Modelación del efecto del drenaje ácido en un depósito epitermal Au-Cu sobre los recursos hídricos superficiales y subterráneos cercanos

Abstract

El área de estudio de esta tesis se ubica 123 km al Noreste de la ciudad de Copiapó, Región de Atacama en el norte de Chile. El estudio se enmarca en la fase de expansión de un depósito epitermal de alta sulfidización de Au-Cu, y la evaluación desde el punto de vista de la posible generación de aguas de contacto de tres botaderos de estériles. En relación a las Unidades Hidrogeológicas presentes se estableció en este estudio 3 unidades: UH1 Depósitos no consolidados, UH2 Rocas fracturadas y UH3 Rocas Sanas. Existe un flujo de orientación preferente NW-SE, relacionado a las grandes estructuras geológicas: fallas de orden distrital y local. Se estimó una recarga al sistema en términos de caudal de 0.49 l/s. Para las aguas subterráneas las conductividades eléctricas varían desde un orden de 500 µS/cm hasta valores mayores a 3720 µS/cm. Los valores medidos de pH fluctuaron entre 2,69 hasta 8,05. Las aguas superficiales Inter 3, Azufrera, Inter 4 y Tranque corresponden a sulfatadas cálcicas. Se diferenció en 4 unidades Geoambientales. Los resultados de los test ABA de un total de 62 muestras indican que un 76 por ciento corresponde a material con alto potencial de generación de drenaje ácido, un 16 por ciento a bajo riesgo y un 8 por ciento a un potencial marginal. Las muestras de las UGAs 2 y 4 corresponden al universo de muestras con mayor potencial de acidificar respecto de las otras UGAs. Se envió 14 muestras a test de celdas de humedad. El análisis de los datos de pH de los ciclos de celda de humedad revela que todas UGAs definidas presentan generación de drenaje ácido desde el inicio de los ensayos. Para la modelación de mezcla y obtener el DAM (final) se trabajó con los porcentajes de lixiviados de las UGAs que conformaran los diferentes botaderos suponiendo 4 escenarios de flujo en proporciones diferentes. Para las aguas superficiales se estableció que sólo se vería afectada por un proceso de mezcla el drenaje del botadero con la quebrada el Ternero en el punto Inter 3. Debido a la condición de acidez previa de las aguas que están en esa quebrada se produce un proceso de dilución menor y "mejoramiento" de la calidad, al hacer contacto con el flujo, produciéndose, según el programa, una sobresaturación de oxihidrodróxidos tales como jarosita y Schwertmannita, lo que podría indicar una precipitación de estos neominerales. Según la modelación se pudo establecer que para el caso de las mezclas o afectación entre el DAM (representado por el flujo 4) y las calidades de los pozos que se encuentran aguas debajo de los botaderos, estos se ven seriamente afectados, las concentraciones de sulfato y metales pesados aumenta considerablemente, así como una baja en el pH. Este escenario incluso considerado un porcentaje de mezcla menor a 25 por ciento del flujo 4.

The study area of this thesis is located 123 km northeast of the city of Copiapó, Atacama in northern Chile. The study is part of the expansion phase of a high sulphidation epithermal Au-Cu deposit, and the evaluation of potential generation of contact waters from three waste rock dumps. Three Hydrogeological Units were established in this study, namely UH1 unconsolidated deposits UH2 fractured rocks UH3 Sound Rocks. The preferential groundwater flow direction is NW-SE, related to major geological structures: district and local scale faults. Maximum recharge rates were estimated in the order of 20-30 percent of rainfall, equivalent to 2.0-3.5 l/s. Groundwater conductivities varied between 500 µS/cm to in excess of 3720 µS/cm. Measured pH ranged from 2.69 to surface waters 8,05. Surface water samples from Inter 3, Azufrera, Inter 4 and Tranque corresponded to calcium sulfates. They were differentiated in 4 Geoenvironmental units. ABA test results to a total of 62 samples indicated that 76 percent corresponded to materials with a high potential for acid drainage generation, 16percent low risk and 8percent to a marginal potential. Samples of the UGAs 2 and 4 correspond to the universe of samples with the greatest potential to acidify respect to other UGAs. 14 samples were sent to humidity cell test. The analysis of pH data cell cycle reveals that all moisture present UGAs defined drainage acid generation from the start of the trials. We worked with the percentages of leachate from the UGAS that will form the waste rock dumps assuming four different flow scenarios. It was established that surface waters would only be affected by mixing drainage waters from the waste rock dump with fresh waters from the Ternero Creek at the Inter 3 point. Due to the current acidity conditions of the waters in the creek results anticipate a minor dilution process and relative "enhancement" of the water quality, after mixing, depending on the precipitation of oxihydroxides program such as jarosite and schwertmannite. According to the modeling, it was established that in the case of mixtures between the DAM (represented by the flow 4) and the water quality expected for the wells located downstream of the dumps, these are seriously affected, sulfate concentrations and heavy metals increases considerably, as well as low in pH. This scenario considered an even lower percentage of 25 percent of the mixture flow to four.