Estudio Hidrologico-Hidrogeológico Horizonte

WATER PRODUCTION SAC

INFORME FINAL

REVISIÓN Y VALIDACIÓN DEL ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO Y MODELAMIENTO DE FLUJO

SUBTERRÁNEO DEL ÁREA DE OPERACIONES DE CONSORCIO MINERO HORIZONTE S.A.

I. INTRODUCCIÓN

1.1 Antecedentes

El Consorcio Minero Horizonte S.A., titular de la Unidad Minera Parcoy, es una empresa

privada que se dedica principalmente a la explotación y procesamiento del yacimiento

aurífero de la zona. La explotación de los yacimientos minerales se realiza por método

subterráneo, las mencionadas operaciones se ubican en el distrito de Parcoy, provincia de

Pataz, región de La Libertad.

Consorcio Minero Horizonte S.A. (CMHSA) encargó un Estudio Hidrogeológico a la empresa

Hydrogeological & Geotechnical Services Perú S.A. (HGS PERÚ S.A.), el mismo que se

realizó entre enero y diciembre del 2013.

Luego de la revisión de dicho estudio por CMHSA, han surgido algunas dudas en relación a

la metodología empleada y a los resultados de las mismas, por lo que ha solicitado a la

empresa Geoservice Ingeniería SAC, una revisión y validación del estudio.

1.2 Objetivos del estudio

Es realizar la Revisión y Validación del Estudio Hidrogeológico y Modelamiento de

Flujo Subterráneo del Área de Operaciones de Consorcio Minero Horizonte S.A.

1.3 Ubicación

La presente propuesta se desarrollará en el ámbito del UEA Parcoy.

1.4 Metodología Empleada

1


La metodología de trabajo comprendió las siguientes investigaciones del sistema

acuífero-acuitardo.

La revisión sistemática de la información geológica, hidrológica e hidrogeológica

disponible sobre la zona de estudio.

El reconocimiento geomorfológico de la zona de proyecto de obras subterráneas

y de su entorno.

El mapeo sistemático de los sistemas de fracturas en los afloramientos rocosos.

La caracterización climática, hidrológica e hidrogeológica.

Modelamiento Matemático del Flujo Subterráneo del área del Proyecto, para el

cálculo de los caudales de drenaje esperados en las galerías.

La información utilizada comprendió información geológica y geotécnica recopilada

y generada en este proyecto y en estudios previos. El levantamiento de información

geológica consistió en determinar las características litológicas de las unidades

geológicas y su estructura identificando la orientación de los sistemas de

fracturación y sus características como: densidad, abertura y relleno en

afloramientos rocosos.

La información recopilada y generada en esta investigación ha sido evaluada en su

conjunto para preparar un modelo hidrogeológico local que sirve de fundamento al

modelo conceptual en la evaluación de los efectos de la construcción de las obras

subterráneas sobre el sistema hidrogeológico.

II. CARACTERIZACIÓN CLIMÁTICA

2.1 Información meteorológica

2


Para llevar a cabo la caracterización meteorológica en el proyecto, se analizó la información

disponible de 07 estaciones meteorológicas, referido a las siguientes variables

meteorológicas, como son:

Precipitación Total Mensual, Precipitación Máxima de 24 horas, Temperatura Media,

Temperatura Máxima, Temperatura Mínima, Humedad Relativa, Velocidad de Viento y

Evaporación; cuya fuente de información fue proporcionada por el SENAMHI, como se

muestra en el Cuadro N° 2-1.

Cuadro Nº 2-1 Información meteorológica de las estaciones

Estación TipoCoordenadas

DATUM (PS AD-56)

Cota Terreno m.s.n.m.

Ubicación Política

Región Provincia Distrito

TAYABAMBA PLU 248686 9083993 3250 LA

LIBERTAD PATAZ TAYABAMBA

BULDIBUYO PLU 239394 9102379 3150 LA

LIBERTAD PATAZ BULDIBUYO

SIHUAS CO 208485 9052386 2716 ANCACH SIHUAS CASHAPAMPA

ONGO PLU 283603 9086054 2716 LA

LIBERTAD PATAZ ONGON

SAN ANDRES* CO 232010 910873

8 4200 LA LIBERTAD PATAZ SAN ANDRES

CELEDIN PLU 818763 9240672 3050 CAJAMARCA CELENDIN CELENDIN

CAJABAMBA PLU 825712 9156194 2612 CAJAMARCA CAJABAMBA CAJABAMBA

2.2 Análisis Meteorológico

Los principales parámetros meteorológicos que definen o caracterizan el clima en la zona

de estudio son: la precipitación, la temperatura, la humedad relativa, la evaporación, la

nubosidad y el viento; siendo estas las de mayor importancia en cuanto a la tipificación o

caracterización meteorológica de la cuenca.

La evaluación meteorológica tuvo como finalidad identificar, describir y evaluar los

elementos meteorológicos, para lo cual se ha recurrido a los registros históricos de las

estaciones meteorológicas cercanas y aledañas a al proyecto, las cuales fueron

proporcionadas por SENAMHI.

2.3 Temperatura

Al igual que la precipitación pluvial y tal vez con mayor nitidez, la temperatura es el

elemento meteorológico cuya variación espacial está ligada al factor altitudinal. La

3


temperatura es una variable climática de gran importancia dentro del ciclo hidrológico

debido a que esta se encuentra ligada con la evapotranspiración. Podemos mencionar que

la temperatura del aire es un indicador importante para describir las condiciones

meteorológicas de la zona de estudio.

Para fines del presente estudio se ha considerado los datos de temperatura registrados en

la estación Tayabamba, ya que dicha estación meteorológica se ubica a una altitud similar y

posee información meteorológica a la zona de UM Parcoy. Los valores medios, máximos y

mínimos se pueden observar en el Cuadro Nº 2-2.

Cuadro Nº 2-2 Variación Mensual de la Temperatura Media, Máxima y Mínima (°C)

Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Set Oct Nov Dic Prom.

Media 11.4 11.311.2

11.5 11.5 11.010.4

10.7 11.011.3

11.8 11.7 11.2

Máxima 12.2 12.212.1

12.3 12.4 12.512.1

12.2 11.812.2

12.7 12.5 12.3

Mínima 10.4 10.410.2

10.4 10.6 10.0 9.2 9.7 10.110.6

11.1 10.7 10.3

2.4 Humedad relativa

Debido a la influencia de la corriente de Humboldt la humedad del aire es mayor en la

Costa. Por lo general la humedad relativa media anual disminuye con la altitud, tomando

mayores valores en los meses de verano y menores valores en los meses de invierno. La

humedad relativa en la zona de estudio se obtuvo a partir de los registros de la Estación

Tayabamba, donde se observa una Humedad Relativa mínima de 74.80 %, un promedio

de 80.00 % y una máxima de 85.40 %, Ver Cuadro Nº 2-3.

Cuadro Nº 2-3 Variación Mensual de Humedad Relativa Media, Máxima y Mínima (%)


Media 79.1

78.3 77.579.3

81.583.2

82.9 82.882.0

81.2 80.779.8

80.0

Máxima 86.0

87.5 87.087.0

86.890.8

90.3 89.589.0

88.6 90.989.3

85.4

Mínima 74.7

72.1 73.072.4

75.974.8

73.8 76.376.3

74.0 74.875.3

74.8

2.5 Evaporación

La evaporación es la cantidad máxima de agua capaz de ser perdida a la atmósfera.

Adicionalmente es un elemento importante dentro del balance hídrico, debido a que es el

principal parámetro responsable del déficit hidrológico. Para el análisis de esta variable se

4


obtuvo información correspondientes a la estación Tayabamba, los datos se muestran en la

Cuadro Nº 2-4, a nivel mensual la evaporación media es de 104.13 mm y a nivel anual la

evaporación media es de 1235.2 mm.

Cuadro Nº 2-3 Variación Mensual de la Evaporación Media, Máxima y Mínima (mm)


Media 73 58 61 62 78 92102

105 91 81 77 73 954

Máxima 156 176 141 79 115 139131

124 127 111 110 107 1516

Mínima 28 25 36 46 35 41 52 51 50 52 51 46 515

2.6 Precipitación

La precipitación se considera como la primera variable meteorológica y es la entrada

natural de agua dentro del balance hídrico en las cuencas hidrográficas. Para determinar la

precipitación se ha considerado los datos registrados de las 07 estaciones meteorológicas

(Cuadro Nº 2-1).

(Caylloma, Madrigal, Cabanaconde, Sibayo, La Angostura, Tisco, Huambo, Pusa Pusa,

Andahua, Orcopampa, Condoroma, Machaguay, Chuquibamba, Chivay y Yanque), las

cuales se encuentran distribuidas espacialmente dentro del ámbito de estudio.

2.6.1 Ecuación regional de la precipitación total anual

Con el objeto de determinar el régimen pluviométrico en el ámbito del estudio, se empleó

información de las estaciones meteorológicas indicadas en el Cuadro Nº 2-1, cuyos

registros fueron previamente analizados para evaluar su consistencia y calidad de datos.

En base al cual se ha determinado el modelo de regresión Lineal que relaciona la variación

de la precipitación Total anual con la altitud, como se muestra en la Figura Nº 2-1. Podemos

mencionar que con esta relación de precipitación – altitud, nos permitirá generar valores de

precipitación total anual a la altitud del proyecto.

Como resultado se ha obtenido la siguiente ecuación:

Pp = 1.6959*(Altitud*0.7452)

R2=0.97

5


Figura Nº 2-1 Relación altitud vs precipitación total anual

Con esta relación de precipitación – altitud, se ha generado los valores de precipitación

total anual a la altura de la zona del proyecto.

III. CARACTERIZACION HIDROLOGICA

3.1 Hidrografía

La cuenca del río Parcoy se encuentra ubicada en la provincia de Pataz del departamento

de La Libertad. Geográficamente, sus puntos extremos se encuentran ubicados entre las

coordenadas 77° 19´08” y 77° 38´ 08” de longitud Oeste y 07° 52´ 43” y 08° 06´ 05” de

latitud Sur.

6


Los principales centros poblados ubicados dentro de la cuenca son : Parcoy, Retamas,

Llacuabamba y Pías.La zona es de relieve abrupto, con quebradas, ríos encañonados y

laderas pronunciadas con pendientes de hasta 50%; las aguas discurren de Sur Este a Nor

Oeste.

La quebrada Llacuabamba se origina por las subcuencas de las quebradas Mush Mush,

Ventanas y Molinetes.

La quebrada Mush Mush tiene su origen en la Laguna Blanca y Mush Mush Alto que son

pequeños valles fluvioglaciares que colectan el agua de las precipitaciones y la descargan

en pequeños cursos de agua. Las características hidrográficas de la Laguna Blanca son:

(Area = 1.88 km2; pendiente promedio = 22.5%) y de Mush Mush Alta son: Area = 2.68

km2; pendiente promedio = 18.1 % .

Laguna Blanca

Su abastecimiento se debe principalmente a escorrentías superficiales y su descarga fluye

aguas abajo hacia la quebrada Mush Mush. En el lugar existe un dique de enrocado que

fue construido con la finalidad de regular la salida del flujo de agua.

