CARACTERIZACICARACTERIZACIÓÓN N GEOQUGEOQUÍÍMICA DE LAS FUENTES MICA DE LAS FUENTES

TERMALES EN LA ZONA TERMALES EN LA ZONA GEOTERMAL DE BORATERAS, GEOTERMAL DE BORATERAS,

TACNATACNA

Vicentina CruzVicentina Cruz11, , VictorVictor VargasVargas11, , KojiKoji MatsudaMatsuda22

11 Instituto GeolInstituto Geolóógico gico Minero y MetalMinero y Metalúúrgicorgico

22 WestWest JapanJapan EngineeringEngineeringConsultantsConsultants, INC, INC

INTRODUCCIÓN

Geiser

Aguas termales

Gases

Los estudios geoquímicos nos permiten determinar la composición química e isotópica de los fluidos geotermalesproporcionando información a cerca de la composición y distribución de los fluidos en profundidad, su temperatura, presión y estado físico (vapor o agua), rocas subsuperficialesasociadas, origen y tiempo de residencia del fluido, dirección de circulación, permeabilidad y flujo natural de calor.

Por lo tanto, el método geoquímico es una herramienta muy útil que nos permite entender la química de los fluidos geotermales, el cual es esencial para el desarrollo de un recurso geotérmico.

Asimismo los estudios geoquímicos están implicados en todas las etapas de la exploración, la evaluación y la producción de un campo geotérmico (Marini L., 2000).

En la ZGB se realizó los estudios de exploración superficial, que consistió en la recopilación de información geológica, geoquímica y geofísica.

En el presente trabajo se presenta los resultados obtenidos de los estudios geoquímicos.

Mapa de ubicación de la zona geotermal de Borateras .

Altura: 4300 msnm

Manifestaciones geotermales (fuentes

termales con T° desde 47 a 86°C)

Localización de las fuentes termales y frías en la zona de Borateras.

Metodología

1.La tarea de campo, que consistió en la toman muestras de agua, mediciones de los parámetros de temperatura, pH, conductividad y caudal, entre las más importantes.

2.Análisis de laboratorio (determinación de la composición química e isotópica).

3.Procesamiento e interpretación de los datos.

Se puede observar que las zonas laterales de Putina Grande son las que presentan temperaturas más altas, mientras que hacia la parte central y norte las temperaturas disminuyen, en comparación con la zona de PutinaChico, estas temperaturas son bajas.

Mapa de isovaloresde temperaturas de

Putina Grande (izquierda) y Putina

Chico (derecha)

Tprom PG de 64.2 ºCTprom PC de 71.6 ºC

Mapa de isovalores de pHde Putina Grande

(izquierda) y Putina Chico

(derecha)

En la zona de Putina Grande se presentan pH desde ácido a neutro, mientras que en Putina Chico, se muestran pH desde neutro a ligeramente alcalino. Las fuentes localizadas a lo largo del rio Maure desde Kovire hasta Calachaca presentan pH de 7.6.

Mapa de isovaloresde Conductividad

Eléctrica de PutinaGrande (izquierda) y

Putina Chico (derecha)

Los valores de CE en Putina Grande no superan los 510 µS/cm, asimismo se observa valores altos en las manifestaciones ubicadas en la parte central, y valores bajos en las manifestaciones ubicadas en las zonas laterales.

En Putina Chico se muestra valores altos, entre 1500 y 7000 µS/cm.

Código de muestras Na K Ca Mg Cl SO4 HCO3 B

54111-035 0.38 47.6 21.0

54111-001 1310 91.0 68.0 0.48 2150 71.9 86.0 95.4

54111-009 1020 96.3 44.4 2.84 1630 70.3 93.0 72.7

54111-017 253 29.5 36.8 17.0 350 37.1 224 16.5

54111-015 643 77.2 40.1 9.17 981 73.3 128 43.4

54111-016 592 68.1 45.2 13.0 874 66.3 184 39.6

54113-001 0.88

54114-001 510

MuestrasIsotopos

54111-001

54111-009

54111-017

54111-015

δ D(H2O) -106 -109 -119 -114

δ 18O(H2O) -11.1 -12.3 -15.8 -13.9

δ 34S(SO4) 9 4.5

δ 18O(SO4) -5.7 -1

Composición Química (mg/L) e Isotópico de las Fuentes Termales en la ZGB

El estudio de la composición química de las aguas posibilita la identificación de las mismas con el propósito de diferenciar acuíferos, detectar las po

Fuentes en Putina Grande: 54111-035 (72.2°C) Fuentes en Putina Chico: 54111-001 (86°C) y 54111-009 (82.5°C) Fuentes en la zona del rio Maure: 54111-015 (59°C) , 54111-016 (47.3°C) y 54111-017 (43.6°C) Fuentes frías: 541113-001 (12.4°C) y 54114-001 (25.2°C)

0 25 50HCO3

0

25

50

Na

+ K

54111-00154111-009

54111-017

54111-01554111-016

50

25

0

Ca

+ M

g

50 25 0Cl + SO4

Fuentes de aguaasociada a la

zona geotermal de Borateras

0 20 40 60 80 100

100

80

60

40

20

0100

80

60

40

20

0

SO4 HCO3

ClFuentes de agua

asociadas a la zona geotermal de

Borateras

54111-017

54111-035

Diagrama de Langelier. Diagrama ternario (Giggenbach, 1998).

