TTE262
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CARACTERIZACION GEOLOGICO-MINERA DEL DEPOSITO DE
MAGNETITA EN LA PLAYA DE CALETA LA BARRA, REGION DE LA
ARAUCANIA, CHILE
Trabajo de Título para Optar al Título de Geólogo
JOSÉ IGNACIO REY ESPINOZA
Profesor Guía:
Dr. Haroldo Lledó Vásquez
Temuco, Chile
2024
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
Comisión examinadora
Este Examen de Título ha sido realizado en el Departamento de Obras civiles y Geología de la Facultad de Ingeniería
MINISTRO DE FE _________________________________________________________
Claudio Andrés Tapia Orellana
Geólogo y PhD en Ciencias mención geología
Depto de Obras Civiles y Geología
Universidad Católica de Temuco
PROFESOR GUÍA _________________________________________________________
Haroldo Luis Lledó Vásquez
Geólogo y PhD en Ciencias mención geología
Depto de Obras Civiles y Geología
Universidad Católica de Temuco
PROFESOR INFORMANTE _________________________________________________
Elisa Leonor Ramírez Sánchez
Geóloga y PhD en Ciencias mención geología
Depto de Obras Civiles y Geología
Universidad Católica de Temuco
PROFESOR INFORMANTE _________________________________________________
Víctor Henríquez Lopes de Araujo
Geólogo
Depto de Obras Civiles y Geología
Universidad Católica de Temuco
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DEDICATORIA
A mi tata, por hacerme sentir el niño más especial del mundo.
A mi papá, por enseñarme la paciencia de un buen jinete.
A mi mamá, todo esto es por ti y gracias a ti.
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AGRADECIMIENTOS
En primer lugar, quiero agradecer al proyecto EQM180173 por el equipo LIBS-Raman, al
Profesor Haroldo por acompañarme y guiarme en este trabajo, demostrarme que hay más de
una manera de hacer las cosas y que la innovación y la imaginación van de la mano y que
estamos en esta carrera para aplicar el ingenio para resolver los problemas. A los
profesores, Elisa Ramírez y Víctor Henríquez por dedicar parte de su tiempo en
retroalimentar este trabajo, y ser parte de la comisión revisora.
A mi familia, mamá, papá y hermano, por enseñarme y apoyarme en cada paso que doy, a
mi mama Guisela, por su paciencia para ayudarme a estudiar desde niño, por sus comidas y
cariños, a mi papa Luis Alberto, por su sacrificio eterno para mantener a la familia de la
mejor forma posible. A mi hermano, por ser mi mejor amigo y ser un guía para la vida,
gracias por tus risas, canciones, fiestas y consejos.
A mi gran compañera en este viaje llamado universidad, Kattia, por ser ese complemento
perfecto que me permitió crecer en tantos aspectos, gracias por tu cariño, preocupación,
consejos y contención, gracias por hacerme sentir especial cada día.
A mi padrino José Manuel, por ser un ejemplo y enseñarme que lo correcto es más
importante que lo más fácil.
A mis compañeros, Nikolas, Belén, Cristóbal, Mabel y Macarena, su amistad es un regalo
que llevaré y espero preservar por el resto de mi vida.
Y por último quiero darme las gracias por creer en mí, por mi perseverancia por
sobreponerme a cada obstáculo que se presentó y sacar esta tarea adelante, día a día, por
todo el trabajo duro y por no renunciar nunca.
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ÍNDICE DE CONTENIDOS RESUMEN ............................................................................................................................. 1
ABSTRACT ........................................................................................................................... 2
1. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 3
1.1. Ubicación y accesos ................................................................................................. 4
1.2. Objetivos .................................................................................................................. 5
1.3. Hipótesis .................................................................................................................. 5
2. MARCO GEOLÓGICO ................................................................................................. 6
2.1. Generalidades........................................................................................................... 6
2.2. Paleozoico ................................................................................................................ 7
2.3. Pleistoceno medio .................................................................................................. 10
2.4. Pleistoceno medio a superior ................................................................................. 11
2.5. Pleistoceno superior ............................................................................................... 11
2.6. Holoceno ................................................................................................................ 12
2.7. Geomorfología ....................................................................................................... 14
3. MARCO TEÓRICO ..................................................................................................... 16
3.1. Depósitos tipo placer ............................................................................................. 16
3.2. Ironsands o arenas ferríferas.................................................................................. 17
3.3. Magnetita de origen metamórfico .......................................................................... 18
3.4. Magnetita de origen magmático ............................................................................ 20
4. METODOLOGÍA......................................................................................................... 22
4.1. Campaña de terreno ............................................................................................... 22
4.2. Preparación de Muestras ........................................................................................ 24
4.3. Análisis químico por fluorescencia de rayos X ..................................................... 25
4.4. Briquetas ................................................................................................................ 26
4.6. Esquemas briquetas................................................................................................ 27
i
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
4.7. Equipo Hound de UnchainedLabs ......................................................................... 27
5. RESULTADOS ............................................................................................................ 29
5.1. Descripciones de campo ........................................................................................ 29
5.2. Prueba de densidad ................................................................................................ 36
5.3. Geoquímica ............................................................................................................ 37
5.4. Mineralogía de las arenas de playa ........................................................................ 48