Quebrada Mush Mush (después de quebrada Molinetes)

Durante la época de estiaje, el caudal varía entre 40 y 60 lt/s, mientras que, en la estación

de lluvias el caudal varía alrededor de 1 m3/s. La quebrada Mush Mush es desviada de su

cauce a través de una tubería de concreto armado y un canal de sección rectangular; en el

lecho de la quebrada y en la ladera se depositan los relaves formado pilas, cuyos taludes

en la coronación son dos unidades horizontales por una vertical.

Quebrada Ventanas

Se origina en Las Tres Lagunas y Laguna Negra. Su caudal es aproximadamente 3 veces

el caudal de la Quebrada Mush Mush; a 50 ms antes del encuentro con dicha quebrada .

Río Parcoy

El río Parcoy está formado por la quebrada Huinchus y la quebrada Potacocha. La

quebrada Huinchus recibe aguas de la quebrada Pomamachay que tiene su origen en la

laguna del mismo nombre.

7


La confluencia de los ríos Llacuabamba y Parcoy tiene lugar a 2,850 msnm en la localidad

de Retamas: Distito de Parcoy, Provincia de Pataz departamento de La Libertad. Su

nominación del río aguas abajo es de Río Parcoy .

Este río recibe los aportes de quebradas de cursos regulares e irregulares, tales como la

quebrada Castilla de Retamas, que proviene de una laguna glaciar y constituye la fuente de

agua para el campamento y pueblo de Retamas, fluyen al río Parcoy, además las

quebradas en la margen izquierda; Lúcumo, Curacbamba, Macanya y Ganalhuayco; por la

margen derecha río Yuracyacu y río El sitio; las aguas del río Parcoy se depositan en la

Laguna Pías.

En el curso del agua del río Yuracyacu 2 km., aproximadamente, antes de su unión con el

río Parcoy hay un valle en el cual los pobladores lo utilizan para sembrar árboles frutales y

otros cultivos; los mismo sucede con el río El Sitio que se origina en las quebradas

Ariabamba y Malomea, el agua que discurre por estos ríos con un promedio de 1 m3/s,

bajando su caudal en la temporada de verano.

La laguna Pías recibe casi en la parte central, el caudal de la quebrada Infiernillo por la

margen derecha y en la margen izquierda hay una laguna seca denominada Los Sauces.

La quebrada Infiernillo se origina en la zona alta del pueblo Pías.

La Laguna Pías tiene un desaguadero en el río San Miguel, que desemboca en el río

Marañón; la laguna tiene una extensión aproximada de 5 km2 con profundidad de 60 a 80

metros cerca de los bordes y de 180 metros en la parte central.

Parámetros geomorfológicos de las microcuencas

El cálculo de los parámetros geomorfológicos se han realizado en base a las Cartas

Nacionales a escala 1/100 000. Los resultados obtenidos se presentan en el Cuadro Nº 3-1

y 3-2.

Cuadro 3-1 Parámetros Geomorfológicos

Nombre Área(Km2)

Perímetro(Km)

Cota de cuenca (m.s.n.m)Longitud

delcauce (Km)Mínima Máxima

8


Rio Parcoy 161.34 60.37 2,000 4,550 25.99

Cuadro 3-2 Parámetros Geomorfológicos

Pendiente del cauce

(m/m)

Factor de forma

Índice de compacidad

Tiempo de concentración Tc (formulas)

Kirpich (hr)

Temes (hr)

BransbyWilliams (hr)

0.082 0.24 1.33 2.13 5.74 6.28

El área de estudio corresponde a la parte baja de la cuenca del río Parcoy enmarcada en la

Cordillera Oriental de los Andes. La sección generalizada en su parte alta es ancha y en la

inferior es encañonada.

El valle del río Parcoy es juvenil, con forma de “V” y taludes que se levantan desde las

márgenes del río, la topografía es abrupta. No existe planicie de inundación y las terrazas

son antiguas. El valle está surcado por el río Parcoy cuyo lecho está constituido por

bloques y cantos sub-angulosos a sub- redondeados, con poca presencia de gravas y

arenas.

3.2 Generación de descargas Medias Mensuales

3.2.1 Generalidades

La importancia de la aplicación de modelos matemáticos de generación de caudales

medios mensuales en la microcuenca en estudio, se basa en la interpretación del ciclo

hidrológico que implica el conocimiento de sus componentes básicos, tales como

evapotranspiración, infiltración, escorrentía subterránea, déficit de escurrimiento,

agotamiento de la cuenca, etc. La cuantificación directa y/o medición en campo de estos

parámetros es dificultosa, por lo que resulta más apropiado su estimación por métodos

hidrológicos indirectos, como la aplicación del modelo determinístico de transformación

precipitación-escorrentía.

9


Para el cálculo de las descargas medias mensuales, se ha utilizado el modelo Lutz Shoolz

para la generación de caudales, propuesto por la Misión Técnica Alemana en 1980 para el

Ex-Programa Nacional de Pequeñas y Medianas Irrigaciones. Este modelo combina el

balance hidrológico a través de un proceso Markoviano de 1er orden, utilizando la

precipitación total mensual y las características físicas de la microcuenca.

3.2.2 Descripción del modelo Lutz Shoolz

Para determinar las descargas disponibles en un punto de interés, se ha determinado en

función a los diferentes factores que se interrelacionan para la producción de escorrentía,

tales como precipitación, evaporación, y almacenamiento natural en la cuenca.

A continuación se describe cada uno de los factores que intervienen en la transformación

de la lluvia a escorrentía.

3.2.3 Retención de los almacenes hídricos

Para efectos de calcular la retención de la cuenca que es justamente la que abastece a la

cuenca en el período de estiaje, se ha utilizado la siguiente expresión:

RET=Af (−7 . 5 I+315 )+5(Lag+Nev )

AcDónde:

RET = Retención de la cuenca (mm)

Af = Área de acuíferos (km2).

Lag = Área de lagunas (km2).

Nev =Área de nevados (km2).

I = Pendiente del acuífero (%).

Ac = Área de la cuenca (km2).

3.2.4 Coeficiente de agotamiento

La retención de la cuenca es almacenada en los depósitos hídricos en el período de lluvia

según la distribución mensual adoptada anteriormente. Para que pueda existir el balance

hídrico al fin del año hidrológico, ésta retención debe abastecer de agua a la cuenca en la

época de estiaje. El modelo utilizado plantea cuatro fórmulas empíricas para estimar este

coeficiente.

10


Agotamiento muy rápido por temperatura elevada mayor de 10°C y retención

reducida (50 mm/año) hasta retención mediana (80 mm/año).

a = -0.00250 Ln Ac + 0.034

Agotamiento rápido por retención entre 50 y 80 mm/año y vegetación poco

desarrollada.

a = -0.00252 Ln Ac + 0.030

Agotamiento mediano por retención mediana (alrededor de 80 mm/año) y

vegetación mezclada (pastos, bosques y terrenos cultivados).

a = -0.00252 Ln Ac + 0.026

Agotamiento reducido por alta retención (más de 100 mm/año) y vegetación

mezclada (pastos, bosques y terrenos cultivados).

a = -0.00252 Ln Ac + 0.023

Dónde:

a = Coeficiente de agotamiento por día

Ac = área de la cuenca en km2

Este coeficiente está vinculado con otro que es la relación que existe entre la descarga del

mes y la del mes anterior con la siguiente expresión:

bO=e−at

Dónde:

bo = relación entre la descarga del mes actual y del mes anterior

a = coeficiente de agotamiento

t = tiempo (en este cado es de 30 días)

Durante la estación seca, la lámina escurrida disminuye mes a mes hasta agotarse, en la

relación:

CMi

----- = boi

CMo

3.2.5 Aporte y abastecimiento de la retención

Una vez establecidos estos parámetros y calculados sus valores, se procede a calcular la

lámina escurrida para cada mes. En el período de estiaje existirá aporte de la retención,

este se calcula para cada mes con la siguiente expresión:

Gi=RETboi

∑ bo i

11


En la época de lluvias se presenta el abastecimiento de los almacenes que se calcula con

la ecuación:

ai x RET

Ai = -----------

100

3.2.6 Determinación de coeficientes

El paso más importante consiste en calibrar los valores de los coeficientes B1, B2, B3, σ y

R, los mismos que se obtienen a partir de una regresión múltiple donde la variable

dependiente es el caudal medio escurrido en el mes presente Qt y las variables

independientes son: el caudal medio escurrido en el mes anterior Qt-1 y la precipitación

media efectiva del mes presente PEt. Los valores para la variable aleatoria se pueden

tomar de una tabla o como en el presente caso generarlos con el auxilio de la computadora,

la única condición que deben cumplir es que se ajusten a la distribución normal, con media

igual a cero y desviación estándar igual a uno N (0,1).

3.2.7 Modelo de generación de caudales

El modelo hidrológico propuesto permite determinar los caudales mensuales del año

promedio con una precisión satisfactoria. El método para la generación de caudales toma

como base el año promedio y es una combinación de un proceso markoviano de primer

orden, con una variable de impulso. La expresión generalizada que permite la generación

de descargas es:

Qt=B1+B2 Q t−1+B3 PEt+σξ t√1−R2

Dónde:

Qt = Caudal en el mes t

Qt-1 = Caudal en el mes anterior

PEt= Precipitación efectiva en el mes t

ξt = Variable aleatoria de distribución normal (0,1)

R = Coeficiente de correlación.

σ = Desviación estándar

B1, B2, B3 = Coeficientes.

3.2.8 Información disponible

12


Se cuenta con información de ingreso al modelo de los parámetros geomorfológicos de la

microcuenca e información climatológica, como datos de precipitación, temperatura, viento

y humedad relativa. Los datos de precipitación y temperatura fueron generados a partir de

una correlación, lo cual deben ser lo suficientemente detallados para obtener mejores

resultados, como se muestra en el Cuadro N° 3-1.

Precipitación:

Los datos de precipitación se obtuvieron en base a unas series de tiempo mensuales de 16

estaciones pluviométricas cercanas y aledañas al área de estudio y de la ecuación altitud-

precipitación.

Temperatura:

La temperatura media fue tomada a partir de los registros de 06 estaciones, generándose

una ecuación característica, con una regresión lineal aceptable.

Evaporación Total

La estimación de la evaporación total fue tomada a partir de los registros de 04 estaciones,

la cual se ha generado una ecuación característica con una regresión lineal aceptable.

3.2.9 Resultados de la generación de caudales

Para el cálculo de los caudales medios mensuales en la microcuenca en estudio, se ha

utilizado un modelo de Precipitación - Escorrentía (Lutz Schoolz), que utiliza la precipitación

total mensual, las características geomorfológicas, el coeficiente de escurrimiento medio, la

retención (r) y el coeficiente de agotamiento(a).

3.2.10 Caudales generados en la Zona de Estudio

Se ha asumido como valor inicial para comenzar la generación, el caudal correspondiente

al mes de diciembre.

De acuerdo al análisis de los registros de caudales generados, se presenta un caudal

promedio de 0.45 m3/s, observándose que el mayor caudal máximo mensual de 0.63 m3/s

registrado en el mes de enero, como se muestra en el Cuadro N° 3-2.

