Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Química MIN630: DISEÑO Y EVALUACIÓN DE PROYECTOS MINEROS Geología del yacimiento porfídico Rio blanco Alumnos: Alonso Robles Fernanda Campusano Diego Luna Diego Nielsen Barra Profesor: Guillermo Bagioli Arce Fecha: 1 Jueves 28 de Marzo, 2019. Indice Introducción...……………………………………………… pag 3 Ubicación del yacimiento………………………………… pag 4 Geología del yacimiento…………………………………. pag 5 Recursos yacimientos……………………………………. pag 8 Estrategia exploración……………………………………. pag 8 Mina que dieron origen…………………………………… pag 9 Vida útil División Andina…………………………………. pag 12 Conclusión………………………………………………… pag 14 2 Introducción Se denomina yacimiento pórfido cuprífero a los yacimientos cuya mineralización es de origen magmático e hidrotermal, derivadas de intrusiones de rocas hipabisales o pórfidos. Estos depósitos juegan un papel importante en la minería del cobre y molibdeno. Generalmente estos yacimientos se caracterizan por tener baja ley y abarcan grandes áreas por lo que tendrán un gran tonelaje. En los andes, quinta región, se encuentra ubicado el yacimiento Río blanco, asociado con brechas de turmalina, es uno de los principales depósitos porfídicos de Cu-Mo del cinturón Mio-Plioceno. Se conforma por tres complejos de brechas, el Sur sur, Río blanco y los bronces. Además, intrusivo relacionado con la mineralización es de composición granodiorítica, que tienen características geoquímicas tales como abundancia de tierras raras y razones isotópicas. 3 Ubicación del yacimiento El yacimiento Río Blanco se encuentra ubicado específicamente en la Cordillera de Los Andes, región de Valparaíso, la cual está aproximadamente a unos 50 Km en línea recta al noreste de Santiago y a 47 Km al sureste de la ciudad de Los Andes, a partir de los 3.700 y 4.200 metros sobre el nivel del mar. Sus coordenadas geográficas exactas son 33°08’ latitud sur y 70°15’ longitud oeste. En la siguiente imagen se muestra un mapa con las vías de acceso más importantes que existen hacia División Andina. Este acceso es a través de la ruta 60, la cual conecta con la ciudad de Los Andes y el Paso Fronterizo Los Libertadores, llegando hasta el kilómetro 35, en donde se continúa hacia el sur por la ruta E-767 que conduce al campamento de Saladillo, ubicado a la cota de 1.650 m s.n.m. La mina subterránea Río Blanco se sitúa a unos 31 Km al sur de Saladillo, con una cota de 3.640 m s.n.m., así como también a unos 1,6 Km al sur de la mina subterránea se puede localizar el rajo Sur-Sur, con una cota de 4.150 m s.n.m. 4 Geología del yacimiento Chile es un país el cual se encuentra emplazado en un área que presenta abundancia de recursos mineros en el mundo, y se encuentra conformada por varios de los más grandes yacimientos de pórfidos cupríferos existentes. Entre fines del siglo XIX y comienzos del siglo XX hubo geólogos e ingenieros de minas de origen extranjero los cuales establecieron ciertos antecedentes que fueron claves para el desarrollo de este yacimiento en concreto. Se constató la presencia de turmalina en el yacimiento, dato que ya había sido detectado en 1897 por A. W. Stelzner después de visitar el yacimiento de Las Condes (“Los Bronces”), en cual queda muy cerca de Río Blanco, en donde afirmó que los pórfidos cupríferos de Las Condes eran formaciones en vetas y guías, lo que constituía un stockwork. La presencia de este mineral fue una importante señal para el descubrimiento de la mina Sur Sur. El yacimiento Río Blanco, como se dijo anteriormente se encuentra ubicado en la precordillera de los andes de Chile central, emplazado en afloramientos de brechas intrusivas de origen hidrotermal. Las chimeneas de brechas intrusivas hidrotermales conforman tres complejos de importancia regional por dimensiones y contenido de cobre fino: complejos de brechas sur-sur, Río Blanco y Los Bronces, de ahí nacen los nombres de estas dos minas. El complejo de brechas Río Blanco en el que opera la mina subterránea de División Andina Mina, tiene una extensión aproximada de 0,6 km x 0,27 km, en donde los principales sulfuros corresponden a pirita, calcopirita, bornita y molibdenita, los cuales se pueden presentar, ya sea en forma diseminada o bien en vetillas. El sector Río Blanco se ubica en el extremo norte del yacimiento. Corresponde a un cuerpo mineralizado elongado en dirección N30°W, de aproximadamente 1.500 m de largo y entre 250 y 800 m de ancho, con extensión en la vertical de