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la serena octubre 2015

Metodología de caracterización de la respuesta ZTEM sobre el yacimiento Ministro Hales: Integración Geológica-Geofísica con potencial de exploración.

Diego Salas *Exploraciones Mineras Andinas S.A. Av. Nueva Oriente 2696, Villa Exótica, Calama.

Carlos CifuentesGerencia de Exploraciones, Codelco, Chile.

* email: Diegoasalaspalma@gmail.com

Resumen. Como parte del estudio piloto ZTEM (Z-tipper Axis Electromagnetic) desarrollado en el Distrito Codelco Norte (DCN), durante Mayo de 2014, Geotech Ltd. realizó la adquisición de 570 kilómetros lineales de datos (43líneas E-W espaciadas a 250m más 5 líneas de control N-S espaciadas cada 2500m) sobre el bloque que contiene alyacimiento Ministro Hales (MH), el cual es denominado Bloque San Andrés-MH. Con este conjunto de datos Condor Consulting realizó las inversiones 2D & 3D de resistividad (Condor, 2014). Paralelamente, se procesó la inversión 3D de los datos de magnetometría disponibles en el distrito. Se utilizaron los modelos geológicos 3D del yacimiento MH y se caracterizaron los cuerpos geológicos del yacimiento a partir de su respuesta geofísica de resistividad y magnetometría. Como resultado principal se observa que la respuesta geofísica de resistividad y susceptibilidad magnética del núcleo Bn-Cp del modelo geológico de MH es coherente con el yacimiento por al menos 1000 metros, y genera además un cuerpo de interés prospectivo en el margen suroeste del yacimiento.

Palabras Claves: ZTEM, Yacimiento Ministro Hales, Caracterización geofísica.

1 Introducción

El Distrito Codelco Norte (DCN) es conocido por su mineralización desde el siglo XIX, aunque es más conocido por el depósito Chuquicamata (Faunes et al., 2005). El DCN constituye un clúster de Pórfidos Cupríferos de Clase Mundial y contiene los depósitos del Eoceno-Oligoceno: Chuquicamata, Radomiro Tomic (RT) y Ministro Hales (MH) y los depósitos del Eoceno: Miranda, Toki, Quetena, Genoveva y Opache (Clúster Toki) (Ossandón, 1997).

Con el objetivo de reconocer el tipo de respuesta geofísica magnética de los distintos yacimientos conocidos se han realizado levantamientos geofísicos generales: HELIMAG (2011), GEX (1992 y 1996), Cyprus (1998), Helimag Toki (2005)(Araya, 2011). También se han realizado estudios terrestres magnéticos en Chuquicamata NE (2003) yArkansas (2008) y diversos estudios AMT e IP en distintos prospectos con objetivos exploratorios.

Entre el 26 y el 29 de mayo del 2014, Geotech Ltd. realizó la adquisición de 807 kilómetros lineales de datos ZTEM sobre el DCN. Esto incluye el bloque principal SanAndrés-MH, líneas puntuales realizadas sobre los rajos Chuquicamata, MH, RT y otros proyectos de exploración (Fernandez, 2014).

El siguiente informe integra los resultados del último vuelo helitransportado ZTEM con la geología disponible en el Bloque San Andrés-MH y presenta una interpretación de la respuesta geofísica del yacimiento MH, asociándola a su particular configuración geológica. A partir de estos resultados se proponen zonas de interés prospectivo.

2 Metodología

2.1 Adquisición de datos

En el bloque San Andrés-MH se volaron 43 líneas E-W espaciadas a 250m más 5 líneas de control N-S espaciadas cada 2500m (Figura 1).

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Figura 1. Distribución de líneas de lectura de datos ZTEM de resistividad sobre Bloque San Andrés-MH.

2.2 Procesamiento de datos

Se realizó una inversión en 2D de cada una de las líneas de vuelo para poder generar secciones de resistividad v/s profundidad, utilizando todas las frecuencias de medición. En general, las frecuencias más altas tendrán una profundidad de penetración menor que las frecuencias más bajas1. Entonces, se obtienen modelos 2D de resistividad a lo largo de la línea de medición. En el caso del Bloque San Andrés-MH, la densidad de líneas permite realizar una inversión 3D de los datos (Figura 2), con lo que se determina las variaciones de resistividad a lo largo de la línea, i.e Este-Oeste, incluyendo en el proceso las variaciones de resistividad en sentido N-S. El resultado de la inversión 3D de los datos es un modelo de bloques de resistividad que representa mejor la anisotropía del subsuelo. El proceso de inversión 3D de los datos fue realizado por la empresa Condor Consulting Inc. (Condor, 2014).