Cuadro Nº 3-2 Caudales generados (m3/s) en la zona en estudio


Descargas Medias

3.00

5.085.81

1.620.46

0.310.22

0.160.48

1.472.64

3.97 2.10

13


14


IV. CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA

4.1 Fisiografía

Regionalmente, la topografía se caracteriza por ser sumamente accidentada, con

quebradas y ríos bastante encañonados y elevaciones que varían entre los 2,300 y los

3,500 msnm. El relieve es muy agreste, con fuertes escarpas y laderas pronunciadas y

accidentadas, con pendientes de hasta 50 % que descienden hasta el curso del río Parcoy,

formando un valle en “V”,y como lo es prácticamente a lo largo de toda la extensión de la

cuenca del río Parcoy. Cabe mencionar que en la parte alta, por encima de los 3,500

msnm, las laderas son menos escarpadas.

4.2 Marco Geológico

La zona se encuentra cubierta por depósitos cuaternarios eluviales, coluviales y aluviales,

por lo que las formaciones rocosas se encuentran poco expuestas, salvo en pequeñas

zonas y cortes de caminos Por debajo de la cubierta cuaternaria, que es de espesor

variable, se extiende el batolito de Pataz de naturaleza calcoalcalina, compuesta de cuarzo

monzonita, granito, granodiorita y diorita.

4.3 Litología

Se ha identificado diversas unidades litológicas principales: la Formación Crisnejas,

constituida por calizas nodulares, areniscas calcáreas y lutitas que afloran en la margen

izquierda del río Parcoy; Formación Rosa, que sobreyace a las calizas de la formación

Crisnejas, también en la margen izquierda del río Parcoy; Granodioritas y otros granitoides,

afloran en la margen derecha del río Parcoy y los depósitos eluvial, coluvial y aluvial se

hallan depositados en el fondo del río y al pie de los cerros. Los depósitos no consolidades

de arcillas, gravas y bloques heterometricos constituyen el manto poco permeable que

sobreyace a las rocas intrusivas.

4.4 Geomorfología

Localmente se reconocen las siguientes unidades geomorfológicas: (1) pequeñas y

angostas terrazas aluviales en las márgenes del río Parcoy, (2) pequeños conoides de

deyección en la parte inferior de las laderas de las diversas quebradas que dan forma a las

terrazas indicadas especialmente en la parte baja del valle, (3) cauces de quebrada en uno

15


de los cuales se ubica el depósito de relaves de Curabamba, y (4) zonas de laderas, en

una de cuales se ubican las instalaciones de la Unidad de Producción, así como laderas de

montaña escarpadas interceptadas por quebradas angostas y de fuerte pendiente, tales

como son las quebradas Chauchabamba, Vergaray y otras.

La zona de interés se encuentra en el flanco Occidental de la cordillera Oriental,

presentándose muy accidentada debido a la diversidad de valles profundos en “V”

encajados en rocas plutonocas y depositadas, tal como sucede con la margen izquierda del

río Parcoy y Alpamarca, cuya roca predominante es la granodiorita hasta el Río Mishito que

también es otra falla regional, debido a la erosión, este tipo de roca (granodiorita,

monzogranito) presenta un drenaje dendrítico con quebradas muy profundas generando

escarpas hasta con pendientes de 90°, y en las nacientes de estas quebradas se puede

notar un drenaje anastomosado debido básicamente a que las unidades litológicos

sedimentarias que se encuentran sobreyaciendo al intrusivo (batolito de Pataz),

perteneciendo estas rocas a las areniscas del Grupo Mitu y a las calizas del Grupo Pucará,

también se puede observar algunas mesetas producto del gran y variado tectonismo

regional que ha sufrido esta Región.

Las rocas que se hallan en la margen derecha (noreste) del Río Llacuabamba, tienen otras

características geomorfológicas debido a su litología cuya predominancia son los meta

volcánicos y rocas precámbricas del Complejo Marañón generando un drenaje dendrítico a

plumiforme, los cerros de este flanco no presentan mucho grado de pendiente debido a que

existió una fuerte erosión fluvioglacial; esto se puede notar con mayor incidencia en los

cerros de Alaska demostrando que en algún momento estos flancos estuvieron cubiertos de

glaciares.

Los ríos en estas zonas se encuentran en un estado juvenil como consecuencia de lo

accidentado del terreno, siendo el Río Llacuabamba el afluente principal; otro detalle

importante es el ángulo que forman los afluentes y el río principal que van desde 40° hasta

90° que nos indicaría un fuerte movimiento tectónico.

En líneas generales la región corresponde a la unidad de valles, según Wilson (1964),

observándose valles agudos y profundos que se han formando según el curso de las

corrientes principales, los agentes modeladores preponderantes de la zona son: la erosión

glacial y fluvial; el drenaje es hacia el Noreste, principalmente, dos ríos pequeños forman un

río principal llamado Llacuabamba que drena al Noreste, desembocando al río Marañón, el

que finalmente llega al río Amazonas desembocando al Océano Atlántico.

16


4.5 Geología Regional

En la Región de Pataz se han estudiado durante mucho tiempo las unidades estratigráficas

por distintos autores. En este trabajo se presenta el análisis y reconocimiento detallado de

campo realizado por los Geólogos de C.M.H.S.A. y los estudios de Wilson y Reyes (1964).

Ver Figura Nº 4-1 y Plano Nº 01.

4.5.1 Precámbrico

4.5.1.1 El Complejo del Marañón (Pe-cm)

Está presente a lo largo del Valle del Río Marañón así como en la margen derecha del Río

Llacuabamba-Parcoy. Es una secuencia polimetamórfica que presenta diferentes estilos

estructurales caracterizados por polifases de fuerte deformación, está formado por 3

unidades descritas en el orden decreciente en edades:

• Mica esquistos, que yacen en el fondo del Complejo

• Meta volcánicos

• Filitas de naturaleza turbiditica ( Wilson y Reyes 1964 ).

Todo este paquete metamórfico regional alcanza 1 Km. de espesor en promedio, la edad

asignada a este complejo se puede determinar con los análisis desarrollados por K\Ar en

600 Ma ,atribuyéndose al Pre-Cambriano para la principal deformación regional. Asimismo,

distintos análisis comparativos podrían determinar que el Complejo del Marañón constituye

un “Greenstone belt” por las características petrológicas y de metamorfismo regional con

unidades inferiores de material ultramáfico provenientes de zonas de obducción durante la

separación del continente Pangea (Paredes J. 2000, la mineralización de oro mesotermal

en el greenstone belt de los Andes Nor Orientales del Perú

17


Figura Nº 4-1 Columna Lito - Estratigráfica

4.5.2 Paleozoico Inferior

4.5.2.1 Formación Contaya (O-c)

De edad Ordovícico, yace sobre el Complejo del Marañón en disconformidad angular

(Wilson y Reyes 1964) entre los 200 y 600 m. de espesor y de naturaleza sílice – clástico,

se ha podido determinar una sucesión de cuarcitas masivas, areniscas oscuras, lutitas y en

18


menor proporción calizas, las formaciones del paleozoico inferior están caracterizadas por

un bajo grado de metamorfismo regional, aflora en la margen derecha de la quebrada

Castillas.

4.5.3 Paleozoico superior

4.5.3.1 Grupo Ambo (Ci-a)

De edad Mississipiano (Carbonífero inferior), esta formación se produjo durante un periodo

de distensión de la fase final de la tectónica Eohercínica generando fallamientos normales

con subsidencias las que fueron rellenadas con material clástico en ambientes fluviales y

deltaicos.

Litológicamente está constituido por areniscas, lutitas y conglomerados pertenecientes al

Carbonífero inferior, aflora en la parte sur de la Mina de Parcoy (zona Mishito) con

apariencia de “roof pendant” o “techo colgante” sobre yaciendo al intrusivo granodiorítico.

Este evento tectónico de distensión genera grandes fallamientos de carácter regional los

cuales serán los conductos de emplazamiento de Batolito de Patáz. La distensión y la

subsidencia al final del periodo generó un volcanismo efusivo que se prolonga hasta el

Pensylvaniano.

4.5.3.2 Volcánicos (CsP-v)

Presenta amplia distribución en las partes altas del área de estudio, al Este del Batolito se

ven los afloramientos de los piroclastos y derrames volcánicos de composición riolítica a

andesítica, de edad Carbonífero-Pérmico.

4.5.3.3 Grupo Mitu (Ps-m)

En el Pérmico superior se produce una intensa erosión de las áreas levantadas durante la

Fase Tardihercínica, produciéndose el relleno de zonas negativas con secuencias de

molasas rojas los cuales fueron transportados por agentes fluviátiles.

Este grupo se presenta como remanentes volcánicos compuestos principalmente por tufos

y aglomerados riolíticos de edad Pérmico superior.

Aflora en la zona de Pilancones, Pampa Espino (Potacas), el color predominante es el rojo

ladrillo.

4.5.4 Triásico – Jurásico

19


4.5.4.1 Grupo Pucará (TrJi-p)

Producto de una sedimentación marina, está conformada por secuencias de calizas grises y

carbonosas, con presencia de nódulos de chert, calizas intercaladas con lutitas, dolomitas,

margas y areniscas calcáreas. Está conformado por 3 formaciones:

• Formación Chambará ( Tr-ch )

Es la secuencia inferior del Grupo Pucará, está conformada de calizas de color gris a gris

oscuro intercalada con calizas bituminosas, y calizas dolomíticas.

• Formación Aramachay y Condorsinga (Ji–ar-c)

Estas secuencias se caracterizan por la presencia de niveles de chert en la parte superior

de las formaciones.

4.5.5 Cretáceo

4.5.5.1 Grupo Goyllarisquizga (Ki-g)

El Cretáceo en el Perú está bien desarrollado, muestra secuencias completas en el norte y

centro del territorio, sin embargo en la zona de estudio los afloramientos no están bien

reconocidos en todas sus formaciones, sus ejes de plegamiento se enrumban en un

sistema común al sistema Andino. Se constituye de 4 formaciones diferenciadas en su

litología y secuencia deposicional, Chimú, Santa, Carhuaz y Farrat

4.5.5.2 Formación Crisnejas (Ki – cr)

Litológicamente consiste de una secuencia de calizas, areniscas calcáreas y margas. El

contacto inferior y superior está en discordancia erosional a las areniscas del Grupo

Goyllarisquizga y sedimentos clásticos de la Formación Chota respectivamente. Se le

asigna una edad de Albiano medio, aflora ampliamente en la zona Pampa Espino, en el

cerro Piletas, al NE y SW de la zona de estudio.

4.5.5.3 Formación Chota (KsP – ch)

Está formado por una serie de cobertura de ambiente continental que aflora en el sector

Este de la zona de estudio, como capas rojas compuestas por conglomerados, areniscas,

lutitas y limolitas de color rojo intenso, yace en discordancia erosional a la Formación

Crisnejas. Se le asigna una edad de Albiano medio, aflora ampliamente en la zona Pampa

Espino, en el cerro Piletas, al NE y SW de la zona de estudio.

20


4.5.6 Depósitos Cuaternarios (Qr – al)

Los depósitos acumulados en el Cuaternario son principalmente eluviales-coluviales y

aluviales. Los depósitos eluviales y coluviales que están presentes en la zona, son

productos de la descomposición de las rocas plutónicas, sedimentarias y metavolcanicos.

