Modelamiento termodinámico de la alteración hidrotermal bajo condiciones de reservorio del sistema geotermal Cerro Pabellón, Cordillera de los Andes, Norte de Chile

Abstract

Un sistema geotermal es una configuración geológica localizada donde una parte de la energía térmica terrestre se transporta hacia la superficie por medio de la circulación de fluidos calientes. En este trabajo se pone foco en el fluido geotermal a fin de generar modelos termodinámicos a partir de su hidroquímica, cuya incidencia en las asociaciones minerales resultantes es la base para plantear la posibilidad de anticipar la mineralogía de alteración haciendo uso de datos del fluido geotermal. El Sistema Geotermal Cerro Pabellón, ubicado en la Región de Antofagasta, es un sistema de alta entalpía a partir del cual se construyó la primera planta geotérmica de Sudamérica, denominada Cerro Pabellón. Está caracterizado por un graben simétrico denominado Graben Pabelloncito, y por la presencia de un domo riodacítico emplazado sobre la traza de una de las fallas principales del graben, denominado Cerro Pabellón. También se caracteriza por la presencia de rocas principalmente volcánicas de composición dacítica. Sin embargo, estos aspectos geológicos no se incorporan en el modelamiento, ya que se utilizan parámetros estrictamente termodinámicos. Es importante tener en cuenta que un modelo científico es una descripción interpretativa de un fenómeno que facilita el acceso a él, proceso en el cual se incurre en simplificaciones de la realidad. Para realizar el trabajo se utiliza el software PHREEQC, que permite llevar a cabo simulaciones químicas y de procesos de transporte de fluidos geológicos. Se procede a hacer un modelo de especiación y otro de enfriamiento y despresurización. Este último simula el primer tramo del proceso de reinyección del fluido. Se importan datos de muestreo hidroquímico del fluido en fase líquida y gaseosa, extraídos a través de los pozos de producción de la planta geotérmica, mientras que otros parámetros son calculados para ser importados. Los resultados se analizan para un listado de minerales cuya presencia está documentada en la bibliografía. Los índices de saturación de estos minerales indican el estado de saturación en que se encuentra el fluido para que sea posible su precipitación o disolución. En general, los resultados se corresponden con la realidad de este sistema geotermal. Sin embargo, ciertos minerales arrojan resultados que no coinciden con lo documentado en la bibliografía. Tal es el caso de las cloritas, ampliamente documentadas, pero con resultados que indican la imposibilidad de su precipitación. Esta contradicción permite discutir acerca de lo que realmente se está incorporando como fluido geotermal en el software, que más que una representación de las condiciones que formaron los minerales presentes es más bien el resultado de una evolución a partir de la interacción agua-roca. Por este motivo, las condiciones actuales del fluido no son necesariamente las que permitieron la formación de los minerales reportados. Finalmente se establecen conclusiones acerca de la suficiencia de los datos para llevar a cabo una predicción, estableciendo que no se puede hacer bajo términos estrictamente termodinámicos, sino que debiera incorporarse todos los elementos geológicos involucrados. Un aspecto central que se debiera considerar en una simulación que busque aproximarse a una predicción, es la cinética de las reacciones químicas. Sin embargo, mucha información se puede obtener de manera indirecta a pesar del sesgo.