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D GEOLOGICA DE CH

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la serena octubre 2015

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Structural Geology at Teck Carmen de Andacollo Marcelo Veloso Nilo1, Victor Araya2, René Fuenzalida Lagos3 y Ricardo Schmidt4 Superintendencia de Geología Minera Teck Carmen de Andacollo 1 email: marcelo.veloso@teck.com 2 email: victor.araya@teck.com 3 email: rene.fuenzalida@teck.com 4 email: ricardo.schmidt@teck.com Resumen Se presentan los antecedentes de la confección del Modelo Estructural del Yacimiento Carmen de Andacollo (CDA) y su relación con los eventos de deformación estructural regionales. La profundización del rajo de CDA ha comprobado el modelo estructural teórico interpretado inicialmente con información de sondajes y ha dejado en evidencia la existencia de tres de los cuatro patrones estructurales reconocidos a escala distrital. Los patrones estructurales compresivo N30°W (Aptiano-Albiano), transpresivo N60°W (Albiano-Cenomaniano) y compresivo EW (Campaniano) han sido identificados durante el mapeo de bancos, otorgando a la interpretación de los distintos sistemas de deformación local una base confiable expresada en el actual modelo estructural de CDA. El hecho de que este modelo estructural sea vectorialmente correlacionable en espacio y tiempo con los distintos eventos de deformación regional lo sitúan como una herramienta robusta no sólo para el sustento de la operación minera, sino también para los modelos exploratorios de nuevos recursos minerales. Key words: Andacollo, Depósitos Cretácicos, Estructural 1 Introducción El Distrito Andacollo está ubicado en la IV Región de Coquimbo, 55 km al sureste de la ciudad de la Serena, a 1,030 m.s.n.m. Corresponde a un distrito minero reconocido desde tiempos prehispánicos (Oyarzun, 1996), la información basada en el desarrollo de minería artesanal y los lineamientos geomorfológicos principales establecía la presencia de dos grandes sistemas estructurales principales (Reyes, 1991). El primero de estos de orientación NW, que sería el canalizador de los fluidos hidrotermales y la mineralización del sector. Un segundo sistema reconocido cuya orientación es NS, que sería responsable del movimiento y rotación de bloque mayores en la zona. Los registros de la evolución tectónica del distrito de Andacollo comienzan en el Triásico, con un proceso de subducción acrecionaria discontinua (Parra y Yañez, 1988) con una dirección hacia el E, el cual sería el responsable de generar discontinuidades regionales con dirección N60°W, movimiento en el rumbo de tipo sinestral, producto de una compresión lateral EW (V1), las que han sido preservadas a través del tiempo. Al finalizar dicho régimen y producto de

la descompresión en el sector, se formaron estructuras extensionales de orientación NS, donde V1 pasa a tener una posición vertical (Caddey & Ponce, 2004). Durante el Jurásico-Cretácico Inferior se desarrolló un par Arco-cuenca, caracterizado por un intenso volcanismo y eventos de sedimentación que dieron origen a las rocas existentes en el área. Un cambio en la dirección de subducción ocurrido durante el período Aptiano-Albiano (Brown et al., 1991), generó nuevamente un régimen compresivo (V1 con orientación N30ºW), reactivando y potenciando el desarrollo de las estructuras NS con movimiento sinestral (Sistemas El Alamo-Andacollo). La apertura de Atlántico durante el período Albiano-Cenomaniano (Parra y Yañez, 1988), generó una etapa extensiva en la zona, el cual tiene su fin con el emplazamiento del Batolito Tablalalume. Asociado a este régimen transpresivo, con V1 en una dirección N60ºW, producto de la subducción oblicua imperante en el período, se desarrolló un Sistema de Fallas de orientación N30ºW con movimiento sinestral. En el Campaniano tuvo lugar un evento compresivo (Emparan & Pineda, 2006), que generó un Sistema de Fallas de rumbo con orientación NE (Sistema de Fallas La Caldera-El Toro), donde V1 tendría una dirección coincidente con la convergencia de la Placa de Nazca en ese período. Debido a su temporalidad, es este último sistema el que presenta una mayor preservación en el distrito. Es posible observar la segmentación que genera a los sistemas anteriores, el fuerte control morfológico así como también en la posición de los distintos bloques mineralizados, ya que los eventos extensivos desarrollados durante el Maastrichtiano habrián provocado movimientos normales de este sistema, que en sectores alcanza la centena de metros. En el inicio del Mioceno, tiene lugar un cambio importante en el régimen de subducción, iniciandose el proceso de horizontalización de la Placa de Nazca en la región. Como consecuencia de dicho cambio, se genera una fuerte compresión en la corteza continental (Pardo et al., 2000), que en el distrito puede asociarse a movimientos inversos, principalmente en el sistema NE. Durante los últimos años se ha avanzado en el

