (65-90 m.a). Las mismas rocas componen también una gran parte de la Cordillera de los Andes que además contiene varias clases de rocas que no existen más 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 extensión quedan cubiertas por rocas volcánicas, capas liparíticas 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 sedimentación de los ríos andinos. Esto explica la fuerte inclinación Este-Oeste que se observa en todos estos llanos. La subdivisión morfológica anteriormente descrita no es muy antigua, en el Terciario Medio (23-44 m.a.) no existían ni la Depresión de la Pampa del Tamarugal, ni las alturas actuales de los Andes, sino que ésta serranía estaba unida a la Cordillera de la Costa, formando serranías de declive relativamente suaves. Después de las erupciones liparíticas, probablemente en el Plioceno Inferior (5 m.a), se produjo la depresión tectónica del valle longitudinal y al mismo tiempo los Andes subieron a sus alturas actuales. Muy importante es el hecho de no conocer ningún indicio de que el mar se haya encontrado en alguna parte del norte a contar desde el Cretáceo Medio (90-116 m.a).



MAPA GEOLÓGICO



1.3. EL CLIMA El clima de la región salitrera es por completo el de un desierto, pero con neblinas frecuentes, las camanchacas. Aún en las partes altas de los Andes las precipitaciones son escasas y los esteros que descienden de esa región se consumen antes de llegar a la región salitrera. Una parte de las aguas alcanzan hasta el pie de la Cordillera de la Costa, en forma de corrientes subterráneas, especialmente en la Pampa del Tamarugal. A veces bajan de los valles andinos grandes avenidas (crecida de ríos) que inundan áreas extensas del valle longitudinal y que se repiten después de varios años de intervalo. Hace poco, hablando geológicamente, debe haber existido un clima más lluvioso, según lo demuestran las numerosas pequeñas quebradas que descienden tanto de los contrafuertes de la Cordillera de los Andes, como de las serranías intermedias de la Cordillera de la Costa. Esta época lluviosa debe corresponder a las épocas glaciales: pero aún en esas épocas el clima no habría sido más húmedo que el de Coquimbo o Vallenar en nuestros días porque los rodados depositados en el cuaternario indican por su composición y estructura su sedimentación en ríos o esteros intermitentes. En el Terciario Medio (23-44 m.a.), cuando se formaron las enormes capas de lavas liparíticas, el clima debe haber sido también bastante árido a juzgar por los rodados fluviales que se intercalan entre las capaz y cenizas de liparitas. Por consiguiente en la región salitrera y en sus vecindades ha existido un clima árido desde el Terciario Superior. En resumen la historia geológica de la región salitrera se halla representado en la tabla siguiente:



1.4. FACTORES AMBIENTALES IMPORTANTES La presencia de los depósitos de nitrato en el Desierto de Atacama, y la ausencia o escasez de tales depósitos en otros desiertos similares, aunque más pequeños, se sabe de depósitos en el Sur del Perú, en el desierto de de Mojave de California y en el Desierto del Sahara, indican una composición única de factores ambientales que han favorecido la acumulación y preservación de los depósitos chilenos. El primer factor es un clima extremadamente árido, que evidentemente ha persistido por lo menos desde principios del Mioceno, hace alrededor de 20 Millones de años. Otros factores de probable importancia para la formación de los depósitos son los siguientes:

1. Regimenes hidrológicos y de viento que han favorecido la acumulación y retención de material salino en el Desierto de Atacama. Son de particular importancia los causes que, desde los Andes, actualmente recargan los suministros de aguas subterráneas en el desierto, y en tiempos de tormenta excepcionales, forman efímeros lagos en la pampa del Tamarugal. Anteriormente, en tiempos de mayores precipitaciones en los Andes, los lagos efímeros prevalecían mas tiempo en el desierto, no solo en la pampa del Tamarugal y cuencas que marcan el Valle Central hacia el Sur sino que también dentro de la Cordillera de la Costa, y a lo largo del frente Andino, indicado por la distribución de arcillas lacustres, sedimentos yesosos, y tierras diatomeas. Probablemente una gran porción 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 cercanía de la superficie mediante evaporación capilar del agua subterránea. Estos materiales salinos serían posteriormente erosionados por el viento, y dispersados sobre el desierto. Los vientos que soplan hacia la costa, llevan las sales marinas al interior, principalmente partículas de la evaporación de la espuma del mar, como también sales disueltas en gotitas de neblina, para aumentar el material salino proveniente de los Andes.

2. Intensa Actividad Volcánica en los Andes del Norte de Chile tuvo lugar durante el

Terciario y Cuaternario Superior (65-2m.a.) y las rocas volcánicas han sido las mayores fuentes de material salino para los muchos salares. Los extensos depósitos de Tobas riolíticas del Mioceno-Plioceno (22-2 m.a.), que son una de las más 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 Cercanías del Océano Pacífico y la Corriente de Humboldt, puede haber

jugado un papel en la formación de depósitos de nitrato, pero su importancia es difícil de estimar. Quizás más importante es la predominante neblina de invierno o Camanchaca, que se debe a la inversión 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 habría ayudado a estabilizar las sales dispersas por el viento y podrían haber promovido la actividad de los microorganismos del suelo, incluyendo formas de fijación del nitrógeno. Actualmente la neblina condensada y



el rocío solamente son suficientes para soportar el escaso crecimiento de pasto y arbustos sobre cerros cercanos a la costa, así como el crecimiento locales de líquenes en el interior. Sin embargo es probable que durante los periodos de mayor neblina del pasado, se haya desarrollado una vegetación (pastizales efímeros) en la Cordillera de la Costa, como sucede hoy en lugares del desierto costero del Perú, donde las neblinas de invierno son especialmente severas. La corriente de Humboldt es también una fuente potencial de Yodo que se concentra en pequeñas películas orgánicas sobre la superficie del mar, las que son expelidas a la atmósfera en forma de burbujas. La espuma de burbujas también puede ser una fuente de amonio que posteriormente se transformó en nitratos.

1.5. DISTRIBUCIÓN DE LOS DEPÓSITOS DE NITRATO Los depósitos 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 kilómetros (Figura1). En el apogeo de la industria del nitrato, a fines del siglo XIX y a principios del XX, los depósitos fueron explotados en los cinco mayores distritos que muestra la figura 1. En Tarapacá y en el Norte de la Provincia de Antofagasta, los depósitos comerciales se limitaron a la Cordillera de la Costa, mientras hacia el sur, se diseminaron más ampliamente dentro del Valle Central y las lomas bajas de la Cordillera de Domeyko. Los depósitos 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 depósitos parecen ser marginales a los salares y playas de arcilla, lo que ha llevado a muchos autores a sugerir una relación genética entre éstos y los salares de antiguos lagos. Esta relación se muestra mejor en Tarapacá, Tocopilla, y en la parte central de Aguas Blancas. La relación es menos obvia para depósitos 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 depósitos aluviales. Los depósitos se encuentran en todas las posiciones topográficas, 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 depósitos más ricos están 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 distribución de los yacimientos de salitre. En Tarapacá, las salitreras más importantes forman una larga faja que corre a lo largo del pie oriental de la Cordillera de la Costa (figura1). Los depósitos 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 Tarapacá hay excepciones notables; muchas salitreras se hayan en las depresiones grandes de la Cordillera de la Costa que no están en comunicación con el valle longitudinal. Otros yacimientos se encuentran al pie de la Cordillera de los Andes entre las quebradas de Soga y Aroma.



En el Toco la repartición de las salitreras es parecida a los de Tarapacá, como hasta aquí sigue el gran valle longitudinal. Pero en Antofagasta y Taltal, donde solo existen anchos valles irregulares repartidos, los yacimientos de salitre tienen también una repartición muy irregular, encontrándose con preferencia en los faldeos interiores de los cerros. También al sur de Tarapacá siguen depósitos de mayor o menor importancia situados dentro de la Cordillera de la Costa, a veces a poca distancia del mar. Pero de mayor interés científico, 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 región de Paposo donde suben hasta 2.000 m. de altura. Yumbes (1800 m.sn.m.) Esta breve reseña nos indica la gran irregularidad en la repartición de las salitreras y especialmente esta irregularidad la que causa las dificultades de todas las teorías sobre el origen del salitre.



