Desgasificación difusa de dióxido de carbono y mineralización secundaria en los suelos del sistema geotermal Cerro Galán (Catamarca, Puna Austral)

Abstract

El Cerro Galán, ubicado en la Puna Austral, es una caldera formada durante una super erupción en el Pleistoceno-Holoceno. Se caracteriza por un volcanismo silícico que podría albergar un sistema geotérmico de alto potencial. Sin embargo, este sistema ha sido relativamente poco explorado. El objetivo principal del trabajo es contribuir al entendimiento del sistema geotérmico y aportar nuevos datos al modelo geoquímico conceptual. En el trabajo se presenta el primer estudio de la desgasificación difusa de CO2, la temperatura y la mineralización secundaria del suelo de las tres áreas hidrotermales de la caldera Cerro Galán: La Colcha, Aguas Calientes y Piscinas Burbujeantes. Se tomaron 148 mediciones de flujo de CO2 y de temperatura del suelo. Además, se recolectaron ocho muestras de precipitados y arcillas de alteración en los sitios La Colcha y Piscinas Burbujeantes. Los valores de flujo de CO2 oscilaron entre 0 y 21.66 g/m2/d y los de temperatura, entre -5.2 y 35 ºC. Se identificaron estructuras de desgasificación difusa en LaColcha y Aguas Calientes en relación espacial con las vertientes termales. La tasa de desgasificación difusa de CO2 hidrotermal fue de 19.46 kg/día. Proponemos dos fuentes de CO2: un acuífero hidrotermal y producto de respiración de los suelos. La mineralización secundaria se caracterizó por la presencia de calcita, sales, arcillas, óxidos y sulfuros de hierro. El conjunto de nuestros resultados sugiere una interacción significativa de los fluidos hidrotermales con acuíferos someros durante su ascenso hacia la superficie.

Cerro Galán, located in the Puna Austral, is a relatively unexplored caldera formed during a Pleistocene-Holocene supereruption of silicic volcanism, and can host a high-potential geothermal system. The main objective of this paper is to contribute to the understanding of the geothermal system and to add new data to the geochemical conceptual model. The paper presents the first study of diffuse CO2 degassing, temperature and secondary mineralization of the three hydrothermal areas of the Cerro Galán caldera: La Colcha, Aguas Calientes and Piscinas Burbujeantes. A total of 148 CO2 flux and soil temperature measurements were made. In addition, eight samples of precipitates and alteration clays were collected at the La Colcha and Piscinas Burbujeantes sites. CO2 flux values ranged from 0 to 21.66 g/m2 /d and temperature values from -5.2 to 35 ºC. Diffuse degassing structures were identified at La Colcha and Aguas Calientes in spatial relation to the thermal springs. The diffuse degassing rate of hydrothermal CO2 was 19.46 kg/day. We propose two sources for CO2 : from a hydrothermal aquifer and from soil respiration. The secondary mineralization was characterised by the presence of calcite, salts, clays, oxides and iron sulphides. Taken together, our results suggest a significant interaction of hydrothermal fluids with shallow aquifers during their ascent to the surface.