Caracterización geoquímica de un sistema hidrotermal de aguas alcalinas en el Pirineo

Ladrero Irún, Juan
Auqué Sanz, Luis Francisco (dir.)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2019
Departamento de Ciencias de la Tierra, Área de Petrología y Geoquímica

Graduado en Geología

Resumen: En este Trabajo Fin de Grado se han determinado los caracteres fisicoquímicos del sistema geotermal de San Vicente, ubicado en el Pirineo leridano, tanto en condiciones de surgencia como en su reservorio (temperatura, estados de equilibrio mineral y pH). También se han evaluado algunas de las modificaciones composicionales que sufren las aguas durante su ascenso. Para ello se han empleado cálculos de modelización geoquímica (especiación-solubilidad) y técnicas geotermométricas (geotermómetros clásicos y simulaciones geotermométricas).
Las aguas estudiadas presentan, en condiciones de surgencia, una temperatura de 38Cº, elevados valores de pH (8´8 a 9´5), bajos contenidos en el total de solidos disueltos, sodio como catión dominante y ningún anión en concentraciones preponderantes sobre los demás. Todos estos caracteres son comunes al resto de aguas termales alcalinas presentes en otras zonas del Pirineo.
Los cálculos de especiación-solubilidad indican que las aguas termales, en condiciones de surgencia, presentan unos valores muy bajos de presión parcial de CO2 (por debajo del valor de presión parcial atmosférica), la sílice se encuentra parcialmente ionizada, la distribución de las especies carbonatadas está dominada por el HCO3- y la especie Al (OH4)- es la forma dominante de aluminio en la solución. Por su parte, los valores de índice de saturación (I.S.) indican que las aguas del manantial se encuentran sobresaturadas respecto a cuarzo, calcedonia, feldespato potásico y albita.
Las simulaciones geotermométricas realizadas indican que, en profundidad, las aguas de San Vicente se encuentran en equilibrio respecto a una asociación mineral constituida por albita, cuarzo, feldespato potásico, calcita, caolinita y algún aluminosilicato cálcico como la zoisita, a una temperatura de 85±7ºC y con un valor de pH más bajo (8´8 ± 0´1) que el determinado en condiciones de surgencia. Estos resultados refinan y mejoran los obtenidos mediante la aplicación de los geotermómetros clásicos y, específicamente, resuelven los problemas provocados por la presencia de especies silíceas parcialmente ionizadas en los geotermómetros de la sílice, ayudando a conocer cuál es la fase silícea con la que se establece el equilibrio en el reservorio.
Durante el ascenso y enfriamiento de las soluciones termales a la superficie se produce un incremento del pH (con tasas de variación de 0´009 a 0´015 unidades de pH por grado centígrado) controlado por el reequilibrio de los pares ácido-base (H4SiO40 - H3SiO4-, HCO3- - CO32-, etc) activos en estas aguas. Asimismo, se produce una precipitación de caolinita aunque no de magnitud suficiente como para influir significativamente en la sílice disuelta o en la variación de pH de las aguas. La calcita se mantiene en equilibrio sin que se produzcan procesos de disolución durante el ascenso, ya que el aumento en la solubilidad de la calcita se ve compensado por un incremento en las concentraciones de CO32- asociado al aumento de pH de las aguas.
A partir del gradiente geotérmico de la zona se ha estimado la profundidad del reservorio de las aguas de San Vicente, en torno a los 2 Km. Finalmente, se recomienda la realización de nuevas de campañas de muestreo que mejoren las ya realizadas e incluyan en el análisis datos de Al y Li, así como la realización de un estudio isotópico (δ18O y δ2D en las aguas) para determinar la altitud del área de recarga del sistema.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado