Modelamiento geofísico de las estructuras someras del sistema geotermal El Tatio

Abstract

El campo geotermal El Tatio, ubicado en el norte de Chile, en la región de Antofagasta, es el campo de geyseres más grande del hemisferio sur y el tercero más grande a nivel mundial. Se caracteriza por tener más de 100 manifestaciones geotermales activas, incluyendo: geyseres, perpetual spouter, piscinas burbujeantes, fumarolas, manantiales calientes, terrazas de sinter y volcanes de lodo, abarcando aproximadamente el 10\% de los geyseres en el mundo. Siendo uno de los campos más estudiados de Chile, el comportamiento, distribución y control de las estructuras geológicas aún no se entienden a cabalidad. Actualmente hay preguntas claves sobre los procesos que controlan las distintas manifestaciones existentes, como por ejemplo, cuáles son las estructuras geológicas que controlan el upflow del sistema geotermal. El presente trabajo ha sido enfocado en comprender las estructuras geológicas someras dominantes a una escala local y su influencia en la existencia de los distintos tipos de manifestaciones geotermales que se observan en superficie. Estas manifestaciones se encuentran distribuidas en 3 cuencas principales a lo largo del campo geotermal: Cuenca Superior, Cuenca Media y Cuenca Baja. La Cuenca Superior se caracteriza por un lineamiento preferencial de geyseres en dirección NE-SW, donde una falla normal que limitaría el half-graben El Tatio ha sido descrita. La Cuenca Media se caracteriza por un lineamiento perpendicular (dirección NW-SE), principalmente de \textit{perpetual spouter}, donde una falla transcurrente ha sido mapeada. En este trabajo se han desarrollado modelos de resistividad en profundidad, hasta los $\sim$ 100-150 m, mediante el método geofísico Transiente Electromagnético (TEM) a lo largo de varios perfiles con el objetivo de comprender las diferencias estructurales dominantes que permiten los lineamientos de los distintos tipos de manifestaciones a lo largo de la Cuenca Media y Superior. Se realizaron un total de 5 perfiles cruzando las áreas de interés. En primer lugar se realizaron inversiones unidimensionales y luego, basándose en estos modelos, se llevaron a cabo modelos forward 2D. Los resultados de los modelos obtenidos revelan diferencias importantes entre los perfiles de ambas cuencas. En la Cuenca Superior se observan zonas de alta conductividad que han sido asociadas a fallamientos que permitirían el ascenso de fluidos calientes desde los acuíferos más profundos, además de observarse una zona altamente resistiva al oeste, que estaría asociada a un domo dacítico impermeable que actuaría como barrera geológica para los fluidos que fluyen desde el este y forzaría su ascenso en esta zona. Mientras que en la Cuenca Media se observan capas más bien horizontales, sin grandes variaciones laterales de resistividad. Además, en todos los perfiles se han observado bajas resistividades en general, en algunos casos asociadas a la alteración hidrotermal de algunas unidades y en otros a la presencia de fluidos.