CURSO DE INGENIERA GEOLGICA DE MACIZOS ROCOSOS MINERALIZADOS

Jorge Oyarzn M. (Geol. Dr.Sc.) Prof. Titular Depto. Ing. Minas U.L.S

Introduccin: Se entiende por macizo rocoso mineralizado el cuerpo rocoso que alberga el yacimiento mineral, con sus alteraciones de origen hidrotermal y producto de los procesos suprgenos, sus estructuras primarias y secundarias, el agua subterrnea que contiene y transmite, y los estados de esfuerzos tectnicos que lo afectan, ms las mineralizaciones que incluye. La explotacin segura y eficiente del macizo se facilita a travs del desarrollo de tres tipos de modelos: Geolgicos, Geomecnicos y Geotcnicos, los que facilitan los propsitos de la creacin de valor y de evitar su destruccin por efecto de accidentes.

El Macizo Rocoso Original: Puede tener su origen en procesos de carcter sedimentario seguidos por diagnesis y litificacin que dan lugar a pilas de rocas estratificadas, con o sin el aporte de estratos de lavas o piroclastos volcnicos. Estas rocas pueden haber sido afectadas por cuerpos magmticos que generaron metamorfismo de contacto, y por efectos tectnicos responsables de plegamiento y de la formacin de fallas normales, inversas o de rumbo que desplazan los bloques rocosos y pueden haber causado tambin metamorfismo dinmico. El agua subterrnea puede participar en el desarrollo de los distintos tipos de eventos mencionados, tanto a travs de su accin debilitante de la resistencia de las rocas como por su capacidad para disolver, transportar y redepositar substancias minerales.

El Macizo Rocoso Mineralizado: El macizo rocoso puede haber experimentado uno o ms episodios de mineralizacin durante los eventos ya mencionados. Especialmente favorables son, a ese respecto, los episodios intrusivos, que en el caso de Chile estn directamente ligados a la subduccin de la placa ocenica bajo el borde continental. Puesto que el ascenso de magma se produce a lo largo de fajas N-S paralelas al borde de convergencia y que su efecto trmico debilita la corteza continental, el magmatismo favorece la formacin de sistemas de fallas en las mismas fajas. Por su carcter hidratado esos magmas intermedios calcoalcalinos son frtiles en la formacin de yacimientos de Cu-Mo, Cu, Cu-Au, Fe y otros metales, entre los cuales sobresalen los de carcter porfrico (Cu-Mo) y los epitermales de Au-Ag. La formacin de los yacimientos implica el ascenso de soluciones hidrotermales cuya reaccin con las rocas encajadoras generalmente debilita su resistencia ( alteracin flica) pero tambin puede acrecentarla (silicificacin). Ese proceso puede representarse por un tringulo en cuyos vrtices se sita el estrs tectnico, la presin de fluidos y el fracturamiento (con creacin de permeabilidad).

El Macizo Rocoso Aflorante: Cuando el bloque geolgico del cual forma parte el macizo asciende hacia la superficie, experimenta el correspondiente proceso de erosin y se facilita su interaccin con las aguas subterrneas profundas (ya iniciado en las etapas tardas del emplazamiento de los prfidos cuprferos).Durante esta etapa se puede producir alguna removilizacin hipgena de la mineralizacin, pero principalmente las de carcter suprgeno: oxidacin de minerales sulfurados y movimiento vertical y lateral de soluciones cidas con carga metlica, que depositan como sulfuros secundarios enriquecidos en cobre bala el nivel fretico o como depsitos exticos de oxidados de cobre respectivamente. La interaccin de las soluciones cidas con las rocas encajadoras da lugar a la formacin de minerales de arcilla con el consiguiente debilitamiento de estas. Por otra parte, el ascenso del macizo y la descompresin vertical que implica la erosin de su cubierta conlleva el desarrollo de diaclasas horizontales y facilita la apertura de otras fracturas y por lo tanto la circulacin del agua subterrnea acidificada.

El Macizo Rocoso en Explotacin: Las etapas antes descritas ocurrieron bajo distintos campos de esfuerzo, los que dejaron su huella en trminos de los diferentes sistemas de fractura generados. Dichos sistemas permitieron a la vez el flujo de soluciones de distinta composicin, pH y temperatura que circularon y en parte rellenaron los las fracturas que las condiciones de esfuerzo mantenan temporalmente abiertas. Cuando se inicia la explotacin del macizo mineralizado se altera nuevamente el equilibrio, puesto que tanto la extraccin de material afecta el equilibrio interno de esfuerzos tectnicos as como la circulacin del agua subterrnea. Por ejemplo, la generacin de drenaje cido, con el consiguiente efecto en la resistencia de las rocas por las que circula, se incrementa, al facilitarse el acceso de soluciones oxigenadas y ricas en Fe3+ y al deprimirse el nivel fretico, aumentando la profundidad de la zona vadosa.

Propsito del Presente Curso: El Curso consiste en un examen de los distintos procesos relatados en las cuatro etapas descritas, as como en el anlisis de sus interacciones y sus consecuencias en las caractersticas geolgicas, geomecnicas y geotcnicas del macizo en explotacin. En particular se consideran las consecuencias de la herencia de rasgos de etapas anteriores de manera de incorporar su historia geolgica a la comprensin y prediccin del comportamiento geotcnico del macizo intervenido.