Comportamiento litológico respecto a la alteración yeso anhidrita en mina Toquepala

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN AREQUIPA. DE. FACULTAD DE GEOLOGIA, GEOFISICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLOGICA. TESIS TEMA: COMPORTAMIENTO LITOLOGICO RESPECTO A LA ALTERACION YESO-ANHIDRITA EN MINA TOQUEPALA PRESENTADO POR: Bach. Christian Moisés Flores Martínez. Para optar el Título Profesional De Ingeniero Geólogo AREQUIPA – PERU 2017 1.

(2) Dedicado a mis queridos padres Edgar Y Nelly Hermanos y sobrinos quienes me apoyan Incondicionalmente y a quienes amo.. 2.

(3) Con profundo agradecimiento a los Ing. Julio Rojas e Ing. Edgardo Cuadros, así como a mis compañeros de trabajo Holmizuana Miranda y German Valenzuela sin quienes este trabajo no se hubiese podido desarrollar.. 3.

(4) RESUMEN. Históricamente se ha realizado trabajos anteriormente respecto a la génesis, ocurrencia y comportamiento de la alteración yeso- anhidrita en Mina Toquepala (A. Plazolles, Sep 1981 y G. Vargas, May 2002), donde además se hace un análisis de los impactos negativos en cuanto a la elevación de los costos de acarreo y del proceso de chancado en las rocas que se encuentran dentro de esta alteración, así también se hace una clasificación de tipos de yeso intensidades dentro la zona donde se emplaza la alteración yeso-anhidrita. El trabajo que a continuación se desarrolla muestra con datos actuales la ocurrencia, modo de emplazamiento y el comportamiento de las rocas respecto a la presencia de los sulfatos de calcio con origen hipógeno, también se hace una descripción de los controles que se tienen actualmente en mina para reducir el impacto negativo que provoca esta alteración en la zona primaria donde se viene explotando actualmente el mineral acarreado a planta concentradora. La alteración yeso- anhidrita en mina. Toquepala se encuentra relacionada con la alteración. Potásica y la presencia de sulfuros (Zona central del Pit), dentro de esta se pueden diferenciar los tipos de yeso tanto por la manera de emplazarse en las rocas como en Brechas y Rocas intrusivas las cuales caracterizan la ocurrencia y la intensidad del yeso en cada una de estas. Actualmente la alteración yeso – anhidrita en mina Toquepala se presenta en la zona de mineralización primaria encontrándose en la parte superior el tope de yeso de forma irregular donde se observa macroscópicamente desde el nivel 3160 en la zona NW del Pit, en la parte central se puede observar a partir del nivel 3145 SW; actualmente el nivel más profundo es el 2800 donde se encuentra en su mayor parte los sulfatos de calcio y producto de la alteración se forma la fragmentación gruesa en estos niveles del Pit. El 90 % de la producción de mineral enviado a planta concentradora se encuentra dentro de la zona con mineralización yeso-anhidrita, por lo que es muy importante conocer el comportamiento génesis y emplazamiento de los sulfatos de calcio dentro del yacimiento, a medida que se va profundizando se encuentra mayor cantidad de anhidrita mientras que en los niveles más cerca de la superficie principalmente se emplaza el yeso producto de yesificación de la anhidrita, variando la ocurrencia de acuerdo al tipo de roca lo que nos muestra la variación en cuanto a la fragmentación en los proyectos de voladura.. 4.

(5) ABSTRACT Historically, studies have been made with respect to the genesis, occurrence and behavior of Gypsum-Anhydrite alteration in Toquepala mine (A. Plazolles, Sep 1981 y G. Vargas, May 2002), where also makes an analysis of negatives impacts respect to higher costs of hauling and crushing rocks process that seen into this alteration. This also makes a gypsum type classification and intensities within the area where the alteration Gypsum- Anhydrite is located. This work that develops in here shows with recent data, the occurrence, positioning mode and behavior of the rock respect to the presence of calcium sulphate with hypogene origin. It also contains a description of controls that are currently in mine to reduce the negative impact caused by this alteration in the primary zone where the mineral that is taken to concentrator plant is being extracting currently. The Gypsum-Anhydrite alteration in Toquepala mine is associated with the Potassic Alteration and the presence of sulfides (Pit Central Zone), inside this can be differentiated types of gypsums, both by way of emplaced in rocks like breccia and intrusive rocks which characterize the occurrence and intensity of gypsum on each of these. Currently the gypsum-anhydrite alteration in Toquepala mine occurs in areas of primary alteration found in the upper plaster ceiling where irregularly shaped can be macroscopically observed from the 3160 level in the pit area NW, in the central part can be observed from SW 3145 level, currently the deepest level is the 2800 which is mostly calcium sulfide and alteration product of fragmentation thick is formed at these levels of the pit. The 90% of the production of mineral sent to concentrator plant is within the area with gypsumanhydrite mineralization, so it is very important to know the genesis behavior and location of calcium sulfate in the orebody. As you will find as much to deepen anhydrite while the levels closer to the surface it is located primarily gypsum product of gypsification of anhydrite, the occurrence varying according to the type of rock which shows the variation in as the fragmentation in blasting projects.. 5.

(6) Listado de Figuras. FIGURA 1 Mapa de Ubicación ........................................................................................................ 12 FIGURA 2 Unidades Fisiograficas del sector de Toquepala ............................................................ 21 FIGURA 3 Geologia regional Generalizada ..................................................................................... 35 FIGURA 4 Pórfido de cuarzo Quellaveco ........................................................................................ 38 FIGURA 5 Dolerita Toquepala ......................................................................................................... 39 FIGURA 6 Pórfido Cuarzo Toquepala ............................................................................................. 39 FIGURA 7 Andesita Toquepala........................................................................................................ 40 FIGURA 8 Riolita Toquepala ........................................................................................................... 40 FIGURA 9 Intrusivo Diorítico .......................................................................................................... 41 FIGURA 10 Dacita porfirítica .......................................................................................................... 43 FIGURA 11 Aglomerado de Dacita.................................................................................................. 44 FIGURA 12 Pórfido de Latita........................................................................................................... 45 FIGURA 13 Mapa de alteraciones .................................................................................................... 46 FIGURA 14 Diorita con alteración propílica………………………………………………………47 FIGURA 15 Di-G/A. Alt. Cz-Ser. Mineralización en venillas de Cpy-Py ....................................... 47 FIGURA 16 BxT con Alteración propílica ....................................................................................... 48 FIGURA 17 BX-G/A Mmineralización Cpy-Py en relleno de cavidades ........................................ 49 FIGURA 18 BX-G/A con molibdenita ............................................................................................. 49 FIGURA 19 DP-G/A Cpy-Py en fracturas, presencia de bornita ..................................................... 50 FIGURA 20 DI-G/A Cz-Ser. Mineralización Cpy-Py en venillas y diseminado ............................. 50 FIGURA 21 DP-G/A con presencia de bornita secundaria............................................................... 51 FIGURA 22 DP-G/A con silicificación pervasiva ............................................................................ 51 FIGURA 23 DP mineralizacion de Mo en fracturas Alteración Cz-Ser. ......................................... 52 FIGURA 24 Columna Estratigráfica de Mina Toquepala................................................................. 55 FIGURA 25 Imagen Estructural de Toquepala – Quellaveco - Cuajone .......................................... 67 FIGURA 26 Geología Mina Toquepala ............................................................................................ 70 FIGURA 27 Seccion Geológica Central ........................................................................................... 70 FIGURA 28 Tabla Descriptiva, Asociación de Tipos de yeso con caracteristicas similares ........... 73 FIGURA 29 Emplazamiento de la Alteracion yeso-anhidrita en Mina Toquepala .......................... 75 FIGURA 30 Comportamiento de la alteración yeso-anhidrita.......................................................... 76 FIGURA 31 Ocurrencia de yeso en reservas del Mineral .......................................................................77 FIGURA 32 Cuadro de Reservas por tipo de Mineral ...................................................................... 78 FIGURA 33 Campaña de perforación Diamantina ........................................................................... 80 FIGURA 34 Sección del Pit con taladros diamantinos y tope de yeso ............................................. 81 FIGURA 35 Logueo Geológico ........................................................................................................ 82 FIGURA 36 Base de Datos-Campañas de perforación Diamantina y tope de yeso ......................... 82 FIGURA 37 Mapeo geológico superficial-Contactos litologicos y tope de yeso Toquepala ........... 84 FIGURA 38 Taladros Diamantinos y cota del yeso.......................................................................... 86 FIGURA 39 Detreminación de curvas de nivel del yeso .................................................................. 87 FIGURA 40a Logueo de detritus ...................................................................................................... 88 FIGURA 40b Logueo de detritus ...................................................................................................... 89. 6.

(7) FIGURA 41 Mapeo de alteraciones……………………………………………………………….. 90 FIGURA 42 Condiciones Litologicas del proyecto de disparo......................................................... 90 FIGURA 43 Mapa de Susceptibilidad litologica .............................................................................. 91 FIGURA 44 Frente de minado SIN yeso .......................................................................................... 93 FIGURA 45 Frente de minado CON yeso ........................................................................................ 93 FIGURA 46 Reportes de contorno de yeso para proyectos de disparo............................................. 95 FIGURA 47 Planos y Secciones para proyectos de disparo ............................................................. 96. 7.

(8) INDICE. CAPITULO I. Pag.. 1. INTRODUCCIÓN 1.1 Ubicación y Accesibilidad. 11. 1.2 Hipótesis. 13. 1.3 Objetivos. 14. 1.4 Metodología de Trabajo. 14. 1.5 Clima y vegetación. 15. 1.6 Antecedentes. 16. 1.7 Alcance y Limitaciones del Trabajo. 17. CAPITULO II 2. GEOMORFOLOGÍA 2.1 Genralidades. 18. 2.2 Morfogénesis. 19. 2.3 Fisiografía. 20. 2.4 Procesos Erosivos. 26. 2.5 Modificaciones Geomorfológicas generadas por la Operación Minera. 29. CAPITULO III 3. GEOLOGÍA REGIONAL 3.1 Rocas Volcánicas. 31. 3.1.1 Grupo Toquepala. 31. 3.1.2 Formacion Moquegua. 32. 3.1.3 Volcanico Huaylillas. 32. 3.1.4 Formacion Capillune. 32. 3.1.5 Volcánico Barroso. 33. 3.1.6 Depósitos Morrénicos. 33. 3.1.7 Depositos Fluviales. 33. 3.2 Rocas Intrusivas. 33. 8.

(9) 3.2.1. Diorita – Granodiorita. 33. 3.2.2. Dacita – Latita – Monzonitas Cuarciferas. 33. 3.2.3. Andesita Intrusiva. 34. 3.2.4. Chrimenea de Brecha. 34. 3.2.5. Aglomerado de Dacita. 35. CAPITULO IV 4. GEOLOGÍA LOCAL Y ESTRATIGRAFÍA 4.1 Geología Local 4.1.1. 36. Litologia. 37. a. Rocas Volcanicas. 37. b. Rocas Intrusivas. 41. 4.1.2. Alteración. 45. 4.1.3. Mineralización. 48. 4.2 Estratigrafía. 52. 4.2.1. Cretácico – Paleógeno. 53. 4.2.2. Eoceno – Oligoceno. 53. 4.2.3. Neogeno – Cuaternario. 54. CAPITULO V 5. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL 5.1 Estructuras Regionales. 56. 5.1.1. La falla Micalaco y el Deposito de Toquepala. 57. 5.1.2. Estructura Toquepala. 58. 5.1.3. Estructuras Subsidiarias. 59. 5.2 Interpretación Estructural de Deposito Toquepala 5.2.1. Brechas y su clasificación. 60 60. 5.2.1.1 Brechas de Ruptura. 60. 5.2.1.2 Brechas de Colapso. 62. 5.2.1.3 Brecha Intrusiva. 62. 5.2.1.4 Brechas Magmáticas Residuales y Brechas de Turmalina. 63. 5.3 Consideraciones Estructurales. 64. 9.

(10) CAPITULO VI 6. NOCIONES TEÓRICAS Y ALTERACIÓN YESO – ANHIDRITA 6.1 Información geológica General. 68. 6.2 Tipos de Yeso. 71. 6.3 Alteración yeso – anhidrita. 74. 6.4 Comportamiento de la alteración yeso – anhidrita. 75. 6.5 Modelamiento de la alteración yeso-anhidrita. 77. CAPITULO VII 7. CONTROLES GEOLÓGICOS PARA LA ALTERACIÓN YESO-ANHIDRITA 7.1 Sondajes Diamantinos y logueo Geológico. 80. 7.2 Mapeo Geológico Superficial. 83. 7.3 Determinación del tope de yeso y curvas de nivel. 85. 7.4 Logueo de detritus y mapa de susceptibilidad litológica. 88. 7.5 Impacto operativo de la alteración yeso-anhidrita en Mina Toquepala. 93. CAPITULO VIII 8. INTERPRETACION Y RESULTADOS 8.1 Resultados del Control Geológico. 95. CONCLUSIONES. 97. RECOMENDACIONES. 98. BIBLIOGRAFIA ANEXOS. 10.

(11) CAPÍTULO I. 1.. Introducción:. 1.1 Ubicación y Accesibilidad. El yacimiento minero de Toquepala se encuentra ubicado en el sur del Perú, en el Departamento de Tacna entre las cotas 3,100 a 3,600 msnm. La zona en general es montañosa y semi-desértica con parámetros anuales de 80 mm de precipitación y 1,500 mm de evaporación. En dirección noroeste se encuentran los yacimientos de Quellaveco y Cuajone a una distancia de 20 y 30 km respectivamente. Toquepala constituye un yacimiento porfirítico de cobre-molibdeno diseminado donde la mineralización está subordinada a una chimenea de brecha y a un intrusivo de dacita ambos genéticamente relacionados a la actividad intrusiva hidrotermal calco-alcalina datada de fines del Cretáceo superior-Terciario inferior.. El yacimiento de Toquepala se encuentra localizado en una región de topografía accidentada, debido a innumerables quebradas profundas que en su recorrido desde la sierra hacia los desiertos de la costa, cortan transversalmente el flanco occidental de los andes sur-occidentales. El área de la mina se encuentra entre los 3,100 y 3,600 msnm, presentándose hacia el este, nevados con elevaciones que se aproximan a los 6,000 msnm. Geográficamente se encuentra a 17°13’ Latitud Sur y 70°36’ Longitud Oeste (Figura. 1). Geológicamente, Toquepala constituye un yacimiento porfirítico de cobre - molibdeno diseminado, donde la mineralización está subordinada a una chimenea de brecha y a un intrusivo de dacita, ambos genéticamente relacionados a la actividad intrusiva hidrotermal calco - alcalina datada de fines del Cretáceo superior - Terciario inferior. El yacimiento de Toquepala junto con Quellaveco y Cuajone pertenecen al metalotecto denominado "Sub Provincia Cuprífera del Pacífico" que tiene dirección NW-SE en Perú y N-S en Chile.. 11.

(12) 8200000. 8150000. 8100000 MINA TOQUEPALA. 8050000. 8000000. 7950000. 300000 0. 350000. 400000. 450000. 500000. 5 km.. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE GEOLOGÍA GEOFÍSICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLÓGICA. PLANO DE UBICACIÓN MINA TOQUEPALA REALIZADO POR: CHRISTIAN FLORES MARTINEZ ESCALA: GRAFICA. FECHA: DICIEMBRE 2016. Figura 1: Mapa de Ubicación. 12.

(13) La historia del reconocimiento de Toquepala está vinculada al desarrollo minero metalúrgico del Sur del Perú desde el tiempo de los incas. Registros más recientes indican que en 1937 fue evaluado por el geólogo de exploraciones de la Cerro de Pasco Copper Corporation A. C. Schmedeman, como un yacimiento de cobre porfirítico de baja ley pero de importancia económica; este reconocimiento fue tardío con referencia a los yacimientos de Chuquicamata en Chile y Cerro Verde en el Perú. Los trabajos de prospección y exploración desarrollados en Toquepala, se inician sistemáticamente en 1937, cuando la Compañía Cerro de Pasco ordenó una evaluación geológica, con cartografía regional, perforación diamantina y muestreo.. 1.2 Hipótesis Actualmente en Mina Toquepala se presenta la alteración yeso – anhidrita en la parte central inferior del pit , esta presenta un impacto en las características de las rocas en esta zona les da una mayor Tenacidad la cual implica se dificulte tanto su minado por la fragmentación gruesa y la resistencia a ser fragmentado , así como en la chancadora primaria puesta que también presenta resistencia a ser chancado lo que hace que se eleven los costos tanto de perforación y voladura como en el mismo proceso de chancado en Concentradora.. En Mina Toquepala actualmente se viene explotando la zona de sulfuros primarios y es aquí donde se encuentra emplazada la alteración yeso – anhidrita lo cual muestra su relación directa tanto con la presencia de los sulfuros (parte central del Pit), así como con la alteración Potásica puesto que es a partir de esta donde se encuentran los primeros indicios de la aparición de este mineral como Tope de yeso en la mina.. Se observa una clara diferencia en el comportamiento litológico donde se presenta la alteración yeso anhidrita y las que no presentan esta, la alteración afecta directamente en la operación ya que esta en los niveles profundos del tajo le proporciona a la roca resistencia a ser fragmentada lo cual representa un inconveniente para perforación y disparos.. Los controles geológicos que se aplican permiten obtener la información a detalle acerca de la presencia de esta alteración lo cual ayuda a que no se vea afectada la fragmentación y por lo tanto los procesos que involucra dentro de la operación. 13.