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conocimiento respecto de un tercer evento de orientación NE-SW el cual tiene una fuerte impronta en la deformación post mineral, y en la distribución espacial de los distintos bloques en el yacimiento, producto del movimiento normal dextral observado. El objetivo del presente trabajo es plantear una discusión respecto a dicha evolución téctónica y las orientaciones principales y cinemática de las estructuras observadas en el rajo de Carmen de Andacollo (CDA), a partir de logueo de sondajes y mapeos estructurales geotécnicos, realizados en forma sistemática y simultánea con la profundización del rajo, complementadas con la información distrital disponible. 2 Fuentes de Información La recopilación de la información estructural se realiza mediante el mapeo sistemático de los taludes finales de Fase en cada banco (Figura 1). El levantamiento estructural se ejecuta a través de celdas en las cuales se establece la orientación y características geotécnicas del conjunto de los sets presentes en cada ventana geotécnica. No obstante, las estructuras consideradas fallas mayores se caracterizan en forma individual, estableciendo su orientación y ubicación. En este mapeo se busca determinar posibles indicadores cinemáticos que permitan determinar los sistemas de esfuerzos y movimientos involucrados en la deformación (Figura 2).

Figura 1. Distribución de estructuras en mapeo de bancos. En forma complementaria se utiliza la información obtenida de sondajes geotécnicos orientados a través del sistema ACT, el cual permite obtener mediante acelerómetros adaptado a las herramientas de perforación, la orientación respecto del norte en profundidad y por tanto, de las estructuras observadas en el testigo. Últimamente también se implementó la utilización del sistema Televiewer en la captación de información. Las características de las estructuras principales son levantadas mediante el mapeo estructural. Para la interpretación en profundidad, se cruzan los datos geotécnicos de bancos con la información estructural

obtenida de sondajes diamantinos determinando, mediante los puntos de intersección, la continuidad de las estructuras mayores en profundidad.

Figura 2. Mapeo de bancos. Se observa Estructura del sistema NE, con fractal como indicador cinemático en la zona de falla. Complementariamente y de forma indirecta, en zonas y taludes de difícil acceso y/o inestables, se utiliza el sistema fotogramétrico Shape Metrix® (Figura 3), que permite determinar la traza y orientación de los planos estructurales a distancia con aceptable precisión. Esta metodología se utiliza sólo en los sistemas estructurales mayores que cruzan más de un banco.

Figura 3. Levantamiento de estructuras mayores mediante Shape Metrix®. 3 Estructuras Distritales Basados en información de trabajos a escala distrital se han identificado la existencia de cuatro patrones estructurales representados por: Sistema de Fallas NW a WNW (La Cortadera-San Antonio), probablemente correlacionables con las discontinuidades del basamento o Estructuras Translitosféricas definidas por Rivera & Cerda, 2012; Sistema de Fallas El Álamo-Andacollo, de orientación NS a NNW, con un bloque central hundido y que hacia el poniente controla el contacto de rocas del Jurásico Superior-Cretácico Inferior con rocas del Cretácico Superior; Sistema de Fallas NW asociado a los eventos

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mineralizadores de Cu y el Sistema de Fallas La Caldera- El Toro; Sistema de orientación NE a NNE, post mineral y que controla gran parte de la morfología actual del sector. 4 Estructuras Locales La profundización del rajo de CDA ha comprobado el modelo estructural teórico interpretado inicialmente con información de sondajes y ha dejado en evidencia la existencia de tres de los cuatro patrones estructurales reconocidos a escala distrital. Estos patrones están representados en CDA por los siguientes sistemas: 4.1. Sistema de Fallas Andacollo-Central-Hermosa. Orientación NS, con buzamiento al 70°-80°W y potencias que van desde 1m (Falla Hermosa) hasta zonas estructurales decamétricas (Falla Andacollo). Se ha interpretado para la Falla Andacollo desplazamientos normales de una centena de metros (Figura 4).

