Caracterización y evaluación del potencial geotérmico de las zonas geotermales Pinaya, Jaraña, Atecata, y Coline - Lampa, Puno - [Boletín B 85] - Cruz Pauccara, Vicentina (2022)
En el presente trabajo se muestran los resultados de los estudios geológicos, hidrogeológicos, geoquímicos y geofísicos obtenidos en la exploración de los sistemas geotermales de las zonas de Pinaya, Jaraña, Atecata y Coline, pertenecientes a los distritos de Paratia y Santa Lucía, provincia de Lampa, región Puno. Se caracteriza por la presencia de manantiales geotermales que están rodeadas por las unidades de rocas sedimentarias e ígneas, con un rango de edad comprendido entre el Cretácico y el Mioceno, donde las rocas más antiguas son areniscas y calizas del Cretácico (formaciones Hualhuani y Arcurquina). El área de estudio pertenece hidrográficamente a la cuenca Coata. La actividad volcánica se desarrolló durante el Oligoceno al Mioceno y los depósitos volcánicos se distribuyen por toda el área de estudio (grupos Tacaza, Palca, Maure y Sillapaca). La geología estructural muestra que las rocas están afectadas por las fallas regionales Cusco-Lagunillas-Mañazo y el Sistema de fallas Sillapaca, ambas de dirección NO-SE. Las fallas están activas desde la época del Mesozoico y son visibles como una línea paralela al eje de la Cordillera de Sillapaca. La permeabilidad de las rocas es el factor principal para la filtración meteórica de agua, la circulación y la recarga de los sistemas geotérmicos en el área de estudio. Las manifestaciones geotermales con temperaturas entre 20 °C y 83 °C surgen en áreas con procesos de alta y baja sulfuración relacionados con depósitos epitermales de Au-Ag y Pb-Zn-Cu; estos minerales están asociados a cuerpos intrusivos y/o subvolcánicos de composición dacita-andesítica. Además, los resultados de la geocronología, litogeoquímica, difracción por rayos x (DRX) y el análisis petrográfico permitieron realizar la caracterización geológica de las rocas. La roca más joven fue determinada en el domo Pinaya con <1 Ma, las rocas con alto contenido de K corresponden a los grupos Sillapaca, Tacaza y Palca, y las zonas con mayor grado de alteración hidrotermal se localizan en la zona geotermal de Jaraña, principalmente relacionado al cuerpo intrusivo del cerro Turputa, donde se identificaron minerales como alunita-diquita cuya asociación representa una alteración argílica avanzada. Los resultados de la caracterización hidrogeológica determinaron que los grupos Maure y Puno son los acuíferos principales con una reserva de agua estimada de 2459.85 Hm3. Estos acuíferos son principalmente recargados con agua proveniente de la precipitación pluvial desde la Cordillera Sillapaca, la cual se infiltra en las rocas superficiales con porosidad mayormente secundarias, y en menor proporción por la infiltración directa del agua desde los bofedales y de los ríos. Además, se determinó las características hidrogeológicas del acuífero para las zonas geotermales con apoyo de la geofísica (tomografía de resistividad eléctrica, TRE), donde se define que la roca sello estaría conformada por los acuicludos Tacaza y Palca, mientras que los acuíferos se encontrarían en las unidades geológicas del Grupo Maure y Puno. Por otro lado, en el área de estudio la dirección del flujo de agua está controlada por fallas y diaclasas de dirección NO-SE, y también por la dirección de las pendientes topográficas, las cuales favorecen la transmisibilidad y el almacenamiento de las aguas subterráneas. Las manifestaciones geotermales alrededor de la Cordillera Sillapaca (Pinaya, Jaraña, Atecata y Coline) son básicamente aguas termales con temperaturas en el rango de 20 °C a 83 °C, pH con valores entre 6.07 a 7.75, conductividad eléctrica de 0.053 a 35.7 mS/cm y TDS entre 0.3 y 17.5 g/L. Los resultados de la composición química e isotópica de las aguas termales asociadas a los sistemas geotermales de Pinaya, Jaraña, Atecata y Coline permitieron caracterizar las propiedades fisicoquímicas y el origen de los fluidos termales. La facie química predominante de las aguas termales es el tipo Na-Cl con TDS (Total Dissolved Solids) relativamente alto (< 17.5 g/L), seguido por aguas Ca-SO4, enriquecido significativamente de SO4 que puede resultar de la oxidación de H2S o la lixiviación de rocas evaporíticas, mientras que las aguas sulfato