5.5. Geología económica .............................................................................................. 50
6. DISCUSIONES ............................................................................................................ 53
7. CONCLUSIONES ........................................................................................................ 59
8. BIBLIOGRAFÍA .......................................................................................................... 61
ANEXOS ................................................................................................................................. i
ii
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Ruta Temuco-Caleta La Barra, Toltén .................................................................... 4
Figura 2: Geología del área Queule – Toltén ......................................................................... 6
Figura 3: Mapa geomorfológico Río Queule – Río Toltén .................................................. 15
Figura 4: Sector de Missisipi cerca de la desembocadura del Río Queule........................... 18
Figura 5: Sector costero de Nihue Norte .............................................................................. 19
Figura 6: Compilación de las trayectorias P-T-t................................................................... 20
Figura 7: Esquema de metodología empleada. ..................................................................... 22
Figura 8:Ruta realizada en trabajo de campo. ...................................................................... 23
Figura 9: Perfil de la Playa Caleta La Barra ......................................................................... 24
Figura 10: Briqueta elaborada en laboratorio ....................................................................... 27
Figura 11a: Imagenes satelitales del brazo del Río Queule.................................................. 29
Figura 12: Imagen satelital actual del brazo del Río Queule................................................ 30
Figura 13: Mapa área de estudio........................................................................................... 31
Figura 14: Imán sobre depósitos eólicos de magnetitas. ...................................................... 32
Figura 15: Perfil de la playa de Caleta La Barra. ................................................................. 33
Figura 16: Capa superficial de la porción magnética del depósito....................................... 34
Figura 17: Muestras de arenas vistas en microscopio .......................................................... 35
Figura 18: Gráfico Fe 2 O 3 /TiO 2 comparativo de las playas estudiadas................................. 38
Figura 19: Gráfico spider de elementos mayores en muestra de la playa de Caleta La Barra
.............................................................................................................................................. 39
Figura 20: Gráfico comparativo de la geoqímica entre las muestras magnéticas. ............... 39
Figura 21: Gráfico de barras para el contenido de Vanadio. ................................................ 40
Figura 22: Gráfico de barras para el contenido de óxido de Fe............................................ 41
Figura 23: Gráfico de dispersión Fe 2 O 3 /SiO 2 ...................................................................... 41
Figura 24: El diagrama ternario FeO-TiO 2 -Fe 2 O 3 ................................................................ 43
Figura 25: Espectro Raman del mineral magnetita .............................................................. 44
Figura 26: Espectro Raman del mineral hematita ................................................................ 44
Figura 27: Espectro Raman del mineral magnetita .............................................................. 45
Figura 28: Espectro Raman del mineral Enstatita (Piroxeno) .............................................. 45
Figura 29: Espectro Raman del mineral titanomagnetita ..................................................... 46
iii
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
Figura 30: Espectro Raman del mineral Forsterita (Olivino) ............................................... 46
Figura 31:Gráfico circular de la mineralogía presente en La Barra. .................................... 48
Figura 32:Gráfico circular de la mineralogía presente en Puerto Saavedra. ........................ 49
Figura 33: Gráfico circular de la mineralogía presente en Porma. ....................................... 49
Figura 34: Mapa de la Playa de Caleta La Barra. ................................................................. 51
iv
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Geoquímica de arenas de playa estudiadas. ........................................................... 37
Tabla 2: Composición elemental promedio para la zona de mena ....................................... 42
Tabla 3: Lista de minerales caracterizados por espectroscopía Raman................................ 47
Tabla 4: Dimensiones estimadas para la playa de Caleta La Barra...................................... 50
Tabla 5: Elementos de interés y sus respectivos precios para julio de 2023 ........................ 52
Tabla 6: Composición química de titanomagnetitas ............................................................ 55
v
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
RESUMEN
La presente investigación se enfoca en el análisis del depósito de magnetita localizado en la
playa de Caleta La Barra, Región de La Araucanía, Chile, con el propósito de determinar su
origen, formación y potencial valor económico. Se implementó una metodología de
muestreo que abarcó la recolección de muestras en la superficie y a diferentes niveles de
profundidad, las cuales fueron preparadas para análisis geoquímicos detallados (XRF, LIBS
y RAMAN).
La caracterización mineralógica reveló que la magnetita es el componente preponderante,
acompañada por minerales como la titanomagnetita, piroxenos y olivino. Esta composición
mineral presenta similitudes con el basamento metamórfico circundante, sugiriendo que el
depósito podría haberse originado por la erosión y desgaste de estas rocas.
La observación in situ y la fotointerpretación de imágenes satelitales señalan la presencia
de procesos eólicos y fluviales en el área de estudio. Destaca la relevancia de un antiguo
brazo del río Queule que, en el pasado, fluía hacia el este del depósito, influyendo en la
génesis del mismo.
En términos de geología económica, se realizó una cuantificación preliminar del depósito
en un área de 87.7 hectáreas, estimando un valor in situ de USD 978 millones. Sin
embargo, se reconoce que esta cifra es una aproximación y que se requiere un análisis más
exhaustivo que considere factores técnicos, económicos y ambientales para determinar la
factibilidad real del depósito. Adicionalmente, se sugiere una mayor profundización en la
importancia relativa de los procesos eólicos y fluviales, la identificación de subproductos
potenciales, y una consideración más detallada de los costos asociados al desarrollo del
yacimiento.