(14) Para evitar el impacto de esta alteración en cuanto a los costos de acarreo y en el proceso propiamente dicho se viene utilizando controles los cuales ayudan a reducir este, tales como mapeo de bancos, elaboración de Secciones geológicas y logueo de detritos así como la información con la que se cuenta producto del logueo de taladros diamantinos realizados en la parte central del Pit lo que permite determinar los topes de yeso y nos muestra una idea más clara de cómo se ha emplazado estos sulfatos de calcio en el yacimiento.. 1.3 Objetivos Objetivo General: Mostrar el comportamiento de la alteración yeso-anhidrita en el yacimiento respecto la ocurrencia y la relación que posee con la litología y mineralogía para poder aplicar esta información en la optimización de la operación en Mina.. Objetivos Específicos: - Demostrar la importancia de utilizar controles geológicos para la determinación del tope de yeso en las diferentes zonas de producción en Mina - Mostrar el comportamiento litológico de la presencia de los diferentes tipos de yeso en el yacimiento y su relación con la obtención de una fragmentación optima en voladura. - Presentar este estudio como tesis para optar el título profesional de Ingeniero Geólogo en la Facultad de Geología, Geofísica y Minas de la Universidad Nacional De San Agustín Arequipa.. 1.4 Metodología de Trabajo Los logueos geológicos son interpretados para determinar y encontrar el nivel o la cota de ocurrencia del yeso, para luego hacer el ploteo de curvas de nivel del tope de yeso utilizando también puntos de mapeo de campo tomados con la evidencia física.. Luego esta información es ingresada al MineSight para hacer la interpretación final del nivel de yeso, una vez esta data es distribuida a Operaciones Mina para ser tomado en cuenta en la voladura como secciones geológicas y mapas geológicos superficiales.. 14.

(15) Finalmente a medida que avanza el minado se llega a constatar y evidenciar la interpretación de la ocurrencia de la alteración yeso-anhidrita.. 1.5 Clima y Vegetación Toquepala se considera que tiene un clima desértico. Durante el año virtualmente no hay precipitaciones. La temperatura media anual en Toquepala se encuentra a 12.8 °C. Hay alrededor de precipitaciones de 53 mm. Las temperaturas son más altas en promedio en enero, alrededor de 14.6 ° C. julio tiene la temperatura promedio más baja del año. Es 10.3 ° C. La geografía es abrupta, con moderadas pendientes y elevaciones que dan forma a quebradas y cumbres propias de la región Quechua. Suelo cubierto de material del cuaternario compuesto por tobas, arenas, cascajo y tufos de origen volcánico. Clima templado y seco con una temperatura promedio de 14 grados centígrados durante el día. El entorno ecológico está definido por una restringida vegetación de cactáceas, algunas gramíneas y arbustos leñosos que florecen en los períodos húmedos de los meses de verano e invierno. Esta vegetación, está distribuida desde las cumbres del "Cerro Loco" a más de 3,300 m.s.n.m. hasta el lecho de la quebrada Cimarrona. Hoy, se observa un ambiente árido, dominado por quebradas poco profundas con cotas que no sobrepasan los 2,400 m.s.n.m. que más adelante descansarán en las planicies de Camiara, Sitana y Puite próximas a las famosas lomas de Barlovento ubicadas entre Ite e Ilo. El Sector Toquepala corresponde al área que ocupa las instalaciones de la UP Toquepala, la cual se encuentra entre los 2 000 y 4 100 msnm. Se registró un total de 32 familias y 90 especies de plantas. Del total de especies registradas, 12 especies son arbóreas (3 se encuentran en estado silvestre: Schinus molle, Escallonia myrtilliodes y Polylepis subtusalvida y las 9 restantes son cultivadas). Luego 36 especies son arbustivas, 12 suculentas y el resto son herbáceos. Entre las familias más importantes por su mayor diversidad de especies figuran las siguientes: Asteraceae con 21 especies (23.34%), Fabaceae con 10 especies (11.11%), Cactaceae con 12 especies (13.34%), Solanaceae y Poaceae con 6 especies (6.68%).. 15.

(16) 1.6 Antecedentes. En mina Toquepala se tiene la data de sondajes diamantinos los cuales contienen los datos históricos referentes a la ocurrencia del nivel de yeso para los diferentes sectores de la mina esta información se ha utilizado para determinar el Tope de Yeso y colocarlo en los Planos de información litológica en la operación minera.. Se han realizado estudios en el año 2000 respecto a la ocurrencia de la alteración yeso anhidrita por parte de la empresa Golder Associates, los cuales brindan detalles de los eventos geológicos involucrado que pueden dar guías en la determinación y la génesis de esta ocurrencia en el yacimiento.. Así también se han realizado trabajos de reconocimiento en campo para determinar los tipos de yeso que se presentan y las zonas en las cuales se pueden identificar los mismos, la relación mineralógica que puedan presentar en los diferentes niveles del Pit.. Se ha mencionado la ocurrencia de la alteración yeso-anhidrita en un estudio publicado por el Ing. Carlos Tumialan de la Cruz donde se hace referencia también a la presencia de esta alteración en las zonas mineralizadas del yacimiento.. En la actualidad se viene mapeando la presencia de este alteración a medida que se sigue la secuencia de minado esto como medida de control geológico e informativo para ser utilizado como factor de importancia en el tema de perforación y disparos de producción, se viene trabajando en una actualización del tope de yeso en las fases de minado para tomar acción antes de cada disparo de producción y no se vea afectada la fragmentación con la presencia de esta alteración y el tipo de roca.. 16.

(17) 1.7 Alcance y limitaciones del Trabajo:. Alcance: Este trabajo posee alcance operativo puesto que cubre información que directamente interviene en el proceso operativo de la Mina como es la fragmentación de las rocas con presencia de Alteracion yeso-anhidrita. Esto involucra desde el nivel 3100 hacia el fondo de mina donde hasta la actualidad del minado se encuentra esta condición para las rocas que contiene el mineral que se envía a planta concentradora y hasta el moemneto se aplican los controles geológicos que son el objeto de estudio en el presente trabajo.. Limitaciones: 1. Se ha visto limitado en el aspecto de data histórica ya que los primeros sondajes realizados en los años 1968 no se logueaba a detalle la presencia del yeso sin embargo se ha tomado como referencia la información encontrada en estos documentos geológicos. 2. Los sondajes inclinados que reportan la presencia del yeso a determinada cota pierden cierta precisión a diferencia de los sondajes verticales donde el datos de la presencia del yeso es más confiable, sin embargo no se ha presentado diferencia considerable en cuanto a la data aportada en los sondajes inclinados. 3. Existe información estructural que maneja el departamento de Geotecnia que no se ha podido considerar a detalle para la elaboración del presente trabajo. 4. No se ha considerado información clasificada de la empresa respetando las autorizaciones otorgadas a la realización del presente trabajo. 17.

(18) CAPÍTULO II. 2. GEOMORFOLOGIA El presente capítulo evalúa los aspectos geomorfológicos de los sectores Toquepala, la evaluación se centra en dos aspectos: primero, la caracterización fisiográfica, que describe los relieves existentes en base a sus alturas, pendientes predominantes, niveles de disección y materiales superficiales; segundo, la geodinámica externa, que describe los procesos erosivos en curso, considerando su génesis y niveles de intensidad. Ambos aspectos se consideran dentro de un marco explicativo. geológico-climático. que. permite. su. mejor. comprensión. (morfogénesis).. Adicionalmente, se evalúan las implicancias geomorfológicas de las actividades mineras de la UP Toquepala. Al final de la evaluación de cada sector se presenta una matriz donde se evalúa la estabilidad y peligro asociado a la ocurrencia de procesos erosivos para cada unidad fisiográfica identificada.. 2.1 Generalidades El área de estudio se emplaza sobre colinas organizadas en alineamientos que se desprenden de la moderna cordillera volcánica (Andes sudoccidentales). Estos alineamientos colinosos (o estribaciones) se organizan paralelamente, presentando una orientación general norte – sur; están separados por estrechos valles secos que sirven de colectores de una densa red de cursos menores que disectan las colinas. El conjunto está inclinado hacia el sur, desplegándose entre 4 000 y 2 400 de altitud. La relativa homogeneidad del basamento geológico y el clima árido imperante en toda el área han determinado que el relieve sea bastante uniforme en cuanto a su fisonomía. Sólo la depresión tectónica asociada a las fallas Incapuquio, en la parte meridional, altera significativamente esa uniformidad.. 18.