Los depósitos aluviales están localizados en las quebradas y faldas de los cerros

4.5.7 Batolito de Patáz como Roca Huésped de la Mineralización.

El Batolito de Patáz es considerado el más grande de la región norte del Perú, se le

considera de edad Paleozoica de acuerdo al análisis de K\Ar el cual reportó 321 millones

de años (Miranda C.,1997) correspondiendo al Mississipiano superior del Carbonífero

inferior; se le ha podido reconocer desde el Noreste de Patáz hasta el sureste de

Tayabamba, es decir, unos 150 Km. y tiene una forma lenticular al sur como al norte, esta

geometría es observada en superficie estando limitada por la vegetación y la inaccesibilidad

de algunos afloramientos, aún falta por reconocer lo que está cubierto por el Complejo

Marañón.

Asimismo este batolito se encuentra seccionado por grandes fallas de rumbo N70°W con

tendencia al E-W que genera en su mayoría desplazamientos sinestrales y en menor

proporción desplazamientos dextrales, dando la apariencia de apretamientos y aperturas

del macizo hasta alcanzar 8 Km. como sucede en la zona de cerro el Gigante y zona de

Potacas.

En un análisis regional este batolito debería de corresponder a una secuencia de

emplazamiento de batolitos tanto al sur como al norte, así pues, se tiene el batolito de

Oxapampa en el departamento de Cerro de Pasco que posee casi las mismas

características litológicas, y por el norte hasta el Ecuador, en ambos casos falta por realizar

mayores estudios litológicos y cronológicos.

Asimismo, se determina que la gran falla o fractura que dió origen a las pulsaciones

magmáticas fue de tipo normal formado durante el periodo de distensión de la fase final de

la tectónica Eohercínica, esto generó grandes fallas de carácter regional los cuales habrían

servido de conducto para el emplazamiento del batolito, esta falla tendría una orientación

N-S hacia N-NW siendo rellenada por material de naturaleza calcoalcalina como la

granodiorita, la cual es la roca predominante en este batolito y al mismo tiempo es gran

huésped de mineralización.

21


El interés económico se plasma en estructuras tipo vetas, rellenadas de cuarzo, pirita

aurífera, y sulfuros de metales bases como la galena y la esfalerita en menor grado. Estas

vetas obedecen a un sistema complejo de formación estructural siendo el “lazo cimoide

multiple” a escala distrital la que predomina en el yacimiento y las formas geométricas ¨tipo

rosario¨ a una escala menor, producto de la intensidad en el cizallamiento de las vetas y

sus posteriores emplazamientos de mineral

4.5.7.1 Análisis geológico de la franja estructural

En este análisis geológico y estructural se ha podido determinar cinco sistemas de vetas

principales que conforman la franja estructural del Yacimiento de Parcoy: Sistema de Veta

Milagros, Sistema de Veta Lourdes, Sistema de Veta Sissy – Vannya, sistema de Veta

Rosa y Sistema de Veta Candelaria. Estas vetas conforman en la operación la Zona Norte y

Centro y Sur del yacimiento.

Esta Franja Estructural se halla limitada al Oeste por el contacto sedimentario de edad

Triásico - Jurásico (Calizas bituminosas del Grupo Pucará) que yace en discordancia sobre

el Grupo Mitu reconocido en superficie. El intrusivo granodiorítico se posicionaría por

debajo de esta secuencia continental. Existe evidencia con afloramiento en superficie de

vetas de cuarzo producto de la reactivación de fallas y vetas previamente emplazadas en el

batolito.

El contacto Oeste con el sedimentario aún no ha sido estudiado en toda su magnitud, por

las características de buzamiento de la Falla Contacto, el espesor del mismo y la calidad de

“gouge” se presume que esta falla reactivada es de naturaleza inversa con buzamiento 80°

al Este y que ha sufrido un gran desplazamiento el cual ha originado que el paquete

sedimentario esté a niveles del batolito.

En el Plano Nº 2 se puede observar a escala distrital toda la zona de operación de

C.M.H.S.A y las vetas actualmente en operación, se resaltan las zonas y sectores que

corresponden al corredor estructural Oeste casi paralelo al contacto Mesozoico, éste está

formado de norte a sur por los sistemas ( Milagros, Lourdes, Sissy-Vannya y Rosa). En el

plano geológico (Plano Nº 1), se puede observar que el extremo norte de Milagros está

limitado por el contacto Mesozoico y el extremo sur de Sissy continúa en batolito

proyectándose hacia la flexión Este del batolito generando un potencial de exploración.

Asimismo, el hecho de que el Sistema Milagros se inicie en el contacto Mesozoico indicaría

que existió esfuerzos compresivos y sesgados al contacto con dirección NW-SE y de una

componente sinestral e inversa

22


4.5.7.2 Sistema de Veta Milagros

El Sistema de Vetas Milagros se localiza en el sector NN-W del yacimiento, el sistema en

su conjunto se ubica desde las coordenadas UTM N-9113200 hasta N-9114400 y E-225200

hasta E-226000.

El Sistema abarca 1200 metros de longitud explorada, desarrollada y actualmente en

operación. En proyección vertical se ha definido 670 metros desde el nivel 3100(superficie)

hasta el nivel 2430 de Túnel Balcón. El ancho de veta promedio es de 2.15 metros y

abarcan sectores desde 0.8 metros hasta los 4 metros.

Vetas que conforman el sistema Veta Milagros.

La veta Milagros se ubica en la parte central del sistema con rumbo N 40° W y buzamiento

70° – 75° Este; hacia el Este se ramifican las vetas Milagros Centro y Milagros Este (nivel

2600), al Oeste la veta Maricruz, y hacia el sur se ramifica una veta conocida como

Milagros Split. La veta Milagros viene a ser el eje principal del sistema siendo ésta la de

mayor desarrollo y explotación.

.

Esta estructura ha tenido su mayor desarrollo en el nivel 2765 logrando alcanzar una

longitud de 800 metros y 440 metros en la vertical desde el nivel 2870 hasta el nivel 2430

(Túnel Horizonte) el cual se presume una continuidad estructural en profundidad. En el nivel

2870 la Veta Milagros presenta una estructura de 2.5 metros de potencia y leyes mayores a

15 gr/tm de Au cuyo buzamiento es contrario a las demás vetas (75° al Oeste), esta se

proyecta hasta superficie y que vendría a ser la proyección de la veta Maricruz reconocida

en el nivel 2765..

El Sistema Milagros corresponde la Zona Norte de las operaciones de C.M.H.S.A. La

extracción de mineral se resume en 2 niveles principales, el nivel 2600 (Túnel Horizonte) y

el nivel 2765 (Golden). Toda la zona de operación está enlazada en 5 niveles de ingreso y

salida.

Nivel Sector

- 2950 Cáchica

- 2780 Golden 2

- 2765 Golden

- 2600 Tunel Horizonte

23


- 2430 Túnel Balcón

Para la explotación se diseñan chimeneas convencionales para delimitar los tajos cada 50

metros formando bloques de 50 por 25 metros, con un echadero central a los 25 metros, la

limpieza del mismo se ejecuta con winches de 15 a 20 hp., la carga se echa por las tolvas

hasta el nivel inferior donde es recogido por las locomotoras trasladándolo en convoy de 20

carros mineros modelo U35 hasta las tolvas de la Planta de Beneficio

4.5.7.3 Sistema de Veta Lourdes

El Sistema de Vetas Lourdes se localiza en la parte central y oeste del yacimiento entre las

coordenadas UTM N-9112800 hasta N-9113200 y E-226000 hasta E-226400.

El sistema abarca 400 m de longitud explorada, desarrollada y actualmente en operación,

en proyección vertical se ha definido 470 metros desde el nivel 2900 hasta el nivel 2430 de

Túnel Balcón.

El ancho de veta promedio es de 2.4 metros y abarcan sectores desde 0.5 metros hasta los

3.8 metros. El Sistema Lourdes corresponde la zona central de operaciones de C.M.H.S.A

La extracción de mineral se desarrolla en 3 niveles principales, el nivel 2600 (Túnel

Horizonte), nivel 2765 (nivel Golden), y nivel 2700 (Bernabé).

Vetas que conforman el sistema Veta Lourdes

La veta Lourdes se ubica en el sector central de la Franja estructural Oeste con rumbo N

12° W y buzamiento 72° Este, sólo se ha podido identificar un ramal al piso de esta veta

(Split Lourdes), hacia el norte se ve limitada y desplazada por la falla “Norte” de

desplazamiento sinestral, existe una continuidad estructural al norte de esta falla.

.

La veta Lourdes se ve limitada al sur con la naciente de la Veta Split Lourdes, este ramal

genera una zona de acuñamiento la cual no ha permitido la migración de fluidos más al sur

generando una zona de continuidad estructural más no económica, sin embargo el

concepto de ubicación de fallas E-W similares a la falla norte haría de este sector una zona

potencial de exploración hasta las proyecciones de la veta Sissy ubicada a 500 metros al

sur del sistema Lourdes.

24


La veta Lourdes tiene una longitud de 400 metros y se ha podido determinar mediante

labores y sondajes 470 metros de proyección vertical desde los niveles 2900 y 2430 (nivel

del túnel Balcón.

4.5.7.4 Sistema de Vetas Sissy – Vannya.

El Sistema de vetas Sissy - Vannya se localiza en la parte sur y oeste del yacimiento entre

las coordenadas UTM N-9111800 hasta N-9112200 y E-226600 hasta E-227000.

El Sistema abarca 400 metros de longitud explorada, desarrollada y actualmente en

operación. En proyección vertical se ha definido 470 metros desde el nivel 3070 hasta el

nivel 2600 de Túnel Horizonte, el ancho de veta promedio es de 3.2 metros y abarca

sectores desde 0.6 metros hasta los 8 metros como es el caso de veta Vannya nivel 2720.

El Sistema Sissy - Vannya corresponde la zona central de operaciones de C.M.H.S.A. La

extracción de mineral se desarrolla en dos niveles principales: nivel 2750 donde se acarrea

por rampas negativas mediante “scoops” hasta echar el mineral en los carros mineros U35;

para el nivel 2600 (Túnel Horizonte) se lleva de los tajos a los echaderos para luego ser

extraídos en locomotora.

El método de explotación es corte y relleno ascendente convencional, se desarrolla y

prepara tajos cada 50 metros, la limpieza de mineral en estos tajos es mediante winches,

asimismo se usa el método de sostenimiento por cuadros de madera.

Vetas que conforman el sistema Veta Sissy.

La Veta Sissy nace al techo de la falla “Sissy Norte” con un rumbo N 43° W y buzamiento

58° al Este en promedio, ya que éste forma parte de un sistema tipo “lazo cimoide” con la

veta Vannya de buzamiento contrario 35° al Oeste.

.

Por el sur ambas estructuras se unen formando un típico lazo cimoide con buzamientos

contrarios, asimismo como parte de este sistema se presentan vetas tensionales producto

de la reactivación de estos mismos con movimiento dextral, asimismo el proceso de cizalla

continúa hasta generar “tensionales tipo riedel” el cual nace a raíz de las reactivaciones

entre las tensionales y la veta Sissy, este último con movimiento sinestral.

25


V. MODELO HIDROGEOLÓGICO CONCEPTUAL

5.1 Consideraciones Hidrogeológicas

El área de mina comprende íntegramente una zona de macizo igneo constituida por rocas

granitoides, las cuales están en contacto por materiales sedimentarios detríticos y

calcáreos, así como metavolcanicos y depósitos cuaternarios no consolidados.

