Controles en la señal isotópica de los carbonatos de la Terma los Hornos, Puna de Catamarca, Argentina.

MORS, R.A.; GOMEZ, F.J.; ASTINI R.A.

Paraná

Congreso; Congreso. XVII RAS y el VIII CLS. Asociación Argentina de Sedimentología; 2021

Asociación Geológica Argentina

Las variaciones en la composición y las tendencias de los isótopos estables C y O de los carbonatos proporcionaninformación sobre los ambientes en los que se formaron, dado que reflejan la interacción de procesosgeoquímicos, hidrológicos y biológicos en el agua de la que precipitaron. Desentrañar los roles de estos procesosen la formación de una señal isotópica suele ser difícil, pudiendo conducir a una interpretación errónea del registrogeológico. Aquí se discute la evolución isotópica de las aguas de la Terma Los Hornos, un sistema hidrotermalactivo ubicado en la Puna de Catamarca (Argentina), para mejorar la comprensión sobre los procesos defraccionamiento y sus controles.La composición isotópica del carbono inorgánico disuelto (δ13CCID) y de los carbonatos derivados (δ13CCARB)dependen de la temperatura, la fuente de CO2, la mezcla de aguas, el grado y tasa de desgasificación y lasalteraciones diagenéticas. A los fines de entender los efectos de la desgasificación de CO2 en la señal isotópica delos carbonatos estudiados se realizó un modelo de fraccionamiento tipo Rayleigh. Este modelo describe laevolución de un sistema con múltiples fases donde una de ellas se elimina continuamente mediante destilaciónfraccionada. Los resultados obtenidos predicen un enriquecimiento de los isótopos de 13C a medida que disminuyela concentración de carbono inorgánico disuelto. Esta tendencia hacia valores de δ13CDIC más positivos refleja ladesgasificación preferencial del isótopo más liviano (12C) y se ha registrado acompañado por el aumento deδ13CCARB a lo largo del flujo de la Terma Los Hornos, con un factor de enriquecimiento entre el agua y loscarbonatos de ~ 1 ‰ (Romanek 􀁈􀁗􀀃􀁄􀁏􀀑, 1992).El fraccionamiento isotópico del oxígeno entre el agua y los carbonatos depende de la temperatura del fluido y deprocesos cinéticos. Estudios experimentales han desarrollado diferentes ecuaciones que relacionan la composiciónisotópica del carbonato (δ18OCARB) y del agua de la cual se forman (δ18OH2O) con la temperatura a la que ocurrió lareacción. En particular, la ecuación de Kim y O’Neil (1997) permite calcular el fraccionamiento isotópico entre elagua y el carbonato en un amplio rango de temperaturas. El uso de esta ecuación para el rango de temperaturas ycomposiciones isotópicas de las aguas de la Terma Los Hornos pudo interpretarse que los carbonatos estánprecipitando cercanos al equilibrio termodinámico con las aguas a partir de las cuales precipitan. Esto ocurre aexcepción de los sectores próximos a las surgencias hidrotermales en donde, a partir de la diferencia entre lacomposición isotópica medida de los precipitados carbonáticos respecto a la calculada por la ecuación de Kim yO’Neil (1997), se pudo interpretar un fuerte desequilibrio. Kele 􀁈􀁗􀀃 􀁄􀁏􀀑 (2015) postularon que la desgasificaciónintensa de CO2 cerca de las surgencias hidrotermales induce la disociación de HCO3- en CO3-2 y H+, y que el CO3-2 recién formado reacciona rápidamente con el Ca+2 libre para formar calcita en desequilibrio isotópico con elagua. Esto resulta consistente con la tendencia observada en la Terma Los Hornos donde a pH más bajo y altastasas de desgasificación por despresurización en la zona proximal de las surgencias hidrotermales se constató unmayor desequilibrio, sugiriendo que la temperatura no es el único control del proceso de fraccionamiento, sinoque procesos cinéticos vinculados a la tasa de precipitación también influyen.