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Temperature distributions from cooling of magma chamber in Los Azufres geothermal field. Michoacán, Mexico
Temperature distributions from cooling of magma chamber in Los Azufres geothermal field. Michoacán, Mexico
Autor
P. Verma, Surendra; Laboratorio de Energía Solar, IIM-UNAM, apartado Postal No. 34, 62580 Temixco, Mor., México.
Andaverde, Jorge; Facultad de Ciencias de la Tierra, UANL, Apartado Postal 104, 67700 Linares, N. L. México.
Institución
Resumen
The temperature distribution in Los Azufres geothermal field, Michoacán, has been modeled assuming a shallow magma chamber at a depth of ~5 km. The evolution of the magma chamber is controlled by the processes of magma recharge as well as fractional crystallization, the latter being the dominant petrogenetic process. The heat contribution of these processes is taken into account. The heat transfer equation was solved by a finite difference explicit method. The process of fractional crystallization requires a time interval of --0.1 Ma for the chamber to cool from basalt to rhyolite liquids temperatures. The corresponding heat contribution amounts to a temperature increase of ~410°C. This value is considerably larger than the ~300°C estimated for "one-step" cooling. The recharge of the chamber is assumed equivalent to ~36 km3 of basaltic magma during the past 0.36 Ma. This was modeled thermally by assuming a recharge rate of 0.1 km3 of magma per 1000 years over 0.36 Ma. Convective processes within the geothermal reservoir were considered at least during the past 0.1 Ma. The processes of fractional crystallization, magma recharge and convection must all be considered for optimal agreement between the simulated and measured temperatures. Se modela la distribución de temperaturas en el campo geotérmico de Los Azufres. Michoacán, asumiéndose que la fuente de calor es una cámara magmática emplazada en los niveles más superficiales de la corteza, localizándose la cima de la cámara a ≈5 km de profundidad. En dicha cámara tienen lugar los procesos de reinyección de magma y cristalización fraccionada, siendo este último, según modelos geoquímicos, el proceso petrogenético dominante. Se desarrolla una metodología a fin de considerar la contribución de estos procesos en las simulaciones a partir de la cámara magmática. La ecuación de conservación de energía para flujo de calor por conducción en dos dimensiones se resuelve numéricamente mediante el esquema explícito de diferencias finitas. El proceso de cristalización fraccionada requiere un período de ≈0.1 Ma con el fin de llevarse a cabo totalmente. Al involucrar este proceso se aumenta en ≈410°C la temperatura de la cámara, siendo esta cantidad mayor que la calculada en el enfriamiento de magma en un sólo paso (300°C). Se considera una reinyección de ≈36 km3 de material basáltico en la cámara hace 0.36 Ma. Esto se modela térmicamente suponiendo una recarga de 0.1 Km3 cada 1000 años durante dicho período. Es necesario modelar la convección en el yacimiento al menos por 0.1 Ma para que junto con los procesos de cristalización fraccionada y reinyección, se logre una concordancia entre el gradiente térmico modelado y el medido en los pozos.
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