Para determinar el efecto de las líneas de alta tensión y de las zonas industriales sobre los datos ZTEM, se realizó un

1La profundidad de penetración de un señal electromagnética se conoce como δS o "SkinDepth" y es tal que, δS = 503 * √(ρ / ƒ), dónde ρ es la resistividad del subsuelo (ohm*m), ƒ es la frecuencia de medición (Hz) y δS es la profundidad a la cual la amplitud del campo electromagnético se ha reducido en un 37% respecto de su amplitud en la superficie.

análisis detallado de los perfiles de la fase y de la cuadratura de todas las líneas de vuelo. El sector de San Andrés resulta particularmente afectado por las zonas industriales relacionadas con las actividades de MH, Genoveva y Quetena. Determinada la zona de influencia de las líneas de alta tensión y de las zonas industriales, se “filtró” el modelo de resistividad 3D obteniéndose un nuevo modelo de resistividad 3D a partir del cual se realizó la interpretación de los datos ZTEM (Salas, 2015) (Figura 3).

Figura 2. Modelo 3D de resistividad del Bloque San Andrés -MH. Modelo de puntos XYZ generado a partir de la inversión 3Dde resistividad de los datos levantados en el vuelo ZTEM sobre el Bloque San Andrés-MH.

Figura 3. Modelo 3D de resistividad del Bloque San Andrés “filtrado”. Modelo de puntos XYZ generado a partir de la, inversión 3D de resistividad de los datos levantados en el vuelosobre el Bloque San Andrés-MH que no considera datos con interferencia.

2.3 Caracterización de cuerpos geológicossegún su respuesta geofísica.

La metodología consiste en separar los datos geofísicos contenidos en envolventes de interés, cuyas características geofísicas definen un área con potencial exploratorio. En el caso del yacimiento MH se consideró de una manera

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AT 2 geología económica y recursos naturales

general, la envolvente de todos los eventos (mineralización, alteración y litologías). Se consideró además, de manera particular, como envolvente de interés la zona de alteración potásica y la zona mineral de Bn-Cp.La etapa siguiente consiste en determinar, a partir de los modelos de bloques, los valores promedio de resistividad y de susceptibilidad magnética contenidos en cada envolvente, calculando un valor representativo para cada cuerpo. La tabla 1 muestra los resultados obtenidos.

Tabla 1. Estimación de valores de resistividad y susceptibilidad magnética del yacimiento MH, de la envolvente de alteración potásica y de la envolvente del núcleo Bn-Cp. Nótese la correlación entre los valores de resistividad y susceptibilidad magnética respecto del núcleo del depósito.

Envolvente Res. (ohm*m)

MagSusc. (SI)

Cuerpo MH 83 -0.004

Alteración K 80 -0.005

Bn-Cp 73 -0.006

2.4 Resultados.

La intersección entre las envolventes de resistividad y de susceptibilidad magnética, corresponde a la respuesta geofísica del cuerpo Bn-Cp registrado por el sistemaZTEM. La figura 4 muestra la representación gráfica de este ejercicio utilizando los valores característicos de la envolvente de Bn-Cp de MH (73 ohm mts, -0.006 SI).

Figura 4. Sección 7525650 cortando la zona mineral del yacimiento MH. Modificado de Alcota et al. (2009). La figura muestra cómo la respuesta generada a partir de la intersección de los valores de resistividad y susceptibilidad magnética del cuerpo Bn-Cp es consistente con la ubicación del yacimiento.

En la planta del rajo MH (Figura 4, esquina superior izquierda, figura 5), se observa que el traslape es coherente por al menos 1000 metros, desde la sección 7525350 hasta la sección 7526350.

2.5 Resultados: Potencial de exploración

Al extender las envolventes a todo el bloque, es posible observar la presencia de un cuerpo inmediatamente al SW del yacimiento MH con las mismas características geofísicas que el núcleo Bn-Cp. Este cuerpo se denomina “cuerpo MHSW” y se recomienda testearlo con sondajes (Figura 5).

Figura 5. Planta del modelo de la zona mineral MH (2011) y cuerpo MHSW. La figura muestra un cuerpo con las mismas características geofísicas que el núcleo Bn-Cp ubicado inmediatamente al SW del yacimiento MH.

3 Discusión y conclusiones

Se realizó una correlación entre la mineralización conocida y la repuesta ZTEM de resistividad y susceptibilidad magnética en lugares donde existen conjuntamente sondajes y anomalías de baja resistividad. De esta manera se identificó empíricamente el Cuerpo MHSW con valores de resistividad, del orden de 70-80 ohm*m. En general, se infiere para el presente trabajo, en oposición a los valores de resistividad característicos de las zonas de alteración propuestas por Lo y Zang (2008); Paré y Legault, (2010); Sattel et al. (2010); Izarra, C. et al. (2011), que las zonas de resistividad moderada, en ambientes de mineralización primarios, pueden representar áreas de pirita, y la zonas de resistividad baja y muy baja pueden representar áreas de calcopirita y/o bornita por el hecho que la pirita es aproximadamente 100 veces más resistiva que los últimos minerales mencionados (Telford et al., 1976). Se debemantener presente que la correlación entre la respuesta ZTEM y el sistema mineralizado no es directa, debido a

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que el cálculo de la respuesta ZTEM se relaciona a un volumen de roca y no a una medida puntual.

En resumen, el análisis integrado de la geofísica y la geología ha permitido realizar una orientación más detallada dentro de áreas prospectivas en el bloque San Andrés-MH, especialmente en el sector cercano a MH. Desde el punto de vista geofísico, los datos ZTEM aportan a la comprensión geológica del distrito y se ha comprobado que las anomalías de resistividad (menores a 150-200 ohm*m) y de susceptibilidad magnética se encuentran correlacionadas y están asociadas a los diferentes tipos de mineralización, alteración y litología en el sector de San Andrés-MH. Es por esta razón, que es de gran utilidad usar los datos ZTEM como una herramienta de aproximación para buscar otros blancos potenciales en torno a los yacimientos conocidos.

Referencias

Alcota, H., Anguita, P., Vargas, X., Ahumada, C., Blanco, N., Canales, A., Cepeda, A., Fajardo, J., Lucero, C., Münster, H., Piquer, J., Urrutia, C., Wettke, E., Baeza, L. 2009. Marco geológico escala 1:5000, geoquímica, geofísica y potencial de exploración del área Distrito Chuquicamata, Distrito Codelco Norte, reporte interno (Unpublished), CODELCO, 144 p.

Araya, J. 2011. Análisis Preliminar HeliMag DCN 2011, reporteinterno (Unpublished), CODELCO, 18 p.

Condor Consulting Inc. 2014. Report On A Helicopter-Borne Z-Axis, Tipper Electromagnetic (ZTEM) And Aeromagnetic Geophysical Survey La Carreta & Potrerillos, San Andres, Cristales and Morro Este Blocks, Distrito El Salvador, Calama and Rancagua, Chile Project GL140106.

Faunes, A., Hintze, F., Siña, A., Véliz, H., Vivanco, M., Geological Staff. 2005. Chuquicamata, Core of a Planetary Scale Cu-Mo Anomaly; in Porter, T.M. (Ed.), Super Porphyry Copper &Gold Deposits: A Global Perspective; PGC Publishing, Adelaide, 280 p.

Fernandez, J. 2014. Integración de resultados del análisis ZTEM con la Geología en San Andrés III y MH, reporte interno (Unpublished), CODELCO, 21 p.

Izarra, C., Legault, J., Latrous, A. 2011. ZTEM airborne tipper AFMAG results over the Copaquire Porphyry, northern Chile. In81st Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstracts. 1257–1261. San Antonio.

Lo, B., Zang, M. 2008. Numerical modeling of Z-TEM (airborne AFMAG) responses to guide exploration strategies. In 78th Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstracts. 27: 1098-1101. Las Vegas.

Ossandón, G. Zentilli, M. 1997. El Distrito de Chuquicamata: una concentración de cobre de clase mundial. In Congreso Geológico Chileno, No. 8; Actas V. III: 1888-1892. Antofagasta.

Paré, P., Legault, J. 2010. Ground IP-resistivity, airborne spectrum and helicopter ZTEM survey results over Pebble copper-moly-gold porphyry deposit, Alaska. In 80th Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstracts. 29: 1734-1738. Denver.

Salas, D. Cifuentes, C. 2015. Análisis de estudio ZTEM en yacimientos conocidos DCN, reporte interno (Unpublished), CODELCO, 47p.

Sattel, D., Thomas, S., Becken, M. 2010. An analysis of ZTEM data over the Mt. Milligan porphyry copper deposit, British Columbia. In 80th Annual International Meeting, SEG, Expanded Abstracts. 29: 1729-1733. Denver.

Telford, W., Geldart, L., Sheriff, E. Keys, D. 1976. Applied Geophysics. Cambridge University Press: 451-455, Cambridge.