1
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
ABSTRACT
The present study focuses on the analysis of the magnetite deposit located on the beach of
Caleta La Barra, La Araucanía Region, Chile, with the aim of determining its origin,
formation, and potential economic value. A sampling methodology was implemented,
involving the collection of samples on the surface and at different depth levels, which were
prepared for detailed geochemical analyses (XRF, LIBS, and RAMAN).
The mineralogical characterization revealed that magnetite is the predominant component,
accompanied by minerals such as titanomagnetite, pyroxenes, and olivine. This mineral
composition shows similarities with the surrounding metamorphic basement, suggesting
that the deposit could have originated from the erosion and weathering of these rocks.
On-site observations and the interpretation of satellite images indicate the presence of
aeolian and fluvial processes in the study area. The relevance of a former arm of the Queule
River, which once flowed to the east of the deposit, is highlighted as it likely influenced its
genesis.
In terms of economic geology, a preliminary quantification of the deposit was conducted in
an area of 87.7 hectares, estimating an in-situ value of USD 978 million. However, it is
acknowledged that this figure is an approximation, and a more thorough analysis is
required, considering technical, economic, and environmental factors to determine the
actual feasibility of the deposit. Additionally, there is a suggestion for further elaboration
on the relative importance of aeolian and fluvial processes, the identification of potential
by-products, and a more detailed consideration of the associated costs of developing the
deposit.
2
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
1. INTRODUCCIÓN
Chile es un país que posee una industria minera reconocida mundialmente, siendo este el
rubro que genera un mayor aporte a la economía del país. La exploración de depósitos
minerales ha sido fundamental en el desarrollo económico de la nación. Los recursos
minerales, como la magnetita, han desempeñado un papel fundamental en la industria
siderúrgica, la generación de energía y la tecnología de punta (Videla, 2018).
La magnetita es un mineral de hierro con propiedades magnéticas que ha sido objeto de
interés debido a su importancia en la industria del acero y su potencial en diversas
aplicaciones tecnológicas.
La playa de Caleta La Barra, en particular, presenta una concentración anómala de
magnetita, lo que sugiere la posibilidad de un depósito significativo desde un punto de vista
económico.
La existencia de depósitos minerales costeros es poco conocida en el país, más aún en La
Araucanía, por lo que la presencia de un depósito con posible factibilidad económica abre
un abanico de oportunidades de desarrollo económico y social para la región.
El análisis de la magnetita en la playa de Caleta La Barra involucra muestreos y análisis de
campo hasta estudios de laboratorio, que incluyen análisis mineralógicos, geoquímicos y
físicos. Además, se examinarán las condiciones geológicas locales y los procesos
geodinámicos que podrían haber contribuido a la formación y concentración de este
depósito.
Además, la metodología y los enfoques utilizados en este estudio pueden sentar las bases
para futuras investigaciones geológico-mineras en la región. Esta tesis busca aportar tanto
al avance del conocimiento geológico como al desarrollo sostenible de los recursos
naturales en la región de La Araucanía. En este contexto, la presente tesis se centra en la
caracterización geológico-minera y constituye una primera aproximación a la evaluación
del potencial económico de este depósito de magnetita en la playa Caleta La Barra, ubicado
en la región de La Araucanía, Chile.
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
1.1.
Ubicación y accesos
Desde Temuco, capital regional de La Araucanía, se debe tomar la ruta Panamericana,
hacia el sur por 25 km hasta la ciudad de Freire, debe tomar la salida hacia el este por la
ruta S60 a las localidades de Barros Arana, Teodoro Schmidt y Hualpín, siguiendo hacia el
sur hasta Toltén, donde la ruta cambia a S70, S802 y S800 por aproximadamente 8 km,
llegando a la localidad de Caleta La Barra.
Figura 1: Ruta Temuco-Caleta La Barra, Toltén
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
1.2.
Objetivos
1.2.1. Objetivo general
Caracterizar el depósito de magnetita que aflora en la playa de Caleta La Barra con un
enfoque geológico y minero.
1.2.2. Objetivos específicos
• Describir el depósito de magnetita, principales minerales de mena, ganga e
impurezas.
• Determinar mediante análisis químico la procedencia de la magnetita y de los
minerales que lo acompañan.
• Determinar el potencial económico de desarrollar un yacimiento mineral.
1.3.
Hipótesis
El depósito de magnetita en la playa de Caleta La Barra, sería el resultado de la erosión y
desgaste de rocas metamórficas presentes en el basamento metamórfico circundante, en la
que el brazo del Río Queule tendría una gran influencia en la formación del depósito.
5
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
2. MARCO GEOLÓGICO
2.1.
Generalidades
El área de estudio está en una zona costera que está condicionado a la acción de los aportes
sedimentarios fluviales, como también el aporte de sedimentos provenientes del océano, la
geología del área circundante destaca la presencia de afloramientos del Complejo
metamórfico Bahía Mansa, depósitos de las últimas glaciaciones y depósitos sedimentarios
recientes (Figura 2 ).
