Evolución hidrotermal del sistema geotermal Nevados de Chillán

Abstract

Los sistemas geotermales se originan y evolucionan bajo condiciones altamente dinámicas. Tal escenario ocasiona que estos sistemas estén sujetos a diversos factores y procesos fisicoquímicos durante su desarrollo, quedando estos registrados en la mineralogía de alteración hidrotermal. La alta variabilidad observada entre los sistemas geotermales ocasiona que la caracterización puntual de estos se constituya como un elemento crucial. En este contexto, el Sistema Geotermal Nevados de Chillán (SGNC) se ha caracterizado por ser un sistema geotermal cuya evolución y configuración espacial no han logrado ser descifradas, a pesar de ser un área geotermal andina de alto interés estudiada durante un prologando período. En consideración de lo anterior, la presente investigación estudia en detalle la mineralogía de alteración hidrotermal presente a lo largo de los  1000 m comprendidos por el sondaje de exploración Nieblas-1 del SGNC. Para esto, 38 muestras fueron analizadas integrando Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Difracción de Rayos X (XRD) para separados de arcilla, y microtermometría de inclusiones fluidas. Adicionalmente, se realizaron análisis químicos de elementos mayores de las aguas termales superficiales. Dichos análisis fueron integrados con trabajos previos en el área de estudio para la implementación de una posterior modelación geoquímica, a fin de evaluar las condiciones de equilibrio en el sistema. Una compleja evolución hidrotermal fue documentada en el SGNC a través del análisis de la mineralogía secundaria presente. Cuatro etapas conforman la secuencia paragenética de este sistema, a lo largo de las cuales se constatan un calentamiento inicial, condiciones de ebullición, la infiltración de aguas someras y un cambio en las condiciones de temperatura y/o pH de los fluidos hidrotermales profundos, respectivamente. Más aún, la distribución espacial de los minerales secundarios ilustra el desarrollo de tres zonas de alteración hidrotermal, observándose en níveles someros la presencia de alteración argílica que grada con la profundidad a una alteración sub-propilítica y finalmente propilítica. En particular, la zona de alteración sub-propilítica comprende el desarrollo del clay cap, elemento clave en la configuración espacial del SGNC. Este último restringe la circulación de los fluidos hidrotermales a estructuras secundarias, y delimita un dominio somero dominado por la circulación de fluidos ácidos sulfatados calentados por vapor, asociados a la interacción con volátiles magmáticos, respecto de un dominio profundo controlado por la presencia de aguas neutras cloruradas de baja salinidad. Este estudio ilustra la importante función de los minerales de alteración hidrotermal como registros de las condiciones acaecidas durante la evolución de los sistemas hidrotermales. Adicionalmente, se constata el rol del clay cap como regulador de la circulación de los fluidos hidrotermales, y como elemento que aísla dominios determinados por distintas condiciones fisicoquímicas. Finalmente, el modelo de alteración hidrotermal presentado para el SGNC se configura como una contribución a la exploración de los sistemas geotermales andinos cuyo contexto geológico y características geoquímicas sean afines con las descritas para el SGNC.