Proceso de interacción agua-roca, variaciones geoquímicas de aguas subterráneas en el proyecto Sierra Gorda, Región de Antofagasta

Abstract

En esta investigación se presentan los resultados del estudio hidrogeológico e hidrogeoquímico de aguas subterráneas en el depósito tipo pórfido de Cu-Mo Sierra Gorda, Región de Antofagasta, Chile. El objetivo es identificar los procesos de interacción agua-roca que controlan la composición de las aguas subterráneas, para aproximarse así a un entendimiento del acuífero en cuanto a las variaciones químicas que presenta en el área de estudio. Se utiliza información recopilada por la consultora VAIGS en el contexto del programa de monitoreo de calidad química y niveles de aguas subterránea, financiado por Sierra Gorda Sociedad Contractual Minera (SGSCM). Se cuenta con una base de datos, que comprende el monitoreo químico trimestral de 4 pozos de exploración (2008 a 2013) y 8 pozos tipo Casagrande (2011 y 2013). Se registran parámetros fisicoquímicos in situ así como de concentraciones de 60 elementos en el agua muestreada, información a la cual se le realiza un control de calidad (duplicados, blancos y balance iónico). Asimismo se cuenta con información geológica e hidrogeológica de los puntos de monitoreo. Se analizan los datos en cuanto a su evolución temporal, en cada punto de monitoreo, así como su distribución espacial utilizando diagramas Stiff, Durov y concentraciones relativas al ion cloruro, de elementos mayores, menores y trazas. También se realiza un tratamiento estadístico de los datos, como análisis de componentes principales y dendogramas, los que identifican tres componentes que explican la variabilidad de los elementos mayores, siendo la disolución de sales la principal causa. Cruzando los resultados hidroquímicos obtenidos con la información estructural y piezométrica existente, surge la hipótesis de un control estructural en el área de estudio (desconexión acuífero), lo cual explicaría las distintas signaturas químicas observadas entre Pampa Lina y Sierra Gorda. Las bajas permeabilidades permiten definir al acuífero como un acuitardo, sustentando la hipótesis de equilibrio termodinámico en cuanto a las reacciones químicas que tienen lugar entre el agua y la roca. Se plantean simulaciones inversas respecto de la evolución química del flujo de agua en el perfil A-A', considerando tres escenarios cuyos resultados apoyan la hipótesis de una desconexión en el acuífero. Respecto de la evolución química en el perfil A-A', se concluye que el yacimiento incide en la química del agua, controlando variaciones de Ca, SO4, Cu, etc., las que se explican por variaciones en la saturación del agua respecto del yeso, alunita, brocantita, antlerita, entre otros. Destaca la mala calidad del agua, respecto de la norma chilena de aguas para riego, en el contexto aquí analizado (etapa pre-operacional del proyecto minero), respondiendo las altas concentraciones químicas a factores naturales de interacción agua-roca.