Fault-controlled development of shallow hydrothermal systems, Southern Andes
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Date
2016
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Abstract
Las zonas de falla controlan la formación de sistemas hidrotermales someros, candidatos para el desarrollo de sistemas geotérmicos. El modo de falla es controlado por la presión de fluido (PF = λV*σV, λV = factor de presión de poro, σV = estrés vertical) y el estrés diferencial (σ1 - σ3), generando distintos estilos de deformación (extensional y/o cizalle). La Zona Volcánica Sur de los Andes (ZVS) es una de las regiones geotermales más vastas e inexploradas del mundo, ideal para estudiar la interacción entre el modo de deformación y el transporte de fluidos. El Sistema de Falla Liquiñe-Ofqui (SFLO) y el Sistema de Falla de Larga Vida Oblicuo al Arco (SFOA) corresponden a fallas corticales que controlan la tectónica de la ZVS. En este trabajo, dos transectas de meso-escala, que representan a cada sistema, fueron estudiadas mediante mapeo estructural, sondajes eléctricos 2D in situ, petrografía, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. El análisis meso- y microestructural sugiere que la exposición del SFLO está dominada por una falla EW cíclica en extensión (±cizalle) en un régimen de rumbo Andersoniano. En cambio, el afloramiento del SFOA registra dos modos de falla de rumbo NW sobreimpuestos: (1) cizalle (±extensión) en un régimen de rumbo Andersoniano; y (2) extensión (±cizalle) en un régimen transtensional no-Andersoniano. Zeolitas ricas en Ca y Ca(-Na), que ocurren principalmente en venas del bloque colgante, indican temperaturas de cristalización entre 110-210°C y paleo-profundidades entre 2.1-3.5 km (asumiendo 60-100°C/km). Los resultados de sondajes eléctricos sugieren una correlación significativa entre la cantidad de zeolitas (por unidad de área) y la conductividad de la roca, mayor en el núcleo y el bloque colgante, comparada a una roca de caja andesítica inalterada. Para campos de estrés dados en la ZVS se construyeron, mediante modelación numérica, diagramas de modo de falla en el espacio λ-σ. En la exposición del SFLO, la falla en extensión (±cizalle) probablemente ocurre entre rangos típicos de factor de presión de poro (0.4≤λV≤0.48). Por el contrario, en el afloramiento del SFOA, el cambio entre falla en cizalle (±extensión) y extensión (±cizalle) necesariamente involucra una sobrepresión de fluidos (λV >50-88% sobre la presión hidrostática). Estos resultados sugieren que las condiciones de estrés de largo plazo favorecen: (1) el almacenamiento de fluidos sobrepresurizados en sistemas hidrotermales espacialmente asociados a las fallas NW del SFOA; y (2) flujo localizado y continuo en conductos verticales asociados a las fallas EW del SFLO. La ocurrencia de sistemas geotermales en la ZVS requiere de zonas de falla regionales que acumulen y transporten fluidos hidrotermales, lo que podría estar dado por las interacciones entre las fallas NW del SFOA y EW del SFLO.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2016