Estudio geoquímico de los fluidos hidrotermales del sistema geotermal del Complejo Volcánico Nevados de Chillán (36°46’–36° 54’S y 71°18’–71°29’O), Región de Ñuble, Chile.

Abstract

El Complejo Volcánico Nevados de Chillán (CVNCh), ubicado en la cordillera de la región de Ñuble, es uno de los volcanes más activos de Chile. Esta Memoria de Título busca contribuir con información de la geoquímica de aguas y gases provenientes del sistema geotermal del CVNCh, analizar su evolución y establecer un modelo conceptual que permita visualizar la configuración existente en profundidad. El sistema geotermal se ubica en el basamento volcánico del Nevados de Chillán, compuesto por la Fm. Cura-Mallín, el Basamento Santa Gertrudis-Bullileo y la Fm. Cola de Zorro, unidades que se encuentran cubiertas por rocas volcánicas y piroclásticas cuaternarias. En el marco de esta investigación, se recolectaron muestras de aguas y gases en puntos ubicados en el flanco suroeste del volcán, en los alrededores del sector Olla del Mote y del Hotel Alto Nevados. Se recolectaron 3 muestras de agua, a las cuales se le midieron parámetros fisicoquímicos en terreno y posteriormente se les realizaron análisis químicos de elementos mayores, y 4 muestras de gases, donde se analizaron las concentraciones relativas de especies gaseosas individuales. Además, se consideraron datos de investigaciones anteriores. Los resultados de los análisis muestran que los fluidos del sistema geotermal del volcán Nevados de Chillán tienen una importante señal meteórica. En base a la composición de las aguas, se determinó que pertenecen a un acuífero sulfatado vapor calentado que se encuentra alejado del equilibrio. Los gases, además de tener una señal meteórica, exhiben la participación de componentes hidrotermales, magmáticos, corticales y mantélicos. La variación evidenciada en las concentraciones relativas de las distintas especies gaseosas refleja cambios ocurridos en las condiciones que afectan al sistema geotermal, pudiendo asociarse a las distintas etapas eruptivas desarrolladas en los últimos diez años. La estimación de las temperaturas profundas fue realizada mediante la aplicación de distintos geotermómetros. Los geotermómetros aplicados para las aguas corresponden a los de sílice, los cuales arrojaron temperaturas entre los 126 y 200°C, aproximadamente. Para los gases fue utilizada la grilla geotermométrica H2/Ar-CO2/Ar y muestra temperaturas que varían entre los 180 y 240°C. Estas temperaturas permiten identificar diferentes grupos asociados a los años de muestreo y, por lo tanto, a los periodos de actividad eruptiva. En el lapso 2013-2023, es posible reconocer tres etapas de actividad volcánica, principalmente a través del análisis de los gases. La primera etapa, pertenece al periodo 2013-2016, y corresponde a la etapa pre-eruptiva, caracterizada por un componente hidrotermal dominante, con temperaturas cercanas a los 180°C. La segunda, se ubica entre los años 2016 y 2022, y es la etapa de actividad volcánica, caracterizada por un aumento tanto en los gases de origen magmático como en la temperatura del sistema, con un pico de ~240°C. La última etapa, pertenece al periodo de 2022 en adelante. Aquí ocurre un aumento drástico en la componente hidrotermal, y una disminución de ~20°C en las temperaturas del sistema. El modelo conceptual del sistema geotermal del CVNCh, el cual fue elaborado a partir de los resultados de la investigación actual sumado a información previa, muestra la existencia de una capa de arcilla impermeable que separa un acuífero vapor calentado de un reservorio hidrotermal profundo de grandes dimensiones, conectados por estructuras geológicas, como fallas y fracturas, que permiten el intercambio de fluidos entre ambos dominios, todo esto asociado a calor y fluidos provenientes del magma ubicado en la base del edificio volcánico.