aproximadamente 1.400 m, reconocida por sondajes profundos de aproximadamente 1.000 m de longitud. Parte de este sector actualmente se explota subterráneamente por División Andina mediante el sistema de hundimiento por bloques, desde la cota 3.235 m.s.n.m. Rocas volcánicas ● Andesita: Son las rocas más antiguas del sector, La edad de esta unidad ha sido datada en 17,20 ± 0,05 Ma (U-Pb, circón), que es correlacionable con las edades obtenidas por Deckart et al., (2005). Esta unidad corresponde a rocas de textura porfídica a afanítica, cuya masa fundamental presenta desarrollo variable de biotita secundaria con fenocristales (aproximadamente un 20% de la roca total) por lo general de tamaño inferior a 3 mm compuesto casi 5 exclusivamente por plagioclasa y escasos minerales máficos (probablemente anfíbol) pseudomorfizados a biotita. Rocas intrusivas ● Granodiorita Río Blanco (GDRB): Corresponde a una granodiorita a monzodiorita cuarcífera de textura fanerítica de grano grueso a medio y color gris rosáceo formada por cristales variables en tamaño entre 0,5 a 5 mm comúnmente con una composición promedio formada por plagioclasa (4555%), feldespato potásico (12- 18%), cuarzo (17 a 28%) y biotita (6-10%). Con una edad de 11,96 ± 0,04 Ma (Deckart et al., 2005), se encuentra cubierta por rocas de la Formación Farellones y truncada hacia el este por la Chimenea Dacítica (Stambuk et al., 1985). Presenta asociaciones mineralógicas relacionadas a la alteración potásica, a zonas mineralizadas de tipo diseminado y a vetillas de tipo stockwork (Serrano et al., 1996). ● Pórfido cuarzo-monzonitico (PQM) Corresponde a un pórfido de composición dacítica formado por un 45% a 70% de fenocristales de tamaño variable entre 0,7 a 5 mm consistentes esencialmente en plagioclasa (40-50%), cuarzo (3-8%), máficos (2-7%) correspondientes esencialmente a biotita y ocasionalmente anfíbol, feldespato potásico (menor a 3% o ausente). La masa fundamental corresponde a un agregado felsítico de tamaño variable entre 0,1 a 0,3 mm compuesto mayoritariamente por cuarzo y feldespato potásico y plagioclasa variable entre un 3 y 15%. 15 Brechas hidrotermales ● Brecha cuarzo-feldespato potásico: Brecha comúnmente polimíctica destacándose clastos de granitoides, pórfidos dacíticos y brechas de turmalina como los más comunes. La matriz se compone de un agregado cristalino fino de cuarzo y feldespato potásico, proveniente por lo general de recristalización de polvo de roca. La matriz también puede contener cantidades apreciables de albita, biotita y anhidrita. La alteración de los clastos en este tipo de brecha está estrechamente asociada con la matriz siendo común que los clastos posean alteración de feldespato potásico y biotita, registrándose ocasionalmente además en los bordes de los clastos un aumento de la alteración lo que da un aspecto difuso al contacto clasto-matriz. La edad asignada a esta unidad proviene de una datación Ar/Ar en feldespato que arroja una edad de 5,14 ± 0,1 Ma (Bertens y Solé, 2013). ● Brecha de anhidrita: Brecha monomíctica o comúnmente polimíctica cuando se presenta sobreimpuesta a otros eventos. Está compuesta por clastos de granitoides, pórfidos y brechas anteriores (lo más común es encontrar clastos de granitoides y/o brechas de turmalina, brechas de biotita y brechas de sílicefeldespato potásico). La anhidrita se presenta como cemento que rellena completamente los espacios entre clastos o bien se canaliza por las matrices 6 de los antiguos eventos de brechización. Además en la matriz se encuentra comúnmente feldespato potásico y albita. Brecha de biotita (BXB) Brecha monomíctica o polimíctica según se encuentre afectando a eventos de brechización anteriores. Presenta clastos de granitoides generalmente afectados por biotización selectiva. Es común también la presencia de clastos de granitoides craquelados por turmalina o clastos de brecha de turmalina propiamente tal. En menor medida se observan clastos de pórfidos dacíticos y de andesitas. La matriz está formada por biotita fina de coloración pardo verdosa, usualmente asociada con turmalina fina de hábito prismático y polvo de roca. ● Brecha turmalina: Brecha monomíctica con clastos mayoritariamente de granitoides y/o Diorita y en menor medida pórfidos dacíticos. La matriz está constituida principalmente por turmalina en forma de agregados aciculares o radiales de cristales prismáticos. Este hábito lo exhibe la turmalina principalmente