Figura 4. Fotografía de la pared Este del pit CDA, mostrando la zona de Falla Andacollo generando inestabilidad al ser intersectada por la Falla El Churque. 4.2. Sistema de Fallas Carmen-Stan-Twila. Orientación principal N60°W, manteos que van desde 70° a 85°S y potencias decimétricas (Falla Stan) y también zonas decamétricas constituidas de fallas paralelas de salbandas de orden métrico (Sistema Twila). Figura 5.

Figura 5. Fotografía del sistema de Fallas Carmen-Stan. Vista al SW del Pit CDA. 4.3. Sistema de Fallas El Churque-El Toro. Sistema con orientación que varía entre N30°- 40°E, con manteos de 70°- 85°N y potencias de orden métrico. Es el sistema más tardío identificado en CDA y corta a todos los sistemas anteriores, dislocándolos con movimiento normal

dextral (Figura 6). Este Sistema se ha identificado como un conjunto de fallas de rumbo, con una extensión en dirección NW, generando estructuras en forma de tulipán, que en secciones dan el aspecto de morfología asociada a la combinación horst-graben. Pueden desplazar verticalmente bloques por dos centenas de metros.

Figura 6. Fotografía de Sistema NE de Fallas El Churque-El Toro, cortando y desplazando dextralmente a Falla Hermosa, poniendo en contacto la Brecha Hermosa contra un Dique de Pórfido Mineral y las Tobas contra Andesitas. Vista al E del Pit CDA, Fase-03H. 5 Discusión Con el desarrollo y profundización del rajo de Teck Carmen de Andacollo (CDA) se ha corroborado la presencia de tres sistemas estructurales principales. Las relaciones de corte e indicadores cinemáticos observados, evidencian la temporalidad de los sistemas, permitiendo correlacionar los eventos locales con los descritos a escala regional (Figura 7).

Figura 7. Modelo de estructuras mayores de CDA. Confeccionado con Leapfrog®, a partir de mapeos de banco, sondajes geotécnicos y sondajes geológicos, complementada con la información obtenida con Televiewer y Shape Metrix® . De este modo, el sistema de deformación regional de orientación NS aparece representado en CDA por el sistema

Falla Andacollo

PFMIN

TBIND

TBIND

ANIND

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de Fallas Andacollo-Central-Hermosa, sería producto de los eventos compresivos del Aptiano-Albiano y por lo tanto se identifica como el evento estructural más antiguo registrado en el yacimiento. Este sistema estaría relacionado directamente a la mineralización principal del distrito de CDA. Trabajos anteriores como el de Caddey & Ponce, 2004 y Araya et al, 2012, también han hecho referencia a este sistema y su implicancia mineralógica en el sector. De acuerdo a observaciones de campo realizadas sobre estructuras mayores (fallas), estructuras menores (vetillas) y muestras de mano orientadas (Figura 8), este sistema compresivo NS habría facilitado la formación de un sistema tipo “Pull-apart” donde el V3 resultante tendría dirección NE permitiendo el desarrollo extensional del Sistema de Fallas Carmen-Stan-Twila, la intrusión de los diques de pórfidos mineralizados (PFMIN) y la formación de una buena parte de las vetas (Au) del distrito. En CDA, la variografía aplicada sobre la distribución del Cu en la principal unidad mineralizada del yacimiento (TBIND) indica anisotropías orientadas en esta misma dirección.

