PROVINCIAS GEOTÉRMICAS DE MÉXICO '-^

FEDERICO MOOSER *

R E S U M E N

Con base en la distribución de manantia-les termales, fracturamientos tectónicos y vu\-«anismo se definen 8 provincias geotérmicas para el territorio mexicano. Se formula una hipótesis que une 4 provincias y las correlacio-na con un flujo convectivo ascendente conec-lado con otro descendente, que ha creado la Trinchera de Acapulco, dentro de una sola corriente.

A B S T R A C T

8 geothermal provinces are defined for the Mexican territory on the basis of tectonic fracturing, volcanism and hot spring distribu-tion. A hypothetical connection is established between 4 of these seemingly sepárate pro-vinces, uniting them to form one, created by a rising convection current that is related to its descending branch, at present produc-jng the Acapulco Trench.

INTRODUCCIÓN

La distribución de los manantiales ter-males y emanaciones asociadas a través del territorio de México, reproducida en el Mapa de Focos Termales de la Repú-blica (Alonso Espinosa, H., L . F . de An-da y F . Mooser, 1 9 6 4 ) invita a estable-cer correlaciones con la tectónica y el vulcanismo, con el fin de llegar a con-clusiones generales acerca de la distri-Inición de zonas con flujo térmico ele-vado, llamadas aquí Provincias Geotér-

micas. El flujo térmico normal de ia corteza continental de América del Nor-te es de 1.2 x 10"** calorías por centíme-tro cuadrado por segundo. Cualquier flujo estimado superior a dicbo valor en este trabajo se mencionará como flujo positivo y uno inferior como flujo ne-positivo y uno inferior como flujo nega-tivo (La distribución de los focos terma-les en México queda indicada en la Fig. 1 ) .

PROVINCIAS GEOTÉRMICAS

I. Una faja de extraordinario flujo térmico positivo la constituye el Mar de Cortés y sus costas. L a correlación del Golfo de California con el Alto del Pa-cífico Oriental (East-Pacijic Riso) fue hecha en los últimos años gracias a estudios oceanógraficos llevados a cabo

])or la Institución Scripps de Oceanogra-fía. El flujo térmico de esta parte de la corteza resultó ser, después de medi-das directas en varios puntos del fondo del mar, cinco a ocho veces mayor al de las zonas adyacentes (6 a 10 x 10~" cal cm- seg.) .

* Manuscrito entregado el 30 de Abril de 1964. * * Investigador Adjunto del Instituto de Geología, U.N.A.M. y Geólogo de la

Comisión Federal de Electricidad.

153

1 5 4 B O L E T Í N D E L A A S O C I A C I Ó N

E l Golfo de California revela c lara-mente una estructura de afallamiento en bloques y hundimientos subsecuentes dentro de la zona central de un gran geo-tumor alargado (Mooser, F . y M. Maldo-nado Koerdell, 1 9 6 1 ) . R. L . K o v a c h y J . Monges Caldera ( 1 9 6 1 ) , en un análisis gravimétr ico de la parte norte de la B a j a California y después R. L . Kovach et al ( 1 9 6 2 ) , sintetizando estudios gravimé-Irieos. sismológicos y geológicos, com-probaron hasta cierto grado la continua-ción al Golfo de California de las fallas de la L a g u n a Salada, Elsinore, San J a -cinto e Imperial .

E n general, el vulcanismo a lo largo del Golfo de California no es intenso y contadas son las islas con conos vol-cánicos cuaternarios . Sin embargo , en ambas costas, la peninsular y la conti-nental, se conocen e n ciertas zonas nu-merosos flujos de lavas cuaternarias . Los importantes fract iuamientos corticales, delimitando anchos bloques, corren de noroeste a sureste y pueden seguirse so-bre distancias de 7 0 y más kilómetros. Part iendo de estos fracturamientos prin-cipales se reconocen en varias partes fracturamientos secundarios dirigidos de suroeste a noreste, generalmente con po-cos kilómetros de longitud. L a s manifes-taciones termales, así como las erupcio-nes volcánicas, se realizan con prefe-rencia en el cruce de ambas fracturas , aunque puede haber irregularidades o desviaciones. El caso mejor conocido y estrucluralmente bien explorado es el campo geotérmico del Cerro Pr ie to (Alonso Espinosa H. y F . Mooser, 1 9 6 4 ) . Perforaciones que fueron realizadas al norte de la L a g u n a Volcano hasta 2 , 6 2 9 m, revelaron temperaturas de 2 1 4 ° C ya a la profundidad de 7 0 0 m.