1 10 100 1000 10000 100000Cl (mg/L)

0.01

0.1

1

10

100

1000

B (m

g/L) Roca

sedim

entar

ia mari

na

B/Cl=0

.07-1.

00Roca

s volcá

nicas

B/Cl=0

.02-0.

07

Granito: B/Cl~0.01

B/Cl=1

B/Cl=0.1

B/Cl=0.001B/Cl=0.01

Diagrama Boro vs Cloruro (Shigeno, 1993)

Las aguas geotermales en la ZGB presentan elevada concentración de Boro (16.5 a 95.5 mg/L), asícomo la proporción atómica B/Cl, es alrededor de 0.15, lo que sugiere que el reservorio geotérmico, posiblemente estaría desarrollándose a profundidad en los detritos de rocas sedimentarias marinas (Mesozoico), el cual probablemente tiene alta porosidad y permeabilidad con abundantes fracturas (Shigeno, 1993).

Diagrama ternario (Giggenbach, 1983)

80 60 40 20

20

40

60

80 20

40

60

80

K*0.01 Mg

Na*0.001

C

C

C CC

LeyendaC 54111-016C 54111-015

C 54111-017

C 54111-009

C 54111-001

80

160

240

320

El diagrama ternario Na-K-Mg define el equilibrio de las aguas geotermales. En este diagrama se observa que la fuente 54111-001 se encuentra sobre la línea de equilibrio total, en el caso de la fuente 541111-009 se ubica dentro del equilibrio parcial muy cercano a la línea de equilibrio total, esto es característico de aguas provenientes de reservorios geotermales profundos.

Las demás fuentes se ubican dentro de las aguas inmaduras con elevadas concentraciones de Mg.

0 50 100 150 200 250 300

T SiO2(°C)

0

40

80

120

160

200

240

280

T (°

C)

T-18O ︵H2O-SO4 ︶ ︵Mizutani and Rafter, 1969 ︶

T-Na/Li ︵Fouillac and Michard, 1981 ︶

T-Na/K ︵Truesdell, 1976 ︶

T-Na/Li, T-18O(H20-SO4), T-Na/K vs T-SiO2

El geotermómetro de isotopo de oxigeno (T δ18O (SO4-H2O), muestra una temperatura de 276 °C para las aguas de la fuente 54111-001. La temperatura calculada con los geotermómetros de Na/Li (T-Na/Li) indican rangos desde 220 a 250°C y Na/K (T-Na/K) muestran rangos de 150 a 200°C respectivamente, dependiendo de la variación de la temperatura de sílice. Entonces la temperatura estimada del recurso geotérmico a profundidad puede ser mayor a los 200°C.

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15

18O(‰)

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

2H(‰

)

Line

a de A

gua M

eteó

rica L

ocal

D=8.15

*18 O+1

5.3 (L

MWL)

Recarga de agua

meteórica

Agua Andesítica

dilución por agua subterranea

Fuentes termalesFuente fría

Leyenda

LMWL (Cortecci et al., 2005)

Recarga de agua meteórica para el sistema hidrotermal peruano (Cortecci et al., 2005)

δD vs ∆18 O

En la figura observamos que las fuentes de menor temperatura (43.6 y 59 °C) se localiza cerca a la Línea Meteórica Local-LML, lo que indicaría que estas aguas están siendo diluidas principalmente por agua meteórica .

Por otro lado observamos que las fuentes termales (86 y 82.5°C) se alejan relativamente de la LML, lo que muestra claramente que estas aguas se originan de la mezcla entre el agua meteórica y magmática, siendo el principal componente el agua meteórica proveniente de la superficie (Craig et al., 1956; Craig 1963).

Modelo geoquímico conceptual de la zona geotermal

de Borateras

WEST JEC & INGEMMET, 2008

CONCLUSIONES

La caracterización geoquímica de las aguas termales en Borateras son de tipo clorurada – alcalina (Na-Cl).

Por otro lado, los isotopos estables 18O y δD, indican que las aguas termales se originan por la mezcla entre agua meteórica y magmática.

Finalmente, la geotermometría química en fase líquida estima que la temperatura a profundidad del recurso geotérmico de la ZGB posiblemente sea superior a los 200°C.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN