Geoquimica del Salar de Atacama, parte 1: origen de los componentes y balance salino

Abstract

RESUMEN. El Salar de Atacama en el norte de Chile es una cuenca de sedimentacion cuya depresion central esta ocupada por una costra constituida esencialmente por halita, o nucleo, de 1.100 km2 de superficie y de 900 m de profundidad, rodeada por una zona marginal de limos salinos de unos 2.000 km2 de superficie. La costra de sal contiene una salmuera intersticial de cloruro de sodio rica en magnesio, potasio, litio y boro. El salar recibe la mayor parte de sus aportes desde las formaciones volcanicas de la Cordillera de los Andes, al este. Los componentes disueltos en las aguas je aporte tienen un doble origen. La alteracion de rocas volcanicas provee sobre todo K, Li, Mg, B y en menor proporcion Na y Ca; la redisolucion de antiguas evaporitas que se encuentran por debajo de las formaciones volcanicas aporta un suplemento notable de Na, Cl, Ca y SO4 en las aguas mas salinas. El balance salino de la parte superior del nucleo del salar presenta un fuerte exceso de NaCl en relacion a Mg, K, Li y B, lo que indica que el nucleo no puede provenir de aguas de composicion semejante a la de los aportes actuales que contienen mucho menos NaCl con respecto a Mg, K, Li, B. El exceso de NaCl se debe muy probablemente a un contenido mucho mas elevado en cloruro de sodio de los antiguos aportes proveniente de lixiviacion de la Cordillera de la Sal, un cordon evaporitico terciario que bordea el salar por el oeste. La velocidad promedio de sedimentacion de la halita, estimada a partir de la datacion de una ignimbrita interestratificada en el nucleo, corresponde exactamente a la velocidad de sedimentacion actual de la halita (0,1 mm/ano). Esto sugiere que la halita del nucleo se habria depositado a partir de aportes de sales similares a los actuales, discrepando con el balance salino que indica que los aportes antiguos eran mucho mas concentrados en NaCl. Para resolver esta anomalia, se supone un funcionamiento intermitente del salar donde largos periodos secos han alternado con cortos periodos humedos durante los cuales se depositaron grandes cantidades de sales. La ausencia de niveles lacustres y la gran pureza de la sal sugieren que el nucleo no proviene del desecamiento de un antiguo lago salado, sino de aportes salinos subterraneos. ABSTRACT. Geochemistry of the Salar de Atacama, part 1: origin of the components and salt balance. The Salar de Atacama in northern Chile is a sedimentary basin containing a 900 m thick salt crust (nucleus), about 1,100 km2 in area, surrounded by a 2,000 km2 fringe of saline muds. The salt crust is filled with sodium chloride interstitial brine rich in Mg, K, Li, B. The main inflows to the salar drain volcanic formations of the Andean Highlands at the east side of the basin. The salts dissolved in inflow waters have a double origin. The weathering of volcanic rocks supplies K, Li, Mg, B and, to a lesser extent, Na and Ca. The leaching of ancient evaporites beneath the volcanic formations provides additional amounts of Na, Ca, Cl, SO4 in the most saline inflow waters. The mass-balance of the upper nucleus shows a strong excess of NaCl with respect to the bittern solutes Mg, K, Li, B, which suggests that the nucleus did not originate from inflow waters similar to the present ones. The excess of NaCl is likely to be due to NaCl-rich inflow waters that formerly drained the Cordillera de la Sal, a Tertiary evaporitic ridge at the western rim of the salar. The average sedimentation rate of halite has been estimated at 0.1 mm/year from the date of an ignimbrite interbedded in the nucleus. The same rate is obtained from the present inflow waters, which suggests that the halite of the nucleus was deposited from ancient inflows similar to the present ones. This is in contradiction with the mass-balance which indicates that the former inflows were much more concentrated in NaCl. The discrepancy may be solved assuming an intermittent activity of the salar. Long dry periods of inactivity were alternating with short wet periods during which large amounts of salt were deposited. The lack of lacustrine deposits and the high purity of the salt suggest that the nucleus is not the remnant of an ancient deep saline lake, but originated mostly from sub-surface and subterraneous saline inflows.