La geología del cerro, con afloramientos oxidados de alta ley, sugiere la posible existencia de manifestaciones superficiales de minerales de cobre, algunos de probable uso ceremonial prehispánico, como turquesa y crisocola.[3] Hacia 1575, el cerro Tamaya pasó a formar parte de la Hacienda de Limarí, propiedad del conquistador Francisco de Aguirre, junto con la estancia de Tongoy. Posteriormente, los descendientes de Pedro Pastene y María de Aguirre adquirieron la denominada Estancia de Tamaya.[4]
Tras algunas exploraciones realizadas en 1834, se iniciaron las labores mineras en el cerro Tamaya para la extracción de cobre, entonces de muy alta ley. La explotación alcanzó tal desarrollo que la mina llegó a contar con un ramal ferroviario de aproximadamente 85 km, destinado a transportar el mineral hasta el puerto de Tongoy.[5] En aquellos años era dueño del cerro Tamaya don Mariano de Ariztía Astaburuaga. Estaba casado con Josefa Urmeneta, hermana de José Tomás Urmeneta, quien registró a su nombre las minas Las Mollacas y El Durazno, cercanas al mineral de Tamaya. En 1842, Urmeneta comenzó a trabajar un socavón de extracción de aguas invernales para explotar mineral en Tamaya, principalmente en la mina El Pique y poco a poco fue agregando otras minas a sus faenas, con lo que se convirtió en uno de los empresarios mineros más importantes del interior de la provincia del Limarí. Hacia 1846 creó una sociedad para incursionar en la minería del oro, con la que explotó la veta de la antigua mina El Toro. Luego de sortear problemas económicos debido al alto costo de mantención de las minas y del trabajo en los socavones de drenaje, Urmeneta consiguió un préstamo de capital en 1852 para continuar con sus faenas e inició así su periodo más productivo como empresario minero al hallar varias vetas nuevas en la zona de Tamaya y expandir el negocio construyendo fundiciones,[6] como las de Tongoy y Guayacán, donde se fundía el mineral extraído del mineral de Tamaya.[7]
En 1867 inició sus servicios una estación de ferrocarriles en Cerrillos de Tamaya, como parte del primer tramo del ramal ferroviario que comunicaba Ovalle y Tongoy, alcanzando al año siguiente una estación en el mineral de Tamaya mediante un subramal.[8] Se encontraba a una altitud de 222 m s. n. m..[9]
Para 1870 se contabilizaban unas 39 minas en el sector, con una ley de 17% de cobre.[10]
Hacia 1899, el Diccionario Geográfico de la República de Chile de Francisco Astaburuaga describía al cerro Tamaya así:
Tamaya (Cerro de).—Notable serrijón del departamento de Ovalle, cuyo punto central y de mayor altura yace en los 30° 32' Lat. y 71° 22' Lon. y que alcanza á 1,280 metros sobre el nivel del Pacífico. Dista 20 kilómetros hacia el NO. de la ciudad de Ovalle y 65 al SE. del puerto de Tongoy por el ferrocarril que va de éste hasta su cima, aunque no más de 35 á 38 en dirección recta. Forma un cuerpo de sierra desligado de todas las otras alturas, tendido de sur á norte por nueve á diez kilómetros con un ancho de seis á siete, algo escabroso y escaso de vegetación. Sus faldas por el costado occidental son comparativamente más escarpadas que las de los demás lados que caen en declives más ó menos suaves á los contornos planos que rodean el perímetro de este cerro y que facilitan el acceso á su cima, y á la cual sube por la pendiente del sur el ferrocarril aludido arriba hasta una altitud de 883 metros. En la misma cima sobro la línea central de sur á norte y en el orden de la subida del camino yacen las principales y más ricas minas de Tamaya, como son las denominadas Arenillas, Sauce, Campanil, Almagro y Pizarro de las más antiguas, El Pique (véase), Chaleco, Rosario (la de mayor hondura y bajo los 30° 33' Lat. y 71º 16' Lon. á 95 metros sobre el nivel del mar), San José, Dichosa, Guías, Murciélagos, Verde, &c. En el recuesto occidental se halla, inmediata á las otras y á 836 metros de altitud, la antigua mina llamada de las Mollacas del nombre de un arbusto indígena, el Muhlenbeckia sagittaefolia de los botánicos, y de la que se ha extraído desde 1834 abundante mineral que contenia hasta 60 por 100 de cobre. Por el lado oriental se encuentran también otras minas como las de las Tórtolas y del Borracho, y asimismo el principal centro de población, la aldea de El Oro. En fin, por el nordeste caen sus faldas á la quebrada del cerro de San Miguel extendiéndose las de su cabecera austral hasta el borde derecho del valle del río Limarí, de cuyos productos agrícolas se surte la población minera. El cerro de Tamaya, sólo á fines del siglo pasado comenzó á llamar la atención por sus vetas y filones de cobre, pero de antiguo ya llevaba el nombre que parece de procedencia de los idiomas del primitivo Perú, como los de otros de estas comarcas, aunque talvez más corrompido ó alterado. Los valores en cobre alcanzado de este cerro quizás no bajan de 25,000,000 de pesos.
Por su parte, el Diccionario Jeográfico de Chile de Luis Risopatrón, describía hacia 1924 al minera de Tamaya de la siguiente manera:[11]
Tamaya (Mineral de) 30° 32' 71° 20' Abre en dioritas i sienitas, con epidofa i magnetita, ofrece vetas de 2 a 3 m de ancho i metal de color que profundiza a 30 i 80 m; después del cual siguen los bronces morados i enseguida los amarillos: se encuentra agua a los 400 m i empobrece el metal a 4 i 6%. Ha alcanzado hasta 700 m de profundidad en beneficio (a 95 m de altura sobre el mar), comenzó a producir en 1832 i ha dado unos 50 millones de pesos, de 45 peniques: un ferrocarril que lo liga a la línea de Ovalle a Tongoi, sube por la pendiente S del cerro, hasta 833 m de altitud. 62, ii. p. 277; 67, p. 242; 91. 39. p. 375; 104. p. 44; 155, p. 793; 159, p. 29 i 194; i 161, ii, p. 351 i 352.
En 1925, la American Smelting Company compró las pertenencias de las antiguas minas, las cuales fueron posteriorimente adquiridas por la Compañía Minera de Punitaqui.[2]
Al igual que muchos otros sitios mineros del Norte Chico que tuvieron su período de auge durante el siglo XIX, el mineral de Tamaya comenzó su declive en la década de 1970, cerrando definitivamente en 1978 debido a la baja ley del cobre, con lo que las diversas faenas mineras fueron cerradas y desmanteladas.[12]
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