Las características geológicas e hidrogeológicas generales de mayor interés se centran

íntegramente sobre materiales ígneos granítoides, donde se emplaza el yacimiento

aurífero y ocurre el flujo de agua subterránea, cuya evaluación es de vital importancia para

la continuidad de la explotación minera en el área de C.M.H.S.A.

Durante la etapa de reconocimiento de campo y posterior evaluación hidrogeológica se ha

seguido el siguiente esquema de trabajo:

a) Estudio de la geología y características del medio físico

b) Evaluación e interpretación del flujo de las aguas subterráneas.

5.2 Características generales

La zona de interés se ubica en el macizo rocoso montañoso que define localmente el

ámbito de la cuenca del rio Parcoy, constituida principalmente por rocas ígneas

pertenecientes a diferentes episodios evolutivos bordeados por materiales sedimentarios y

metavolcánicos.

Las rocas ígneas que constituyen el substrato rocoso de la zona de estudio son de tipo

plutónico y fueron instruyendo en diferentes etapas de Orogénesis. La variedad de rocas

plutónicas que se encuentran en la zona del yacimiento aurífero son granodioritas,

monzogranitos, dioritas y cuarzodioritas.

Las rocas plutónicas se encuentran desde fracturadas a fuertemente fracturadas y están

atravesadas por vetas de cuarzo aurífero de diferente textura y composición, que suponen

un doble juego en la circulación del agua subterránea. Las fallas, zonas fracturadas o

trituradas y las diaclasas, por un lado suponen planos de debilidad por donde puede

circular el agua y, por otro lado, las vetas auríferas pueden actuar inicial y localmente como

barreras impermeables que acoten los acuíferos existentes, pero posteriormente a su

explotación constituyen los conductos principales por donde ingresa el agua subterránea

desde los niveles superiores hacia los niveles inferiores, al establecerse una conectividad

26


hidráulica entre los tajos y las diversas labores mineras. Las principales vetas en la zona de

mina tienen una dirección general N-NW a NW.

Como consecuencia de los esfuerzos ocurridos en los distintos episodios tectónicos se han

producido fallas y discontinuidades de diversa magnitud y diferente orden, así como la

fracturación generalizada del macizo plutónico.

5.3 Macizo Cristalino Ígneo

En la zona de emplazamiento de las estructuras de mineralización aurífera, el macizo ígneo

o plutónico está formado por diferentes variedades de rocas granitoides, cuya composición

calcoalcalina poco va a influenciar en el funcionamiento hidrogeológico del sistema.

El emplazamiento y afloramiento de las rocas ígneas forman una zona montañosa muy

compleja estructuralmente, la cual corresponde a una faja de gran deformación de los

Andes en esta Región. Todas estas rocas intrusivas están meteorizadas en diverso grado y

afectadas por fallas y fracturación (Ver fotografías). La tectónica se manifiesta aquí con

fallamientos normales e inversos de alto y bajo ángulo, que ha generado estructuras de

bloques. Los procesos de meteorización originan un perfil de meteorización que afecta el

espesor de la cobertura reciente, dando origen a materiales sueltos de naturaleza limosa a

arcillosa con inclusiones de gravas y fragmentos rocosos heterométricos. Estos depósitos

recientes se comportan como materiales poco permeables a impermeables, originando que

la infiltración de recarga sea lenta e incluso nula en determinadas zonas, la cual se ve

desfavorecida, además, por las fuertes pendientes a pesar de la intensa fracturación y

presencia de una gran cobertura vegetal.

Las condiciones geológicas del área - litología, geomorfología y estructura- definen el

comportamiento del sistema hidrogeológico con características particulares como: el tipo de

acumulación de aguas subterráneas, condiciones hidrodinámicas, recarga, descarga,

recursos y reservas, relación con los drenajes superficiales, etc.

Los afloramientos de las rocas ígneas conforman macizos hidrogeológicos. Los depósitos

aluviales y fluviales, de poco desarrollo y distribución en toda el área considerada, han

originado en el cauce del río Parcoy acuíferos que pueden recargar los acuíferos o

acuitardos presentes en los macizos. Los mismos depósitos aluviales y fluviales en las

partes altas del área considerada han rellenado las depresiones intramontanas de poca

extensión, aguas arriba de la zona de interés

27


5.3.1 Macizos hidrogeológicos

En los macizos hidrogeológicos, la acumulación y el flujo del agua subterránea se realizan

por el medio fracturado a través de su porosidad secundaria. Normalmente, en estas

estructuras pueden presentarse tres tipos de flujo subterráneo: (1) sub-superficial, (2) de

aguas freáticas de fractura y de aguas de fractura a presión.

El flujo sub-superficial suele estar asociado a la cobertura del suelo y a la zona de aireación

y como regla general, se encuentra hidráulicamente separado de la zona relativamente

saturada.

Las aguas freáticas de fractura se forman en la zona de meteorización de las vertientes.

Este tipo de flujo se observa durante todo el año, no obstante, sus recursos suelen

disminuir significativamente en los períodos secos. Las características de la zona de

meteorización, el tipo de vegetación y de suelo condicionan las particularidades del régimen

de aguas freáticas de fractura. La variación máxima de sus niveles se observa en las zonas

cercanas a las divisorias de aguas superficiales donde las aguas de fractura pueden

desaparecer en los períodos prolongados de sequía. El desagüe permanente de las aguas

freáticas de fractura se inicia en los nacimientos de las corrientes superficiales con

caudales desde menos de un litro hasta valores entre 1 y 3 l/s y puede seguir aumentando

hacia la parte baja de las vertientes hasta decenas o centenas de L/s. En esta zona, con

saturación permanente, se observa la regulación y estabilización del flujo de aguas freáticas

de fractura, lo cual se manifiesta en la poca variación de sus caudales y niveles.

No se ha tenido evidencias de aguas de fractura a presión, de existir éstas estarían

asociadas a las zonas de fracturación tectónica y litogénica regional y local, donde se

forman potentes corrientes subterráneas con régimen estable, lo cual obviamente no ocurre

en la zona de mina de C.M.H.S.A.

La zona de interés cuenta con datos sobre las aguas subterráneas de los macizos; sin

embargo, los registros de las estaciones hidrométricas en los efluentes en bocamina

muestran una escasa capacidad de almacenamiento, teniéndose que del drenaje y

desague minero, se evacua un caudal total de 185 L/s. de las labores mineras por encima y

por debajo del nivel 2430 a través del túnel Balcón.

Los flujos observados en el interior de mina de carácter permanente y en los períodos de

lluvia mantienen los caudales base totalizando alrededor de 185 L/s, de los cuales 120 L/s

se bombean desde los niveles debajo del nivel Principal 2430, al finalizar su recorrido por

28


los macizos y captarse en pozas. Las aguas subterráneas circulan por macizos rocosos

formados por rocas ígneas poco a algo permeables, y que en períodos de gran pluviosidad

estacional sus caudales no se incrementan significativamente.

En la zona existen escasos manantiales ubicados en las partes más altas en la margen

derecha del rio Parcoy en la zona de contacto entre los macizos y los depósitos

cuaternarios. Algunos de ellos por su carácter permanente, como el manantial Castilla fuera

de área de interés constituyen fuente de abastecimiento para el campamento y los diversos

centros poblados de la zona.

5.4 Áreas de Recarga – Descarga

El comportamiento del sistema acuífero-acuitardo presente en el área de estudio, de

acuerdo a la composición geológica de la subcuenca del rio Parcoy, puede dividirse en

zonas de recarga y descarga del sistema. En donde se presenta una unidad, de baja

permeabilidad que en las partes donde se presenta fracturada o con escasa cobertura

reciente como en determinadas quebradas se comporta como zona de recarga, sin

embargo en su mayor parte, existe escurrimiento superficial sobre ella. La zona de

descarga solo existe en la parte de la salida de la subcuenca, ésta es una descarga de tipo

subterránea.

A partir de las mediciones de áreas realizadas en imágenes satelitales o fotografías aéreas

se considera que casi el 90% de la subcuenca está cubierta por terrenos que presentan un

perfil de meteorización, cuya Zona I (A y B) está constituido por suelos y fragmentos de

rocas que solo favorecen el tránsito lento del agua subterránea hacia los horizontes

inferiores de las Zonas II y III. Los registros sobre conductividad hidráulica (permeabilidad)

en el macizo rocoso ígneo son escasos o inexistentes en las zonas de interés que

permitan el cálculo hidráulico definitivo. Los escasos datos encontrados no son coherentes,

por lo que existe la necesidad de realizar pruebas hidráulicas pertinentes, particularmente a

partir del nivel 2000 hacia abajo en taladros diamantinos realizados exprofeso.

Los materiales de superficie se consideran de recarga de acuerdo a los valores de

permeabilidad que presenta (tomados de la literatura) y a la ubicación de la zona dentro de

un marco hidrogeológico regional y los rasgos fisiográficos, hidráulicos, químicos y

biológicos que se observan.

Una característica fundamental para la consideración como zona de recarga es la situación

topográfica, localización en una parte alta en donde van a existir gradientes hidráulicos

29


verticales con dirección de flujo descendente (Toth, 1999). Las zonas de descarga están

asociadas a las partes topográficamente bajas, caso de los cauces de la subcuenca baja,

con gradientes hidráulicos verticales y dirección de flujo ascendente, situación que ocurre

en la subcuenca de rio Parcoy.

En general, las zonas de recarga del agua subterránea presentan otras características,

documentadas en la literatura, las que se han identificado en la subcuenca del Río Parcoy

y que se mencionan a continuación:

- Se ubican en zonas montañosas

- La vegetación que existe es del tipo xerófita, ( de raíces profundas para alcanzar la

humedad a profundidad, caso de los pinos y eucaliptos)

- La temperatura del agua subterránea y de manantiales es baja (agua fría) caso de

las mediciones realizadas en manantiales

- El agua tiene valores de pH y conductividad eléctrica bajos (en los manantiales

medidos es de 6.5 y de 135 en promedio respectivamente)

- Los niveles freáticos de fractura o niveles piezométricos son profundos, como se

ha interpretado en los mapas de cargas hidráulicas y en las secciones

hidrogeológicas

- Los suelos son ricos en materia orgánica y son de baja salinidad que proporciona

un color pardo oscuro a los suelos de la subcuenca (los suelos de zonas de

descarga son de colores claros)

Estas características definen a la subcuenca Parcoy como una zona de recarga de agua

subterránea, para el acuífero-acuitardo local como regional. Únicamente se considera como

de descarga de agua subterránea ( para fines de balance hidrológico, y por otra parte se

encuentra una zona indefinida debido a su baja permeabilidad que en las partes altas está

actuando como un acuitardo, es decir como unidad hidrogeológica que almacena agua y la

cede lentamente.

La interpretación de la subcuenca del rio Parcoy, como zona de recarga, tiene

implicaciones en cuanto al potencial de agua subterránea, pues es el principal ingreso de

este recurso para el sistema acuífero - acuitardo presente en la zona del yacimiento. Esta

condición de la subcuenca es importante para el manejo del agua subterránea en la zona

de mina.

