En la Cordillera de Domeyko, al noreste del distrito minero Collahuasi, se encuentra la Pampa Caya, una cuenca sedimentaria de edad miocena, que cubre casi en totalidad la geología de la zona. A partir del uso de datos geofísicos de potencial magnético y gravimétrico se determinaron las unidades y estructuras geológicas que se encuentran bajo la cobertura en la Pampa Caya. Utilizando filtros Pasa-Baja, Pasa-Alta y primeras derivadas verticales del Vector Residual del Campo Magnético y Anomalía de Bouguer, se logró interpretar anomalías geofísicas que indican una continuidad de las formaciones y estructuras ocultas bajo la pampa. Con estos resultados fue posible correlacionar la continuidad de las formaciones Collahuasi, Quehuita y Cerro Empexa, fallas inversas locales y establecer la continuidad latitudinal del Sistema de Falla de Domeyko. Las características geológicas y geofísicas distintivas regionales para franjas metalogénicas andinas y distritales del clúster de Collahuasi fueron aplicadas en la zona de estudio, con la finalidad de proponer un mapa prospectivo bajo la cobertura post-mineral de la Pampa Caya.