(19) 2.2 Morfogénesis El modelado actual del relieve del área de estudio es el resultado de la actuación equilibrada de factores internos (litológicos y estructurales) y externos (climáticos) que se caracterizan a continuación.. Factores internos Toda el área se encuentra sobre un basamento volcánico-intrusivo: los materiales volcánicos están constituidos en su mayor parte por derrames y piroclastos andesíticos, dacíticos y riolíticos; los intrusivos por cuerpos dioríticos, granodioríticos y monzoníticos. Este basamento volcánicointrusivo muestra un comportamiento bastante uniforme ante la acción de los agentes externos, evidenciado en la densidad del diaclasamiento superficial y en el tipo de clastos generados (en su mayor parte cantos y bloques subredondeados a angulares). De las fallas que afectan el basamento volcánico-intrusivo, las únicas que tienen repercusiones importantes en el relieve del área son las que constituyen el sistema de fallas Incapuquio, que atraviesa el área en su sector meridional con orientación general NO - SE. Este sistema de fallas está asociado a una depresión tectónica alargada de tipo graben que rompe con la continuidad de los alineamientos colinosos, altera el curso de las principales quebradas y desarrolla algunas formas de relieve específicas, como las colinas bajas redondeadas.. Factores externos Al menos desde mediados del Terciario los agentes externos del modelado presentes en el área corresponden a un clima árido, caracterizado por las escasas precipitaciones a lo largo del año y la gran irregularidad interanual de estas. Esta irregularidad se debe a que gran parte de las lluvias se producen en eventos lluviosos extraordinarios, cuyos tiempos de retorno se miden en décadas o incluso siglos. La capacidad erosiva de estos eventos es muy grande si se considera que por su carácter tormentoso no generan mayor infiltración, favoreciendo el escurrimiento superficial que moviliza importantes volúmenes de detritos producto de la intensa meteorización, sin mayor oposición de la escasa vegetación existente (que en los sectores más áridos llega a ser incluso nula). Con todo, la aridez climática varía en función a la altitud. Así, por encima de los 3 400 msnm, el volumen de precipitaciones es mayor, disminuyendo por el contrario su irregularidad interanual; por tanto, el potencial de generar grandes movimientos de masa es menor,. 19.

(20) incrementándose en cambio la frecuencia de eventos de menor capacidad como las solifluxiones superficiales. Como reflejo de este cambio, se presentan en el área dos dominios morfoclimáticos2: uno al sur, árido, caracterizado por una elevada densidad de disección, lo que incrementa las pendientes medias; y otro al norte, sub-húmedo, de menor densidad de disección y predominio de las formas redondeadas en cimas y laderas. Hay que remarcar que el contacto entre ambos dominios es gradual y no muy acusado como para permitir su delimitación precisa.. Proceso morfogenético general El relieve del área de estudio es el resultado de la siguiente secuencia de eventos: • A finales del Eoceno (Terciario temprano) un intenso volcanismo asociado a la Fase II de la orogenia andina deposita el basamento volcánico. Inmediatamente después se produce el emplazamiento de los cuerpos intrusivos. • La intensa actividad erosiva que siguió a la Fase II niveló los relieves volcánicos formando una meseta que se extendió entre las actuales cordillera volcánica y planicie intermontaña. • A inicios del Mioceno (Terciario tardío) se genera el sistema de fallas Incapuquio, el cual rompe con la continuidad de la meseta formando una depresión alargada orientada de noroeste a sureste. • En el Plioceno, durante la Fase III de la orogenia andina, los Andes alcanzan su elevación actual. Paralelamente se inicia el desarrollo de la cordillera volcánica moderna. • El incremento de la altitud y el mayor volumen de agua de escurrimiento, sobre todo durante las fases posteriores a las glaciaciones pleistocénicas, propician el reinicio de la actividad erosiva, disectando y fragmentando la meseta en un conjunto de alineaciones colinosas paralelas. El relieve alcanza su configuración actual.. 2.3Fisiografía Utilizando el sistema CIAF de clasificación fisiográfica (Villota, 1992) y adaptándola a la evaluación propiamente geomorfológica, se ha identificado dentro del área de estudio un gran paisaje, tres paisajes y veintiún sub-paisajes. Estas unidades, organizadas jerárquicamente, se listan en la Tabla 4.2.4-1. En el mapa geomorfológico LBF-TQ-10, están representados los subpaisajes identificados en este sector, los cuales se pueden visualizar en la galería fotográfica. 20.

(21) A continuación se caracteriza cada una de estas unidades, según su orden jerárquico.. Figura 2: Unidades fisiográficas el sector de Toquepala. Elaboración: Walsh Perú S.A.. MESETA VOLCÁNICA DE ORIGEN TERCIARIO INTENSAMENTE DISECTADA. Este gran paisaje, que ocupa toda el área de estudio, corresponde a una antigua meseta formada sobre materiales volcánicos que se desarrolló a inicios del Terciario y que posteriormente fue intensamente disectada, reduciéndose a un conjunto de alineamientos colinosos orientados de norte a sur y separados por estrechos valles (quebradas), no muy profundos. Considerando su altitud, se pueden diferenciar dos tipos de colinas: por encima de los 3,400 msnm estas son más redondeadas y menos disectadas, como resultado de la actuación de un clima sub-húmedo. A continuación se describe cada uno de ellos, conjuntamente con los subpaisajes en que se subdividen.. 21.

(22) • Depresión estructural. Corresponde al área afectada por el sistema de fallas Incapuquio, al sur del área de estudio. Esta depresión, de forma alargada, presenta una orientación noroeste – sureste y está más desarrollada en la parte central y oriental, entre los valles de las quebradas Cimarrona y Toquepala. Dentro de la depresión estructural, se identifican los siguientes paisajes: planicie estructural, fondos de valle secos, lomadas y colinas bajas y colinas medias fuertemente disectadas. Estos se describen a continuación. Planicie estructural Esta planicie se desarrolla en la parte central de la depresión, al norte de los cerros Incapuquio. En realidad, se trata de una planicie ondulada, inclinada de este a oeste, conformada por materiales coluviales de piedemonte. Fondos de valle secos Esta depresión está atravesada por varios valles estrechos: de oeste a este, los valles de las quebradas Cimarrona, Incapuquio, Totoral, Los Burros y Toquepala. El valle de la quebrada Toquepala modifica su curso a lo largo de dos kilómetros y experimenta también cierto ensanchamiento (alcanzando los cien metros de ancho). En este valle está instalada infraestructura recreacional. Lomadas y colinas bajas Esta unidad se presenta en dos sectores, uno al oeste de la planicie estructural, donde separa ésta del valle de la quebrada Incapuquio, y otro al este, entre las quebradas Totoral y Toquepala. Las superficies de estas colinas presentan diferentes grados de disección y están recubiertas por una capa de materiales eluviales y coluviales transportados por solifluxión. Colinas medias fuertemente disectadas En el sector oriental de la depresión, dos de las principales fallas divergen, propiciando el hundimiento del bloque situado entre ambas, lo cual explica la formación de la unidad anterior y también de esta, constituida por colinas medias muy disectadas que contrastan con aquellas más elevadas situadas al sur, de disección pobre. • Colinas áridas Este paisaje está constituido por los alineamientos colinosos emplazados entre los 2 400 y 3 400 m de altitud, aproximadamente, así como por los estrechos valles que discurren entre ellos. Dentro de este paisaje se han identificado los siguientes sub-paisajes: fondos de valle secos, piedemontes moderadamente empinados, colinas bajas moderadamente disectadas, colinas medias 22.