Figura 1 (Distribución de los Depósitos de Nitrato)

1

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1.6. TEORÍAS DEL ORIGEN DE LOS DEPÓSITOS DE NITRATOS

1.6.1.- Origen Orgánico (Ericksen, 1983) La teoría establece que los depósitos se formaron principalmente durante el Terciario Medio y Cuaternario, los últimos 15-20 millones de años, cuando el desierto de Atacama comenzaba a formarse y gran parte de la superficie que corresponde a la Pampa del Tamarugal o Depresión Central del Norte de Chile estaba ocupado por numerosos lagos, formado por ríos 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 formación de estos grandes lagos, generaron las condiciones para que sus aguas fluyeran hacia el mar. Se produjo así un paulatino desecamiento, acompañado de un evidente cambio en las condiciones ambientales. De esta forma, mientras el nivel de los lagos descendía continuamente y sus costas mas orientales quedaban expuestas a la erosión del viento y del agua, se formaban múltiples lagos menores. En sus orillas continúo existiendo la vida animal y vegetal, representada por diversas especies, entre ellas, alga azul-verde, líquenes y bacterias, cuya existencia fue fundamental para la formación del salitre. En efecto, el ciclo vital de estas algas depende de su capacidad de fijar nitrógeno atmosférico durante la síntesis de componentes orgánicos, siendo la degradación de estos componentes y la acción de bacterias amonificantes los procesos que permitieron la liberación de amonio. Este fue posteriormente transformado a nitrato por la acción de bacterias nitrificantes.

N2 NH4+ Fijación del Nitrógeno

NH4+ N Orgánico Toma del Nitrógeno (Crecimiento de Organismos)

El N Orgánico NH4+ Mineralización del Nitrógeno (Desintegración)

NH4+ NO3

- Nitrificación

A continuación se explica éste proceso:

• La fijación del nitrógeno es un proceso en el cual el N2 se convierte en amonio.

Éste es esencial porque es la única manera en la que los organismos pueden

obtener nitrógeno directamente de la atmósfera. Algunas bacterias, por ejemplo

las del género Rhizobium, son los únicos organismos que fijan el nitrógeno a

través de procesos metabólicos. Esta simbiosis ocurre de manera bien conocida,

en la familia de las legumbres (por ejemplo, fríjoles, arbejas y tréboles). En esta

relación, la bacteria que fija el nitrógeno habita los nódulos de las raíces de las



legumbres y reciben carbohidratos y un ambiente favorable de su planta anfitriona

a cambio de parte del nitrógeno que ellas fijan. También hay bacterias que fijan el

nitrógeno que existe, sin plantas anfitrionas. Éstas son conocidas como fijadores

de nitrógeno libre sin límites. En ambientes acuáticos, las algas azules verdosas

(en realidad una bacteria llamada cianobacteria) es una importante fijadora de

nitrógeno libre sin límites.

• El amonio producido por el nitrógeno que fija la bacteria es usualmente

incorporado rápidamente en la proteína y otros compuestos de nitrógeno

orgánico, ya sea por la planta anfitriona, por la misma bacteria, o por otro

organismo del suelo. Cuando los organismos más cercanos a lo alto de la cadena

alimenticia (como nosotros) comen, usan el nitrógeno que ha sido inicialmente

fijado por el nitrógeno que fija la bacteria.

• Después de que el nitrógeno se incorpora en la materia orgánica, frecuentemente

se vuelve a convertir en nitrógeno inorgánico a través de un proceso llamado

mineralización del nitrógeno, también conocido como desintegración. Cuando los

organismos mueren, las materias de descomposición (como la bacteria y los

hongos) consumen la materia orgánica y llevan al proceso de descomposición.

Durante este proceso, una cantidad significativa del nitrógeno contenido dentro

del organismo muerto se convierte en amonio. Una vez que el nitrógeno está en

forma de amonio, está también disponible para ser usado por las plantas o para

transformaciones posteriores en nitrato (NO3-) a través del proceso llamado

nitrificación.

• Parte del amonio producido por la descomposición se convierte en nitrato a través

de un proceso llamado nitrificación. Las bacterias que llevan a cabo esta reacción

obtienen energía de sí misma. La nitrificación requiere la presencia del oxígeno.

Por consiguiente, la nitrificación puede suceder solamente en ambientes ricos de

oxígeno, como las aguas que circulan o que fluyen y las capas de la superficie de

los suelos y sedimentos. El proceso de nitrificación tiene algunas importantes

consecuencias. Los iones de amonio tienen carga positiva y por consiguiente se

pegan a partículas y materia orgánica del suelo que tienen carga negativa. La

carga positiva previene que el nitrógeno de amonio sea barrido (o lixiviado) del

suelo por las lluvias. Por otro lado, el ión de nitrato con carga negativa no se

mantiene en las partículas del suelo y puede ser barrido del perfil de suelo. Esto

lleva a una disminución de la fertilidad del suelo y a un enriquecimiento de nitrato

de las aguas corrientes de la superficie y del subsuelo.



Se sabe que el alga azul-verde sobre suelos húmedos puede fijar cantidades de nitrógeno relativamente grandes. Algunos estudios realizados en la gran cuenca del desierto de E.E.U.U. informaron que el índice de fijación de ésta bacteria fue 0.0001 a 0.01 kg Nitrógeno/m2 anual. Si se considera que un típico terreno de nitrato contiene entre 50 y 100 kg de Nitrógeno (equivalente 300-600 kg NaNO3) por metro cuadrado de superficie, entonces el nitrato en este terreno podría haberse acumulado entre 50.000 a 100.000 años, si no tuvo lugar pérdida alguna de nitrógeno físico, durante la transformación orgánica de nitrógeno 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 requería para ello un clima desértico, tanto para evitar la disolución y la erosión causada por el agua, como para permitir la evaporación. Este proceso natural permitió la precipitación del sodio y potasio, los otros dos elementos importantes que participan junto al nitrógeno en la formación de salitre, sulfatos, boratos, yoduro y cromatos que los acompañan. Todos ellos fueron traídos desde la Cordillera Andina por las aguas de los ríos y esteros, hasta los lagos salinos, convertidos actualmente

en los salares de la Depresión Central, vecinos de los campos de Nitrato. Se cierra así el ciclo genético del nitrógeno chileno, nacido en los márgenes de los lagos continentales bajo climas benignos, preservados en los campos de nitrato gracias a la aridez de un clima desértico. Estudios realizados (Ericksen, 1981) concluyeron que cantidades considerables de nitrógeno se fijan por reacciones fotoquímicas y electroquímicas. En cuanto al origen del yodo, Ericksen plantea que las fuentes mas probables serían películas ricas en estas sales sobre la superficie del Océano, las que estarían dispersas en burbujas; y también considera las emanaciones volcánicas en los Andes, pequeñas cantidades de yodo de este origen, se concentrarían lentamente en aguas salinas en el desierto, quizás con la ayuda ciertos microorganismos, tales como algas y líquenes azul-verde. En relación al Cromato, se plantea, que este ha resultado de la lixiviación prolongada de cantidades trazas de cromo, provenientes de grandes volúmenes de roca, formados por rocas volcánicas 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 alteración 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 relación al yodo está en la razón 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 formación de los depósitos de nitrato, este se pudo haber efectuado por el ambiente altamente oxidado de los depósitos de nitrato favorecieron la formación de yodo relativamente estable, el que se combinó para formar minerales, pero habrían permitido al bromo escapar como gas.



En resumen el autor considera que aún no es posible formular explicaciones definitivas para los orígenes de todos los componentes salinos y sus formas de acumulación. Pero se plantea que el nitrato es principalmente de origen orgánico, habiéndose formado por actividad microbial en o cerca de los lugares de los depósitos, y que la mayoría de las otras sales fueron lixiviadas de las rocas volcánicas de los Andes durante el Terciario y Cuaternario Superior. Los componentes salinos se habrían acumulado en antiguos lagos efímeros y en salares y, posteriormente, fueron erosionados por el viento y dispersados ampliamente en las áreas cercanas. Los depósitos probablemente comenzaron a formarse en el Mioceno medio, hace 15 ó 20 millones de años, y han continuado formándose hasta el presente. El clima extremadamente árido del Desierto de Atacama y que probablemente ha prevalecido desde el inicio del Mioceno (20 m.a.), ha sido esencial en la acumulación de los depósitos.

1.6.2.- Origen Inorgánico (Chong, 1994) Plantea una génesis del nitrógeno asociada a la intensa actividad volcánica del Terciario Inferior (44-65 m.a.) y una concentración y depositación de sales nitrogenadas en rocas permeables del marco geológico, mediante el agua (magmática, pluvial, superficial y subsuperficial). Procesos posteriores de enriquecimiento por capilaridad, removilización, erosión y redepositación, han dado origen a diferentes tipos de yacimientos, que contienen como principales minerales industriales, nitrato de sodio, yodo y sulfato de sodio. Su preservación habría estado determinada por las condiciones climáticas áridas y por el “sellamiento” de los depósitos por sales que se depositaron posteriormente. Esta idea de relacionar la génesis del nitrato con la actividad volcánica no es nueva. Es más, considerado la historia geológica de la región esta posibilidad es una de las más obvias o de una manera directa o a través de actividades secundarias (De Kalb, Fiestas y Steinrnann en Ericksen, 1981).

