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Caracterización Hidrogeológica E Hidrogeoquímica De Las Cuencas: Salar De Aguas Calientes 2, Puntas Negras, Laguna Tuyajto, P

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Caracterización Hidrogeológica E Hidrogeoquímica De Las Cuencas: Salar De Aguas Calientes 2, Puntas Negras, Laguna Tuyajto, P CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA E HIDROGEOQUÍMICA DE LAS CUENCAS: SALAR DE AGUAS CALIENTES 2, PUNTAS NEGRAS, LAGUNA TUYAJTO, PAMPA COLORADA, PAMPA LAS TECAS Y SALAR EL LACO, II REGION DE CHILE TÉSIS PARA OPTAR AL TÍTULO DE GEÓLOGA MARIANA MARCELLA CERVETTO SEPÚLVEDA PROFESOR GUÍA: SOFÍA REBOLLEDO LEMUS MIEMBROS DE LA COMISIÓN: CARLOS PARRAGUEZ DECKER KATJA DECKART SANTIAGO DE CHILE OCTUBRE 2012 RESUMEN El presente estudio se centró en caracterizar el funcionamiento hidráulico de las cuencas endorreicas Salar de Aguas Calientes 2, Puntas Negras, Laguna Tuyajto, Pampa Colorada, Pampa Las Tecas y Salar El Laco, ubicadas en la II Región de Antofagasta. Estas son cuencas intra-volcánicas, que se forman al este de la Cordillera Occidental, donde se desarrolla el volcanismo de arco actual, y que se caracteriza por un clima semi-árido. Los depósitos volcánicos dan lugar a la morfología particular de esta zona, que consiste en un conjunto de pequeñas cuencas hidrológicas morfológicamente aisladas, que acumulan depósitos aluviales y/o salinos del Pleistoceno-Holoceno debido a la intensa aridez del área. La recarga se produce por la infiltración de las precipitaciones, las que infiltran o escurren dependiendo de las características geológicas y geomorfológicas del terreno. Las descargas se producen en mayor proporción por evaporación desde lagunas, salares, napas someras y evapo-transpiración a partir de la vegetación que allí existe. Las zonas acuíferas existentes están limitadas a la porosidad primaria de las rocas volcánicas, la porosidad secundaria asociada a procesos de fracturamiento en este tipo de formaciones, y horizontes erosionados y meteorizados encontrados en profundidad. El agua subterránea puede interceptar la superficie en las áreas de los salares y lagunas. El acuífero principal está compuesto por ignimbrita fracturada. Se deduce la existencia de continuidad hidráulica y flujo de aguas subterráneas profundas desde Puntas Negras a Salar de Aguas Calientes 2, desde Pampa Colorada a Pampa Las Tecas y Laguna Tuyajto; y desde Pampa Las Tecas a Laguna Tuyajto. Las interconexiones del flujo de aguas subterráneas son restringidas por zonas de baja permeabilidad, ubicadas en los márgenes de las cuencas, y horizontes permeables de potencia menor, ubicados en profundidad. El modelo conceptual que aquí se presenta puede ser replicado para todas las cuencas de la Puna de Atacama de la II Región de Chile, aunque podrían haber variaciones mayores en la química de las aguas, lo que deberá ser revisado y analizado para cada caso particular, antes de replicar el modelo. i DEDICATORIA Dedicado a los que nunca se aburrieron de tenerme una fé incondicional… La familia Los amigos Los colegas Los profes y María Rosa Pero especialmente: A Marcela y Guillermo. Este título es para ustedes, gracias por darme todo. Soy inmensamente afortunada. Los amo. A L y J por esforzarse en obligarme a sacar todo esto adelante. Gracias por el empujón. ii AGRADECIMIENTOS