Aplicación del método magnetotelúrico en la exploración de un sistema geotermal, en la región de Atacama, Chile

Abstract

Se realizó una campaña en un campo geotermal y se utilizó el método geofísico magnetotelúrico (MT). El área de exploración se encuentra al norte de Chile, en la región de Atacama en el límite sur del altiplano Chileno, en el Llano los Cuyanos a una altitud promedio de 4100 msnm. En términos geológicos se encuentra en una zona con volcanismo reciente en una cadena volcánica con orientación NW-SE del Holoceno-Plioceno con una serie de complejos volcánicos, estrato-volcánicos, complejos de domo y lavas y campos de ignimbritas (Clavero et al., 1997, 1998). La principal característica estructural se encuentra en el dominio de las unidades que forman la cordillera de Claudio Gay, en esta zona se encuentran fallas inversas de alto ángulo que cabalgan rocas volcanoclásticas del Permo-Triásico sobre rocas sedimentarias sintectónicas y volcánicas del Oligo-Mioceno (Clavero et al., 1997, 1998). Se instalaron dos estaciones de MT por día desde el 26 de abril al 6 de mayo de 2012, de las que 19 midieron buenos resultados. Se dejó midiendo cada estación por toda una noche y se retiraba al día siguiente para ser colocada en la próxima ubicación de la estación. La distancia entre cada estación fue de 1-2 km en una grilla de estaciones. Los resultados de la inversión muestran que toda el área de estudio se encuentra en una zona de anomalía de muy baja resistividad (< 10 Ohm-m) (no se pudo delimitar en el plano horizontal esta anomalía). Comenzando a los 200 m de profundidad y extendiéndose hasta 1 km de profundidad aproximadamente en el extremo este y hacia el oeste, la anomalía se extiende a una mayor profundidad (> 2 km). Los primeros cientos de metros la estructura geoeléctrica es unidimensional y a mayor profundidad cuando comienza a aumentar la resistividad, la estructura se vuelve de 2D con un rumbo geoeléctrico casi NS y a mayor profundidad el rumbo de esta estructura es rotado en sentido horario. A la luz de los resultados recién mencionados se puede suponer que la zona de exploración se encuentra en un campo geotermal con un upflow (flujo de calor ascendente) en el extremo este de las mediciones y un outflow (flujo de calor hacia afuera del sistema) en el extremo oeste. Considerando además que la zona donde se encuentra la anomalía de baja resistividad esté a una temperatura en el rango de 50-200ºC, y considerando que la roca presenta minerales de arcilla con alteración hidrotermal que se encuentran en equilibrio con la temperatura. Esto se puede deducir en base a tres razones: 1) evidencias geotermales en superficie como alteración hidrotermal en el suelo y termas, 2) la forma de la estructura de baja resistividad, y 3) mediciones de temperatura superficial al este de la zona explorada indican una temperatura mayor que la del promedio para un período de 25 días. Se sabe que la estructura de resistividades de un campo geotermal comprende una primera capa (más superficial) de muy baja resistividad (< 10 Ohm-m) y que por debajo de esta estructura que la envuelve, se encuentra el reservorio (núcleo resistivo) de mayor temperatura y resistividad (> 15 Ohm-m). La forma de la estructura depende de la topografía, gradiente hidrológico, la roca huésped y salinidad del medio. Los resultados de la inversión 3D no muestran un reservorio definido (al menos con el parámetro utilizado: la resistividad), lo cual sugiere que el reservorio no se encuentre allí, que no exista, que este apantallado por otro fenómeno o considerando las zonas de upflow y outflow se encuentre hacia el este de la exploración. Sin embargo la inversión 2D sí muestra lo que podría considerarse un reservorio, en el extremo este de las mediciones a una profundidad de ~2 km. Esta diferencia se debe a que el ajuste de los datos en esa zona no es bueno y que podrían estar distorsionados por un efecto inductivo, efectos de borde o por la topografía.