Figura 8. Sistema de Fallas Andacollo-Central-Hermosa, producto de la compresión N30°W y formación de “pull-apart”. La fotografía presenta de forma fractal este sistema en una muestra de mano. Asociadas a esta deformación estaría el primer desarrollo del Sistema de Fallas Carmen-Stan-Twila. De esta manera, el Sistema NW asociado al régimen transpresivo Albiano-Cenomaniano estaría representado en CDA por la reactivación del Sistema de Fallas Carmen-Stan-Twila. Por su parte, el sistema de deformación regional NE se correlaciona en CDA con el sistema tardío de Fallas El Churque-El Toro, el cual se habría generado en respuesta a los eventos compresivos del Campaniano, en una etapa post mineralización. El desarrollo de este sistema en el área, controla fuertemente la posición de los distintos bloques mineralizados, poniendo en contacto, mediante los planos de falla, rocas con alteración/mineralización de zonas profundas con las rocas afectadas por eventos supérgenos, evidenciando movimientos en la vertical de centenas de metros en la parte norte del yacimiento.

6 Conclusiones El modelo Estructural inical de CDA, elaborado a partir de los antecedentes locales, del logueo de sondajes sondajes geotécnicos y geológicos y la interpretación de secciones, ha sido corroborado con la profundización del Pit CDA y la aparición en las paredes de los bancos de los sistemas estructurales interpretados. La Base de Datos de este modelo inicial ha sido actualizada y fortalecida con el mapeo sistemático de bancos, lo que ha permitido actualizar de manera consistente el modelo Estructural de CDA. Este modelo es aplicado a la operación minera usándolo como base para el diseño de ángulos de talud, control de inestabilidades geotécnicas y también para el control geológico de la distribución del Cobre. El hecho de que este modelo estructural sea vectorialmente correlacionable en espacio y tiempo con los distintos eventos de deformación regional lo sitúan como una herramienta robusta no sólo para el sustento de la operación minera, sino también para los modelos exploratorios de nuevos recursos minerales. Agradecimientos Los autores agradecen al personal de la Gerencia de Mina y Gerencia de Planificación y Desarrollo, por todo el apoyo brindado en la consecución del Modelo Estructural de CDA. Referencias Araya, V.; Maldonado, A.; Astudillo, J. 2012. Geology of Carmen de Andacollo Deposit. XIII Congreso Geológico Chileno. Caddey, S.; Ponce, E. 2004. Análisis estructural, Control de la mineralización, Historia de deformación Tectónica y Blancos de Exploración para el Pórfido Cuprífero Carmen de Andacollo, Chile. Inedito. Emparan, C.; Pineda, G. 2006. Geología del Área Andacollo-Puerto Aldea, Región de Coquimbo. Carta Geológica de Chile, Serie Geología Básica, No. 96, mapa escala 1:100.000. Llaumet, C.; Olcay, L.; Marin, C.; Marquardt, C.; Reyes, E. 1975. El yacimiento cobre porfídico “Andacollo” Provincia de Coquimbo, Chile. Revista Geológica de Chile, No 2, p. 56-66. Oyarzún, R.; Ortega, L.; Sierra, J.; Lunar, R. 1996. The manto-type gold deposits of Andacollo (Chile) revisited: A model based on fluid inclusion and geologic evidence. Economic Geology, Vol. 91, p. 1298-1309. Pardo, M.; Monfret, T.; Comte, D.; 2000. Sismotectónica y distribuición de esfuerzos en la zona de subducción subhorizontal de Chile Central (30ºS-32ºS), utilizando datos telesísmicos. IX Congreso Geológico Chileno, Actas, Vol. 2, p. 459-463. Parra, J. C.; Yañez, G. 1988. Provincias magnéticas de Chile Central. Revista Geológica de Chile, Vol. 15, No. 2, p. 101-117. Reyes, M. 1991. The Andacollo strata-bound gold deposit, Chile, and its posotion in a porphyry copper-gold system. Economic Geology, Vol 86, p. 1301-1316. Rivera, O.; Cerda, A. 2012. Los Pórfidos Cupríferos de Chile Central: Significado de Estructuras Translitosféricas y Anomalías Gravimétricas en la Metalogénesis Andina. XIII Congreso Geológico Chileno.