• Hipótesis de la Génesis de los Nitratos:

Se cree que el nitrógeno original se derivó de las fuentes magmáticas durante el intenso volcanismo del Terciario Inferior. El nitrógeno en forma de óxidos, componentes de amonio e incluso el nitrógeno elemental son abundantes en la actividad volcánica (Rankama y Saharna 1962; Babor e Ibarz 1973).

Hoy no es fácil dar respuestas obvias para explicar cómo este nitrógeno se fijo como nitratos. La idea que este tipo de magma, relacionado con los compuestos metálicos, incluye elementos que podrían actuar como catalizadores. Se puede esperar la depositación de nitratos de los compuestos de amonio con la presencia de sulfuro como catalizador. Al mismo tiempo, abundante oxígeno se espera de la reacción entre el agua y el nitrógeno, contribuyendo así a la producción de un potencial redox alto. Otras fuentes de agua abundante son las erupciones. Sin embargo, se piensa que la mayoría del agua meteórica que proporcionó las salmueras y la distribución más tarde de componentes salinos se produjo durante los cambios climáticos en el Oligoceno Inferior (33-38 m.a.). Para resumir, se propone lo siguiente:



• El nitrato y la mayoría de los componentes salinos asociados tuvo su fuente de origen en fluidos magmáticos producido durante la actividad volcánica del Terciario Inferior (44-65 m.a).

• En el Oligoceno (22-38 m.a.) los cambios del clima proporcionaron agua suficiente que promovió una intensa actividad geotérmica durante las fases terminales del volcanismo. Esta actividad geotérmica tuvo lugar en las áreas locales o a lo largo de fallas regionales. El agua meteórica 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 migración. En los depósitos sedimentarios, la permeabilidad de ciertos estratos fue un factor importante.

• La cristalización fraccionada ocurrió debido a la lixiviación; la capilaridad y lixiviacion; de elementos de las rocas del marco geológico fueron mas tarde los procesos de enriquecimiento.

• Las cantidades crecientes de agua durante el Oligoceno pueden haber sido responsables de la oxidación de menas metálicas, formando todos los Cloruros y Sulfatos que se encuentran en las zonas de oxidación.

• Se estima que los enormes sistemas de fallas regionales que prevalecieron durante el Oligoceno (Atacama y Sistemas de fallas del Oeste) proporcionaría una trampa geomorgológica para localizar las menas.

• Mas tarde la evolución geológica produjo disolución parcial y redepositación, mientras proporcionaba otros componentes salinos a los depósitos y lixiviando los elementos de las rocas basamentales.



• Algunos Argumentos a favor de la teoría:

Whitehead (1920) y Ericksen (1981) mencionaron una posibilidad similar cuando ellos consideraron rocas volcánicas del Jurásico y del Terciario Superior, respectivamente. En Araya y Toro (1983) y Chong (1984) una relación con actividad de alteración hidrotermal. Rivera y Stephens (1988) intenta explicar una asociación entre los depósitos del nitrato y la actividad geotérmica. Otros puntos incluyen:

1. Whitehead (1920) mencionó una relación entre Tobas Jurásicas y depósitos de nitrato en la parte del sur de la provincia de Antofagasta. Sin embargo, debido a la falta de datos en ese momento, él equivocó las rocas volcánicas Terciarias con rocas volcánicas del Jurásico, no obstante, él intentó probar la relación entre la actividad ígnea y la génesis del nitrato.

2. Chong (1973, 1977) describió ácidos y rocas volcánicas intermedias del Terciario Inferior en la parte del sur del Valle Central (Formación Chile-Alemania; Chong 1973). Anteriormente se había asumido que estas rocas eran del Terciario Superior por la correlación con la Formación de Riolítica de Brüggen (1950). Después, ellos volvieron sus objetivos a la exploración de depósitos hepitermales de Plata/Oro. Durante este estudio se observaron algunas relaciones minerales salino- metálicas.

3. En los depósitos de minerales metálicos, en zonas de alteración hidrotermal en rocas volcánicas, la presencia de un conjunto de sales es común. Los compuestos de sales aparecen relacionados espacialmente al enriquecimiento supergénico. Macroscópicamente, uno puede reconocer Yeso, Anhidrita, Halita y Tenardita. Otras sales minerales no han sido todavía estudiadas, pero parece que los carbonatos y los nitratos no son raros.

4. En depósitos de nitrato, en forma de vetas o diseminaciones, se encontraron exclusivamente tobas riolíticas y sin una relación con otras rocas, es común en algunos depósitos del nitrato (por ejemplo el Distrito de Taltal).

5. Se han observado algunos límites de alteración entre vetas de nitrato y rocas basamentales. Esto se interpreta como efectos de fluidos hidrotermales.

6. Se ha postulado la presencia de un área metalogénica a lo largo de la Depresión Central y parte de la Cordillera de la Costa entre las latitudes 20°0(YS y 24°30). Esta área incluye los depósitos del nitrato.

7. Finalmente, los recientes estudios muestran una extensa área Paleogeotermal emplazada en rocas del Terciario Inferior. Los afloramientos revelan la presencia de Mármol (CaCO3), Tobas, depósitos lacustres con abundante óxidos de manganeso, y palaeoconductos con relictos de abundante sal. Algunas muestras del área 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 geotérmico como soluciones hidrotermales originales.



• Marco Geológico

Con la excepción de Whitehead (1920), la literatura no intenta relacionar los depósitos de nitrato a una escena geológica específica. La hipótesis de ésta teoría es que esta escena geológica existe y, es más, se relaciona estrechamente a la génesis de las menas. Obviamente, los eventos geológicos posteriores pueden haber afectado esta escena. Aplicando esta hipótesis se distinguen cuatro unidades geológicas principales: Se relacionan tres directamente al génesis de los depósitos y su desarrollo siguiente, mientras la cuarta tiene un origen secundario, aunque también de un papel importante. Estas unidades se llaman:

1. Basamento (Paleozoico-Mesozoico)

2. Arco Volcánico Mesozoico-Cenozoico,

3. Secuencias Sedimentarias.

4. Arco volcánico Mioceno-Plioceno.

- Basamento

Esta unidad corresponde a rocas Paleozoicas-Mesozoicas que afloran en la Cordillera de la Costa, Cordillera Preandina y esporádicamente como rocas estructuralmente aisladas en el Valle Central. Sus características principales son:

- Paleozoico: Secuencias locales marinas y continentales afectadas por un bajo grado de metamorfismo. Los datos de Paleontología son bastante escasos y las secuencias se describen a partir del Devónico, Carbonífero y Pérmico (Chong, 1977).

- Triásico: Secuencias Marinas y Continentales interactuando con una serie volcánica importante.

- Jurásico: Marino, continental, sucuencias evaporíticas y una espesa serie volcánica de composición intermedia. Algunas intrusiones son de composición intermedias a básicas. Abundantes fósiles.

- Cretáceo Inferior: Representado por rocas volcánicas y continentales y algunos afloramientos de secuencias marinas. Intrusiones de composición intermedia.

- Cretáceo Superior: Serie volcánicas abundantes con menos sedimentos continentales. Rocas volcánicas de composición ácida a intermedia pero pueden incluir algunas raras rocas básicas. Intrusiones Hypabysales de composición similar están presentes.

- Arco Volcánico Mesozoico-Cenozoico

Reutter (1988) describió el emplazamiento del arco volcánico en el Cretáceo Superior-Eoceno a lo largo de la Cordillera de los Andes. Estudios posteriores establecen que también parte del emplazamiento ocurrió en el Valle Central y a lo largo de sectores del Rango Costero y que posiblemente se extendido al Oligoceno. La litología corresponde al riolítas, dacitas con andesitas subordinadas y algunos basaltos y obsidianas. Estas rocas se depositaron como lava y flujos de ignimbritas y como asociaciones piroclásticas con intrusiones hypabysales de la misma composición. También se han encontrado extensos afloramientos con abundante evidencia de un campo Paleogeotermal. Éstos incluyen depósitos lacustres con abundante óxidos de manganeso, cuarzo de baja temperatura,



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 Volcánico señalado se puede detallar como sigue:

- Este arco volcánico fue emplazado en parte en el Terciario Inferior y está relacionado a la génesis de los depósitos hepitermales de Oro/Plata y talvez a los pórfidos cupríferos.