(23) ligeramente disectadas, colinas medias moderadamente disectadas, colinas medias fuertemente disectadas, colinas altas ligeramente disectadas, colinas altas moderadamente disectadas y colinas altas fuertemente disectadas. Estas unidades se describen a continuación. Fondos de valle secos Corresponden a los estrechos valles que forman las quebradas Cimarrona, Incapuquio y Toquepala, entre otras menores3. Todas estas quebradas nacen en el área de estudio, en el extremo norte en el caso de las quebradas Cimarrona y Toquepala y en la parte central en el caso de la quebrada Incapuquio. Piedemontes moderadamente empinados Se trata de piedemontes de colinas altas situadas en la parte central del área de estudio. De pendientes moderadas y topografía ondulada, contrastan con los relieves vecinos, fuertemente empinados. Colinas bajas moderadamente disectadas Estas colinas aparecen al lado oeste de la quebrada Incapuquio, alineadas paralelamente y separadas de las colinas medias y altas adyacentes (de las cuales se desprenden) por otras quebradas menores. De pendientes medias moderadas, presenta sectores puntuales bastante empinados (laderas bajas adyacentes a la quebrada Incapuquio) donde afloran roquedales. En el resto, tiene el mismo tipo de recubrimiento superficial que el descrito en las unidades colinosas anteriores: cobertura coluvio-eluvial delgada (un poco más gruesa en los piedemontes), transportada por solifluxión a gran escala. Algunas laderas situadas en el extremo norte presentan huellas de andenería. Colinas medias ligeramente disectadas Esta unidad aparece al sur de la depresión estructural en contacto con relieves afectados por fuerte disección, por lo que contrastan nítidamente, dada su escasa disección. Este hecho se debe a que en buena parte estos relieves están a contrapendiente, como consecuencia de los movimientos tectónicos asociados a las fallas Incapuquio, por lo que la moderna red de escurrimiento no los ha afectado mayormente Colinas medias moderadamente disectadas Se presentan a ambos lados de la depresión estructural, desde el extremo occidental hasta el oriental del área de estudio. En el lado norte se trata de colinas que se desprenden de las colinas altas que atraviesan la parte central del área de estudio y culminan de modo relativamente abrupto en la depresión cuando llegan hasta allí (parte central de la depresión).. 23.

(24) Colinas medias fuertemente disectadas Estas colinas se desarrollan en contacto directo con la depresión estructural, presentándose en dos amplios sectores al norte de la depresión y en otros dos sectores al sur de esta. Estas colinas presentan elevados niveles de disección en relación a los demás relieves colinosos existentes en el área Colinas altas ligeramente disectadas La faja de colinas altas que atraviesa la parte central del área de evaluación presenta en menor proporción laderas con escasa disección relativa. Presentan escasa disección, es decir, no se desarrollan sobre ellas cárcavas mayores que afecten su perfil uniforme. Colinas altas moderadamente disectadas Esta unidad aparece en la parte central del área de estudio. Está constituida por laderas altas y medias que descienden de las mayores elevaciones presentes en el área si se considera como nivel de referencia los valles secos y la depresión estructural situados al sur de estas colinas. De pendientes predominantemente empinadas a muy empinadas, estas laderas están afectadas por moderados niveles de disección tanto antigua como actual (cárcavas y quebradas activas), aunque la distribución de las disecciones es un tanto irregular, siendo por lo general mayores cuanto menor es la altitud de la ladera. Colinas altas fuertemente disectadas Esta unidad aparece en el sector centro-occidental del área. Corresponde a laderas colinosas de similar elevación, orientación y pendiente que las de la unidad anterior, pero que a diferencia de esta, se encuentran afectadas por una densa disección antigua que les otorga un aspecto fuertemente recortado. • Colinas sub-húmedas Este paisaje se presenta en el norte del área de estudio, por encima de los 3 400 msnm, aproximadamente. Si bien estas colinas presentan similitudes con las colinas áridas, tratándose como estas de colinas rocosas con recubrimiento eluvio-coluvial afectadas por importantes niveles de disección, se diferencian en el mayor desarrollo de este recubrimiento, lo cual les da un aspecto más redondeado. Dentro de este paisaje se han identificado los siguientes sub-paisajes: altiplanicie ondulada, colinas bajas redondeadas, colinas medias redondeadas, colinas medias moderadamente disectadas, colinas altas redondeadas, colinas altas moderadamente disectadas, colinas altas fuertemente disectadas y cimas redondeadas.. 24.

(25) Altiplanicie ondulada Esta unidad se presenta en el extremo nororiental del área evaluada y corresponde a la denominada Pampa de Vaca. Se trata de una superficie ondulada y en su mayor parte rocosa, flanqueada por el norte, este y sur por profundas quebradas, y por el oeste por las cimas colinosas descritas en la unidad anterior. Colinas bajas redondeadas Esta unidad se presenta al norte del tajo de la UP Toquepala. Se trata de colinas bajas alineadas de norte a sur, que separan el curso alto de la quebrada Huanaquera del de la quebrada Toquepala. Colinas medias redondeadas Esta unidad es la más extensa del paisaje de colinas sub-húmedas. Se presenta en tres sectores, de los cuales el sector occidental y central corresponde a cabeceras de los sistemas hidrográficos que drenan la mayor parte del área de estudio, mientras que el oriental corresponde a contrafuertes que se desprenden de las colinas altas situadas más al norte. Colinas medias moderadamente disectadas Se presentan en el sector noroccidental del área de estudio, conformando las vertientes superiores de la quebrada Cimarrona y la vertiente norte de la quebrada Los Cholsos (afluente de la primera). Esta unidad está conformada en su mayor parte de laderas empinadas y cimas redondeadas a aristadas. Colinas altas redondeadas Se presentan en el sector nororiental del área de estudio, constituyendo la vertiente superior oriental de la quebrada Toquepala. Estas colinas separan ésta quebrada del río Cinto, y su elevación se debe a que los valles que forman ambos cursos se profundizan rápidamente. Las laderas colinosas de esta unidad presentan formas redondeadas, pese a su altura y las fuertes pendientes que tienen frecuentemente. Colinas altas moderadamente disectadas Esta unidad forma también parte de las colinas que separan la quebrada Toquepala del río Cinto. En este caso, se trata de un frente colinoso orientado hacia el sur, del cual se desprenden alineaciones de colinas medias (véanse las unidades colinas medias redondeadas y colinas moderadamente disectadas). Colinas altas fuertemente disectadas Esta unidad se presenta en el extremo nororiental del área de estudio, formando parte de las colinas altas que integran las dos unidades anteriores. En este caso, corresponde a las laderas colinosas situadas en la vertiente occidental del valle del río Cinto. 25.

(26) Cimas redondeadas Esta unidad se emplaza sobre la divisoria de las cuencas de la quebrada Toquepala y del río Cinto (quebrada Micalaco). Se trata de formas redondeadas que aparecen en dos sectores: uno al noreste, constituyendo cimas de colinas altas, y otro en el extremo oriental, constituyendo cimas de colinas medias... 2.4 Procesos erosivos En líneas generales, la morfodinámica actual del área es bastante débil, a pesar de su topografía marcadamente montañosa y severa disección, la cual hace configurar un paisaje colinoso y de montañas bajas, fuertemente accidentado. Procesos correspondientes a antiguos episodios geológicos, así como a las pasadas condiciones climáticas cuaternarias y subrecientes de las glaciaciones andinas, son los que han conducido a establecer esta morfología agreste, de relieves montañosos y colinosos, en los que son frecuentes los afloramientos rocosos alternados de cubiertas coluviales de espesor variado.. Procesos cuaternarios El intenso volcanismo terciario y cuaternario que se produjo en los Andes suroccidentales del país, así como el levantamiento andino plio-pleistocénico, son los episodios geológicos que en un nivel macro, dieron origen a los aspectos que caracterizan la morfología actual. Estos aspectos esenciales son los siguientes: 1. La intensa actividad volcánica de fines del Terciario y Cuaternario antiguo, determinó que se formen amplias mesetas ligeramente inclinadas hacia el Pacífico, a partir de los masivos derrames de lavas y acumulaciones volcánicas eyectadas por las grandes fisuras y conos volcánicos, que actualmente forman las cumbres de la Cordillera Occidental. Así por ejemplo, el yacimiento Toquepala se halla a 20 km aguas abajo de la cumbre del volcán Tutupaca, a más de 5 300 msnm.. 2. Las mesetas volcánicas que se formaron, fueron correlativamente disectadas por la profunda red hidrográfica orientada al Pacífico, por un lado, y hacia las depresiones amazónicas y del lago Titicaca por otro. Esta disección obedece al proceso de levantamiento andino plio pleistocénico, que ocasiona el aumento de las pendientes generales y desnivel con respecto al nivel de base oceánico; de esta manera los cursos fluviales se entallan y profundizan, dejando el relieve fuertemente montañoso que se observa en la actualidad. 26.

