Origen y Evolución del Sistema Geotermal del Bolsón de Fiambalá, Provincia de Catamarca

Abstract

El “Sistema Geotermal del Bolsón de Fiambalá” (SGBF), se ubica en el SO de la provincia de Catamarca, entre los 27°45’ y 28°30’ (S) y los 67° y 67°45’ (O), en la zona de transición entre las provincias geológicas de las Sierras Pampeanas Septentrionales y de la Puna Sur; en la transición entre la subducción horizontal chileno-pampeana y la subducción normal. Presenta manifestaciones termales representadas por las vertientes: 1) Saujil (VS), aflorante al norte del bolsón, con temperaturas ⁓23 °C; 2) Fiambalá (VF), aflorante al oeste del bolsón, con temperaturas que superan los 50 °C; 3) La Aguadita (VLA), aflorante al sur del bolsón, con temperaturas que rondan los 30 °C. En esta tesis se realizó un estudio de prospección geotérmica en el SGBF que incluye: 1. Su contextualización geológica y análisis estructural mediante trabajos de campo e imágenes satelitales. 2. Muestreo de las unidades neógenas que conforman la cuenca de Fiambalá (Fms. Tambería, Guanchín y Punaschotter), su análisis petrográfico y de las asociaciones de minerales de arcillas mediante difracción de rayos X y microscopía de barrido electrónico, a fin de buscar una relación térmica con el SGFB. 3. Análisis de la geoquímica de las litologías a las cuáles están asociadas las vertientes termales. Se presentan los primeros datos geoquímicos (hasta el momento) de las unidades neógenas mencionadas. 4. Estudio geoquímico de las aguas superficiales y subterráneas (de pozos para riego y consumo y de las vertientes termales) del SGBF, analizando su composición química (elementos mayoritarios y minoritarios), las concentraciones de los isótopos estables de δ2H y δ18O y del isótopo radiogénico 222Rn (gas radón). Integrando los resultados obtenidos, se construyó un modelo preliminar del SGBF, caracterizando los reservorios del sistema, sus zonas de recarga y descarga, tipos de fluidos y principales controles estructurales y litológicos. Las áreas de descarga están principalmente controladas por las características estructurales de la zona de estudio. El agua que alimenta las vertientes aprovecha lineamientos estructurales antiguos reactivados por la tectónica andina para su ascenso. La VF se asocia a lineamientos profundos, relacionados con el levamiento de las Sierras Pampeanas. Las VS y VLA se asociarían a las estructuras más superficiales. De acuerdo a las características hidroquímicas e isotópicas de los fluidos, por lo menos dos tipos de acuíferos conforman el SGBF: uno profundo y otro superficial. El acuífero profundo (que alimenta la VF) se aloja en las rocas cristalinas del Precámbrico-Paleozoico (metamorfitas y granitos), a partir de una profundidad de 500 m. Es un acuífero fracturado que permite que el agua fluya y se almacene. Geoquímicamente, estas rocas, se destacan por concentraciones relativamente altas de flúor, aportadas por el granito carbonífero Los Árboles (LA), y de uranio, proveniente, principalmente, de yacimientos de U3O8. A estas concentraciones se asociarían los contenidos de F- del agua de la VF (7,44 mg/L) superior al de VS, VLA y el pozo de agua PRAM (0,57 mg/L, 1,49 mg/L y 1,0 mg/L, respectivamente) y las concentraciones de gas radón que superan los 45.000 Bq/m3. El acuífero superficial (que alimenta las VS y VLA y los pozos de agua de la zona) se aloja en las rocas sedimentarias permeables de edad cuaternaria y presenta espesores heterogéneos a lo largo del bolsón. De norte a sur, se aprecia una evolución en las características químicas del agua. En la VS, el agua se clasifica como bicarbonatada-sódica y tiene una conductividad eléctrica (CE) alrededor de 480 μS/cm, mientras que el agua de la VLA es clorurada-sódica con una CE alrededor de los 1.200 μS/cm. Los isótopos de δ2H y δ18O demuestran que todas las aguas tendrían un origen meteórico, sin evidencia de influencia de aguas andesíticas. Sin embargo, el agua de la VF presenta concentraciones más empobrecidas en los isótopos pesados de δ2H y δ18O (entre -55‰ y -44‰ de δ2H y entre -7,5‰ y -7‰ de δ18O), mientras que VS y VLA y PRAM, presentan concentraciones entre de -29‰ a -28‰ de δ2H y de -5,6‰ a -4,4‰ de δ18O. Debido a la afinidad con las aguas superficiales, la recarga para VS, VLA y PRAM provendría de los ríos de la zona y/o directamente de las precipitaciones serranas. Por otro lado, en la zona del volcán Cerro Blanco (⁓4.000 m.s.n.m., norte del SGBF) las precipitaciones nivales poseen una concentración isotópica que se encuentra en el rango de la VF. El deshielo e infiltración de esta agua, aprovechando las estructuras regionales hasta niveles profundos, podría ser la recarga del acuífero de VF. Ya que esta recarga podría estar asociada al volcán Cerro Blanco, es posible que las altas concentraciones de SO42- y de 222Rn del agua de descarga de la VF estén también vinculadas con la disolución de gases de origen volcánico. A partir de los contenidos de Si2O, Na+, K+, Ca2+ y Mg2+ se calcularon temperaturas aproximadas de los reservorios. En este caso, sólo se consideraron coherentes los valores de los geotermómetros arrojados para VF. Así, el fluido en el reservorio alcanzaría temperaturas entre 69 y 125 °C a una profundidad alrededor de los 4 km. Los análisis de las asociaciones de minerales de arcilla indican que no existe una relación térmica con el SGBF para el Neógeno. Sin embargo, se llevaron a cabo estudios paleoambientales y paleoclimáticos que corroboraron un ambiente alcalino asociado a un clima árido durante la depositación y entierro de las unidades neógenas. También, a partir de la única fase autigénica identificada (esmectita), se proponen, para el Mioceno de la cuenca de Fiambalá, gradientes geotérmicos entre 13-18 °C/Km y, entre 8-11 °C/Km, considerando espesores de la secuencia sedimentaria de ⁓4.000 m y de ⁓6.000 m, respectivamente. Se concluye que el SGBF sería tipo conductivo-dominante con la imposición de una variable convectiva. La información disponible no evidenció anomalías termales, sin embargo, no se descarta una posible influencia térmica dada por un cuerpo magmático en profundidad.