Figura 2: Geología del área Queule – Toltén, el cuadro rojo corresponde área de estudio (Modificado de Quiroz.y Duhart, 2008)
6
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
A continuación, se describen las principales unidades geológicas que componen la zona:
2.2.
Paleozoico
2.2.1.
Complejo Metamórfico Bahía Mansa CMBM PzTrbm (¿Devónico? -
Triásico)
Las rocas más antiguas del área de estudio se remontan al periodo Devónico-Triásico y
forman parte del Basamento Metamórfico de la Cordillera de la Costa. Aguirre et al. (1972)
divide este basamento en la Serie Occidental y la Serie Oriental. En el caso de la zona de
Queule, las rocas metamórficas corresponden específicamente a la Serie Occidental.
- Serie Oriental: Esta serie se caracteriza por la progresiva aparición de minerales como
biotita, andalucita y silimanita en las rocas metapelíticas a medida que aumenta el grado
metamórfico. Predominan rocas metamórficas foliadas, sin intercalaciones de rocas básicas.
Las facies metamórficas presentes en esta serie corresponden a los esquistos verdes y
anfibolita. Las condiciones físicas de formación son de presión intermedia a baja.
- Serie Occidental: Esta serie se caracteriza por la presencia de esquistos micáceos,
esquistos cuarzo-feldespáticos, metacherts y esquistos anfibolíticos. Las asociaciones
mineralógicas más características incluyen cuarzo-albita-muscovita-clorita±(biotita
espesartina) en las metapelitas, y albita-clorita-epidota-actinolita-titanita en las metabasitas.
Ocasionalmente se encuentran minerales como stilpnomelano, lawsonita y glaucofano. Las
condiciones físicas de formación predominantes corresponden a temperaturas de la facies
de esquistos verdes y presiones intermedias a altas, incluyendo la facies de esquistos azules
(Muñoz, 2007).
El contacto entre estas dos series metamórficas se ha descrito como transicional en los
sectores al sur de la Cordillera Nahuelbuta, mientras que en el área de Capitán Pastene
(38°15´S) existen evidencias de un contacto estructural a través de la Zona de Falla de
Gastre, que corresponde a una zona de falla de aproximadamente 3 a 4 km de ancho y con
un probable manteo hacia el este (Burón et al., 2003).
Duhart et al. (2001) plantea en base a datos geocronológicos que las rocas más antiguas del
Complejo Metamórfico de Bahía Mansa (CMBM) tienen una edad mínima probable del
Devónico Inferior. Además, señala que los episodios de sedimentación, deformación y
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
metamorfismo que dieron origen al CMBM ocurrieron de manera continua y cíclica entre el
Devónico Medio y el Triásico en el margen sur-occidental de Gondwana. Asimismo, se
observa que las edades de enfriamiento en minerales metamórficos indican que el
levantamiento y exhumación del CMBM ocurrieron gradualmente de norte a sur entre los
39°30'S y 42°00'S. Durante el Cretácico, se registran stocks de granitoides que localmente
afectan a la Serie Occidental del Basamento Metamórfico (Duhart et al, 2001).
Sobre el Basamento Metamórfico, se han depositado secuencias sedimentarias del
Oligoceno, Mioceno, Pleistoceno y Holoceno (McDonough et al ., 1998; y Duhart et al .,
1998). En el CMBM Schira et al. (1990) describe la presencia de cuerpos de sulfuros
macizos y Oyarzún y Clemmey (1986) formaciones de hierro bandeado. También se han
encontrado depósitos bandeados de manganeso, fallas y fracturas con alteración
hidrotermal (Ávila, 1990). Además, en las unidades cuaternarias se han registrado placeres
auríferos, algunos de los cuales han sido objeto de explotación minera (Zuccone, 1988).
Estas rocas se componen principalmente de esquistos pelíticos a semipelíticos de color gris
con aspecto lustroso, esquistos máficos de color verde (también conocidos como esquistos
cloríticos o rocas metavolcánicas), rocas máficas y ultramáficas, milonitas a ultramilonitas,
y cuerpos intrusivos traquíticos e intercalaciones de metaignimbritas. Las asociaciones de
minerales metamórficos observadas tanto en las secuencias metapelíticas como en las
metavolcánicas indican que el conjunto de rocas fue afectado por una fase principal de
deformación y metamorfismo (D2) en la facies de esquistos verdes. Esta fase de
deformación y metamorfismo dúctil y penetrativo ha borrado por completo las
características originales de las rocas, exhibiendo una típica fábrica caracterizada por el
desarrollo de foliación (S2). Además, la presencia local de anfíbolas azules en los esquistos
máficos, glaucofano en bloques de esquistos azules y zussmanita en metacherts ricos en
hierro indican la existencia de una fase previa de deformación y metamorfismo (D1) en
condiciones de alto gradiente P/T. Esta fase previa se evidencia actualmente por texturas
relictas (S1), como micropliegues y foliación interna en albita, microfoliación intrafolial y
pliegues isoclinales desraizados de cuarzo (Muñoz, 2007).