(27) 3. Las glaciaciones mundiales cuaternarias, también influyeron en la morfología de la región, especialmente las últimas, que se produjeron cuando los Andes estuvieron sometidos al levantamiento pleistocénico, que les hizo alcanzar sus altitudes aproximadamente actuales, situándose en niveles más fríos y lluviosos. Los cambios de regímenes climáticos, unos más secos y otros más húmedos que el actual, e incluso climas distintos, secos pero con ocurrencias periódicas de lluvias intensas, determinaron fases intensamente erosivas, con procesos morfodinámicos que dieron los aspectos morfológicos de detalle de la actualidad.. 4. Los procesos consistieron principalmente de torrencialidad, la cual produjo masivos huaycos estacionales a través de los cauces intramontañosos, causando a la vez sobresedimentación en los cauces y aluvionamiento hacia las llanuras costeras del oeste. La erosión torrencial provocaba desestabilización de las laderas, ocasionando frecuentes derrumbes y caída de rocas. De otro lado, las fases climáticas más húmedas causaron procesos de remoción en masa en las laderas (solifluxión y deslizamientos). En las fases más secas, como en la actualidad, las laderas estaban sometidas a procesos de disección y escorrentía superficial, que dieron lugar a la densa red de cárcavas y surcos erosivos, que actualmente se observan casi en la totalidad de laderas montañosas y colinosas.. Procesos actuales En la actualidad todos los procesos descritos anteriormente se presentan con cierta continuidad en el área, pero con una intensidad mucho más reducida a la que hubo en las fases más activas. El dinamismo torrencial, que en las últimas glaciaciones fue particularmente activo, es en la actualidad muy leve, ya que el escurrimiento torrencial anual por las quebradas principales normalmente, se reduce a flujos esporádicos que ocurren entre enero y marzo, con caudales máximos del orden de unos pocos litros/seg a lo sumo, insuficientes para transportar bloques rocosos, que solo causan incisiones y explayamientos en los propios materiales torrenciales dejados por las lluvias anteriores sobre los cauces. Estas débiles escorrentías se presentan en las quebradas principales: Cimarrona, Los Burros y Toquepala, en las otras quebradas menores tributarias, el escurrimiento es aún más esporádico, habiendo años que están completamente secos. Las débiles y esporádicas lluvias del área, que no superan en promedio 100 mm para la estación lluviosa de las zonas altas, más húmedas, son suficientes para causar actualmente acciones erosivas sobre las laderas, donde las pendientes y la cubierta coluvial, sensibles al escurrimiento, provocan 27.

(28) que las débiles lluvias originen incisiones pequeñas, de unos pocos centímetros a unos decímetros de profundidad (surcos) prácticamente en todo lugar. Un poco más espaciadas, se observan las cárcavas, que generalmente derivan de la intensificación de la acción erosiva en surcos, hasta que se forman incisiones de varios decímetros e incluso 2 a 3 m de profundidad, por las que descienden las esporádicas escorrentías torrenciales. Hay también sectores de caída de rocas y pequeños derrumbes que se producen de manera esporádica en las zonas de mayor pendiente, principalmente bajo la acción de eventuales movimientos sísmicos, o de los esporádicos flujos torrenciales que circulan por las quebradas principales, desestabilizando localmente algunas formaciones coluviales inestables que bordean los cauces. En todos los casos, no son movimientos masivos de magnitud considerable, sino de desprendimientos eventuales de unos pocos metros cúbicos como máximo Como consecuencia, se desencadenaron procesos severos de escorrentía superficial, en surcos y cárcavas, que son las formas erosivas que predominan actualmente, aunque su dinamismo es aún mucho menor al que tuvieron en sus fases formativas. Esto se aprecia en el detalle de cada cárcava, que salvo excepciones, no muestran profundas incisiones ni abarrancamientos masivos en sus bordes, y su profundización se detiene cuando llegan rápidamente al cercano substrato rocoso volcánico, bastante compacto por estar poco alterado en este medio casi siempre seco. En síntesis, la zona de Toquepala es actualmente un medio estable, donde con excepción del desarrollo de surcos superficiales y cárcavas debidas a la escorrentía, las cuales tienen un carácter netamente superficial y poco activo la mayor parte del tiempo, no se presentan acciones erosivas severas o altamente significativas. La sequedad del clima por un lado, y la escasa magnitud de las elevaciones montañosas, carentes de grandes desniveles topográficos de pendientes escarpadas, son la causa de que las acciones erosivas sean actualmente leves en la casi totalidad del área.. 2.5 Modificaciones geomorfológicas generadas por las operaciones mineras Durante más de 50 años, la operación de la UP Toquepala ha modificado la fisiografía del lugar de emplazamiento. A la escala de estudio, los componentes que tienen implicancias fisiográficas son el tajo, los depósitos de desmonte y los depósitos de material lixiviable. En los siguientes párrafos se presenta su caracterización fisiográfica.. 28.

(29) Tajo El tajo, de forma aproximadamente circular, tiene actualmente un diámetro de 2.6 km y una profundidad de alrededor de 780 m. Está excavado en ambos flancos de la quebrada Toquepala, a pocos kilómetros de su nacimiento, interrumpiendo así el curso de ésta. Su altitud máxima alcanza los 3 550 m. Las paredes del tajo, están constituidas por una serie de bancos concéntricos de 15 m de alto por término medio. Los taludes presentan un ángulo de inclinación de 45%. Los bancos están excavados en rocas volcánicas, intrusivas e hipabisales de gran dureza aunque fracturadas por descompresión; presentan un delgado recubrimiento de material deleznable, principalmente de tipo arcilloso.. Depósitos de desmonte Alrededor del tajo están emplazados los depósitos de desmonte de grandes dimensiones, los cuales se destacan por sobre las cumbres colinosas vecinas al tajo o rellenan parcial o totalmente varias quebradas cercanas a éste. Estos depósitos son el Norte, Noroeste, Este y Sur. Sus nombres indican la posición con respecto al tajo y presentan variadas dimensiones, al no tener la misma antigüedad ni función. El depósito de desmonte Norte rellena parcialmente las quebradas Toquepala y Tres Marías (aguas arriba del tajo). Se eleva entre 80 – 100 m sobre la superficie natural, presentando sus taludes una pendiente media de 75%. Es visible desde la quebrada Huanaquera (curso superior). El depósito de desmonte Noroeste se asienta sobre las colinas divisorias entre las quebradas Toquepala y Cimarrona. Se eleva 60 m sobre la superficie natural, presentando sus taludes una pendiente media de 59%. Es visible desde las cabeceras de la quebrada Cimarrona. El depósito de desmonte Este sepulta en gran parte el curso medio de la quebrada Huanaquera y cubre parcialmente la divisoria con la quebrada Toquepala. Se eleva entre 60 y 100 m sobre la superficie natural. Es poco visible. Sus taludes tienen pendientes entre 66 y 73%. El depósito de desmonte Sur está emplazado sobre el flanco derecho de la quebrada Toquepala, rellenándola también parcialmente. Se eleva 30 m sobre la superficie natural y está constituido por cantos y bolones angulosos a sub-angulosos con una matriz gravosa pobremente gradada con arcilla y arena. La pendiente de los taludes y el buen drenaje de los materiales gruesos conformantes hacen que estos depósitos presenten buena estabilidad física.. Depósitos de material lixiviable Alrededor del tajo también se emplazan los depósitos de material lixiviable de grandes dimensiones, los cuales se destacan por sobre las cumbres colinosas vecinas al tajo o rellenan 29.

(30) parcial o totalmente varias quebradas cercanas a éste. Estos depósitos son el Sur, Noroeste y Suroeste y sus nombres también indican su posición con respecto al tajo. Presentan variadas dimensiones, al no tener la misma antigüedad ni función. El depósito de material lixiviable Sur se asienta sobre las quebradas Los Burros, Toquepala y Huanaquera y sobre los interfluvios entre estas. Sobre la quebrada Los Burros se eleva un máximo de 220 m sobre la superficie natural, presentando sus taludes una pendiente de 59%. Sobre las quebradas Toquepala y Huanaquera se eleva entre 100 y 400 m sobre la superficie natural, presentando sus taludes una pendiente de 68 – 77%. Es visible desde la depresión de Incapuquio y desde la quebrada Toquepala (aguas abajo de estos depósitos). El depósito de material lixiviable Noroeste se asienta sobre las colinas divisorias entre las quebradas Toquepala y Cimarrona y sobre la cabecera de una de las quebradas afluentes de esta última. Se eleva un total de 300 m sobre la superficie natural, sumando las alturas parciales de las banquetas que lo conforman, presentando sus taludes pendientes entre 70 y 76%. Es visible desde la quebrada Cimarrona. El depósito de material lixiviable Suroeste se asienta sobre las colinas divisorias entre las quebradas Toquepala y Cimarrona y sobre los flancos más elevados de esta última. Se eleva entre 70 y 100 m sobre la superficie natural, presentando sus taludes pendientes entre 50 y 66%.. 30.