- Hay una relación entre la distribución espacial de estas menas metálicas y los depósitos del nitrato. En algunos casos estas rocas volcánicas son la base del marco geológico 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 depósitos de nitratos, es decir las abundantes secuencias Jurásicas pudieron proporcionar cantidades importantes de yodo, halita, yeso y carbonatos.

- Secuencias sedimentarias

Esta unidad incluye capas lacustres, fluviales y aluviales así como rocas volcánicas depositadas en cuencas interiores del Valle Central. La relación con los depósitos de nitrato es la siguiente:

- En la latitud de Pisagua algunos depósitos lacustres fueron levantados dentro del borde oriental del Valle Central. Ellos son similares a aquéllos del área de "pampitas" (Chong, 1984, 1988) y de otros situados al sur (es decir Cerros del la Joya, Lagunas). Estos sedimentos descansan sobre los depósitos de nitrato y los pueden haber destruido en parte por la erosión. 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 depósitos del nitrato a lo largo del sector oriental de la Cordillera de la Costa (Salares de Bellavista y Pintados).

- Hay algunas cuencas, como Montecristo-María Elena, Quillagua, y Lago Soledad, unidas al desarrollo del Río Loa. Sus sedimentos son más jóvenes que los depósitos del nitrato.

- Arco Volcánico Mioceno-Plioceno

Esta unidad corresponde a la más joven, todavía 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 volcanoclástica; ambos inferiores al basamento del Palaeozoico-Mesozoico. Este sistema, siendo más joven, no se relaciona directamente a los depósitos del nitrato, pero puede haber proporcionado algunos elementos que se han depositado en las cuencas de nitrato, o directamente a través de aguas subterráneas.



• Evolución Geológica de los Depósitos

Aceptando que los depósitos fueron emplazados en el Terciario Inferior, su evolución geológica puede ser resumida como sigue:

En el Oligoceno Inferior junto al levantamiento de los Andes comenzó una intensa erosión. La reactivación de las fallas regionales produjeron las principales unidades geomorfológicas presentes. Durante este tiempo el clima era más húmedo, fueron definidas junto con la depositación de espesas secuencias sedimentarias. El Volcanismo todavía era activo pero era menos intenso que en tiempos de Paleoceno-Eoceno. Durante este período fueron emplazados los pórfidos chilenos de cobre más 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 mayoría del Norte de Chile, entre Arica e Iquique con la destrucción consecuente de algunos depósitos de nitrato. No obstante la mayoría de los nitratos fueron protegidos de la erosión porque ellos fueron sellados por las sales.

En el Mioceno Medio y Superior empezó la formación del Altiplano y el Valle Central se volvió una cuenca endorreica con continua sedimentación. Se formaron los sistemas lacustres (María Elena, Lago Soledad y cuencas de Quillagua) y estuvieron vinculados a través del desarrollo del Río Loa. Todos estos sistemas del fluvio-lacustres erosionaron los depósitos de nitrato en el Valle Central.

En el límite del Mioceno-Plioceno tuvo lugar una nueva fase tectónica. 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 Río Loa comenzó a cortar hacia el mar. En tiempos del Plioceno el clima cambió a árido 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 Río Loa completó el drenaje al lago Soledad. Algunos cuerpos aislados de agua se volvieron llanos de sal (Lomas del la Sal, Cerro Soledad, Lagunas Sur). Los depósitos marinos de la cordillera de la costa fueron completados; en algunas partes de la costa el levantamiento costero cesó y se formaron las terrazas de abrasión. Los reactivación de las fallas causaron algunos depósitos 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 volcánica al este era intensa y algunos materiales fueron transportados hacia el oeste a las cuencas de nitrato.

En el Plioceno Superior se estableció el modelo geomorfológico y el clima actual. La pendiente regional fue al Este y grandes abanicos aluviales fueron formados. En su parte distal la deposición de salares y corrientes destruyeron algunos depósitos de nitrato. De la actividad volcánica más materiales se introdujeron en las cuencas vía el agua subterránea. La extrema aridez produjo la formación de estratos de sulfato conocida hoy como "panqueque". Su evolución generó los niveles de "losa" y "chuca." La capilaridad y camanchacas tuvieron un papel secundario en la evolución de las menas del nitrato a través de solución y redepositación de sales de la superficie.



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



1.7. FORMAS DE LOS DEPÓSITOS DE CALICHE No existe una clasificación universalmente aceptada de los depósitos de nitrato. Whitehead (1920) los dividió en Viejos, Jóvenes y Maduros. Pero su clasificación no fue utilizada. Ericksen (1963) los dividió en depósitos Aluviales, depósitos en Roca y depósitos en Salares, Rivera y Stephes (1988) los clasificaron en depósitos Primarios y Secundarios, Chong (1994), los clasifica en depósitos Sedimentarios (aluvial), depósitos en Roca y depósitos Miscelaneos (salares). Los actuales caliches explotables han variado mucho desde los tiempos en que se inició su primera explotación 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 están 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), así como en diseminaciones irregulares en rocas de edad y naturaleza diversa. Así se presenta en rocas metamórficas, volcánicas, volcanoclásticas, sedimentitas terrígenas y carbonáticas, e intrusivos de edades que abarcan del Paleozoico al Cenozoico. El caso más frecuente es, no obstante, encontrarla rellenando la porosidad de materiales volcanoclásticos terrígenos 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, yodato-sulfatos y cromatos, constituyen la mena de los yacimientos de nitrato de Chile, acompañando a sulfatos, cloruros y, en bastante menor proporción, boratos y carbonatos. Los depósitos de nitrato muestran características que indican la lixiviación diferencial durante y después de su acumulación. Lo más notable es una estratificación resultante de la disolución y re-depositación de los minerales más 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 más claro en el caliche en material aluvial donde se distinguen diferentes capas. Los diferentes depósitos 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 sódicos (caliche blanco).

• Los yacimientos en depósitos aluviales o sedimentarios, (Chong, 1994) se

caracterizan por rellenar porosidades de menor tamaño que en los yacimientos de roca, tanto de fractura como sedimentarias, en sedimentos terrígenos. Las porosidades sedimentarias (o de alteración) son de escala milimétrica o menor. Su mena es de color pardo oscuro y recibe comúnmente el nombre de caliche negro (Chong, 1991,1994).

Ambos tipos de yacimiento se presentan asociados. Así en una misma área, se puede encontrar mena de nitrato en la porosidad de los materiales terrígenos que constituyen los depósitos aluviales y, también, en el sistema fisural de la roca que conforma el basamento.



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

1.7.1.- Depósitos Sedimentarios o Aluviales: Estos depósitos se definen como aquéllos en qué las sales económicamente importantes se encuentran en rocas clásticas. Ellas muestran fases diferentes de diagenesis, la litología 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 detrítico.

El estrato económicamente importante, llamado "caliche", está adjunto en una sucesión horizontal que ha sido descrita sistemáticamente en la geológica y literatura técnica. El "caliche" tiene muchos nombres locales diferentes, según su apariencia física; sin embargo, esta nomenclatura, no es de uso práctico, con la probable excepción 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 macroscópicamente y pueden estar presentes en todos los tipos de depósitos. 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 difícil establecer una columna estratigráfica tipo de un depósito sedimentario pero, después de estudiar muchas secciones, un estudio detallado de G. Chong, presenta lo siguiente:

- La sucesión salina-clástica de los depósitos sedimentarios se ha interpretado sistemáticamente como del Cuaternario o, en algunos casos, a partir del Terciario Superior (2-23 m.a.). Se piensa que debe ser más vieja y parte de origen sedimentario de rocas volcánicas del Terciario Inferior (44-65 m.a).

- El volcanismo asociado fue debido al desarrollo del arco volcánico del Cretáceo-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 más húmedo. Esto se documenta por las espesas sucesiones sedimentarias continentales esta edad (Chong 1977).

- Una inclinación regional al Este es aceptada

- Se cree que existió una fase principal de mineralización representada por el estrato de "caliche", pero los niveles de mineralización secundaria están también presentes en los estratos. Así, el proceso de mineralización habría sido recurrente.

- Los Diques clasto-salinos, llamados diques de arena por Ericksen, (1981) están relacionados a las secuencias sedimentarias. Estos diques son de edades diferentes, y a veces se asume que son "alimentadores" del estrato económicamente importante. En algunos casos ellos tienen una relación íntima con las canalizaciones de campos



geotermales. Se puede apreciar que ellos fueron inyectados con una presión hidráulica alta. En algunos otros casos ocurre una inyección pasiva, documentada por sales fibrosas.