cuando se encuentra como cemento, cuando se presenta como matriz (fragmentos de turmalina de eventos anteriores) tiende a presentarse como cristales muy finos y generalmente intercrecida con fragmentos menores de cristales de cuarzo y feldespatos consistentes en polvo de roca. Otros constituyentes que forman parte de la matriz son cuarzo (principalmente como cemento), biotita, magnetita y anhidrita. Los clastos de la brecha de turmalina presentan comúnmente una zonación característica de alteración de albitafeldespato potásico en los bordes pasando a biotita verde hacia el centro de los clastos. A continuación, puede apreciarse la distribución del tipo de roca existente dentro de la mina Río Blanco, en una sección transversal: 7 Recursos yacimiento: Los recursos de cobre y molibdeno en el yacimiento río blanco son del orden de 1x 10^9 T.M con leyes medias de cobre cercanas al 1% y de molibdeno de 0.017% distribuidos en una granja de 6,7 km en dirección norte-sur, con un ancho variable entre 0,3 km y 0,8 km y una profundidad entre 0,5 km y 1.5km. contenidos principalmente en los complejos de brechas y en rocas granodioriticas. Estrategia de exploración: En 1920 la entonces Compañía Minera Aconcagua realizó las primeras prospecciones. Sin embargo, las malas condiciones geográficas de la zona, no permitieron que el proyecto se lleve a cabo pese a las inversiones que la compañía había hecho. Luego con más capital extranjero, en la década de los 60 la compañía minera Río Blanco, ahora en manos norteamericanas realizó una nueva campaña de prospecciones y muestreos en que los resultados permitieron la explotación de manera subterránea durante un periodo de 25 años. Cerro corporation en 1970 informó la existencia de 125 x 10 6 T.M con una ley media de 1.5% de cobre, y luego de un programa de exploración durante los años 80 se ha estimado un potencial de alrededor de 1x10 elevado a 9 T.m con leyes de cobre cercanas al 1% y molibdeno 0.017%. La magnitud de estos números y el hecho que aún falta por explorar, permiten suponer la existencia de un volumen de mineralización de cobre comparable a un megayacimiento en la región. El primer programa de exploración ejecutó 9 sondajes con perforaciones de diamantina, cuyo objetivo fue explorar la zona profunda del yacimiento, lo que demostró la continuidad de la mineralización de cobre y molibdeno hasta la cota 2.320 metros sobre el nivel del mar. El segundo programa de exploración por sondajes con 39 perforaciones de diamantina corroboró el conocimiento sobre las mineralizaciones conocidas (“La Americana”, Río Blanco, Elguín, Don Luis y otras) en el área, como partes de un solo gran depósito que se proyectaba al sur de las operaciones subterráneas. Es más, confirmó la existencia de un megayacimiento con características de un pórfido cuprífero en su sector medio e inferior; en tanto que el sector superior se caracterizaba por el desarrollo de rocas fragmentadas relacionadas con chimeneas de brechas que controlaban la mineralización sulfurada, revelando tres zonas mineralizadas de cobre y molibdeno inmediatas a la superficie con leyes superiores a 1% de cobre. De ellas, la zona sur era de mayor importancia por su volumen y alta concentración de cobre. Tomando lo anterior, se hizo una tercera 8 campaña de reconocimiento que efectuó 65 sondajes, logrando un buen conocimiento de las características geológicas y la distribución de la mineralización, además de los límites del depósito, quedando por definir su profundidad. Para esto, luego se desarrolló un túnel de exploración de 500 metros. Dado el paraje montañoso, las excursiones a terreno eran realizadas en temporada de primavera y verano hasta los meses de marzo o abril cuando el frío, el viento y el hielo invernales obligan a paralizar la tarea. Durante su trabajo en busca de reservas, profesionales de este equipo notaron un singular detalle en lagunas del lugar, que parecía indicar la presencia de mineral en las cercanías de Río Blanco, que era un valle glaciar. Además, hubo otros grandes indicios, como la opinión de un experto internacional en la materia y la existencia de ciertas rocas, cuya importancia Vid Stambuk destaca: “Con la información que habíamos recolectado, invitamos a dos expertos internacionales, como David Lowell. El y Gilbert habían acuñado un concepto revolucionario que eran los modelos de alteración hidrotermal asociados a estos yacimientos porfídicos. Viendo que ‘La Americana’ ya no tenía mucho cobre, analizamos el yacimiento Río Blanco de esa época -que era aflorante, casi único- donde había dos elementos muy evidentes: la presencia de brecha turmalina y de cuellos volcánicos riolíticos. Entonces reconocimos el yacimiento hacia el sur por varios kilómetros observando que el área ocupada por éste no era ni el 5% del total, cuyo límite estaba el lado de “Los Bronces”, sector que había sido permutado en la negociación. Después, Lowell nos dio la razón y dijo “ustedes están sobre una torta de merenge y sólo han ‘pinchado’ la guinda. En este punto, fue relevante el sistema de prospección utilizado, ya que Stambuk acota: “Normalmente se usa el método geofísico para sondear los yacimientos, pero si había cobre bajo el glaciar, éste haría rebotar el rayo y entonces hubo que ocupar sondaje directo tipo diamantina para atravesar el hielo “. Por su parte, Galeb agrega: “En 1980 la Superintendencia de Geología hizo sondajes que sobrepasan los 40 metros de hielo en la pared del fondo que era un glaciar, tocando roca y obteniendo cobre con ley de 10 y 15%. En el verano de 1981 hicimos más sondajes, apareciendo el doble de las leyes que se extraían en la mina, con 3% como promedio, por lo que empezamos a formular el Tercer panel, prolongando túneles desde la mina subterránea hasta el nuevo sector” Minas a las que se dieron origen ● Nacimiento de División Andina Las primeras noticias del yacimiento se remontan hacia el año 1860, en donde se hace referencia a La Americana, y posteriormente a Los Bronces (1880), ambos depósitos fueron descubiertos en las provincias de Aconcagua y Santiago, respectivamente. En cuanto al caso de La Americana, el geólogo de 9 origen alemán Juan Bruggen fue quien vio la semejanza entre ambos yacimientos. Él insistía en que existían pocas minas de cobre en las que las características geológicas tenga tanta influencia en la mineralización y en la repartición de las bonanzas, como en la región de Las Condes y de Río Blanco. La dificultad se encontraba en que, en Andina, la progresiva extracción de mineral fue corriendo los taludes al interior de la mina, al ir vaciando a un mismo cráter. La remoción y profundidad provocaba una subsidencia e inestabilidad del macizo rocoso. Por lo que se tomó la iniciativa de negociar con su vecino, en donde se permutó terrenos y concesiones mineras, lo cual fue una ventaja, ya que, bajo sus nuevas concesiones Andina, pudo descubrir lo que es el rajo Sur Sur hoy en día. ● Relación con Los Bronces Durante el año 2001, el Presidente Ejecutivo de Codelco Juan Villarzú declaró que la Corporación había hecho un ofrecimiento por adquirir la mina “Los Bronces” a Exxon Minerals para constituir un solo yacimiento con Andina. Sin embargo, la oferta no satisfizo las expectativas de la interesada. Luego la compañía sudafricana Anglo American compró “Los Bronces” en US$ 1.300 millones a Exxon Minerals, superando en 100 millones la oferta de Codelco. Sin embargo, en el año 2008 ENAMI dio a conocer su interés en poder comprar el 49% del yacimiento para así traspasarlo a Codelco, pero esto tampoco fue posible de llevarse a cabo. ● Mina Sur Sur El yacimiento Sur Sur, fue un descubrimiento gracias a la mina Río Blanco, en donde por medio de varios sondajes de estudio apareció la perforación definitiva que se traduciría en hito para el yacimiento, variando la extracción subterránea. Recordando detalles de cómo fue el momento de ese hallazgo, Stambuk cuenta: “La mina rajo fue descubierta con el sondaje del 10 de marzo de 1980, y en los veranos de 1981 y 1982 seguimos haciendo más (sondajes) para confirmar la información”. Mirando lo logrado, Stambuk resalta el mérito de este hecho pues marcó una enorme diferencia. Más que hallar una veta, en su opinión, la mina Sur Sur fue el gran descubrimiento de un cuerpo mineralizado. Es decir, Río Blanco era sólo una porción de un megayacimiento con millones de toneladas, como se sabe hoy. Así, más arriba del valle de Río Blanco y unos 2 kilómetros al sur del yacimiento subterráneo, en 1980 una nueva mina bajo el glaciar Rinconada quedó al descubierto. A propósito, dos aclaraciones. La primera, durante miles de años, dicho glaciar cubrió roca mineralizada -que era un afloramiento de rica ley- con una capa de hielo de 40 metros de espesor, cuyo material fue necesario traspasar para buscar el mineral, y luego remover para comenzar su 10 extracción. Y hay que