A María Rosa. Por su buena voluntad y buen ánimo, dispuesta a apoyar en todo lo que estuvo a su alcance. Por su alegría y por escucharme siempre que necesitaba alguien que me prestara oído. A Pablo Rengifo. Quien me abrió las puertas para dar los primeros pasos laborales y descubrir la Hidrogeología. Gracias por la amistad y la oportunidad. A los colegas y amigos de SERNAGEOMIN, ya que sin su apoyo, no hubiese sido posible retomar y terminar lo pendiente. Gracias al dire, sub-dire, jefazo, y a todos los colegas, que son los mejores que se puede tener. A mi socio, por confiar en mí y ponerme metas. A Sofía, por recibirme siempre con una sonrisa cada vez que la fui a visitar y apoyarme siempre. A Blanca, por su buena disposición y porque que se la jugó siempre. Gracias a todos los que de alguna forma u otra, aportaron en mi crecimiento como persona y como geóloga. iii INDICE DE CONTENIDO 1 INTRODUCCIÓN..………………………………………………………………………….1 1.1 Consideraciones Generales….…….………………………………………………………………………1 1.2 Objetivos……………………………………………………….……………………………………………………3 1.3.1 Objetivos generales………….………………………………………….……………………….3 1.3.2 Objetivos específicos……………………………………………….…………………………….3 1.3 Método de Trabajo……………………………………………….…………………………………………….4 1.3.1 Recopilación y revisión bibliográfica……………………………………………………..4 1.3.2 Caracterización geomorfológica…………………………………………………………….5 1.3.3 Geología de superficie………………………………………………..…………………………5 1.3.4 Geología de sub-Superficie………………………………………………..…………………5 1.3.5 Caracterización hidrológica………………………………………………..…………………6 1.3.6 Caracterización hidrogeológica………………………………………………..……………6 1.3.7 Nuevos datos hidroquímicos e isotópicos…………………………………………….6 1.3.8 Marco hidroquímico e isotópico………………………………………………..………….7 1.4 Zona de Trabajo: Ubicación y Accesos………………………………………………………………7 1.5 Estudios Anteriores………………………………………………..………………………..………………..9 1.6 Limitaciones……………………………………….……..……………………………………………………11 2 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO……………………………………………12 2.1 Cordillera de los Andes………………………………………………..………………………………….12 2.2 Unidades Fisiográficas Regionales………………………………………………..…………………14 2.2.1 Cordillera occidental………………………………………………..………………………….15 2.2.2 Puna de Atacama………………………………………………..………………………………16 2.2.3 Cuencas endorreicas………………………………………………..…………………………18 2.3 Ubicación de Cuencas Piloto………………………………………………..………………………….19 2.4 Vegetación y Flora………………………………………………..………………………………………….21 2.5 Fauna………………………………………………..………………………………………………………………23 2.6 Población…………………………………………………………………………………………………………..25 3 CARACTERIZACIÓN GEOMORFOLÓGICA…………………………………………26 3.1 Generalidades………………………………………………..…………………………………………………26 3.2 Unidades Fisiográficas de Cuencas Piloto………………………………………………..………26 3.2.1 Relieves volcánicos………………………………………………………………………………29 3.2.2 Relieves de acumulación……………………………………………………………………..33 3.3 Geomorfología de cuencas piloto………………………………………………..………………….35 3.3.1 Geomorfología cuenca Salar de Aguas Calientes 2…..……………………….37 3.3.2 Geomorfología cuenca Puntas Negras…..……………………………………………38 3.3.3 Geomorfología cuenca Laguna Tuyajto…..………………………………………….40 iv 3.3.4 Geomorfología cuenca Pampa Colorada…..………………………………………..42 3.3.5 Geomorfología cuenca Pampa Las Tecas…..……………………………………….42 3.3.6 Geomorfología cuenca Salar El Laco…..………………………………………………45 4 GEOLOGÍA SUPERFICIAL………………………………………………………………47 4.1 Generalidades…..