Modelamiento conceptual y numérico termal de sistemas magmático hidrotermales basados en tomografía sísmica en los volcanes Tacora y Tinguiririca, Chile

Abstract

La tomografía sísmica, entre otros métodos geofísicos, permite obtener información de subsuperficie que debería ser coherente con los datos geológicos y geofísicos disponibles en la zona de estudio. Los modelos de velocidades obtenidos a través de este método, pueden ser usados para aportar a la interpretación y modelación numérica de procesos y sistemas geológicos, tales como los sistemas magmático-hidrotermales. Debido a la dificultad y al alto costo de mediciones directas en estos entornos, propiedades físicas más precisas tales como presión, temperatura y contenido de fases deben ser inferidas a través de modelamientos numéricos. En esta tesis se presenta una convergencia entre la tomografía sísmica y la información geológica disponible en superficie de los sistemas asociados al volcán Tacora y al Complejo Volcánico Tinguiririca-Fray de León (CVT) (Lees, 2007). En una primera instancia, se establece una correlación entre el modelo de velocidades 3D y modelos estructurales y geoquímicos de las zonas de estudio. A fin de precisar las posibles zonas de exploración a través de la temperatura medible cerca de las fuentes de calor, el segundo paso consiste en complementar los resultados previos utilizando modelos físico-numéricos de termoelasticidad sin disipación de energía (Green & Naghdi, 1993), permitiendo que las velocidades, obtenidas a través de la tomografía sísmica, ingresen como parámetros de entrada en ecuaciones constitutivas que definen los campos de temperatura y desplazamiento en un volumen determinado por el área de los Complejo Volcánico. El objetivo general de esta investigación es entonces caracterizar los sistemas magmático-hidrotermales asociados a los complejos volcánicos ya mencionados, entregando una aproximación desde el punto de vista netamente geológico para luego precisar la temperatura en zonas potenciales de extracción. Toda la información que podemos obtener a través de los análisis previamente expuestos es relevante para definir la geometría espacial de reservorios magmáticos presentes en sistemas volcánico hidrotermales, y de esta forma, poder ubicar posibles reservorios geotérmicos, precisando incluso la localización de las zonas de explotación. La realización de este estudio se justifica, considerando sus aplicaciones, en la posibilidad de generar de forma precisa modelos conceptuales de sistemas magmático hidrotermales en un entorno volcánico. Asimismo, este tema significa un aporte al estado del arte en esta área del conocimiento, constituyéndose en una investigación que integra datos fenomenológicos y numéricos, los que pueden ser adaptados a otros sistemas complementando la interpretación geológica con el modelamiento numérico. Es interesante destacar que esta tesis es la primera que determina parámetros físicos, tales como temperatura, densidad y acoplamientos elásticos a través de la utilización de la distribución 3D de velocidades de ondas sísmicas.