- Se cree que hay otros ciclos sedimentarios de deposición posterior al nitrato que no se relaciona genéticamente 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 fracción detrítica de grano fino. Hay una unidad salina especial de clastos conocida como "panqueque". Está formado por material clástico de grano fino, como la, anidrita, yeso y halita. Los "panqueques" pueden estar muy bien cementados y pueden incluir estratos de monominerales en su división más baja (tenardita, ulexita). El espesor del "panqueque" puede alcanzar 1.5 m, aunque normalmente varía de 60-80 cm. Es de color rosa a amarillo y puede encontrarse a diferentes niveles. En contraste, los depósitos más viejos muestran los polígonos 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 composición vertical debido a la lixiviación. La "costra" superior se enriquece con sulfatos, aunque el "caliche" subyacente se enriquece con los compuestos muy solubles como los nitratos y cloruros.

La formación es típica de los depósitos Chilenos y la más importante desde el punto de vista de su explotación. Los depósitos 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 pequeñas hondonadas que a veces se unen para formar quebradas profundas. Los depósitos están formados por diversos estratos que pueden observarse fácilmente haciendo un corte profundo del terreno. Estos estratos son los siguientes: Estratos de Tapa : Chuca, Costra Estrato Útil : Caliche Estratos de Asiento : Congelo, Banco, Coba



(Figura 2, Depósitos Sedimentarios)

Chuca o Chusca: Manto superior, tierra suelta de color gris oscuro hasta café, 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. Está formada por yeso, arcilla fragmentos de roca; es en parte material eólico y en parte residual de la meteorización superficial de la porción superior del caliche. Localmente, la porción 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 varía siendo café 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 varía de 15 ppm a 25 ppm, su espesor varía de 30 a 60 cm. Caliche: Materia prima de la elaboración del salitre, se presenta en forma de brecha o arenisca, cuyas partículas están cementadas por diversas sales, entre las que predominan los cloruros, sulfatos, nitratos, magnesio, potasio y sales de yodo, las leyes de nitrato varían de 6 a 25%, en yodo de 280 ppm a 700 ppm. La composición del caliche, tanto en su parte soluble como insoluble es muy variable.



En la composición del caliche, entran las siguientes sales: Nitratos- (Na, Mg, K, Ca)

El nitrato de sodio puede tener una ley que supera el 15%, antiguamente podíamos encontrar leyes por sobre el 30%. El nitrato de potasio se encuentra en casi todos los caliches, los nitratos de calcio y magnesio son más escasos. Cloruros- (Na, K, Mg, Ca)

El cloruro de sodio no falta casi en ningún caliche, y se encuentra en gran abundancia en la parte mas baja de los depósitos. Sulfatos- (Na, K, Ca, Mg, Al)

El Sulfato de Sodio existe en casi todos los caliches; los de Tarapacá son los que tienen menos; los de más 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 éstas sales se pueden citar otras que tienen particular importancia como el perclorato de potasio, el yodato de calcio (Lautarita), y el yodocromato de sodio (Dietzeíta). La parte insoluble está formada por arcilla (caliches borrosos), caolín (caliche ahuesado) y ripios o pequeños guijarros (caliche ripioso). Físicamente el caliche presenta variaciones tan grandes como las observadas en su composición química: es una sustancia de sabor salado fresco, ligeramente higroscópica, que absorbe la humedad del aire y puede disolverse en ella. Según el color se distinguen muchos grupos: así 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 más común, 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 más duros sobre 2,0 (Ton/m3); la Darapskita tiene una densidad de 2,0 Las determinaciones de gran número de muestras dan de 2.1 a 2.3; un buen promedio es 2,2.



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 está constituida por tierra suelta algo húmeda mezclada con pequeñas piedras. Debajo de estos estratos se encuentran las rocas volcánicas que forman la Cordillera de los Andes.

1.7.2.- Depósitos en Roca

Éstos son depósitos de nitrato de alta ley en que la mena se localiza en rocas en vetas, vetillas, cuerpos macizos irregulares de sedimentación fina. Las rocas encajadoras son de litología y edad diferente, e incluye sedimentos marinos, rocas volcánicas y rocas intrusivas. Las dimensiones de los cuerpos de la mena varían de unos centímetros a más de un metro de espesor; su longitud puede alcanzar ciento de metros.

Estos depósitos se han explotado en minas subterráneas. En algunos lugares (Sierra Gorda) estos cuerpos de nitrato macizos tienen una relación íntima con mineralización metálica. Aquí, aparecen los óxidos de cobre al igual que los cuerpos de nitrato.

Con la excepción de vetillas y diseminaciones de tobas riolíticas de ignimbritas, estas menas muestran una mineralización a través de canalizaciones. Las soluciones enriquecidas originales circularon a través de fallas y fracturas y fueron después depositadas en fracturas abiertas y estratos planos.

La relación entre los “Diques de Arena” puede ser observada directamente. Algunas veces estas fracturas fueron usadas como marcadores para localizar los depósitos subterráneos

1.7.3.- Depósitos Miscelaneos o en Salares Los salares son depósitos de sal que se encuentran en la parte mas baja de la formación salitrera, la superficie de los salares está constituida por una capa de sal y arcilla, muy irregular, dura y hueca. El caliche se presenta en los salares en pequeñas capas o aflorecientes, muy duro, poroso y soluble. Los depósitos de salitre de salares provienen de otros depósitos mas primitivos y situados a mayor altura. Por la acción 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 depósito. 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.



(Columna Estratigráfica Típica Yacimientos de Nitratos)



(Figura 3: Depósitos Sedimentarios o Aluviales)



1.8. MINERALOGIA DE LOS YACIMIENTOS DE CALICHE La tabla adjunta muestra un análisis mineralógico de los yacimientos de caliche donde se muestran sus diferentes sales:



De los muchos minerales salinos presentes la Halita y Nitrato de Sodio son los más 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 más abundantes son Bloedita, Yeso, Anhydrita y Glauberita. También son abundantes los minerales de Sulfato-Nitrato, Darapskita y Humbertonita. La Ulexita es el mineral dominante de Boro. Con relación a la mineralogía del yodo, las cuatro sales que figuran a continuación están 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 químico de la compañía 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 continuación se describen otras sales de Yodo descubiertas: Hectorfloresite Na 9IO3(SO4)4 , descubierta en 1898, Pampa Rica, Alianza, Victoria. Iodargyrite AgI, Hexagonal, descubierta en 1859 en Chañarcillo, Caracoles Schwartzembergita Pb6(IO3)Cl4O2(OH)2, descubierta en 1868 Atacama Cachinal, Paposo Marshite CuI, descubierta en 1892, Antofagasta. Miershite 4AgIxCuI, descubierta en 1898, Antofagasta



Salesite CuIO3(OH), descubierta en 1939, Antofagasta Bellingerite Cu(IO3)2x2H20, descubierta en 1940, Antofagasta Tocornalite (Ag,Hg)I, descubierta en 1940, Antofagasta Coccinita HgI2, en Chacabuco, color naranja Iodcarnallite KMgI3x6H2O, en Tarapacá Cuproidargyrita (Ag,Cu)I, en Caracoles Seeligerite IO3Cl3Pb3O, en Santa Ana, Antofagasta Georgeericksenite Na6Ca,Mg(CrO4)2(IO3)6x12H2O, en oficina Chacabuco Carlosruizite K7NaMg10(SeO4)12(IO3)12x12H2O, en Zapiga, color Amarillo Iodobromita 2AgClx2AgBr x AgI También existen otras sales de Yodo no estudiadas aún por su complejidad, especialmente en condiciones ácidas. Es importante señalar que los nitratos y yodo del caliche que presentan un mejor comportamiento en lo concerniente a su condición de equilibrio físico-químico para su extracción, se encuentran en la región de Tarapacá, continuando los de Antofagasta sector Toco y Pampa Central y posteriormente los de Aguas Blancas y TalTal. Que de acuerdo a una de las teorías de formación, se debe a la menor existencia de Magnesio y las condiciones climáticas de enfriamiento y lluvias de la zona. (Chong 1991).