(31) CAPÍTULO III. 3. GEOLOGIA REGIONAL La geología regional se caracteriza por presentar rocas de naturaleza ígnea intrusiva y extrusivas que datan desde el Jurasico al Terciario, existiendo flujos pre-minerales y post-minerales. Según la estratigrafía posee la siguiente distribución:. 3.1 ESTRATIGRAFIA. 3.1.1 GRUPO TOQUEPALA Consiste en una gruesa secuencia de rocas volcánicas donde predominan los derrames intercalados de andesitas riolitas, así como también brechas de flujos. Estos derrames han sido intruidos y fracturados por un stock y apófisis de Diorita-Granodiorita que pertenece al Batolito Andino, va desde el Cretáceo Superior a Terciario Inferior.. I.. Formación Toquepala. Consiste en una secuencia de flujos andesíticos y riolíticos duros y de variable competencia. Esta formación aflora en las vecindades del pueblo de Torata al Nor- Este del Cerro Baúl; son consideradas como las rocas más antiguas de la zona de Moquegua.. II.. Formación Inogoya. Constituida por una roca extrusivas volcánica compuesta de delgados flujos andesíticos y riolíticos de color blanco verdoso con algunos tufos intercalados, se le encuentra sobre yaciendo a la formación Toquepala.. III.. Formación Paralaque. En general esta unidad de color blanquecino rosáceo, moderadamente fracturada consiste en delgados flujos andesíticos, riolíticos, con intercalaciones de flujos y aglomerados. Aflora al sur oeste de Toquepala, al Oeste de la falla Incapuquio y hacia el Este, Noreste, Sureste de Torata.. 31.

(32) IV.. Volcánico Quellaveco. Los trabajos realizados por los geólogos de la American Smelting and Refining Company (ASARCO) y de SPCC. Para la zona de Toquepala determinan que está formado por: IV.a. Pórfido Cuarcífero Quellaveco. Ampliamente estudiado por R.Richard y J.H. Courtringht en 1958 en Toquepala y Quellaveco. Consiste en una roca volcánica de composición riolítica, de textura Porfirítica y altamente fracturada. IV.b. Serie Toquepala. Formada por derrames o mantos intercalados de andesitas y riolitas, en la mina Toquepala se presentan en su mayor potencia de 450 metros. IV.c. Serie Alta. Volcánicos potentes consiste en una secuencia intercalada de flujos andesíticos y riolíticos con capas de aglomerados Volcánicos y Piroclásticos,. 3.1.2 FORMACIÓN MOQUEGUA Nombre propuesto por Adams en 1908 aflora en la parte Sur y Suroeste de la hoja de Moquegua encontrándose bien expuesta al Oeste de la mina Toquepala en las quebradas El Totoral, Simarrona, Huananane Grande y en los ríos Cinto e Ilabaya. Las rocas consisten principalmente de areniscas y conglomerados gruesos.. 3.1.3 VOLCÁNICO HUAYLILLAS Nominada por Wilson y García en 1962 en la Geología de los Cuadrángulos de Pachia y Palca compuesta por aglomerados, Ignimbritas, vitrofiros de composición dacítica y riolítica; las exposiciones de estas rocas forman una superficie de suave pendiente denominada Huaylillas.. 3.1.4 FORMACIÓN CAPILLUNE Mendevil en 1965 describe con este nombre a una secuencia de rocas sedimentarias de areniscas tufáceas arcillas aglomerados que afloran en la localidad de Capillune del Cuadrángulo de Maure. Por naturaleza de sus componentes es posible que sean de origen lacustre, en cuanto a su edad se le asigna tentativamente una edad Pleistoceno Superior del Terciario Superior.. 32.

(33) 3.1.5 VOLCÁNICO BARROSO Wilson en 1962 empleo esta denominación para describir a un conjunto de rocas volcánicas que forman la cordillera del Barroso. Mendivil en 1965 diferencio a estos volcánicos en unidades: Chila, Barroso y Purupurini. Para una mejor descripción litológica se le ha dividido en dos miembros unos inferior constituido por lavas andesíticos de textura Porfirítica, colores gris oscuros, azulado marrón rojizo y otro Superior compuesto de derramen traqui-andesíticos y traquita de colores gris oscuro a marrón rojizo.. 3.1.6 DEPÓSITOS MORRÉNICOS Ocupan grandes extensiones del área de Torata, al Norte y Nor-Este de Quellaveco, el material se compone de fragmentos gruesos y angulosos mezclados con una masa areno-arcillosa.. 3.1.7 DEPÓSITOS FLUVIALES La mayor parte de los cursos de los valles contiene depósitos Fluviales consistente de arenas, gravas, los espesores son variables, se depositaron en el fondo de los valles y en su mayoría son utilizados como terrenos de cultivo.. 3.2 ROCAS INTRUSIVAS. Compuestas por apófisis y Stock del Batolito Andino que componen la Cordillera Occidental de los Andes, en todos los casos intrusionan a los Volcánicos del Grupo Toquepala Se le asigna una edad del Batolito Cretáceo Superior-Terciario Inferior.. 3.2.1. Diorita-Granodiorita. Son los cuerpos más extensos dentro de las rocas intrusivas, forman parte del cuerpo mineralizado de Toquepala, roca de grano medio a fino de colores que varían entre gris a rosado verdoso, se le asigna una edad radiométrica de 58 millones de años para la Diorita Toquepala.. 3.2.2. Dacita-Latita-Monzonitas Cuarcíferas. Cuerpos de Dacitas Cuarcíferas se encuentran en Toquepala y Quellaveco así como también un stock considerable de Latita Cuarcífera, un cuerpo relativamente grande de Monzonita es mapeado al Oeste de Toquepala, entre la Quebrada Simarrona y Huananane. 33.

(34) 3.2.3. Andesita Intrusiva. Roca de grano fino a Porfirítica, dura, densa y silicificada y de colores variables. Afora al Oeste de Toquepala, también se encuentran en las perforaciones diamantinas de Cuajone.. 3.2.4. Chimenea de Brecha. Es una unidad estructural de forma cilíndrica, vertical o muy levemente inclinada, constituida por brechas cuyos fragmentos pueden haber tenido o no rotación y cuyos bordes pueden ser angulosos o redondeados englobados en una matriz pulverulenta. Estos cuerpos se encuentran en Toquepala, Cuajone, Quellaveco, en donde el mineral es controlado por la estructura, en cuyo origen de la intrusión de la misma roca ha jugado un papel muy importante.. 3.2.5. Aglomerado de Dacita. Ultimo evento intrusivo registrado en el yacimiento se encuentra emplazado en la zona NE de Toquepala, se caracteriza por presentar fragmentos subredondeados dentro de una matris dacitica fragmentos de la propia Dacita porfiritica, por ser unevento tardío no posee mineralización importante ni alteración hidrotermal que la caracterice considerándose una roca fresca.. 34.

(35) Figura 3: Geología Regional Generalizada. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN FACULTAD DE GEOLOGÍA GEOFÍSICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOLÓGICA. MAPA GEOLOGICO REGIONAL REALIZADO POR: CHRISTIAN FLORES MARTINEZ ESCALA: GRAFICA. FECHA: DICIEMBRE 2016. 35.

(36) CAPÍTULO IV. 4. GEOLOGIA LOCAL Y ESTRATIGRAFIA 4.1 Geología Local El yacimiento está situado en un área que fue sometida a intensa actividad ígneo-eruptiva, de magmas riolíticos y andesíticos que se registró hace 70 M.A (Cretáceo - Terciario); esta actividad produjo enormes cantidades de material volcánico, el cual se acumuló en una serie de mantos de lavas, hasta completar un espesor de 1,500 m constituyendo el basamento regional, el mismo que está compuesto por derrames alternados de riolitas, andesitas y aglomerados, inclinados ligeramente hacia el oeste y que constituyen el llamado “Grupo Toquepala”. Posteriormente la actividad ígnea fue principalmente epitermal y produjo grandes masas de roca en fusión que intruyeron, rompiendo y fundiendo las lavas enfriadas del “Grupo Toquepala”. Estas rocas intrusivas constituyen apófisis del batolito andino y fueron emplazadas en diferentes etapas. Debido a que provinieron de un magma calco-alcalino de concentración química variable, resultaron diferentes tipos de rocas: diorita, granodiorita, dacita porfirítica, etc.. Posteriormente, soluciones a elevada temperatura, resultantes de una etapa de diferenciación magmática, atravesaron todas las rocas existentes destruyéndolas y alterando su composición química, haciéndolas más permeables. Estas soluciones, favorecidas por el debilitamiento preexistente, produjeron la alteración y mineralización primaria, definiéndose un estadío estable y maduro del sistema.. Luego de las diferentes etapas de intrusión y de la secuencia de brechamiento (Chimenea de brecha), durante las últimas manifestaciones de actividad hidrotermal, se formó una ventana explosiva, confinada al norte del yacimiento, ventana que fue rellenada posteriormente por un magma de composición porfirítica con una débil mineralización que englobó fragmentos de diferentes tipos de roca de varias formas y tamaños (aglomerado de dacita).. 36.