30


La recarga y descarga de aguas subterráneas están estrechamente relacionadas con el río

Parcoy que de acuerdo a su cota de escurrimiento puede aportar aguas al sistema

acuífero-acuitardo. En la mayoría de los casos este tipo de recarga constituye la principal

fuente de aporte de aguas subterráneas en este sistema. En los períodos de estiaje se

puede observar la disminución notable del caudal en el río, mientras éste avanza por la

zona de formación (a veces hasta su desaparición total al final de esta zona).

Posteriormente, el caudal aumenta nuevamente debido a la descarga de aguas

subterráneas.

5.5 El Sistema Acuifero-acuitardo en las rocas ígneas

Las rocas granitoides presentes en el área de mina de la C.M.H.S.A., en la zona de Parcoy-

Retamas constituyen un medio fracturado que alberga un Sistema Acuífero-acuitardo, el

cual se comporta localmente como un acuífero pobre algo permeable, y globalmente como

un acuitardo poco permeable conforme se incrementa la profundidad en el subsuelo.

Se trata de materiales cuya permeabilidad primaria es muy reducida, pero presentan una

permeabilidad secundaria mayor, con un potencial hidrogeológico que ha venido

incrementando a través del tiempo con la explotación del mineral aurífero, pues las labores

mineras se interconectan de un nivel a otro y, también interceptan discontinuidades como

fallas y fracturas de diverso orden que conducen agua hacia dichas labores.

El carácter simple o dual del sistema acuífero-acuitardo en medio fracturado, en

determinados sectores o puntos específicos dentro de las labores mineras se ve

modificado, a veces o con alguna frecuencia, por la presencia de discontinuidades

estructurales y procesos de meteorización, que aportan a estas rocas duras, frágiles y

competentes, una permeabilidad secundaria nada despreciable y que da lugar a zonas

acuíferas o acuitardas heterogéneas. Los flujos de agua mas significativos ocurren en las

fallas o zonas de fuerte fracturación zonal.

5.6 Geometría del Sistema Acuífero-acuitardo

En el proceso de delimitación y establecimiento de la geometría del sistema acuífero –

acuitardo del área de mina, juega un papel especialmente importante el tema geológico por

ser una zona de dinamismo tectónico –plegamiento andino al Este- que imprime unas

características específicas como, por ejemplo, el escalonamiento del basamento siguiendo

una dirección NW-SE, lo que en términos hidrogeológicos se verá reflejado en el

movimiento de las aguas subterráneas.

31


Se pueden establecer dos grandes partes diferenciadas en el sistema acuífero-acuitardo: la

primera, que corresponde a las depresiones intramontanas - en la parte del Río Parcoy

formada por material aluvial de poca profundidad (menor de 50 m) con flujo más bien del

tipo sub-superficial . Y la segunda, ubicada en el macizo intrusivo granitoide con un flujo de

agua freático de fractura y que constituye la parte de mayor interés hidrogeológico.

5.7 Unidades Hidrogeológicas

Teniendo en cuenta los antecedentes de la Geología, la información hidrogeológica

existente en diferentes estudios y la última información generada, ha sido posible realizar

un mapa y un perfil hidrogeológico conceptual, en las cuales se resumen de la presencia de

aguas subterráneas en las diversas unidades hidrogeológicas identificadas dentro del área

de interés.

El mapa muestra diferentes unidades hidrogeológicas en el subsuelo cuya definición se

hizo con la metodología propuesta por la Asociación Internacional de Hidrogeólogos, la cual

se basa principalmente en las características litológicas de las formaciones geológicas, sin

importar la edad ni el tipo de estructura de las mismas.

Para la distribución y delimitación espacial de las unidades hidrogeológicas existentes, se

empleó como base la cartografía geológica nacional (1:100 000).

Las unidades hidrogeológicas reconocidas durante la evaluación preliminar del sistema

acuífero-acuitardo existente en la zona de mina de la Unidad económica Productiva de

Parcoy se mencionan a continuación:

5.7.1 Unidad I: Macizo Hidrogeológico Ígneo.

En esta unidad se han agrupado las rocas ígneas o plutónicas constituidas por

granodioritas, monzogranitos, cuarzodioritas y dioritas fracturadas y meteorizadas que

afloran en el área de Parcoy-Retamas y que conforman el área de interés. A pesar de la

ausencia de los datos de pruebas hidráulicas directas sobre su potencial hidrogeológico, los

datos hidrológicos y mediciones hidrométricas, la presencia de escasos manantiales y la

similitud de las condiciones climáticas y geológicas con otras regiones, pero sobretodo de la

observación directa del macizo rocoso en los distintos niveles de la mina, ha sido posible

calificarlos preliminarmente como unidades hidrogeológicas con limitado a regular potencial

de aguas subterráneas. Su gran importancia hidrogeológica para la profundización de la

32


mina en la U.E.P de Parcoy-Retamas está en la contribución a la recarga hacia los niveles

inferiores del subsuelo en las diversas zonas mineralizadas, cuyo potencial se requiere

conocer.

En la zona de mina se distingue una única unidad hidrogeológica de mayor importancia

para los objetivos de este estudio y es el macizo ígneo representado por un medio frágil y

fracturado. De las observaciones directas del macizo ígneo, sus características geológicas,

estructurales, hidrogeológicas y geomecánicas, tanto en superficie como en el interior de

mina y en sus diversos niveles de la labores mineras labores mineras, se ha podido

elaborar cortes hidrogeológicos que limitan las diferentes unidades y subunidades para

construcción del modelo conceptual. Para identificar de manera más aproximada estas

unidades en los diversos sistemas de vetas y sectores asociados, se las diferencia en

acuitardos, acuiferos-acuitardos hasta acuíferos. Asimismo, se observa que existen zonas

con aparente discontinuidad hidrogeológica debido a la presencia de zonas más

permeables de otras menos permeables y debido a la separación del sistema de vetas

afectadas con diferente interconexión de fracturas como consecuencia de los diversos

eventos tectónicos ocurridos en la historia geológica de la Región.

Dentro de la Unidad I es posible distinguir cinco subunidades, cuyas características

principales se señalan a continuación:

5.7.1.1 Subunidad I: Regolito.

Esta subunidad superficial presenta un perfil de meteorización como producto de la

alteración del propio macizo ígneo. La característica general y de gran importancia como

parte del medio fracturado y meteorizado, es la presencia de un manto de alteración o

regolito debido a los procesos de alteración física y fundamentalmente química, han

originado una cobertura de suelos constituidos de limos y arcillas con inclusiones de gravas

y fragmentos angulosos debajo del cual yace la roca ígnea completamente meteorizada.

Las características topográficas con presencia de laderas y quebradas de fuerte pendiente

solo permiten una infiltración lenta y escasa de relativos pequeños volúmenes de aguas de

escurrimiento superficial proveniente de la precipitación pluvial hacia el subsuelo,

presentándose como una zona de recarga limitada. Si bien existe una vegetación densa

que cubre toda la Región que podría favorecer la infiltración, ésta es escasa por la

presencia de suelos de limos y arcillas que subyacen a una capa superior de “top soil” y por

las fuertes pendientes.

Si este nivel superficial alterado por procesos de meteorización con sus características

hidrogeológicas de poca a escasa permeabilidad, K= 10E-4 – 10E-6 m/s, que se comporta

33


como acuitardo, puede afirmarse que la capacidad de almacenamiento del regolito no es

importante, por lo que almacenara agua y la va a ceder lentamente hacia el medio

fracturado subyacente, por tanto constituye relativamente una barrera para la recarga, la

que se produce solo por la fracturas de tensión en los afloramientos rocosos. Su espesor es

muy variable estimándose que alcanza profundidades entre 0 – 40/50 metros, y con un

espesor promedio de 30 m.

5.7.1.2 Subunidad II-A: Roca ígnea compacta: frágil, fracturada a muy fracturada, muy

meteorizada a medianamente meteorizada.

Esta subunidad se caracteriza por tener fuerte fracturación, presentándose muy alterada a

medianamente alterada., y tanto la fracturación como la meteorización suelen ser más

intensas en los niveles más superficiales disminuyendo a mayores profundidades. El agua

que circula en las fracturas del subsuelo proviene de la escasa infiltración a través del

regolito.

La distribución espacial de las fracturas en estas rocas fracturadas es normalmente

discreta, y por la orientación preferente hacia el N-S y E-W, provoca una permeabilidad

anisótropa. A pesar de ello, la matriz rocosa puede considerarse como homogénea e

isótropa a nivel del macizo hidrogeológico. En este nivel superior del sistema acuífero-

acuitardo, en la zona de mina, la fracturación y la meteorización incrementan la porosidad y

particularmente la permeabilidad de los intrusivos, y la abertura de las fracturas varía entre

0.1/1.0 mm hasta 5 mm en las grietas de tensión que al permanecer abiertas permiten la

circulación del agua infiltrada.

El comportamiento hidrogeológico de esta subunidad es el de un acuífero pobre, algo

permeable, estimándose permeabilidades entre 10E-5 – 10E-4 m/s, y con posibilidades de

almacenamiento de agua. Su espesor es variable y su piso o base puede alcanzar

profundidades hasta de 250 / 270 metros.

En interior de mina se puede observar que los muros y el techo de las labores mineras

como galerías, cruceros y las rampas de acceso presentan mayormente manchas de

humedad, goteras de infiltración y pequeñas chorreras, particularmente en las labores

mineras antiguas, donde se ha establecido conectividad hidráulica entre los distintos niveles

y en diverso grado.

5.7.1.3 Subunidad II-B: Roca ígnea compacta: frágil, fracturada y meteorizada.

34


Esta subunidad se presenta mediana a ligeramente alterada, y en determinados sectores

del sistema de vetas muy alterada con presencia de alteración hidrotermal. Por debajo de

los 300/400 metros de profundidad, los flujos de agua desde las fracturas conectadas van

disminuyendo paulatinamente. Sin embargo, en la zona inicial de la rampa 940, a pocos

metros debajo del Nv. Principal 2430, hay presencia de flujos de agua en el piso de la

rampa que se van incrementando hasta ser captadas en pozas y bombeadas hacia el Nv,

2430 hasta su vertimiento por el túnel Balcón, previo tratamiento.

El comportamiento hidrogeológico del macizo ígneo en esta subunidad, es el de un acuífero

pobre a acuitardo poco permeable, a veces con presencia de pequeños flujos puntuales o

zonales cuyos caudales son menores que los que ocurren en las subunidades superiores.

Los valores de permeabilidad en esta subunidad están comprendidos entre 10E-6 - 10E-5

m/s.

En general, los límites de esta subunidad son irregulares, pero se estima que su piso

alcanza profundidades de 400/420 metros. En el interior de mina, las labores mineras

presentan muros y techo mayormente secos a húmedos con esporádicas goteras y flujos

pequeños desde zonas de falla o desde niveles superiores.

5.7.1.4 Subunidad II-C: Roca ígnea compacta: frágil, fracturada, medianamente meteorizada.

Esta subunidad se caracteriza por ser básicamente macizo ígneo ligeramente meteorizado,

puntual y esporádicamente muy alterado en zonas de falla. Corresponde a las mismas

rocas intrusivas o plutónicas de las subunidades superiores, es decir, granodioritas,

monzogranitos, cuarzodioritas y dioritas con alteración hidrotermal en los sistemas de vetas

En esta subunidad las rocas muestran un tipo de fracturación fuerte o densa pero más

cerrada y que se caracteriza por almacenar poco agua, la que circula, a veces, de manera

ocasional por las grietas de tensión y en las zonas de falla con presencia de material rocoso

más fracturado hasta fragmentado por eventos tectónicos.