El Golfo de California y s u s costas representan una provincia geotérmica in-discutible, probablemente la de mayor importancia p a r a México . Sobre toda su

extensión deben existir grandes porcio-nes de la corteza anormalmente calientes.

I I . L a Península de B a j a California muestra haber sufrido un fracturamien-to transpeninsular, superior en intensi-dad a la falla de A g u a Blanca (Alien, C.R. et al, 1 9 5 9 ) , entre la B a h í a de S(>-bastián Vizcaíno, en el Océano Pac í f ico y Santa Rosalía, a orillas del M a r de Cortés. Numerosos volcanes cuaternarios , en su mayor ía de poco tamaño , m a r c a n la trayector ia de esta debilidad tectó-nica que pasa por el oasis de S a n Ig-nacio. Los Volcanes de las Tres Vírge-nes y la Isla de la T o r t u g a puntualizan la provincia geotérmica antes descrita. Se propone denominar esta fa ja trans-peninsular como P r o v i n c i a Geotérmica de San Ignacio .

I I I . Part iendo de la P r o v i n c i a Geo-térmica del Golfo de California, a la altura de Ciudad Obregón, se extiende hacia el norte una ancha f ranja de frac-turamiento en bloque, que cruza la frontera \^or Cananea . E n algunos si-tios, sobre todo a lo largo del R ío Y a q u i , afloran manantiales termales y en si-tios aislados se encuentran lavas del Cuaternario . P a r e c e que esta f ranja , que podría l lamarse Prov inc ia Geotérmica Yaqui -Bavispe (por los manantiales arr i -ba mencionados y por el g r a n sismo ocurrido en Bavíspe en el año de 1 8 8 7 (descrito por J . G. Agui lera, 1 8 8 8 ) , jiresenta una zona de fracturamiento actualmente en act ividad reducida o fi-nal, pero que en el T e r c i a r i o Medio y Superior desplegó g r a n act ividad volcá-nica, como queda evidenciado en el sitio de la P r e s a del Novillo.

IV. Al este de la c iudad de D u r a n g o existe una zona cubierta por numerosos volcanes cuaternarios que han d e r r a m a -do extraordinarios volúmenes de lavas que cubren una superficie de más de

Fig. 1.-Distribución de focos termales en la República Mexicana (véase Alonso Espinosa H. et ni.. l%.|i.

1 5 6 B O L E T Í N DE LA ASOCIACIÓN

3 0 0 Km^. Dispersados y rodeando con g r a n radio a esta á r e a hay varios ma-nantiales termales que también comprue-ban la existencia de un gradiente geo-térmico positivo. L o s fracturamientos que permit ieron el ascenso del m a g m a no están definidos aún (Albritton, J r . , C. C , 1 9 5 6 ) .

Se propone denominar a esta región de volcanes y manantiales la Prov inc ia Geotérmica de Durango .

V . Otro caso de una región volcánica reciente y aislada lo constituye la comar-ca al pie sureste de la S ierra de Ta-maulipas. Numerosos conos volcánicos recientes rodeados de malpaíses basál-ticos señalan una debilidad cort ical ais-lada, que se propone denominar P r o -vincia Geotérmica de Aldama, ya que es al noreste de esa población que se extiende sobre unos 1 5 0 Km^. Los frac-turamientos que permit ieron el ascenso de las lavas corren generalmente de norte a sur.

V L E n el centro de México resalta la ex traord inar ia acumulación de ma-nantiales termales entre los paralelos 1 8 ° y 2 2 ° 3 0 ' lat N, dentro de una zona a largada que se extiende de este a oeste desde el Golfo de México hasta el Océano Pacíf ico. Coincide esencialmente con la gran franja de manifestaciones volcáni-nicas terc iarias y cuaternarias , conocida generalmente como E j e Neovoleánico o F a j a Volcánica Transmex icana . Investi-gaciones llevadas a cabo durante los últimos años han demostrado que la franja se compone principalmente de dos grandes fracturamientos: en el sur el fracturamiento Humboldt, m a r c a d o por la línea de los grandes volcanes de Méxi-co y en el norte el fracturamiento Cha-pala-Acambay, de m a y o r edad y más ancho. Ambos fracturamientos represen-tan líneas de debilidad cort ical extra-ordinar ia . E n la actual idad aún no se

sabe, por falta de estudios geofísicos sistematizados, si corresponde un adel-gazamiento de la corteza al extenso vul-canismo desarrollado de estos fractura-mientos que en la p a r t e central de la Repúbl ica M e x i c a n a se est ima tiene unos 4 5 K m de espesor (Wool lard, G. P . y J . Monges Caldera, 1 9 5 6 ) .

No debe sorprender que al infiltrarse aguas pluviales en las lavas y tobas de estos fracturamientos volcánicos se ca-lienten prematuramente , debido al flujo térmico elevado existente en esa área . Dicho flujo positivo debe atribuirse a la existencia de numerosas chimeneas volcánicas recientes, c á m a r a s magmáti -cas act ivas y cuerpos intrusivos oculta-dos a poca profundidad, cuyas tempera-turas var ían , según su edad y estado de enfriamiento, entre 1 0 0 ° y 1 0 0 0 ° C .

E n la actual idad disponemos aún de muy pocos datos que pudieran deter-minar el gradiente geotérmico válido p a r a esta zona central del país . Sin embargo , perforaciones llevadas a cabo en Ixt lán de los Hervores , Michoacán, revelan una temperatura de 1 5 0 ° C o más en los pr imeros 1 0 0 metros. Las perforaciones en el c a m p o geotérmico de Pathé a r r o j a n uno de 1 5 0 ° a 2 0 0 ° C por kilómetro. E s c laro que en sitios de manifestaciones fumaról icas y solfa-táricas , las perforaciones a unas cuan-tas decenas de metros r indan ya tempe-raturas m u y elevadas. E n t r e la multitud de casos puede c i tarse el C e r r o de las Humaredas al norte de Oriental , donde apenas al a lejarse un poco de la super-ficie las t emperaturas ascienden por en-c ima del punto de ebullición. E s este el sitio donde se originó, probablemente no hace muchos miles de años, una erupción que produjo la ava lancha ar-diente que fluyó al cañón del Río Apul-co y formó allí las obsidianas columna-res sobre las que se desplanta la P r e s a de Apulco, P u e .

PROVINCIAS G E O T É R M I C A S I P de Boja Coliforpia

I R de San Ignacio

H P de Yaqui -Bovispe

nr P de Durango

Y P de Aldoma

21 P del Centro

21 P de Co temaco

21 P de Ch iopas

Fig. 2.—ProNincias Geotérmicas de México.

158 BOLETÍN DE I.A Asof : iA(. iÓN

Otra evidencia del flujo térmico positivo que existe en esta zona la constituyen las temperaturas superiores a la normal encontradas en el extremo oriental dentro de los pozos petroleros de Poza Rica , donde ya a unos 3 , 0 0 0 m de profundidad pueden alcanzarse temperaturas de 1 2 0 ° C .

Se propone denominar la faja arr i ba discutida Provincia Geotérmica del Centro.

V I I . Al sureste de Veracruz , elevándose sobre depósitos marinos terciarios de la llanura del Golfo de México, se encuentra el grupo volcánico, principalmente cuaternario, de los Tuxtla . F r a c turas o fallas con longitud de 6 0 K m y más, corriendo de sureste a noroeste, están claramente mareadas por hileras de conos volcánicos, siendo el mayor de ellos el Volcán de San Martín. En la Bahía de Zontecomapán, a orillas del Golfo de México, afloran manantiales calientes (Mayer, F . , 1 9 6 3 ) . Puede denominarse esta provincia geotérmica, también aislada, de Catemaco por la laguna formada en su parte central.