diferenciar el glaciar, que es un ente vivo, de la morrena que era material muerto o fósil susceptible de explotar. Y la segunda aclaración. Físicamente este nuevo sector constituía un rectángulo de 600 metros de largo por dos metros de ancho, con reservas de 30 millones de toneladas de cobre y molibdeno. Fue denominado “Sur Sur” porque estaba ubicado más al sur de la mina subterránea original, y por lo tanto del Primer Panel explotado. ● Mina Río Blanco: La corporación nacional del cobre (Codelco), actualmente explota parte del yacimiento Río Blanco mediante un sistema mixto, combinando la explotación a rajo abierto con la mina Sur Sur y de manera subterránea con mina Río blanco. En cuanto a la mina subterránea Río Blanco, actualmente explota el llamado Tercer Panel, cuya producción programada para el período 1995-2015 incluye un total de 272 millones de toneladas de mineral, con una ley de cobre promedio de 1,05% y un ritmo de 45 mil toneladas diarias de tratamiento de mineral. En esta figura podemos ver una sección de la explotación de la mina Río Blanco. Se aprecian dos sectores principales, uno donde que se explota por block caving con LHD y otro donde el escurrimiento de la roca fragmentada se realiza con parrillas. 11 Se puede ver que la organización general de la infraestructura permite la explotación de ambos sectores, con el mejor aprovechamiento posible de ésta. Vida útil de División Andina Como hemos dicho anteriormente División Andina opera el yacimiento Río Blanco, el dónde ya se conocía de la existencia de su riqueza desde 1920, sin embargo, esta no fue explotada hasta medio siglo después, en 1970 con la creación de la compañía. El alargar su vida útil requiere expandir la capacidad de tratamiento de la operación, es por eso que durante el año 2017 se finalizó el estudio de prefactibilidad del llamado proyecto “Desarrollo Futuro Andina” , en donde se presentaron las distintas instancias de revisión de la etapa de factibilidad, en donde se muestra cómo el proyecto equilibrará la necesidad de aprovechar los recursos de mineral que posee la división hoy en día, con una menor inversión, menor tiempo de construcción y a su vez una minimización de los impactos ambientales, en particular el uso de agua y la afectación de glaciares. A principios del año 2018 se presentó el estudio de impacto ambiental de continuidad operacional, en donde se viabiliza la operación de la división. Cabe 12 destacar que tan solo en el año 2017 División Andina fue capaz de producir unas 220.030 toneladas métricas de cobre fino. A continuación, podemos ver la vida útil que se agrega al considerar todo lo anteriormente descrito: 13 Conclusión Como se puede observar, la división Andina cuenta con una amplia variedad geológica, no obstante, predomina muy por sobre las demás la riolita y la granodiorita, permitiendo que las características del yacimiento sean similares y con una ley relativamente pareja. La combinación entre métodos de explotación, tanto a cielo abierto por parte del rajo Sur Sur, como la minería subterránea de Río Blanco, aportó con la producción total de Codelco en un 13% en el 2017, lo que no deja de ser menor. Como también se puede observar, el nuevo proyecto “Desarrollo Futuro Andina” tendrá un régimen de 150 mil toneladas por día, superando incluso a la producción de la mina Chuquicamata y el Teniente, los cuales, cuando empiecen a operar los nuevos proyectos de estas dos últimas, tendrán un régimen de 130 a 145 mil toneladas por día. La alta producción del nuevo proyecto de Andina se debe al concepto de “Minería Continua”, el cual consiste en que, el hundimiento del material va a ser simultáneo en diferentes puntos de la mina, en donde va a haber un chancador sizer por cada punto de extracción que va a fracturar en cierta medida el material. Después, el material chancado va a ser transportado por medio de correas, y cada correa de cada punto de extracción va a enviar el material a una correa más grande y común para todos los puntos de extracción. Esta correa va a enviar todo el material a otro chancado, y finalmente, por medio de otra correa, va a ser transportado fuera de la mina. Este sistema va a permitir una operación 24/7 debido a que prácticamente el 100% de la producción va a ser automatizada, permitiendo que (teóricamente hablando) el rendimiento sea del 100%, pero obviamente se sabe que no va a ser así debido a posibles fallas en el sistema automatizado. 14
