Sistema geotermal Irruputuncu: una aproximación a un modelo conceptual a partir de la alteración hidrotermal

Abstract

El volcán Irruputuncu corresponde a un volcán compuesto ubicado en la Zona Volcánica Central, en el norte de Chile. Este lleva activo más de 258 ± 49 ka, se caracteriza por sus composiciones andesíticas a dacíticas y por la presencia de manifestaciones termales en la forma de manantiales calientes y fumarolas. Esto lo convierte en un centro atractivo para el estudio de la formación de sistemas geotermales en contextos volcánicos diferenciados y con características particulares como son la hiperaridez del norte de Chile. Entender cómo estas variables afectan la mineralización en estos sistemas puede representar un importante aporte a la exploración de recursos geotermales, no solo en Chile, si no que en cualquier contexto geológico con características similares. Para esto, se estudió la mineralogía primaria y secundaria presente en dos pozos profundos cercanos al volcán Irruputuncu, el PGC-01 de 800 m de profundidad y el PGC-02 de 1430 m de profundidad. Destaca la presencia de al menos dos tipos de alteración hidrotermal con características levemente diferentes en el sistema. Estas fueron definidas en función de las asociaciones minerales observadas y corresponden a una alteración argílica-argílica intermedia y una alteración subpropilítica. La mineralogía principal de la primera corresponde a esmectita ± illita ± calcita ± caolinita, sin clorita o clorita/esmectita, mientras que la segunda destaca por la aparición de clorita o clorita/esmectita, además de epidota ± laumontita. Además, destacan en el sistema la presencia de zonas con abundante anhidrita y brechas hidrotermales con rellenos de hollandita. Por otro lado, también se identificaron zonas en el sistema donde la alteración hidrotermal varía en términos de estilo e intensidad, además de cambios mineralógicos específicos. En términos generales, estas zonas se asociaron a niveles con mayor permeabilidad, aumentando la razón fluido/roca y promoviendo el actuar de los fluidos hidrotermales. Las distintas zonas también son diferenciadas por un aumento en la intensidad de la alteración en sus cercanías y por la aparición de minerales específicos rellenando espacios, como la anhidrita o la hollandita. Las composiciones isotópicas de las anhidritas y calcitas también entrega información importante respecto al sistema. La anhidrita presenta valores de -3‰ a 14.2‰ δ18O y -9‰ a 19.8‰ δ34S, mientras que los rangos de la calcita van desde 6.8‰ a 13.98‰ δ18O y -4.81‰ a 0.1‰ δ13C. Estos valores reflejan que los fluidos hidrotermales del sistema tienen tanto fuentes meteóricas como magmáticas, además, los valores de S sugieren que existe una tercera fuente asociada a depósitos evaporíticos jurásicos. A esto se suma que el componente magmático es relativamente alto en los niveles más profundos (~60%) y disminuye hacia niveles someros (~40% a ~10%). Adicionalmente, el análisis de tendencias y los modelamientos reflejó que los principales procesos que controlan la precipitación de estos minerales son una combinación entre la ebullición y los procesos de mezcla de fluidos. Los resultados obtenidos muestran la importancia de otros factores además de la temperatura en la formación de la mineralogía de alteración. Factores como la fuente de los fluidos y su química, la litología local y las permeabilidades primarias y secundarias han permitido el desarrollo de mineralogía particular en el sistema geotermal del volcán Irruputuncu. El análisis de los diferentes factores que pueden influenciar la mineralización hidrotermal es, por lo tanto, de gran relevancia en la exploración de recursos geotermales y es necesaria su consideración, y la del contexto geológico de la zona, para la interpretación y caracterización del sistema geotermal.