El macizo ígneo fracturado se caracteriza por presentar fracturas más cerradas y escasa

capacidad de almacenamiento, la cual puede aumentar solo en las zonas de fallas.

Su comportamiento hidrogeológico es el de un acuitardo algo permeable a poco permeable,

pero gran parte del agua que circula por las cunetas o pisos de las labores mineras

proviene del laboreo minero y del proceso de colocación del shotcrete y relleno hidráulico.

Las permeabilidades estimadas en esta subunidad están comprendidas entre 10E-7 – 10E-

35


6, Su espesor es variable y su piso puede alcanzar profundidades hasta de 650/ 700

metros.

5.7.1.5 Subunidad II-D: Roca ígnea compacta: frágil, fracturada y poco meteorizada.

Esta subunidad se caracteriza por presentar regular a fuerte fracturación, sin embargo,

poco a poco conforme se profundizan las labores se observa que las fracturas están más

cerradas por lo que la permeabilidad disminuye aun mas. Sin embargo, por las grandes

fracturas de falla o de zonas muy fracturadas o fragmentadas que alcanzan grandes

profundidades ocasionalmente puede ocurrir circulación de agua subterránea hasta estos

niveles.

Las labores mineras presentan muros y techo secos, generalmente con manchas de

humedad, y esporádicamente pequeñas zonas con goteras, pero los volúmenes de

circulación de agua subterránea son pequeños y escasos.

El comportamiento hidrogeológico de esta subunidad es el de un acuitardo poco

permeable, estimándose valores de permeabilidad mayores a 10E-8 y menores a 10E-7. El

espesor de esta subunidad es variable y su base puede alcanzar profundidades mayores a

los 1500 metros.

5.7.2 Unidad Acuífera aluvial - fluvial

La Unidad acuífera (Qr-fl) está asociada a los depósitos de origen fluvial que conforman

una cobertura de gran extensión a lo largo del recorrido del río Parcoy y sus principales

tributarios; compuestos por fragmentos de roca, gravas, arenas de diferente tamaño,

arcillas y limos.

Debido a su génesis y condiciones de deposición, estos sedimentos no constituyen estratos

continuos, sino parte de diferentes estructuras geológicas: depresiones intramontanas,

abanicos y conoides de deyección. Conforman entonces sistemas acuíferos heterogéneos

multicapa, de tipo libre a confinado y de espesor muy variable.

5.8 Movimiento del agua subterránea y su circulación en las labores mineras.

36


En toda el área de mina, el agua subterránea se almacena y circula principalmente en un

medio fracturado luego de infiltrarse por el manto de meteorización superficial. De esta

manera se inicia el movimiento del agua hacia todo el sistema de vetas del yacimiento

aurífero.

En el sistema de vetas Sissy-Vannya, en los niveles 2750 y 2700, existe presencia de agua

de infiltración proveniente de las labores mineras antiguas abandonadas, las que drenan a

las cunetas y son conducidas hacia el exterior. Parte de esta agua se utiliza en la Planta de

Procesos.

En general, los muros y techo de las labores mineras presentan humedad, goteos

puntuales y ocasionalmente zonas mojadas. En las chimeneas de tajos antiguos, a veces

se observan pequeñas chorreras. Algunas perforaciones diamantinas en los muros

producen pequeños caudales entre 1-3 L/s.

En el sistema de vetas Candelaria y asociadas existe un ligero incremento en los

volúmenes del agua de circulación, observándose muros y techos de labores mineras

mayormente húmedos, pero las chimeneas de tajo muestran menores caudales de

filtración.

En general, en el nivel 2700 los caudales en las cunetas son pequeños y varía entre 0.5 –

3.0 L/s. En en el Cx. 230 del Nv. 2600 llega a la poza de captación caudales entre 28 -30

L/s., sin embargo, los muros y techo permanecen secos, lo que indica que el movimiento

del agua subterránea es a través de conductos preferenciales.

En esta zona, el macizo rocoso muestra escasa presencia de agua, la cual proviene

mayormente de los tajos antiguos, y de los sistemas mayores de fracturación con

hendiduras abiertas. El sistema de vetas Sissy-Vannya, al parecer aporta mayor volumen

de agua hacia las labores mineras.

En el sistema de veta Lourdes, en la zona de rampa de ingreso hasta el nivel 2500, los

muros y techo se presentan secos a húmedos y algunas infiltraciones desde el piso.

Similares condiciones se observan en las vetas Victoria y Encuentro.

37


Al nivel Principal 2430 convergen las aguas que se filtran desde niveles superiores y las

que son bombeadas desde niveles inferiores. El bombeo se realiza escalonadamente en

tres etapas desde el nivel más profundo de las labores en Lourdes y otros sistemas de

vetas. Los caudales bombeados están en el orden de 16 a 20 L/s desde cada bomba. Pero

al nivel principal llega un caudal bombeado de 110 a 120 L/s.

En general, en el sistema de veta Rosa y otras, los muros y techo se observan secos a

húmedos, a veces con mayores superficies de humedad y goteos puntuales o zonales, pero

la mayor parte del agua circulante en las labores mineras proviene del laboreo minero,

relleno hidráulico y de las operaciones del shotcrete, A la poza 1 de este sistema llegan

caudales entre 36-40 L/s.

Un hecho particularmente importante es la filtración de agua que ocurre en el piso del nivel

rampa RP 940, en la zona de veta Lourdes y debajo del Nv, 2430. En el sector inicial donde

ocurre la filtración los caudales son de 2-3 L/s incrementándose hasta 10-12 L/s en el

sector inferior a lo largo de 850 metros de la rampa.

Finalmente, en la zona más profunda del macizo y a escasamente 250 metros para

conectarse con el nivel 2000, la fracturación local en zonas más fracturadas y afectadas por

desplomes, ocurren filtraciones pequeñas en pernos de anclaje y fracturas en el techo

cuyos caudales son escasos, estimándose valores de caudal entre 0.5 a 1.0 L/s. La zona

Sur de la operación minera es mas acuífera en los sistemas de Vetas Lourdes y Candelaria,

debidos principalmente a la conexión hidráulica que se ha establecido entre los niveles

superiores con los niveles inferiores luego de la explotación del mineral.

5.9 Parámetros Hidrodinámicos

En primer lugar se ha determinado de manera general las propiedades hidráulicas (Conductividad

Hidráulica) del acuífero, para ello se tomó valores referenciales en base a la litología de la zona de

estudio, que han permitido obtener estos parámetros.

En el Cuadro Nº 5-1 se resume los valores de conductividad hidráulicas para Rocas y Macizos

Rocosos según el IGME y Hoek and Bray.

38


Cuadro Nº 5-1 Clasificación de los Suelos, Rocas y Macizos Rocosos según su Permeabilidad

5.9.1 Caracterización de las Unidades Hidrogeológicas

39


Se ha estimado las conductividades hidraulicas de las undades hidrogeologicas

identificadas en la zona de estudio (Ver uadro Nº 5-2).

Cuadro Nº 5-2 Caracterización de las Unidades Hidrogeológicas en el Área de Parcoy – Retamas

Unidad Sub-Unidad Características

Coeficiente de Permeabilidad - K

(m/s)

Macizo Hidrogeológico

I. Regolito

Manto de alteración. Suelos constituidos por arcillas, limos, gravas y bloques rocosos 10-4 - 10-6

II.A Roca Ígnea Compacta

Roca frágil a muy fracturada, muy meteorizada a medianamente meteorizada. Acuífero pobre, algo permeable. 10-5 - 10-4

II.B Roca Ígnea Compacta

Roca frágil, fracturada y meteorizada. Acuífero pobre a acuitardo poco permeable. 10-6 - 10-5

II.C Roca Ígnea Compacta

Roca frágil, fracturada, medianamente meteorizada. Acuitardo de algo a poco permeable. 10-7 - 10-6

II.D Roca Ígnea CompactaRoca frágil, fracturada, poco meteorizada. 10-8 - 10-7

Aluvial FluvialDeposito de ríos y quebradas, arenas, gravas y bloques rocos sueltos 10-1 - 10-3

5.10 Nivel Piezométrico

Debido a que no existe una red de pozos de observación, la confección de la carta de hidroisohisas

se ha complementado en base a potenciales hidráulicos conocidos, como son las quebradas, y

potenciales de drenaje, etc.

40


VI. MODELO MATEMÁTICO DE FLUJO SUBTERRANEO

6.1 ASPECTOS GENERALES

El propósito del modelo matemático es verificar los valores hidrogeológicos estimados en el

presente estudio y por otro lado estimar el drenaje que podría alcanzar el Nv 1500.

Como sabemos un modelo es una representación simplificada y seleccionada de un

sistema real la que reproduce en forma aproximada las relaciones causa-efecto de interés.

Un modelo de agua subterránea es una representación matemática que simplifica la

compleja hidrología y química de un sitio seleccionado, en nuestro caso se va a evaluar el

impacto que podría tener las labores mineras del Proyecto, en relación a las aguas

subterráneas.

6.2 PREMISAS ASUMIDAS EN EL MODELO

El dominio físico del sistema hidrogeológico coincide con el dominio físico hidrológico es

decir que bajo condiciones naturales la cuenca hidrológica coincide con la cuenca

hidrogeológica. En la estructuración del modelo matemático se ha tenido que estimar el

flujo a través de la frontera del modelo de entrada y de salida, valores que se han incluido

en el balance hídrico del mismo.

6.3 CONCEPTOS FUNDAMENTALES

Una serie de conceptos de diferentes disciplinas de las ciencias naturales físicas y

matemáticas son necesarios para alcanzar la simulación de una napa freática mediante

modelo matemático.

Entre estos conceptos o leyes fundamentales tenemos:

El concepto de potencial hidrodinámico.

La Ley de Darcy que explica la velocidad de flujo en un medio poroso.

41


La ecuación de continuidad.

La ecuación de la difusividad.

La ecuación de la difusividad en régimen permanente es:

/X(T. H/x)+ /Y(T. H/Y) + Q = 0

H =Altitud del nivel piezométrico de la napa freática (metros) variable con respecto a X e Y;

T = Transmisividad (m2/seg) variable con respecto a X e Y;

Q = Caudal repartido sobre la superficie m3/seg/m2 función de X e Y (Q es positivo en el

caso de una alimentación y negativo en el caso de una explotación)

El régimen permanente indica que el nivel piezométrico no varía respecto al tiempo; esta

situación se presenta cuando la alimentación es igual al gasto ya sea para el acuífero en su

conjunto o para un sector elemental.

La ecuación de la difusividad en régimen transitorio es:

/X(T. H/x)+ /Y(T. H/Y) + Q = S. H/t

S = Coeficiente de Almacenamiento

El régimen transitorio indica la presencia de un cambio en la altura piezométrica con

respecto al tiempo lo cual implica una variación en el almacenamiento de agua (variación

de reservas) motivo por el cual interviene el coeficiente de almacenamiento.