En el área de estudio, Duhart et al. (2001) describe la presencia principalmente de esquistos
pelíticos y filitas, que se alternan según planos de esquistosidad. Los esquistos pelíticos
8
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
presentan una asociación mineral compuesta por cuarzo, muscovita, albita, grafito, esfeno y
apatito, y en algunos casos, granate. Por otro lado, se intercalan cuerpos de cuarcitas y/o
metacherts, compuestos por cuarzo, biotita, magnetita, granate y clorita. También se han
identificado esquistos máficos y filitas, que contienen actinolita, epidota, clorita, cuarzo,
plagioclasa, calcita, magnetita y apatito.
Massonne et al. (1996, 1998) y Muñoz et al. (1997) describen la zona de Punta Nihue,
donde encuentran afloramientos de metasedimentos ricos en hierro, con la presencia de la
asociación zussmanita-stilpnomelano. La presencia de zussmanita es un indicador de la
facies de esquistos azules, basándose en su campo de estabilidad.
Vivallo et al. (1988b) realizaron estudios en la Serie Occidental de Bahía Mansa, al sur de
la Hoja Queule, y señalaron que las características químicas de los esquistos micáceos
grises indican que su protolito se compone de rocas pelíticas y psamíticas, no calcáreas, y
probablemente se derivan de una fuente con composición granítica. Además, las relaciones
MnO/TiO 2 y Co/TiO 2 indican que este protolito sedimentario se acumuló en una posición
relativamente cercana a la fuente de origen del material clástico. Según Vivallo et al.
(1988a), los contenidos de Ti, Y, Zr, Cr y tierras raras en los esquistos verdes son
comparables con los basaltos formados en un ambiente de dorsal oceánica anómala o con
los basaltos depositados en cuencas marginales. Por lo tanto, sugieren que el ambiente
tectónico más probable en el que se depositaron las rocas de la Serie Occidental en Bahía
Mansa podría ser una cuenca marginal.
Estudios de Sm-Nd en muestras del Basamento Metamórfico en Donguil, ubicado
aproximadamente a 50 km al noreste de la Hoja Queule, revelaron parámetros similares a
los valores representativos de basaltos oceánicos generados en dorsales, lo cual es
consistente con la preservación de la estructura original de basaltos en almohadilla en
Donguil (Hervé et al., 1990). En una muestra de esquistos grises de Pirén, se encontró una
alta concentración de elementos de tierras raras, con un fuerte enriquecimiento en
elementos livianos de tierras raras (Nd: 22 veces la norma en condrito), así como un
enriquecimiento en Nd no radiogénico, lo cual indica una contribución de origen
continental al protolito (Hervé et al., 1990).
9
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
Kato y Godoy (1995) señalaron que, en los metabasaltos de almohadilla, la relación Fe/Mg
es más alta que en las rocas metavolcanoclásticas máficas, lo cual es coherente con una
mayor abundancia de magnetita en los metabasaltos de almohadilla. Además, los
metabasaltos de almohadilla con afinidad toleítica muestran un perfil normalizado en
Tierras Raras enriquecido en LREE, lo cual indica que podrían tener como protolito
basaltos de dorsal oceánica enriquecidos (E-MORB) o basaltos de arcos de islas primitivas.
Los bloques de esquistos azules-anfibolita presentan una menor variación composicional
que los esquistos máficos in situ y exhiben ligeramente mayores razones de FeO/MgO y
perfiles planos de REE, lo cual es compatible parentalmente con toleítas.
2.3.
Pleistoceno medio
2.3.1. Glaciación Santa María (Pleistoceno Medio).
Depósitos Glaciofluviales Plgf2
Mella y Quiroz (2010), describen los depósitos glaciofluviales Plgf2 se caracterizan como
una superficie de sedimentación elevada. Se encuentran en terrazas elevadas asociadas a las
cuencas de los ríos Quepe, Cautín y Toltén. Estos depósitos presentan un relieve suave y
ondulado, con planicies y llanuras anchas, y una red de drenaje moderada.
Los depósitos con gravas con una selección que varía de moderada a buena. En su mayoría,
las partículas son redondeadas y están compuestas principalmente por rocas volcánicas y
granitoides. La matriz de estos depósitos muestra signos de oxidación y una
semicementación, además se encuentran depósitos de óxidos de manganeso a
profundidades que oscilan entre 1 y 3 metros. También se pueden observar intercalaciones
de lentes de arenas y limos laminados.
En el valle del río Mehuín, se encuentran terrazas conformadas por estos depósitos. En
general, estos depósitos están cubiertos por un horizonte de suelos rojizos, que se emplazan
en flujos piroclásticos andesíticos. Estos flujos piroclásticos están vinculados a erupciones
de los volcanes de la cordillera Principal.
En conjunto, Mercer, (1976) y Porter (1981) interpretan que estos depósitos corresponden a
cauces distales de ríos trenzados en un sistema proglaciar activo, asociados al desagüe
proveniente de los lóbulos glaciarios ubicados al este. También se presentan intercalaciones
de flujos piroclásticos y lahares. Debido a las similitudes en la meteorización,
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
características geomorfológicas, posición estratigráfica y relaciones de contacto con
depósitos en el sur, asignaron esta unidad a los depósitos glaciofluviales de la Glaciación
Santa María.
2.4.
