ESTUDIO MULTIDISCIPLINARIO DEL SISTEMA GEOTERMAL DE ROSARIO DE LA FRONTERA, SALTA, ARGENTINA

CHIODI AGOSTINA; BAEZ WALTER; MAFFUCCI ROBERTA; VIRAMONTE JOSE G.; INVERNIZZI CHIARA; TASSI FRANCO; GIORDANO GUIDO

Congreso; 19° Congreso Geológico Argentino; 2014

En este trabajo se presentan los resultados obtenidos a partir del estudio multidisciplinario realizado en el sistema geotermal de Rosario de la Frontera (25º50.047?S 64º55.715?O), provincia de Salta, Argentina, en el marco del Proyecto C.U.I.A. 2011-12:?Esplorazione e utilizzo di risorse geotermiche di media e bassa entalpia in area sub-andina per lo sviluppo energético sostenibile delle città delle province di Jujuy e Salta?. El enfoque multidisciplinario contempló la utilización de técnicas convencionales en estudios geotérmicos (geofísica, geología estructural, geoquímica de fluidos, etc.) como así también la aplicación de técnicas relacionadas a la industria del petróleo (análisis paleotermal de indicadores orgánicos e inorgánicos, modelado numérico de la permeabilidad secundaria del reservorio). El sector de estudio se localiza en el extremo septentrional de la Sierra de La Candelaria (anticlinal Termas), Sistema de Santa Bárbara, donde la deformación compresiva ocurrida desde el Mioceno a la actualidad ha generado una faja corrida y plegada de piel gruesa (Kleyy Monaldi 2002 y citas allí). La fase compresional andina, a su vez, provocó la inversión en forma selectiva de fallas normales asociadas al rift cretácico (Grieret al. 1991, Cristallini et al. 1997 y citas allí). La sucesión estratigráfica en el anticlinal de La Candelaria está compuesta por el basamento metamórfico de bajo grado (Formación Medina, Precámbrico-Cámbrico), seguido en discordancia por la secuencia sedimentaria de rift del Grupo Salta (Cretácico-Eoceno). La sucesión estratigráfica finaliza con los depósitos syn-orogénicos de la cuenca de antepaís del Grupo Orán (Mioceno-Pleistoceno). En el extremoseptentrional de la Sierra de La Candelaria se localizan 13 manifestaciones hidrotermalessuperficiales contemperaturas que varían desde 22.7 a 93.3ºC. La mayoría de las muestras de agua son del tipo clorurada alcalina, mientras que algunas son bicarbonatadas sódicas (Seggiaro et al. 1997, Chiodi et al. 2012a,b). Estimaciones de las temperaturas subsuperficiales realizadas en base a geotermómetros acuosos arrojan valores que varían entre 57 y 137ºC, similares a los estimados por Seggiaro et al. (1995) entre 90 y 130ºC. La fase gaseosa asociada a las fuentes de aguas termales se presenta como gas burbujeante y como gas disuelto.Está compuesta principalmente por CO2 (entre 139 y 960 mmol/mol) y N2 (entre 28 y 841 mmol/mol).Los gases que tienen las mayores concentracionesde CO2 (alrededor de 955 mmol/mol) presentan relativamente elevadas concentraciones en H2S (hasta 3.6 mmol/mol), H2 (hasta 0.022 mmol/mol) y CH4 (hasta 0.087mmol/mol), y menores concentraciones en gases atmosféricos (O2, Ar y Ne) respecto a las muestras de gases ricas en N2 (Chiodi et al. 2012a,b). Los valores de las relaciones isotópicas (δ18O promedio = -6,7 ?, δD promedio = -37 ? V-SMOW) (Chiodi et al. 2012a,b)y del contenido en 3H (promedio = 0.05 U.T.) (Invernizzi et al. enviado) obtenidos a partir del análisis de las muestras de agua indican un origen meteórico para la recarga del acuífero termal y un prolongado tiempo de residencia del agua dentro del acuífero (> 50 años). Con respecto a la fase gaseosa los valores de las relaciones 13C/12C en CO2 (δ13C-CO2 entre -7.13 y - 3.66 ? V-PDB)(Chiodi et al. 2012a,b) son consistentes con un origen predominantemente mantélico para el mismo. Se encuentran en curso determinaciones isotópicas para establecer las relaciones 3He/4He, destinadas a corroborar la posible contribución de helio a partir de la desgasificación mantélica. Trabajos previos (Moreno Espelta et al. 1975, Seggiaro et al. 1997) sugieren como roca reservorio del sistema geotermal al Subgrupo Pirgua. En este sentido se realizaron determinaciones de laboratorio y modelados numéricos (Discrete Fracture Network models) para la caracterización petrofísica del reservorio. Valores de permeabilidad primaria de 81.2 mD (Invernizzi et al. enviado) sumados a la permeabilidad secundaria, en el rango de 12 a 15 mD (Maffucci et al. 2013), del Subgrupo Pirgua confirman su potencialidad como roca reservorio. El volumen estimado del reservorio (Maffucci et al. 2013) es de aprox. 53 km3, con un espesor promedio de 450 m, que en el sector norte del anticlinal alcanza un máximo de profundidad de 2.4 km. El análisis paleotermal de los indicadores orgánicos e inorgánicos (di Paolo et al. 2012) estuvo enfocado principalmente en determinar el potencial como roca sello de diferentes formaciones de post-rift y syn-orogénicas (e.g. Formación Yacoraite, Río Seco, Anta y Jesús María). El patrón térmico de cada roca se relaciona directamente con el estado de preservación (zonas sin fracturación vs. zonas fracturadas) y la distancia al área de las termas. En la Sierra de La Candelaria, en zonas distales del área de las termas, la madurez térmica de las rocas analizadas se debe principalmente al calor transferido por conducción durante el soterramiento. Los valores obtenidos son mayores en comparación con otras áreas de similares características geotectónicas sugiriendoun gradiente geotérmico actual de 40ºC/km, ligeramente menor al propuesto por Seggiaro et al. (1995) de 43.3ºC/km. En el sector de las termas, la madurez térmica de las rocas estudiadas se debe también al proceso de convección y es mayor en comparación con otras áreas de la Sierra de La Candelaria, debido a la influencia localizada que ejercen los fluidos hidrotermales.Los resultados obtenidos permiten proponer ala Formación Anta como la roca sello del sistema geotermal debido a i) su baja permeabilidad ii) su eficacia como aislante térmico(di Paolo et al. 2012, Corrado et al. enviado). Estudios de audio-magnetotelúrica (Barcelona et al. 2013) identificaron dos zonas de elevada conductividad. La primera, a escasa profundidad (100 m), de aprox. 300 m de espesor, distribuida hacia el norte, este y oeste del anticlinalTermas, representaría acuíferos superficiales de pequeñas dimensiones. La segunda, a mayor profundidad (500 m), localizada debajo de las termas y hacia el SE, probablemente relacionada al ascenso de fluidos termales profundos a través de las estructuras. Se propone la porción norte de la sierra de La Candelaria como la zona más favorable para la recarga del acuífero termal (Invernizzi et al. enviado), como fue sugerido anteriormente por Seggiaro et al. (1997). Un balance hidrogeológico local positivo sumado a un prolongado tiempo de residencia en profundidad (>50 años) son favorables para que el agua alcance temperaturas >100ºC y desencadene procesos convectivos dentro del sistema geotermal. Los estudios realizados son consistentes el modelo conceptual propuesto por Seggiaro et al. (1997) en el cual las precipitaciones locales se infiltran en los afloramientos de la Formación Pirgua (reservorio principal profundo) en el sector norte del anticlinal de La Candelaria y circulan en sentido sur-norte. En el área de las termas el reservorio alcanza profundidades del orden de los 2.4 km permitiendo al agua alcanzar temperaturas de hasta 137ºC en un gradiente geotérmico ligeramente superior al normal (40ºC/km). La Formación Anta actúa como roca sello del acuífero termal profundo. Finalmente, existen acuíferos más superficiales, localizados posiblemente dentro la Formación Río Seco, con los cuales el fluido termal profundo se mezcla en diferentes proporciones en su ascenso a superficie a través de las estructuras