V I H . El sureste de la República Mexicana está intensamente fracturado por fallas

Fig, 3.—DisUiliiuióii y relaciones de las corrientes convectivas.

1 6 0 BOLETÍN DE LA ASOCLACIÓN

superior. Entonces puede suponerse que la Trinchera Mesoamericana de Acapulco, que representa un cordón alargado de corteza en submersión caracterizada por "flujo negativo" (Wilson J . T., 1 9 6 3 ) , corresponde a una sola F a j a Volcánica Transmexicana que en dos tramos aún no está desarrollada superficialmente: entre el Pico de Orizaba y los Tuxtlas y entre éstos y Pichucalco. Aparentemente la gruesa secuencia terciaria de la Cuenca de Veracruz y los depósitos de la Cuenca Salina del Istmo de Tehuan-tejjec frenan el ascenso de las lavas con sus espesores de miles de metros.

En la Figura 3 se trata de correlacionar corrientes de convección ascendentes y descendentes en el manto de acuerdo con la hipótesis arriba expuesta.

En la misma figura se introducen las principales fajas de fracturamiento cortical, activas en la actualidad y que no parecen estar relacionados directamente a dichas corrientes de convencción: ali-namientos Clarion y Humboldt, el Sistema de Fallas San Andrés y las falla.s de Agua Blanca y San Ignacio. En lo que se refiere a esta última, existe inseguridad de si ésta representa o no la expresión superficial de otra corriente de convección lateral, desprendida de la que produce el Alto del Pacífico Oriental en el Mar de Cortés. También es probable que la Provincia Geotérmica Yaqui-Bavispe sea igualmente la expresión superficial de otra corriente de convección a.scendente lateral dentro del territorio continental.

BIBLIOGRAFÍA

AGUILERA, J . G . 1 8 8 8 . Estudio de los Fenómenos Sísmicos del o de Mayo de 1 8 8 7 (en Bavispe, Son.) Anal. Minist. Fomento Repúbl. .Mexicana, X : 5 - 5 6 , 1 0 planos.

ALBRITTON, J K . , C. C. 1 9 5 6 . Quaternary Stratigrapliy of the Guadiana Valle, Durango, México. Geol. Soc. América BulL. 6 9 : 1 1 9 7 - 1 2 1 6 . ilustr.

ALLEN, C. R . et al. 1 9 5 9 . Agua Blanca Fault. A Major Transvei-se Structure of Northern Baja California, México. Geol. Soc. .4merica BulL, 7 1 : 4 5 7 - 4 8 2 , ilustr.

ALONSO ESPINOSA, H. , L . F . DE ANDA y F . MOOSER. 1 9 6 4 . Focos Termales en la República Mexicana. Bol. Asoc. Mexicana Geol. Petrel., X V I ( 7 - 8 ) : 1 4 5 - 1 5 2 , 1 fig. i

ALONSO ESPINOSA, H . y F . MOOSER. 1 9 6 1 . El Pozo M - 3 del Campo di-Energía Geotérmica del Cerro Prieto, B. C , México. Bol. Asoc. Mexicana Geol. PetroL, X V I ( 7 - 8 ) : 1 6 3 - 1 7 7 . 1 0 figs., 1 lám.

KOVACH, R . L . y J . MONGES CALDER-\. 1 9 6 1 . Medidas de Gravedad en la Parte Norte de Baja California, México. .Anal. Inst. Geofísico. U.N.A.M., V I I : 9 - 1 4 , ilustr.

MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEUOS 161

MOOSER, F . y M . MALDONAUÜ-KOEKUELL. 1961. Tectónica Penc-Con-leniporánea a lo largo de la Costa Mexicana del Océano Pacífico. Geofísica Internacional, 1 ( 1 ) : 1-20, ilustr.

KOVACH. R . I .̂ et al. 1962 . Geophysical Investigations in the Colorado Delta Región. Jour. Geophys Res., :2845-2i?71, ilustr.