ácidas calentadas con vapor son producidas por acuíferos poco profundos calentados por entradas de fases de vapor profundas ricas en compuestos que contienen sulfuros (S: 227 mg/L); finalmente, el tipo de agua Ca-HCO3 con valores más bajos de TDS (22 - 27 mg / L). Las aguas termales y frías al interaccionar con las rocas con contenidos de minerales al alcanzar la saturación originan los precipitados en superficie y se depositan alrededor de la zona de descarga de los manantiales geotermales formando precipitados (salmueras), en cuya composición química están presentes metales como Si, Mn, Zn, Li B, As, etc. y minerales como: calcita (CaCO3), cuarzo (SiO2), halita (NaCl), yeso (CaSO4.2H2O), albita ((Na,Ca)(Si,Al)4O8), cristobalita (SiO2), alunita (KAl3(SO4)2(OH)6) y otros. Con la geotermometría en fase líquida se estimó la temperatura para el posible reservorio geotérmico de Jaraña entre 106 °C y 204 °C (cuarzo conductivo, Na - K, Na - K - Ca y Na - K - Ca-Mg) sin alcanzar el equilibrio agua-roca y para Pinaya en un rango de 111 °C a 177 °C (cuarzo conductivo, Na - K, Na - K - Ca y Na - K - Ca - Mg) con equilibrio parcial agua-roca, mientras que las aguas termales de Atecata y Coline son calentadas por gradiente geotérmico. Por otro lado, los resultados de la composición isotópica de las aguas termales (δ2H y δ18O) indican que los fluidos se originan principalmente de agua meteórica que se infiltran a niveles profundos a través de las estructuras con dirección NO-SE. Con la geofísica se realizó la tomografía de resistividad eléctrica en las zonas geotermales de Pinaya, Jaraña y Atecata. Por otro lado, se realizó la reinterpretación de información aeromagnética para toda la zona en estudio. Los resultados obtenidos de la tomografía de resistividad eléctrica alcanzaron una profundidad promedio de 700 m. La distribución de las resistividades para las tres zonas en su mayoría se consideró en tres grupos y desde el punto de vista geológico las zonas conductivas se relacionan al Grupo Puno donde: • La respuesta conductiva C1<10ohm*m. En Pinaya se ubica al este de las fuentes termales y se asocia a las areniscas del Grupo Puno. En la zona de Jaraña presenta acuíferos superficiales saturados de agua en rocas volcánicas como las andesitas con posible alteración hidrotermal, mientras que en Atecata, la zona conductiva, se evidenció en dirección a las fuentes termales y al río Atecata. • Resistividades R1: 11 a 70 ohm*m. En Pinaya se ubica al oeste de las fuentes termales y se correlaciona con rocas alteradas del Grupo Puno y las lavas del Grupo Sillapaca. En la zona de Jaraña se relaciona a rocas con alteración hidrotermal y se evidencia fallas y contactos geológicos. En Atecata, las resistividades 11 a 70 ohm*m se correlaciona con las rocas del Grupo Puno fracturadas y permeables. • Resistividades R2 > 71 ohm*m. Estas resistividades en Pinaya se evidencian al NO de las fuentes termales de la misma zona geotermal y se asocia a las rocas volcánicas del Grupo Tacaza; por otro lado, al SE se evidencia el domo dacítico. Mientras en Jaraña las resistividades > 71 ohm*m se presentan en las andesitas del Grupo Sillapaca y en Atecata se encuentran asociadas a las rocas sedimentarias como calizas de las formaciones Ausangate y Ayabaca. • Los resultados a partir del análisis de la información aeromagnética muestra tres dominios magnéticos (DM II, DAM III y DAM IV) favorables para la existencia del recurso geotérmico, que podrían indicar al NE fuerte alteración hidrotermal en Jaraña y parte de Pinaya. En el análisis de lineamientos magnéticos se identificó estructuras con dirección NO-SE de gran extensión que predominan en el área de estudio y algunos se correlacionan con las estructuras locales identificadas en los estudios geológicos. Finalmente, con los resultados geológicos y geoquímicos se propuso los modelos conceptuales para las zonas geotermales de Pinaya y Jaraña, donde la fuente de calor en Pinaya estaría asociada a un cuerpo subvolcánico dacítico-andesítico, similar a una cúpula con una edad radiométrica menor a 1 Ma, y para Jaraña tendría relación con subvolcánico dacítico-andesítico del centro volcánico Turputa. El potencial geotérmico estimado por el método volumétrico de Montecarlo determinó para el sistema geotermal de Pinaya 30 MWe y para el sistema geotermal de Jaraña 38 MWe.