Variabilidad espacial y temporal de la geoquímica de los ríos en la cuenca del río Maipo

Abstract

El estudio de la hidroquímica de los ríos es clave para entender los procesos que ocurren dentro de la Zona Crítica como lo es por ejemplo la meteorización química y la generación de solutos que determinan finalmente la calidad del agua. Este estudio aborda la variabilidad temporal y espacial de la geoquímica de la cuenca del Río Maipo (33-34oS) en los ríos Covarrubias, Molina, Mapocho, Maipo, Yeso, Volcán, Colorado y el Estero El Plomo entre los meses de agosto del 2021 a enero del 2022, los cuales fueron estudiados ya que no se encuentran afectados por drenaje ácido. Así, se ha analizado su composición hidroquímica mensual y trazadores geoquímicos como lo son los isótopos de estroncio (87Sr/86Sr) y las razones Ge/Si para determinar la fuente de los solutos y es- tudiar procesos de meteorización química asociados a estos trazadores. Las concentraciones de los elementos mayores son un orden de magnitud de menores al comparar la subcuenca del río Mapo- cho con la cuenca principal del río Maipo en el sector del Cajón del Maipo. Junto con lo anterior, en el Maipo se tienen valores de 87Sr/86Sr que varían entre los 0.70589 a 0.70732h, asociados a una mezcla en de fuentes para los solutos producto de la meteorización de rocas carbonáticas marinas del Jurásico Superior y rocas volcánicas e intrusivas de arco. En el caso del Mapocho, las razones 87Sr/86Sr varían entre los 0.70371 a 0.70417h, correspondientes con la meteorización de rocas volcánicas e intrusivas de arco. Las diferencias en las concentraciones de solutos y las asignaturas de 87Sr/86Sr entre el río Maipo y el río Mapocho se atribuyen a los distintos tipos de litologías drenadas en ambos sectores: En el río Maipo la existen rocas carbonáticas y evaporíticas mesozoicas además de rocas ígneas cenozoicas; mientras que en el río Mapocho, las principales litologías corresponden a rocas ígneas cenozoicas. Esta diferencia condiciona la mayor carga de solutos en Maipo debido a los cinco órdenes de magnitud de diferencia entre las tasas de meteori- zación para evaporitas y rocas carbonáticas versus las rocas silíceas y la composición 87Sr/86Sr más radiogénica en comparación con el Mapocho. Esta diferencia en las concentraciones de solutos y 87Sr/86Sr ocurre a pesar de que las litologías carbonáticas y evaporíticas ocupan solo un ≈ 3.38 % del área total de la cuenca principal del Maipo. La variabilidad temporal de las concentraciones de solutos, las razones 87Sr/86Sr y Ge/Si durante el período estudio refleja el régimen hídrico del sector, presentando un patrón de dilución simple para la mayoría de los solutos. En ambos sectores las razones 87Sr/86Sr se mantienen constantes a lo largo del período de estudio, determinando que las fuentes de erosión se mantienen constantes. En cuanto a las razones Ge/Si, para el Mapocho se tienen que estas varían entre 0.40 a 1.64 (μmol/mol) y en el caso del Maipo, las razones Ge/Si varían entre 0.68 a 11.73 (μmol/mol). Los valores < 2.6 (μmol/mol) indican que la formación de arcillas como producto de la meteorización es el principal proceso que controla las concentraciones de Si y Ge en los solutos del Mapocho y los ríos Volcán (0.79 μmol/mol), Yeso (1.47 μmol/mol) y Colorado (1.8 μmol/mol) en el Maipo. Finalmente, los ríos Manzano, Toyo y las Melosas presentan valores anómalos (> 3.37 μmol/mol) asociados a otras fuentes ricas en Ge que alteran las razones Ge/Si por sobre el valor promedio de las litologías presentes ( 2.6 μmol/mol). Estas fuentes de Ge pueden atribuirse a descarga de manantiales hidrotermales o disolución de sulfuros. Sin embargo, al cabo de este estudio es imposible determinar esta fuente. A partir de los análisis hidroquímicos y de trazados analizados es posible concluir que la litología condiciona el contenido de solutos en las subcuencas del Maipo y el Mapocho, y que la meteorización incongruente con formación de arcillas es un proceso activo en toda la región.