Pleistoceno medio a superior
2.4.1. Depósitos del Último Interglacial (Pleistoceno Medio-Superior).
Depósitos Fluvioestuarinos Plfe
Mella et al. (2012), define el depósito como arenas de grano medio a grueso, con
estratificación horizontal y cruzada de alto ángulo, de escala métrica a decamétrica, de
color negro y compuestas, principalmente, por fragmentos de basaltos, andesitas y
magnetita, además de anfibola y piroxeno en menor proporción. Al noroeste de Toltén,
exhiben capas horizontales de limos interestratificados con arenas negras, moderada a
débilmente consolidadas, formando terrazas de 2 a 3 m.s.n.m. Según el origen de los
componentes principales, se distinguen dos asociaciones que engranan lateralmente gravas,
arenas y arenas limosas hacia la base. En su mayor parte de proveniencia metamórfica,
expuestas hacia el sur del área del mapa. La segunda asociación se compone de arenas con
estratificación horizontal planar y cruzada, limos y arcillas, con fragmentos de pómez, en su
mayor parte de proveniencia volcánica.
Facies asociadas a un ambiente estuarino y litoral con zonas de inundación e intermareales,
similares a las observadas en los alrededores de Valdivia. En algunos sectores, se observa
una transición de facies entre estuarinas y fluviales deltaicas, indicando una posible línea de
costa. Estos depósitos representan cambios laterales de facies sedimentarias y son
indicativos de la etapa principal de desglaciación al comienzo del último interglacial o al
final de la Glaciación Santa María.
2.5.
Pleistoceno superior
2.5.1. Glaciación Llanquihue (Pleistoceno Superior)
Depósitos Glaciofluviales Plgf1
Según Mella y Quiroz (2010), en los depósitos que caracterizan a la Glaciación Llanquihue,
dominan gravas, moderada a bien seleccionadas, subredondeadas, clasto soportadas, con
estratificación horizontal y cruzada y matriz de arenas gruesas. Forman terrazas ubicadas
entre 10 y 15 m.s.n.m. Los clastos corresponden a fragmentos de rocas volcánicas,
11
Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
intrusivas y cuarzo, los que no presentan meteorización. Los depósitos de la Glaciación
Llanquihue consisten en tillitas y depósitos fluviales que se drenaban hacia la Depresión
Central. Estos depósitos están restringidos en parte a los valles de los ríos Toltén y Cautín.
Se atribuyen a la última glaciación, conocida como Glaciación Llanquihue, que tuvo lugar
entre aproximadamente 73.000 y 14.550 años antes del presente (AP).
La unidad de Depósitos Glaciofluviales Plgf1 forma un relieve aterrazado caracterizado por
planicies y llanuras de inundación fluviales junto al sistema morrénico de la Glaciación
Llanquihue. Estos depósitos ocupan las terrazas medias a bajas de los ríos Quepe, Cautín y
Toltén. Cerca del poblado de Quepe, se pueden observar gravas compactas, tanto matriz
como clasto soportada, con una selección pobre y estratificación parcialmente imbricada.
Están intercaladas con lentes de arena gruesa y con estratificación en artesa y grano
decreciente. Lateralmente, se encuentran arenas gruesas con estratificación cruzada y limos
laminados, indicativos de inundaciones menores. Los clastos son principalmente rocas
volcánicas y granitoides provenientes de la cordillera Principal. La mayoría de los clastos
son mecánicamente competentes y no presentan meteorización. Solo algunos clastos de
granitoides muestran signos de meteorización, lo que sugiere el retrabajo de sedimentos
más antiguos (Mercer, 1976).
La parte superior de estas gravas se depositó probablemente entre 14.500-13.500 AP
durante el deshielo de los glaciares al este de la zona de estudio. Se ha datado una turba
intercalada en depósitos similares al sur del área del mapa con una edad radiocarbónica de
27.500 ± 940 AP. La correlación morfológica, litológica y de ambiente de sedimentación
con unidades similares al sur y este del área del mapa confirma que estos depósitos
corresponden a la Glaciación Llanquihue, que tuvo lugar entre aproximadamente 73.000 y
14.550 AP.
2.6.
Holoceno
2.6.1. Depósitos Fluviales Hf
Mella y Quiroz (2010) caracteriza los depósitos fluviales actuales como arenas y gravas
interestratificadas. Las gravas son moderadamente seleccionadas, con fragmentos
redondeados a subredondeados, de aspecto fresco, generalmente, clasto soportadas y, en
parte imbricadas, con escasa matriz arenosa. Localmente, se observan gravas con alto
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
porcentaje de clastos de tamaño bloque (menor a 20 cm). Las arenas son de grano fino a
grueso, con intercalaciones centimétricas de limos y con estratificación horizontal. Algunas
facies de llanuras de inundación están compuestas por bancos de limos con intercalaciones
de arena fina y de horizontes de color negro con abundante contenido orgánico.
Los depósitos fluviales corresponden a los sedimentos que se encuentran en los lechos y las
llanuras de inundación de ríos activos, como los ríos Quepe, Cautín, Toltén y Cholchol.
2.6.2. Depósitos Eólicos Heo
Arenas, de grano medio a grueso, bien seleccionadas, ubicada al este de los depósitos
litorales. Estos sedimentos conforman dunas de hasta 10 m de altura, con topografia
ondulante y formas lunadas e irregulares. Las arenas presentan estratificación planar
horizontal y cruzada de alto ángulo (Quiroz y Duhart, 2008).
