Actividad Hidrotermal Asociada a los Complejos Volcánicos Planchón-Peteroa y Descabezado Grande-Quizapu-Cerro Azul, 35°s y 36ºs, Zona Volcánica Sur, Chile

Abstract

El Complejo de Caldera Calabozos (CCC) y los Complejos Volcánicos Planchón-Peteroa (CVPP) y Descabezado Grande-Quizapu-Azul (CVDGQA), ubicados entre los 35-36º de latitud sur, Región del Maule, Chile; pertenecen al arco volcánico de la zona volcánica sur transicional, que corresponde a una franja de 300 km (34,4-37ºS) en donde el arco alcanza un ancho de 150 km y la corteza tiene un ancho de 35-40 km.

El control espacial de los CVPP-CVDGQA-CCC y del sistema hidrotermal asociado, está determinado por estructuras NW-SE y NE-SW que tienen su desarrollo a lo largo de la faja plegada y corrida de Malargue (FPCM). La FPCM tiene un comportamiento predominante de piel gruesa en esta zona, caracterizado por una serie de bloques de basamento que limitan zonas internas de deformación de piel delgada. Así los CVPP y CVDGQA se disponen sobre fallas inversas de orientación NE-SO, desarrolladas en el contacto de las unidades Meso-Cenozoicas, mientras que el CCC aprovecha tanto las estructuras NE-SO, como las NO-SE para su emplazamiento.

Estudios previos del sistema hidrotermal asociado al CCC relacionan las manifestaciones termales (manantiales calientes y fumarolas) a fallas asociadas al colapso y resurgencia de la caldera, pudiendo diferenciarse química y espacialmente dos grupos de manantiales calientes: (i) asociados a la traza del actual arco, y (ii) asociados a los márgenes de la caldera. Para ambos grupos la máxima temperatura estimada para el reservorio es de 250ºC según el geotermómetro de cuarzo y el diagrama cloro-entalpía.

En este trabajo se amplió el área de estudio considerada por los autores anteriores con el objetivo de estudiar el aporte de los CVPP y CVDGQA al sistema hidrotermal asociado a la CCC basado en la información superficial geológica, estructural y de la geoquímica de aguas. Para ello se realizaron campañas de terreno donde se recolectaron 26 muestras de aguas, tanto de manantiales calientes, como de aguas meteóricas para el análisis geoquímico de cationes, aniones e isótopos estables de oxígeno y deuterio.

Los resultados obtenidos muestran que: (i) El origen de las aguas termales está dada por la circulación somera y profunda de aguas meteóricas debido a la razón δ2H/δ18O, donde estas son calentadas por cámaras magmáticas someras (4 km). (ii) El origen de los componentes disueltos en las aguas es determinado principalmente por la interacción agua-roca debido a que las razones molares de elementos disueltos en las aguas muestran tendencias de disolución de los minerales de la zona (i.e. yeso, calcita, dolomita y feldespatos). A pesar de esto las muestras que están cercanas a manifestaciones del tipo fumarolas presentan concentraciones anómalas de SO4 y CO2 que se alejan de la tendencia de disolución. (iii) Las temperaturas estimadas por los geotermómetros de calcedonia y cuarzo y las estimadas por el equilibrio multimineral muestran un equilibrio general de las aguas a una temperatura variable entre 100 y 180ºC, en cambio los geotermómetros de menor cinética de reacción, como el de Na-K-Ca, estiman temperaturas de hasta 353ºC.

Debido a las diferentes temperaturas estimadas por los geotermómetros es posible plantear la existencia de dos reservorios. El reservorio más profundo estaría emplazado en las rocas pertenecientes al Grupo Cuyo y/o a la Fm. Lotena, donde los fluidos alcanzarían una temperatura de al menos 353ºC. Desde estas rocas las aguas ascenderían por las zonas de fallas asociadas a la FPCM, mezclándose con aguas meteóricas durante su ascenso y reequilibrándose a las temperaturas estimadas por el geotermómetro de sílice y por el equilibrio multimineral. Así en los sectores donde las zonas de fallas de la FPCM afloran en superficie, es posible encontrar manifestaciones termales con evidencias de equilibrio con el reservorio más profundo. Mientras que en los sectores donde las trazas de la fallas de la FPCM están cubiertas por rocas volcánicas impermeables, por lo que las aguas ascenderían hasta este nivel, para luego transitar lateralmente hasta encontrar alguna zona permeable por donde emanar en los valles. El movimiento lateral de los fluidos ocurriría en las rocas de la Fm. Vega Negra correspondiente al reservorio más somero, donde las aguas termales serían calentadas conductivamente generando anomalías termales negativas superficiales, y estas tendrían tiempo suficiente para equilibrarse borrando toda huella de haber residido en el reservorio más profundo.

De esta manera el sistema hidrotermal asociado al CCC, y a los CVPP y CVDGQA se explica debido a la percolación de agua meteórica que es calentada mediante procesos de transferencia de masa y energía desde las cámaras magmáticas, y debido al consecuente disminución de densidad de los fluidos hidrotermales, estos ascenderían por las zonas permeables dadas por las fallas de la FPCM, donde se enfriarían de manera conductiva y adiabática. Así, a pesar del control litológico en la química de los fluidos, los aniones principales como SO4, HCO3 y Cl se distribuyen de la misma manera que los sistemas geotermales ígneos, donde en la zona del upflow se encuentran las aguas sulfato-ácidas; en las zonas periféricas las aguas cloruradas; y entre estas zonas las aguas bicarbonatadas.