1.9. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CALICHE El caliche está constituido aproximadamente por un 35 a 45% de sales, pero geológicamente consiste en rocas sedimentarias clásticas y volcanoclásticas 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 están cementadas por sales en sus grietas, fracturas, porosidad por efecto de depósitos aluviales. El análisis espectro gráfico del caliche deja manifiesto sobre 65 elementos, los principales son, Aluminio, Manganeso, Cromo, Mercurio, Boratos, Potasio, en menor cantidad Níquel, Bario, Litio. La composición química del caliche es muy variable dependiendo del yacimiento, en la tabla siguiente se muestra la composición química del caliche en diferentes faenas:



TIPOS DE CALICHE:

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

Fotografía N°2: Veta de Caliche Blanco de habito columnar



Fotografía N°3: Caliche Blanco, Caliche Violeta y Caliche Azufrado

(Caliche/Litología Arenisca)

15 cm

Abundante desarrollo de matriz arenosa con un 30 a 40% de clástos mayores a 2 mm. El cemento salino se concentra en la matriz y en los bordes de los fragmentos mayores. Compacta.

Tamaño de grano de arena fina a gruesa con Escasa participación de clastos mayores a 2 mm. Fuertemente cementada con nitratos con desarrollo De vetillas paralelas a la estratificación. Muy Compacta



(Caliche/Litología Arenisca Brechosa)

(Caliche/Litología Brecha)

2. EVALUACIÓN DE YACIMIENTOS

2.1. MUESTREO El muestreo es la primera fase involucrada en los procesos de evaluación de un yacimiento y la que va a condicionar, en gran parte, la viabilidad económica de la explotación, presenta una serie de características que la confieren un carácter crítico. “si las muestras no son representativas del yacimiento, el resto de la evaluación carece de

interés”.

La persona encargado de llevar a cabo el muestreo debe asegurar que factores tales como la cantidad de muestra a tomar, su disposición, la reducción de la cantidad de muestra original etc., aseguren la representatividad. El muestreo es “una parte representativa de un todo más grande que se toma con el objetivo de estudiarla” y que constituye “una parte de una población estadística cuyas propiedades se estudian para obtener información del conjunto total". La muestra es“...una relativamente pequeña cantidad de material, tomada de acuerdo con un procedimiento sistemático, a partir de la cuál se evalúan las características del conjunto al que representa”. La combinación de ambas definiciones hace aflorar las características básicas que debe cumplir un muestreo, así como los objetivos que se persiguen: representatividad, procedimiento sistemático en la obtención y, como objetivo

fundamental, la obtención de información 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, básicamente, de formas diferentes:

1. En la textura de la mineralización, pues una mena de tamaño grueso, a igual ley, es más heterogénea que una fina y

De 50 a 90% de los fragmentos corresponden a clástos 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 clástos. Comúnmente desarrolla oquedades rellenas de nitrato. Menos compacta.



2. En la composición mineralógica, ya que la homogeneidad es menor, a igual ley, en aquellos minerales que poseen un porcentaje más elevado en la fase de interés económico.

La toma de muestras, en yacimientos metálicos o de roca y minerales industriales, se lleva a cabo en diferentes estadios a lo largo de los procesos de exploración, evaluación y explotación. Durante la fase de exploración, el muestreo tiene como objetivo primordial el análisis de los testigos de los sondeos, con el fin de evaluar las intersecciones de mineral comúnmente muy separadas entre sí. De esta forma, se tendrían leyes y espesores in-situ, pero se obtendrá poca información sobre la continuidad de la mineralización potencialmente económica y, prácticamente, 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 evaluación se cierra la malla de sondeos y se obtiene un número mucho mayor de muestras, lo que permite matizar los datos obtenidos en la fase de exploración, generándose un mayor grado de precisión en la estimación. Durante la fase previa a la explotación, si ésta se va a llevar a cabo, el muestreo tiene como objetivos establecer ensayos sobre muro y techo de las galerías, en caso dé que el método de explotación sea subterráneo, teniendo muy en cuenta, no sólo la mineralización, sino también la dilución potencial por material estéril o de baja ley. El muestreo, por ello, es mucho más intenso en esta fase, obteniéndose datos para establecer bloques individuales de explotación, zonas internas de baja ley o estéril, áreas de diferente comportamiento mineralógico, etc. También puede servir para definir zonas que contienen, por ejemplo, elementos penalizables o elementos que pueden actuar como subproductos. Durante la propia fase de explotación, el muestreo se realiza para establecer los controles de leyes, cuyos objetivos pueden ser muy variados: comparación con los modelos de estimación previos, agotamiento de zonas, presencia de áreas de baja ley, etc. También se suele llevar a cabo, en zonas limítrofes al yacimiento delimitado, con el objetivo de ampliar las reservas existentes, lo que produce un aumento de la vida de la explotación minera y, con ello, una mejor amortización de las inversiones. La investigación que se realiza en las muestras obtenidas puede tener un carácter muy variado: análisis químicos para el cálculo de leyes, análisis físicos y/o tecnológicos. Aunque los análisis físicos y tecnológicos poseen una indudable importancia, son lo químicos los que, en un primer estadio, centran el interés del muestreo, pues son los que van a definir si la mineralización tiene el suficiente valor económico como para que sea viable continuar con el proyecto minero.

Muestreo en sondajes: La realización de sondeos en minería resulta una labor sumamente frecuente, por lo que su adecuado muestreo resulta básico, tanto en la etapa de exploración, principalmente, como en la de evaluación e, incluso, en la de explotación. No hay que olvidar que, en la actualidad, la mayor fuente de muestras lo constituye esta técnica, por lo que su erróneo tratamiento puede generar importantes errores que, en la mayoría de los casos, se van acumulando, imposibilitando, posteriormente, la adecuada evaluación del yacimiento. Por ello, y como se acaba de comentar, hay que poner un énfasis especial en todo lo relacionado con la testificación y toma de muestras en los sondeos. Aunque es un método caro los



sondeos con recuperación de testigo presentan una serie de ventajas frente a otras técnicas de muestreo (p.e. ranurado o muestreo en material ya extraído): Ventajas Sondajes con Recuperación de Testigos: 1. Se obtiene una muestra continua de todo el material mineralizado, aunque, en ocasiones, la posible presencia de bajos índices de recuperación 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 evaluación. 2. Los procesos de contaminación son inferiores, comparativamente, a los que se pueden llegar a sufrir con otros métodos de muestreo, especialmente en el caso de los Aire Reverso. Si la citada contaminación está presente, se puede lavar el testigo con agua o soluciones ligeramente ácidas (p.e. ácido clorhídrico diluido).

3. Se consigue un volumen constante por unidad de longitud, factor éste casi imposible de conseguir con otras técnicas de muestreo. 4. Se obtiene una correcta información mineralógica, textural y geotécnica, 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 diseñadas para este efecto, usualmente de madera o cartón plastificado. En este momento hay que tener especial cuidado en comprobar, de forma lo más exacta posible, que las profundidades están correctamente calculadas, así como la orientación del trozo de testigo. Errores como la inversión en el sentido del trozo de testigo son comunes, por lo que hay que intentar que no se produzcan. También es el momento de testificar, aunque sea de forma rápida, como se va desarrollando la recuperación. El trozo de testigo, una vez limpio y acondicionado, se divide, normalmente, en dos trozos, uno de los cuales se utiliza para el análisis de leyes o contenidos y el otro se guarda en la caja correspondiente para ulteriores análisis o comprobaciones. Para la división 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, qué 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 mineralización (la ley debe ser lo más uniforme posible para cada intervalo). 2. Cambios en la mineralogía de las fases de las fases de interés económico (p.e.calcopirita y bornita) 3. Cambios en las minerales que pueden condicionar el método de tratamiento en la planta (p e. de sulfuros a óxidos y silicatos). 4. Cambios en la litología de la roca encajante (p.e. pizarras a cuarcitas). 5. Cambios en la textura de la mineralización (p.e. de masiva a diseminada). 6. Potencia de la mineralización (los niveles finos mineralizados deben ser muestreados a intervalos menores que si se trata de un único y potente nivel mineralizado).



7. Si los valores de las muestras se utilizarán 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 erráticos 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 erráticos, con lo que se minimiza el error. El otro tipo de muestra que se puede obtener en minería, producto de la utilización, de una perforadora de sondeos de circulación inversa, son los detritus o polvo procedente de la destrucción 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 pequeño tamaño que hacen inviable numerosos tipos de análisis (p.e. ensayos geotécnicos). Las máquinas suelen llevar incorporado ciclón en el que se recogen los detritus, normalmente con dos salidas para permitir obtener copias idénticas de cada muestra. El propio ascenso del material y su inclusión en el ciclón genera la suficiente homogeneización 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 definición de longitudes de muestreo es válido para este caso, pues si bien el material, como es lógico, posee un aspecto físico diferente, su incidencia en las labores de estimación de las reservas es semejante. La toma de muestras no es la única labor que se debe llevar a cabo con los sondeos, pues el esfuerzo en dinero y tiempo, para su realización, hace imprescindible la obtención de la máxima información posible. Por ello, aspectos tales como el manejo de los testigos (extracción, disposición en cajas, transporte y almacenamiento), testificación detallada, etc., deben realizarse de forma completa y adecuada. En el log, la hoja de testificación, deben figurar todos aquellos datos que se considerar, imprescindibles para una correcta testificación del sondeo. En concreto, el log debe a incluir, como mínimo, la siguiente información:

1. Datos generales del sondeo: proyecto, número de sondeo, acimut e inclinación iniciales, coordenadas (X, Y, Z), fechas de comienzo y finalización, contratista (ingenieros y geólogo) que realizó la testificación.