…………………………..…………………………..…………………………..……….47 4.2 Descripción de Unidades Estratigráficas…..…………………………..……………………….50 4.2.1 Rocas Paleozoicas…..…………………………..…………………………..…………………50 4.2.2 Rocas Mesozoicas…..…………………………..…………………………..…………………51 4.2.3 Rocas Volcánicas del Cenozoico Superior…..…………………………..…………52 4.2.3.1 Ignimbritas…..…………………………..…………………………..………………53 4.2.3.2 Volcanes…..…………………………..…………………………..……………………57 4.2.4 Depósitos no-consolidados y salinos…..…………………………..…………………59 4.2.5 Rocas intrusivas…..…………………………..…………………………..……………………62 4.3 Geología superficial de cuencas piloto…..…………………………..…………………………..63 4.3.1 Geología cuenca Salar de Aguas Calientes 2…..…………………………………63 4.3.2 Geología cuenca Puntas Negras…..…………………………..……………………….64 4.3.3 Geología cuenca Laguna Tuyajto…..…………………………..………………………64 4.3.4 Geología cuenca Pampa Colorada…..…………………………..…………………….64 4.3.5 Geología cuenca Pampa Las Tecas…..…………………………..……………………65 4.3.6 Geología cuenca Salar El Laco…..…………………………..………………………….65 4.4 Geología Estructural…..…………………………..…………………………..………………………….65 5 GEOLOGÍA DE SUB-SUPERFICIE……………………………………………………67 5.1 Catastro de Pozos Profundos…..…………………………..…………………………..…………….67 5.2 Estratigrafía de cuencas piloto…..…………………………..…………………………..………….71 5.2.1 Estratigrafía de cuenca Salar de Aguas Calientes 2…..………………………72 5.2.2 Estratigrafía de cuenca Puntas Negras…..…………………………..…………….73 5.2.3 Estratigrafía de cuenca Laguna Tuyajto…..…………………………..……………73 5.2.4 Estratigrafía de cuenca Pampa Colorada…..…………………………..………….75 5.2.5 Estratigrafía de cuenca Pampa Las Tecas…..…………………………..…………76 5.2.6 Estratigrafía de cuenca Salar El Laco…..…………………………..……………….76 5.3 Prospección Geofísica…..…………………………..…………………………..………………………..77 5.3.1 Generalidades…..…………………………..…………………………………………………….77 5.3.2 Geofísica EIA ……………………………..…………………………..………………………….78 5.3.3 Geofísica EMSA …..…………………………..…………………………..…………………….81 5.4 Definición de Unidades Geológicas de sub-Superficie…..……………………………….82 6 CARACTERIZACIÓN HIDROLÓGICA………………………………………………..86 6.1 Clima…..…………………………..…………………………..…………………………..…………………….86 6.2 Precipitaciones….………………………..…………………………..…………………………..………….87 v 6.3 Escurrimientos y Red de Drenaje…..…………………………..…………………………..……..90 6.4 Evaporación…..…………………………..…………………………..…………………………..………….91 7 CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA………………………….………………94 7.1 Generalidades…..…………………………..…………………………..…………………………..……….94 7.2 Definición de Unidades Hidrogeológicas…..…………………………..………………………..95 8 MARCO HIDROQUÍMICO……………………………………………………………….99 8.1 Generalidades…..…………………………..…………………………..…………………………..……….99 8.2 Metodología…..…………………………..…………………………..…………………………..…………102 8.2.1 Diagramas de Piper…..…………………………..…………………………..…………….103 8.2.2 Diagramas de Stiff…..…………………………..…………………………..………………103 8.3 Datos Disponibles y Tratamiento de la Información…..…………………………..……105 8.4 Campaña de Recolección de Muestras de Agua…..…………………………..………….109 8.4.1 Generalidades…..…………………………..…………………………..…………………….109 8.4.2 Metodología de muestreo…..…………………………..…………………………..…..110 8.4.3 Análisis hidroquímico…..…………………………..…………………………..………….110 8.4.4 Análisis isotópico…..…………………………..…………………………..…………………111 8.4.5 Resultados de muestreo…..…………………………..…………………………..…….111 8.5 Análisis Hidroquímico…..…………………………..………………………..…………………………118
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