(37) Intrusiones de diques de latita porfirítica, emplazados a lo largo del alineamiento Toquepala, representan la última fase de vulcanismo en el sistema. A esa actividad volcánica le siguieron etapas sucesivas de intensa erosión, asociadas a variaciones del nivel freático que ocasionaron el lavado (Lixiviación) de la parte superior de la zona mineralizada y una concentración de minerales de cobre en profundidad (Zona de Enriquecimiento Secundario). Erosiones subsiguientes aplanaron la topografía regional expuesta hasta formar la superficie Puna durante el Mioceno superior. Actividad volcánica posterior depositó en extensas áreas los volcánicos Huayllillas. En Toquepala no se tiene cubierta de volcánico joven.. 4.1.1 Litología Localmente, alrededor de Toquepala se pueden identificar flujos de riolitas, andesitas, y aglomerados constituidos por la formación Quellaveco, y en discordancia las rocas volcánicas de la serie Toquepala, También discordantemente sobre la serie Toquepala se presenta la Serie Alta que está compuesta por flujos volcánicos riolíticos y andesíticos, ocasionalmente brechoides y aglomerádicos.. a. ROCAS VOLCANICAS. a). Pórfido de Cuarzo Quellaveco (Qq); Presenta rumbo noroeste y suave buzamiento al sur y sudoeste sin mayor plegamiento. Se encuentran expuestas al norte de la Falla Incapuquio en el distrito de Toquepala, constituido por lavas y flujos riolíticos con textura porfirítica con fenocristales de cuarzo hasta de 2mm. de diámetro, generalmente sub-redondeados. Su amplia exposición regional se pone de manifiesto en los depósitos porfiríticos de Toquepala, Quellaveco y Cuajone, donde albergan parte de la mineralización económica y generalmente se encuentran afectados por faces de alteración fílica y la cubierta lixiviada de cada uno de estos depósitos.. 37.

(38) Figura 4: Pórfido de Cuarzo Quellaveco. b) Serie Toquepala (Terciario Inferior): Constituido por una secuencia de riolitas y andesita. b.1). Dolerita Toquepala (Td); Constituida por lo menos por cinco miembros de andesitas,. aglomerados y la típica Dolerita que constituye un nivel guía para poder definir la real posición estratigráfica de los demás miembros del Grupo Toquepala, en Toquepala aflora en las áreas circundantes.. La descripción realizada en la Columna Estratigráfica Local para este miembro. pertenece a un flujo andesítico bastante intemperizado, posiblemente con una fuerte alteración fílica pero sin mineralización, así como se encontró aglomerados con fragmentos del Pórfido Cuarcífero Quellaveco.. 38.

(39) Figura 5: Dolerita Toquepala. b.2) Pórfido de Cuarzo Toquepala (Tq); Sobreyace a la dolerita y está constituido por una riolita porfirítica, sus afloramientos son observados desde el sur de Quellaveco hasta Toquepala.. Figura 6: Pórfido de cuarzo Toquepala. 39.

(40) b.3) Andesita Toquepala (Ta); Caracterizado por presentar flujos andesíticos de color gris claro a oscuro con textura afanítica, fractura concoidea se encuentra suprayaciendo al pórfido de cuarzo Toquepala.. Figura 7: Andesita Toquepala. b.4) Riolita Toquepala (Tr); Presenta matriz silícea y característica textura de flujo. Constituye otro nivel guía para poder identificar la posición estratigráfica de los demás miembros del Grupo Toquepala.. Figura 8: Riolita Toquepala. 40.

(41) c) Serie Alta. (Terciario Inferior, Aa); Constituida por flujos de andesita, brechas, aglomerados y rocas volcanoclásticas que suprayacen en discordancia a la Serie Toquepala en las. áreas. circundantes a la Mina Toquepala Presenta un nivel intermedio de riolitas con textura de flujo, que en el área de Plaza se encuentra en discordancia erosional, sobreyaciendo directamente al Pórfido de Cuarzo Quellaveco (Qq) y en la zona de Totoral, debido a fallamiento con desplazamiento vertical se le observa en contacto fallado con la unidad estratigráfica antes descrita (Qq).. b. ROCAS INTRUSIVAS a). INTRUSIVOS PLUTONICOS (Diorita): Los plutones granitoides faneríticos son ampliamente expuestos en la región, y se evidencian en las extensas exposiciones del tunel en la vía férrea que une las Minas de Toquepala y Cuajone. Estos plutones han sido asignados al Segmento Toquepala del Batolito de la Costa peruano por Pitcher y otros (1985). Estos intruyen a todos los miembros del Grupo Toquepala, incluyendo la Serie Alta en el Distrito de Toquepala y están cortados a su vez por stocks porfiríticos en las áreas de Cuajone, Quellaveco y Toquepala. Intrusivos cuyo orden de cristalización de magmas básicos a ácidos y su correspondiente diferenciación magmática sin contactos estructurales definidos se encuentran en las cercanías de la garita Cimarrona y al norte de la Falla Incapuquio, donde se observan afloramientos de gabros, dioritas, monzonitas y finalmente granitos.. Figura 9: Intrusivo diorítico. 41.

(42) Procesos de erosión expusieron estas rocas plutónicas que posteriormente fueron cubiertas por flujos piro-clásticos de la Formación Huaylillas. En esta clasificación también se consideran los intrusivos hipabisales cuyas edades se encuentran en el rango de 57-52 M.a., siendo éstos los que mayormente se encuentran asociados a fases de mineralización, tal como se puede comprobar en los yacimientos de cobre porfirítico de Toquepala, Quellaveco, y Cuajone; estos cuerpos consisten predominantemente de stocks de naturaleza ácida a intermedia que conforman una faja mineralizada dentro de la Sub Provincia Cuprífera del Pacífico en el flanco occidental de los Andes del Sur del Perú que se correlacionan con los depósitos de cobre del Norte de Chile. Beckinsale et al (1985) presentó dieciséis edades radiométricas isócrono de Rb-Sr para el plutón del área Toquepala, obteniendo una edad de 61 ± 4 m.a. Una muestra de granodiorita de Toquepala, dio una edad de 60 m.a, y una muestra de pórfido de dacita de Toquepala, produjo una edad de 54.5 m.a (Gerald Park, informe 1986). b). INTRUSIVOS HIPABISALES. Tres grupos de rocas comprenden el Centro sub-volcánico Intrusivo Toquepala:. - Dacita porfiritica - Brechas - Aglomerado de dacita - Pórfido de latita. b.1) Dacita porfirìtica. Stocks y diques de pórfido de dacita intruyen los flujos volcánicos y diorita dentro de la zona de alteración hidrotermal de Toquepala.. Los stocks son irregulares a circulares en planta. Dos diques estrechos forman un anillo de aproximadamente 1,500 metros de largo alrededor del distrito sudeste del complejo de brecha. Las exposiciones del pórfido de dacita en el tajo revelan una masa de aproximadamente 400 metros a través del contacto abrupto con las rocas de caja que la rodean.. 42.

(43) En el pasado se asignaron las rocas porfiríticas expuestas en la mina a una única unidad intrusiva, no obstante Richard y Courtright (1958a) y Hart (1958) infirieron que podrían representarse varias intrusiones. Observaciones publicadas por Zweng y Clark 1985, indican que las rocas dacíticas constituyen un sistema intrusivo hipabisal verdaderamente complejo texturales.. Este intrusivo evidencia que es el principal responsable de la mineralización y alteración del yacimiento. (Zweng y Clark 1986).. Figura 10: Dacita porfiritica. b.2) Brechas:. Rocas que se presentan a partir de la intrusión de la Dacita porfiritica y en las cuales se emplaza la mineralización traída por el evento intrusivo, estas son conocidas como “brechas pipe” por la forma de emplazamiento simulando un cilindro de revolución, presentan la mineralización en oquedades y donde dan lugar a la cristalización de los minerales.. 43.