2.6.3. Depósitos Litorales (Holoceno) Hp
Depósitos de playas constituidos por arenas, de grano fino a grueso, y gravas, no
consolidadas y bien seleccionadas. Las arenas presentan clastos intrusivos y volcánicos.
Los bancos de arena fina son acompañados por cantidades variables, principalmente, de
magnetita y titanita (Quiroz y Duhart, 2008).
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
2.7.
Geomorfología
Peña-Cortes et al. (2014) realizaron un estudio de la dinámica geomorfológica de la costa
de la región de La Araucanía entre el río Toltén y río Queule (Figura 3):
Las unidades geomorfológicas destacadas en la región, incluyen un cordón montañoso
formado por rocas metamórficas del Paleozoico, una llanura fluviomarina y una llanura
aluvial. Desde el valle del río Toltén, los cordones rocosos y fracturados al sur de
Pitrufquén se elevan sobre las llanuras de Gorbea y se extienden hacia el este, donde se
encuentran con la cordillera de los Andes. Según Mardones (2005), la formación del cordón
costero se remonta al Plioceno Superior y al Cuaternario antiguo, lo que explica su estado
actual de considerable degradación.
En el sector del río Toltén y río Queule, existen diferentes unidades geomorfológicas de
importancia. En la vertiente occidental al sur de Pitrufquén, se encuentra un macizo
montañoso que se extiende en forma de "V" y da origen a las cuencas de los ríos Boldo y
Boroa. Por otro lado, la cuenca del río Queule se desarrolla en la vertiente marítima, con los
cerros Puralaco y Alto Pirén como principales afluentes.
La llanura fluviomarina se encuentra en el límite norte del área, siguiendo los cursos de los
ríos Toltén y Queule. Se extiende aproximadamente 23 km desde Fintucué hasta Ninhue.
La llanura aluvial, por su parte, se desarrolla entre los valles del cordón montañoso y está
asociada a pequeñas plataformas en roca metamórfica. Se destacan dos unidades: una en el
valle del río Boldo y otra en el valle del río Boroa.
La desembocadura del río Toltén presenta características estuarinas, con una extensa barra
que hace que la costa sea rectilínea en el área de estudio y obliga a los ríos a fluir
paralelamente al litoral. El modelado litoral se distribuye en tres grandes campos dunarios:
La Barra, Nigue Norte y Nigue Sur. Se han realizado esfuerzos para estabilizar las dunas
mediante la introducción de especies vegetales como Ammophila arenaria,
Lupinusarboreus y Pinus radiata.
En general, predominan las dunas estabilizadas con vegetación sobre la llanura
fluviomarina, con diferentes tipos de dunas y depresiones húmedas. La línea litoral de este
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
sector tiene una extensión aproximada de 12,5 km y un ancho promedio de 700 m desde La
Barra hasta Queule (Peña-Cortez et al. 2014).
En el conjunto del paisaje, destaca la extensa planicie fluviomarina ubicada entre los ríos
Toltén y Queule. Este relieve es el resultado de diversos procesos tectónicos, y se pueden
observar claramente los efectos del hundimiento causado por el terremoto de 1960, el cual
afectó gran parte del sur de Chile el ejemplo más conocido es el de la localidad de Toltén
viejo (Cisternas et al ., 2000 y 2005).
La situación es diferente en la zona que se extiende desde el río Toltén hacia el sur, donde
la Cordillera de la Costa estuvo deshabitada hasta mediados del siglo XX. Como resultado,
la degradación de esta área es considerablemente menor en comparación con el sector
norte. Sin embargo, la expansión significativa de las plantaciones forestales y la ganadería
están generando efectos similares a los mencionados anteriormente en el sector norte, es
decir, entre los ríos Danquil y Toltén (Mardones, 2005) (Véase Figura 3).
Figura 3: Mapa geomorfológico Río Queule – Río Toltén. El polígono amarillo indica el límite entre los relieves de erosión y depositación (Modificado de Peña-Cortes, 2014.)
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
3. MARCO TEÓRICO
3.1.
Depósitos tipo placer
Los depósitos tipo placer son acumulaciones naturales de minerales valiosos, como oro,
diamantes, casiterita, rutilo, entre otros, que se encuentran en los sedimentos de ríos,
playas, y otros ambientes fluviales y costeros.
Los minerales presentes en los depósitos de placer tienen una densidad mayor que los
minerales que componen la mayor parte de los sedimentos, comúnmente cuarzo,
feldespatos y arcillas. Esta diferencia de densidades desempeña un papel crucial cuando un
agente de transporte, como un río, el viento o las olas transporta sedimentos, los minerales
densos experimentan una mayor resistencia al movimiento debido a su masa. En
consecuencia, cuando el agente de transporte pierde energía, ya sea debido a la disminución
de la velocidad del flujo del agua o del viento, los minerales más densos son los primeros
en sedimentarse. Esta tendencia constituye el principio de la segregación por densidad,
donde los minerales más pesados se asientan en el fondo debido a su mayor inercia. La
pérdida de energía del agente de transporte puede estar relacionada con una serie de
factores, como la topografía del terreno, la presencia de diques, fallas, cascadas, meandros,
cambios litológicos en el lecho del río o la obstrucción del canal de transporte. Este proceso
de segregación por densidad también produce una clasificación natural de los minerales en
función de su tamaño y densidad, lo que se refleja en la distribución vertical de los
minerales en el depósito.