2. Incidencias de la perforación: medidas de desviación, nivel freático, etc. 3. Datos no geológicos del testigo: diámetro, intervalo de maniobras, recuperación,

número de caja. 4. Descripción geológica del testigo: tipo de roca, textura, alteración, color,

estructuras, edad, etc. 5. Descripción de la mineralización: estimación semicuantitativa de minerales,

paragénesis, etc. 6. Datos de muestreo: intervalo y número de muestra. 7. Resultados de determinaciones y muestreos. 8. Observaciones: todos aquellos aspectos relevantes y no incluidos en los apartados

anteriores, 9. Log gráfico: representación gráfica de los datos a la escala adecuada



Sondajes Aire reverso:

La principal característica del muestreo de minerales mediante perforación de circulación reversa, es la recuperación de la muestra por una tubería ubicada en el interior de las barras de perforación. El aire a presión baja por el espacio anular entre ambas tuberías y es inyectado por los lados de la cabeza giratoria del sistema, produciéndose 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 ciclónico que decanta los fragmentos en una bolsa plástica para su posterior pesaje, estudio y análisis. Dependiendo de la dureza de las formaciones atravesadas, el equipo de perforación puede funcionar con el sistema de perforación 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 explotación, se realizan cateos y sondajes que entregan información referida a leyes y comportamiento de los mantos de caliche. La técnica de cateo consiste en la perforación manual, en terreno, de una cavidad o saca de 1,5 metros de profundidad con diámetro promedio de 1 metro. Las catas se realizan conforme a la marcación efectuada en terreno por topografía, dependiendo del tipo de evaluación que se quiera dar al sector, se marcaran tres tipos de mallas diferentes comenzando por la de reconocimiento hasta llegar a una más reducida que permitirá realizar la planificación de la explotación. Actualmente se puede definir tres tipos de trabajos de exploración, que permitirán evaluar reservas Probadas, Probables y Posibles, estos tipos de cateo corresponden a:

• Exploración Preliminar (Malla 400x400; Reservas Posibles) • Exploración de reconocimiento (Malla 100x100; Reservas Probables) • Exploración de control (Malla 33x33; Reservas Probadas)

Exploración 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 información recopilada se genera la primera evaluación de reservas Inferidas o Posibles. Exploración de Reconocimiento: una vez evaluadas las reservas utilizando el cateo de preliminar, se realiza una malla menor, con la finalidad de obtener mayor información de leyes y espesores, para realizar este cateo se trabaja con mallas de 100*100 metros. Con esta información se tienen las reservas Indicadas o Probables. Exploración de Control: con la finalidad de asegurar los sectores a explotar se divide el terreno en áreas aun más pequeñas por explorar, conformando mallas demarcadas de 33*33 metros, con esta información se logra realizar una evaluación certera de leyes y espesores de explotación y como se encuentran distribuidos, para que sea factible su explotación.



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, así se obtiene una muestra representativa de las paredes de la cata, esta muestra es de aproximadamente 20 kilos, la cual se ensacará y se le asignará el numero de cata correspondiente La marcación 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, además de su numeración. La cata se realizara a un costado de la estaca y luego del muestreo se chequeará el sector y la numeración entregada. La muestra ensacada será remitida a laboratorio para realizar los análisis químicos pertinentes para la determinación de contenidos de yodo y nitrato que permitirán discriminar sectores de explotación. En tabla adjunta se muestran los perfiles característicos 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 análisis permiten concluir a que profundidad se encuentra el manto con mayor contenido de ley. El cálculo de la ley se define como sigue:

Ley Sj: ∑(Li*Pi)/ ∑Pi

Donde: Sj : Ley Sondaje en espesor j Li : Ley Sondaje Tramo i Pi : Peso muestra tramo i

1,5 m

1,0 m

1,0 m

Canalas



(Ejemplo Perfiles Malla de Sondajes 33x33 metros)



(Fotos Sondajes Faenas de Caliche)



2.2. DENSIDAD DE MUESTREO El siguiente aspecto a considerar, después de conocer cómo se ha de tomar la muestra, se centra en la densidad del muestreo, es decir, la separación o distancia entre las sucesivas muestras. Tampoco es una tarea fácil, pues un excesivo muestreo lleva consigo un gasto económico innecesario, mientras que un número muy limitado de muestras puede afectar a la representatividad del conjunto, lo que incide en las posteriores labores de estimación de reservas. En general, existen cuatro grandes métodos a la hora de establecer la distancia que se debe tomar entre las sucesivas muestras: (1) coeficiente de variación, (2) geoestadística, (3) correlograma y (4) diferencias sucesivas. En éste curso sólo se analizaran los dos primeros. Método basado en el coeficiente de variación:

Este método utiliza como base de cálculo un parámetro estadístico denominado coeficiente de variación. Este coeficiente se establece calculando el cociente entre la desviación estándar y la media de un conjunto de datos (p.e. valores de leyes o contenidos en el

elemento útil), multiplicado por cien. Es una medida de la dispersión de los datos (al utilizar la desviación estándar) y centralizada al incluir la media. Por ello, cuanto más separados estén les valores, es decir, mayor diferencia exista entre los valores extremos, menor será la distancia de muestreo que se deba aplicar. Esto es lógico, pues si el conjunto de datos posee una gran similitud en sus valores, lo que se traduce en una notable

homogeneidad en la mineralización, la desviación estándar es baja, el coeficiente de

variación también y, por tanto, la distancia de muestreo será grande.

Una vez conocido el coeficiente de variación, se entra en una tabla, establecida según la experiencia en una gran cantidad de yacimientos, que permite definir la distancia más correcta entre muestras. Este método es útil, pues es aplicable a la generalidad de los yacimientos y está basado en el conocimiento de un gran número de depósitos, Sin embargo, no contempla, como es lógico, las particularidades propias del yacimiento en estudio (sólo expresadas a partir de un valor, el coeficiente de variación, lo que no es suficiente), por lo que su utilización debe ser complementada con algunos de los otros métodos.



Se definen los siguientes conceptos para el cálculo del Coeficiente de Variación: Media: Es la media aritmética de la distribución, dado por la fórmula:

m i

i

n

Xn

X==

∑1

1 Varianza: Describe la variabilidad de la distribución. Es la medida de la desviación o dispersión de la distribución y se calcula por:

( )2 2

1

1

1σ =−

−∑=n i mX Xi

n

Desviación estándar: Describe la tendencia o dispersión de la distribución. Es la medida de desviación alrededor de la media. Se calcula por:

σ = σ 2

Coeficiente de variación: Es una medida de la variación relativa de los datos y puede ser calculado por: CV = σ/Xm y en porcentaje como: 100 CV = 100 (S/Xm) % Proporciona una comparación entre la variación de grandes valores y la variación de pequeños valores. Para un análisis de leyes en faena Negreiros (aprox. 3500 datos), el Coeficiente de Variación fue de 0.39; considerando la tabla adjunta, el espaciado entre las muestras estaría dado entre 50 y 60 metros. Método basado en la Geoestadística: La Geoestadística, ofrece un método para definir la distancia de muestreo. Una vez calculado el semivariograma —variograma— experimental para las leyes o contenidos útiles del mineral, bien en una dirección 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 óptima (distancias mayores implican muestra, no correlacionadas, mientras que distancias menores suponen, teóricamente, sobredensidad de muestreo.

Se definen los siguientes conceptos: Sean x y x+h dos puntos en el espacio: x+h x

h



Se define la función teórica “Variograma-Semivariograma” γ(h) como: γ(h) = 0,5*PROMEDIO (diferencias)2 de leyes en datos que están a la distancia h El variograma se define como la media aritmética de todos los cuadrados de las diferencias entre pares de valores experimentales separados una distancia h (Journel y Huijbregts, 1978. La función γ(h) se denomina semivariograma, la cual puede ser obtenida por la expresión.

