Geotermómetros de clorita en el sistema geotermal nevados de Chillán

Abstract

A pesar de la utilidad de la clorita como indicador de condiciones T-P-X-fO2, aún existen incertidumbres sobre su comportamiento en ambientes geológicos específicos, como el Sistema Geotermal Nevados de Chillán (SGNCh), en el Complejo Volcánico Nevados de Chillán de la Zona Volcánica Sur de los Andes, y sobre la validez general de los geotermómetros basados en estos minerales. Esta tesis se centra en el estudio de las cloritas presentes en el pozo exploratorio Nieblas-1 del SGNCh, donde se observa su distribución pervasiva a lo largo de sus 1000.86 m. Esta peculiaridad en un entorno tan bien estudiado ofrece una oportunidad única para analizar su química y emplear geotermómetros. El objetivo principal es establecer las condiciones térmicas y la evolución del sistema geotermal a través del análisis composicional y espacial de la clorita como herramienta geotermométrica. Mediante análisis petrológico, que incluye microscopía óptica, difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido con análisis elemental (SEM-EDX), se estudió la mineralogía, textura, microestructura, asociaciones minerales y morfología de cloritas. El objetivo fue identificar rasgos distintivos que permitan inferir su origen y condiciones de formación. La composición química obtenida fue utilizada para aplicar geotermómetros. En la secuencia volcanoclástica de andesita basáltica porfírica, se clasifican dos tipos de cloritas según su morfología y tamaño. Chl-1, agregados gruesos (10 - 40 µm), alargados y curvos. Distribuidos a lo largo de todo el pozo en vetillas, vesículas, fracturas, cementando o reemplazando minerales primarios, asociación cuarzo + calcita ± albita. Chl-2, agregados más finos (3 - 8 µm), placas pequeñas y desorientadas. Localizados exclusivamente como vesículas en las zonas profundas del pozo, asociación laumontita + epidota + anhidrita ± prehnita ± granate. Composicionalmente, los dos tipos muestran una química semejante, clasificación diabantita - picnoclorita trioctaédricas ferromagnesianas con alto contenido en sílice. Los modelos empíricos de Kranidiotis & McLean (1987), Cathelineau (1988) y Jowett (1991), sugieren temperaturas de cristalización, 170 – 250°C. El termodinámico de Lanari et al. (2014), 140 - 185°C. Los semi-empíricos de Bourdelle et al. (2013) e Inoue et al. (2018), 120 - 160°C. Al comparar estimaciones con asociaciones minerales y la temperatura directa del pozo, el método de Cathelineau mostró la mayor coherencia, con temperaturas de 170 - 220°C para Chl-1 y 220 - 240°C para Chl-2. En conclusión, en base a su morfología, ocurrencia y asociaciones minerales se distinguen dos tipos de cloritas (Chl-1, Chl-2). Sin embargo, las diferencias químicas entre ellas son limitadas, debido al control de la roca caja. Las fluctuaciones químicas de las cloritas en profundidad están asociadas con la temperatura en la capa tetraédrica y con la actividad de oxígeno en la capa octaédrica. Los microdominios, ubicación, asociaciones minerales, morfologías, temperaturas de formación y sustituciones catiónicas, permiten vincularlas a dos etapas principales; una alteración regional pasada (Chl-1) y la alteración geotermal actual (Chl-2). La mayor precisión del método empírico de Cathelineau sugiere que su simplicidad, lo hace menos susceptible a la compleja dinámica del sistema. Los resultados geotermométricos son coherentes dentro de sus respectivos contextos y permiten constreñir las condiciones termométricas de cristalización.