La minería de placer ha sido practicada durante siglos, y estos depósitos han sido una
fuente importante de recursos minerales para muchas culturas. Los depósitos de placer
ofrecen una oportunidad para la extracción de minerales de alta ley sin la necesidad de
ocupar explosivos lo que los hace atractivos para la minería artesanal y de pequeña escala
en diferentes partes del mundo (Koomans y de Meijer, 2004).
Los estudios sobre los placeres han abarcado desde ejercicios de mapeo a gran escala
destinados a estudiar depósitos económicamente viables (por ejemplo, Roy, 1999; Hou et
al., 2003; Dillenburg et al., 2004; Paine, 2005) hasta estudios orientados a comprender los
procesos y el papel de la densidad de las partículas en el transporte de sedimentos (por
ejemplo, Komar y Wang, 1984; Peterson et al., 1986; Hughes et al., 2000).
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
3.2.
Ironsands o arenas ferríferas
Las ironsand representan una importante fuente de recursos minerales en algunas regiones
costeras, donde destacan la costa oeste de la isla norte de Nueva Zelanda y han sido objeto
de exploración y explotación minera (McDougal, 1961). Estos depósitos contienen una alta concentración de magnetita y hematita (Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 y Fe 2 O 3 ). La extracción y
procesamiento de las ironsand es de interés económico debido a su potencial para producir
concentrados de hierro utilizados en la industria siderúrgica y en la fabricación de acero.
3.2.1. Ironsands en Nueva Zelanda
McDougal (1961) caracteriza la costa oeste de la isla norte de Nueva Zelanda, describe
presencia de arenas titaníferas, donde las concentraciones más altas alcanzan el 30% en
peso de la muestra y atribuye la concentración a las zonas de oleaje Pleistoceno y
Holoceno. McDougal (1961) describe una separación por magnetismo, donde la porción
magnética varía entre el 3% y 36%, con un promedio de 10%.
En las playas de la costa oeste de la Isla Norte consiste principalmente en titanomagnetita
con aproximadamente un 9% de TiO 2 , 0.4% de V 2 O 3 y un 55% de hierro metálico; también
se encuentra en un porcentaje relativamente insignificante la titanohematita (Fyfe, 1952).
3.2.2. Ironsands en Chile
Vásquez (2011) produjo un informe técnico para obtener rutilo sintético de alta calidad o
dióxido de Ti, a partir de arenas titaníferas en Valparaíso (Proyecto INNOVA Chile N°204
4162), el cual toma muestras de Santo Domingo, Cartagena chica, y fuera del proyecto en
Puerto Saavedra y Arauco.
Valderrama et al. (2008) realiza una caracterización y concentración de muestras de arenas
de Caldera, Región de Atacama, donde concluye que la muestra contiene un 1,8% de titanio
y un 41,8% de silicio. Al analizar la distribución de tamaños de partículas y su composición
química, se observa que en las fracciones más finas hay un aumento significativo en el
contenido de TiO 2 . Para las partículas de tamaño inferior a 0,075 mm, la concentración de
TiO 2 alcanza un valor de 18,1%.
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Caracterización geológico-minera del depósito de magnetita en Playa Caleta la Barra…….
Las arenas estudiadas por Valderrama et al. (2008) en Caldera, están compuestas
principalmente por cuarzo, feldespato, magnetita, hematina, ilmenita, titanita y rutilo, y
cantidades mínimas de monacitas, minerales de circonio, wolframita y scheelita.
3.3.
Magnetita de origen metamórfico
Muñoz (2007) también describe la presencia de cristales de magnetita rica en Cr, en
esquistos verdes paleozoicos. Cotículas de cuarzo, granates tipo espesartina, conformando
bandas, muscovita, clorita, biotita (flogopita), ilmenita de manganeso, titanita, y magnetita.
Muñoz (2008) describe en Mississippi, sector cercano a la desembocadura del río Queule,
Metacherts (MCH) y Esquistos Alterados (EAlt) intercalados (Figura 4 y 5). Los
Metacherts presentan inclusiones de granates tipo espesartina y magnetita. Por otro lado,
los Esquistos alterados están limonitizados y contienen magnetita. Se piensa que estos
últimos podrían representar metasedimentos ricos en hierro. La estructura foliada en la zona
posee una orientación hacia el noroeste y un manteo de 50° hacia el suroeste. Esta foliación
es el resultado de un plegamiento previo (S2), que fue reorientado debido a la formación de
pliegues (S3), Muñoz (2007).
Figura 4: Sector de Missisipi cerca de la desembocadura del Río Queule. Metacherts (MCH) intercalados con Esquistos Alterados (EAlt). MCH: Cotículas que contienen granates tipo espesartina y magnetita. EAlt: Esquistos limonitizados, contienen magnetita y corresponden probablemente metasedimentos ricos en Fe. (Extraído de Muñoz, V., 2007)
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