6.4 INFORMACIÓN INGRESADA AL MODELO

Para el modelamiento del acuífero del Proyecto, se ha utilizando el software Visual

Modflow este programa de simulación de flujo de aguas subterráneas tridimensional utiliza

una aproximación en diferencias finitas para resolver la ecuación diferencial de flujo (3)

asociando esfuerzos externos tales como pozos recarga evapotranspiración salidas y

recargas o drenajes debidos a corrientes superficiales.

El modelo antes citado trabaja con base a una malla obtenida de la discretización del

acuífero esta malla consta de celdas regulares las cuales requieren de información como:

láminas de recarga, valores de conductividades, cargas hidráulicas, drenajes, etc.

6.5 GRID

42


En la Figura Nº 6-1 se puede observar la geometría definida del modelo conceptual del

acuífero de la zona de estudio. Para lograr establecer el contorno del acuífero se ha

utilizado los límites de la cuenca de influencia del Proyecto.

FIGURA Nº 6-1 MODELO CONCEPTUAL DEL ACUIFERO

Asimismo en la Figura Nº 6-2 se observar la misma geometría discretizada para el modelo

matemático y que se ha ingresado al Visual Modflow.

43


Hay que indicar que posteriormente se ha ingresado información referida al nivel superior

del acuífero (curvas topográficas obtenidas a partir de la carta nacional del IGN y de

levantamientos topográficos realizados en el proyecto) las mismas que se puede observar

en la Figura Nº 6-3.

FIGURA Nº 6-2 DISCRETIZACION DE LA GEOMETRIA DEL MODELO

44


FIGURA Nº 6-3 CURVAS TOPOGRAFICAS INGRESADAS AL MODELO (msnm)

6.6 CONDICIONES LÍMITES

6.6.1 POTENCIALES IMPUESTOS

EL río Choquipunco ha sido considerarlos como potencial impuesto, que corresponde a la

opción Constant Head (Nivel Constante). Ver Figura Nº 6-4.

45


FIGURA Nº 6-4 POTENCIALES IMPUESTOS Y DE DRENAJE INGRESADOS AL MODELO

6.6.2 RECARGA AL ACUÍFERO

Se está asumiendo que la alimentación al acuífero es originada por las infiltraciones a

través del medio no saturado que lo constituyen las áreas de la zona de estudio.

En la Figura Nº 6-5 se puede apreciar la distribución de la recarga ingresada al modelo.

46


FIGURA Nº 6-5 RECARGA O ALIMENTACION INGRESADA AL MODELO

6.7 PROPIEDADES DEL ACUÍFERO

6.7.1 CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA

En la Figura Nº 6-6 se observa la distribución de la conductividad hidráulica ingresada al

modelo.

47


FIGURA Nº 6-6 VALORES DE CONDUCTIVIDAD HIDRAULICAS INGRESADA AL MODELO (m/s)

6.7.2 PIEZOMETRÍA INICIAL

A partir de la red piezométrica instalada, y de potenciales hidráulicos conocidos como

lagunas, quebradas y potenciales de drenaje se ha elaborado una piezometría inicial, la

misma que ha sido ingresada al modelo.

En la Figura Nº 6-7 se puede observar los valores ingresados.

48


FIGURA Nº 6-7 CURVAS HIDROISOHIPSAS INICIALES (msnm)

6.8 CALIBRACIÓN EN RÉGIMEN PERMANENTE

Dentro de las premisas asumidas para el presente modelo la calibración no se ha

efectuado de la forma convencional (debido a que no existen pozos de observación), por lo

que se ha realizado un proceso de ajuste cualitativo donde la piezometría calculada por el

modelo se presente bajo las características de sentidos de flujo y equipotenciales tomando

como referencia algunos potenciales hidráulicos conocidos (básicamente del río Parcoy y

potenciales de drenaje de la mina).

49


En la Figura Nº 6-8 se puede apreciar la piezometría calculada por el modelo para las condiciones

dadas observándose que las curvas presentan valores dentro de lo esperado asimismo en la

Figura Nº 6-9 se puede observar valores de la dirección de la velocidad de flujo.

FIGURA Nº 6-8 CURVAS PIEZOMETRICAS CALCULADAS POR EL MODELO (msnm)

50


FIGURA Nº 6-9 DIRECCION DE VECTORES DE VELOCIDAD CALCULADAS POR EL MODELO

6.9 SIMULACIÓN DE ESCENARIOS HIDROLÓGICOS

Se ha simulado el drenaje de las labores mineras proyectadas en el Nivel 1500, obteniéndose un

caudal de drenaje (Drains = 26917.9512 [m^3/day]) equivalente a 312 l/s.

Aplicando un factor de seguridad de 10 %, se tendría un caudal de drenaje de 342 l/s.

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

51


7.1 Conclusiones

En el área de mina se localiza una única unidad hidrogeológica de mayor interés en este

trabajo, constituido por un macizo ígneo de rocas granitoides conformando un sistema

acuífero-acuitardo de naturaleza simple y dual. La cobertura de un manto de

meteorización solo permite una infiltración lenta y escasa hacia los niveles inferiores de la

mina, a excepción de los sitios donde los pocos afloramientos rocosos fracturados entran

en contacto directo con la escorrentía superficial. Paradójicamente, siendo el macizo

rocoso fracturado a muy fracturado existe escaso movimiento de agua subterránea hacia

los niveles más profundos, debido a la escasa y lenta infiltración.

La permeabilidad del macizo intrusivo fracturado refleja bien la acción e impacto que le

han imprimido los procesos de meteorización, tectonismo y procesos geológicos de

mineralización presentándose sistemas de vetas impermeables pero un sistema de

fracturas de tensión con circulación preferente a través de fallas y diaclasas conectadas.

La permeabilidad del macizo es mayor en los niveles superiores pero disminuye hacia los

niveles inferiores más profundos, salvo en las zonas de falla y sistemas de fracturación

mayor, donde existen pequeños flujos locales, cuyos caudales disminuyen con la

profundidad.

La manera como se explica la presencia de agua subterránea en la zona más profunda

de la mina de C.M.H.S.A. es por la interceptación de las labores mineras y taladros

diamantinos con las fracturas o discontinuidades que conducen agua hasta las mayores

profundidades posibles. Sin embargo, la mayor parte del agua circulante en las labores

mineras mas profundas se debe al agua de laboreo, relleno hidráulico y shotcrete, y las

filtraciones de labores antiguas desde niveles superiores.

El análisis de los estudios realizados y las observaciones directas de campo indican la

ausencia de una caracterización detallada en los niveles más inferiores donde se planea

llegar con la profundización. Por tanto, determinar la geometría de las unidades y

subunidades hidrogeológicas es relevante para el cálculo hidráulico y comprensión del

funcionamiento del sistema acuífero pobre a acuitardo poco permeable, el cual presenta

una superficie freática de fractura con marcados conoides tipo bombeo en las zonas de

ubicación de las labores de explotación en los distintos sistemas de vetas.

Con relación a la conductividad hidráulica, se ha estimado las conductividades hidraulicas

de las undades hidrogeologicas identificadas en la zona de estudio.

52


Caracterización de las Unidades Hidrogeológicas en el Área de Parcoy – Retamas

Unidad Sub-Unidad Características

Coeficiente de Permeabilidad - K

(m/s)

Macizo Hidrogeológico

I. Regolito

Manto de alteración. Suelos constituidos por arcillas, limos, gravas y bloques rocosos 10-4 - 10-6

II.A Roca Ígnea Compacta

Roca frágil a muy fracturada, muy meteorizada a medianamente meteorizada. Acuífero pobre, algo permeable. 10-5 - 10-4

II.B Roca Ígnea Compacta

Roca frágil, fracturada y meteorizada. Acuífero pobre a acuitardo poco permeable. 10-6 - 10-5

II.C Roca Ígnea Compacta

Roca frágil, fracturada, medianamente meteorizada. Acuitardo de algo a poco permeable. 10-7 - 10-6

II.D Roca Ígnea CompactaRoca frágil, fracturada, poco meteorizada. 10-8 - 10-7

Aluvial FluvialDeposito de ríos y quebradas, arenas, gravas y bloques rocos sueltos 10-1 - 10-3

No se ha podido establecer una red de pozos de observación, los valores piezométricos

han sido calculados en base a potenciales hidráulicos conocidos, como son las

quebradas, y potenciales de drenajes, y ha permitido elaborar las curvas de piezometría,

así como establecer el sentido del flujo subterráneo.

En relación al modelamiento numérico, se ha utilizado el software Visual Modflow este

programa de simulación de flujo de aguas subterráneas tridimensional utiliza una

aproximación en diferencias finitas para resolver la ecuación diferencial de flujo,

asociando esfuerzos externos tales como pozos, recarga evapotranspiración salidas y

recargas o drenajes debidos a corrientes superficiales.

Dentro de las premisas asumidas para el presente modelo la calibración no se ha

efectuado de la forma convencional (debido a que no existen pozos de observación), por

lo que se ha realizado un proceso de ajuste cualitativo donde la piezometría calculada

por el modelo se presente bajo las características de sentidos de flujo y equipotenciales

53


tomando como referencia algunos potenciales hidráulicos conocidos (básicamente del río

Parcoy y potenciales de drenaje de la mina).

Se ha simulado el minado futuro, proyectadas en el Nivel 1500, obteniéndose un caudal

de drenaje (Drains = 26917.9512 [m^3/day]) equivalente a 312 l/s. Aplicando un factor de

seguridad de 10 %, se tendría un caudal de drenaje de 342 l/s.

7.2 Recomendaciones

Replantear la geometría y los contornos del modelo hidrogeológico conceptual, del

estudio anterior (HGS) incluyendo la subunidad hidrogeológica II-D, la de mayor interés

para la profundización de la mina,

Implementar dos o tres piezómetros (pozos de observación) mediante perforaciones

diamantinas en los niveles más profundos de los sistemas de vetas Lourdes, Candelaria

y Rosa o Milagros que permitan alcanzar profundidades por debajo del nivel 2000, hasta

el nivel 1800 y 1750 por lo menos. Estos taladros pueden servir también para fines de

exploración minera.

En estos taladros, se deberá hacer no solo las pruebas hidráulicas pertinentes, sino que

se tendrá que evaluar hidrogeológicamente el macizo ígneo a través de diversas

metodologías, lo que permitirá conocer con precisión los parámetros hidrodinámicos de

interés (K, T, S).

Con la información de los parámetros hidrodinámicos, se deberá reconstruir y recalibrar el

modelo hidrogeológico numérico. De esta manera se podrá simular diferentes escenarios

hidrológicos y obtener el cálculo definitivo del caudal, en el nivel 1500.

Realizar un programa de captación de agua de labores a través de un sistema de drenaje

minero, que las capture en el nivel principal (2430), de manera que exista el menor flujo

de agua desde el dicho nivel hacia las zonas inferiores.

Asimismo, capturar el mayor volumen de agua desde el Nv 2430 hacia los niveles

inferiores, impidiendo que flujos dispersos lleguen hacia el nivel 2000.

Se recomienda que una vez instalados los pozos de observación (piezómetros), realizar

el monitoreo de la red piezométrica, considerando tanto la profundidad del nivel

piezométrico como la calidad de las aguas subterráneas.

54


55

Documents

Estudio Hidrologico-Hidrogeológico Horizonte