[ ]∑=

+−=)(

1

2)()()(2

1)(

hNp

i

ii hxZxZhNp

hγ

donde: Np(h) es el número 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:

300

350

400

450

500

550

600

z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8

i) γ(h) = [(z2-z1)2+ (z3-z2)2+………. (zn-zn-1)2]/(2(n-1)) ii) γ(2h)= [(z2-z1)2+ (z3-z2)2+………. (zn-zn-2)2]/(2(n-2)) iii) γ(3h)= [(z2-z1)2+ (z3-z2)2+………. (z n-zn-3)2]/(2(n-3))

h



Posteriormente los valores γ(0), γ(h), γ(2h), γ(3h),….. se llevan a un gráfico

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

2500



2.3. DESCRIPCIÓN MALLAS DE SONDAJES EN FAENA

(Mallas de Sondajes Faenas)

100 m

Sondajes

Sondaje Madre Sondaje Hijas

33,33 m

100 m

Ley I2 (ppm)

Espesor (m)

33,33 m



(Base de Datos Sondajes)

(Interpolación Leyes Sondajes)

Datos : 3781 Máximo : 1776 Mínimo : 56 Media : 514 Desviación Estándar : 203



La siguiente gráfica muestra las leyes medias acumuladas asociadas a diferentes profundidades de un determinado sector de la mina. En éste 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

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

600 m m000

160 m m000



Considerando las leyes medias por cada 0,5 metros, podemos observar que éstas van decreciendo a medida que profundizamos en el manto de Caliche. En éste caso las mejores leyes se encuentran entre los 1,0 – 2,5 metros.

(Comportamiento Manto Caliche en Profundidad)

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



2.4. CLASIFICACIÓN DE RESERVAS Y RECURSOS En el proceso de estimación 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 económicas del mercado y el nivel tecnológico de la industria. La clasificación del mineral dentro de un yacimiento significa recopilar, procesar y corregir la información bruta procedente del mismo, para llegar a una presentación condensada y sintetizada, base de partida para otros estudios. El procedimiento de clasificación del mineral dentro de un depósito se fundamenta en tres criterios básicos: viabilidad económica, certidumbre geológica y aprovechamiento o recuperación del mineral. SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN Y DEFINICIONES BÁSICAS A grandes rasgos, existen dos esquemas básicos de clasificación: el esquema de “Reservas de mineral” al que se ha prestado la mayoría de las atenciones durante las últimas décadas, y el esquema de “Recursos de mineral” que ha aparecido en la industria minera más recientemente. Recurso Mineral: Un Recurso Mineral en un depósito o concentración natural sólida, inorgánica, o sustancia orgánica fosilizada, en tal cantidad y con tal ley o calidad que la extracción del material, con utilidad, es posible en el momento, o potencialmente. Los Recursos Mineros incluyen metales básicos y preciosos, carbón y minerales industriales. La estimación de un recurso minero está basada en la geología del depósito y en la continuidad de la mineralización. El nivel de información y el grado de comprensión quedan indicados por la categoría que se asigne a la estimación. Hay un número de factores supuestos al estimar unos recursos relativos a condiciones económicas y de operación, particularmente leyes de corte y anchuras mínimas. En la mayoría de los casos, factores que son típicos para un tipo de depósitos pueden ser usados en lugar de aquellos que han sido específicamente establecidos para el recurso estimado. Recurso Inferido: Recurso Inferido es un yacimiento o porción de él, estimado en cantidad y ley, determinado sobre la base de muestreo limitado, pero para el cual hay suficiente información geológica y razonable entendimiento de la continuidad de distribución de valores en metal, como para señalar un yacimiento de potencial económico.



Recurso Indicado: Recurso Indicado es un yacimiento o porción de él, estimado en cantidad y ley, para el cual la continuidad y la ley conjuntamente con su extensión y forma están tan bien establecidas que se puede hacer una estimación confiable en ley y tonelaje. En los recursos indicados es fundamental contar con información geológica que deje bien establecida la continuidad de las zonas mineralizadas. Recurso Medido: Recurso Medido es la cantidad estimada y su ley, de la parte del yacimiento para la cual el tamaño, configuración y ley han sido muy bien establecidos por observación y muestreo de afloramientos, sondajes, zanjas trabajos mineros. Reservas: Es aquella parte del recurso que puede ser explotada legalmente y con utilidades bajo condiciones económicas que se especifican y que son generalmente aceptadas como razonables. La viabilidad económica debe ser demostrada al menos con un estudio preliminar de factibilidad y debe estar basada en Recursos Indicados y Medidos. Reserva Posible: Reserva Posible es la cantidad y ley estimada de aquella parte de un Recurso Inferido que es determinada a partir de un muestreo limitado para el cual la geología continuidad de ley, y parámetros de operación están basados en gran medida en razonables extrapolaciones, presuposiciones e interpretaciones. Una Reserva Posible no debe ser considerada sola y debe ser una extensión o adición a reservas Probables o probadas. Además, una Reserva Posible no puede ser usada en un análisis económico o de factibilidad. Reserva Probable: Reserva Probable es la cantidad y ley estimada de aquellas parte de un Recurso Indicado para la cual la factibilidad económica ha demostrada por adecuada información en factores de operación, económicos, generales de ingeniería y legales. En un nivel de confianza que permitirá decisiones positivas en gastos importantes. El nivel del entendimiento geológico es el mismo para una Reserva Probable y un Recurso Indicado. Si el todo o una parte de un recurso indicado aparece como económico, un anterior trabajo nos llevará a estudiar en los métodos de exploración, resultados de pruebas metalúrgicas, alternativas de transporte y otras consideraciones económicas y de desarrollo de minas. Si estos estudios indican que la explotación de un yacimiento es económica y técnicamente factible, los tonelajes y ley estimados estarán calificando una Reserva Probable. La estimación de la cantidad y ley de un cuerpo mineralizado que no ha recibido un adecuado estudio económico, o cuando un estudio de factibilidad ha mostrado que no es económico, no debe ser llamada una Reserva. Reservas Probadas: Reserva Probada es la cantidad y ley de aquella parte de un Recurso Medido para la cual el tamaño, ley y distribución de valores, junto con factores técnicos y económicos, están tan bien establecidos que hay el mayor grado de confianza en la estimación. El término debería estar restringido a esa parte del yacimiento que esta siendo explotada o desarrollada y para



la cual hay un plan en la explotación. Los bloques de una reserva, que cumplen el criterio general de la categoría Probada no deberían ser clasificados como tales si ellos están aislados, y deberían ser explotados en conjunto con Reservas Probables, si es que están rodeados por Reservas Probables. Es recomendable tener reservas Probadas por lo menos para un año de explotación, con lo cual se asegura una mejor planificación de la explotación en cuanto a tonelajes y leyes.



2.5. CÁLCULO DE LEY DE CORTE La ley de corte se define cuando los beneficios esperados de un proyecto minero son nulos es decir los ingresos son iguales a los costos: Beneficio = Ingresos – Costos � Beneficio = 0 � Ingresos = Costos Es decir, cual es la ley mínima explotable, con la cual el beneficio es igual a cero.



�



Ton Mina Ley Corte

Fino Lixiviación

Costo Mina

Rec. Lixiv iación

Fino Planta

Costo Lixiviación

Gasto US$

Gasto US$

Rec. Planta

Costo Planta

Gasto US$

Fino Refinación Rec. Refinadora

Fino Producido

Gasto US$

Precio Venta

Comercialización Gasto US$

INGRESOS GASTO TOTAL

INGRESOS-GASTOS =BENEFICIO = O

Costo Refinadora



El gráfico adjunta muestra que la ley de corte está en función del precio de venta del producto y del beneficio esperado que se quiere del proyecto, a mayor beneficio esperado mayor será nuestra ley de corte. Se deben tomar en cuenta otros aspectos tales como: Ley Alimentación Planta, Costos de Oportunidad, Vida Útil Mina, etc.

(Grafico Ley de Corte-Precio Venta-Beneficio)

Ley de Corte v/s Precio Venta

0

150

300

450

600

750

900

16000 17000 18000 19000

Ley M

edia

(ppm

)

CURVA BENEFICIO

0

2.000.000

4.000.000

6.000.000

8.000.000

10.000.000

12.000.000

14.000.000

90

ppm

95

ppm

100

ppm

150

ppm

200

ppm

250

ppm

300

ppm

350

ppm

400

ppm

450

ppm

500

ppm

550

ppm

600

ppm

650

ppm

US$

Ingresos Costos

Mayor Beneficio

US$/Ton

Ley Media 450 ppm Beneficio 110%

110%

150%

0 %



ESCALA DE TIEMPOS GEOLÓGICOS

DEPÓSITOS NO METÁLICOS

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