Caracterización tectónica plio-cuaternaria de la vertiente occidental del cerro domuyo: controles estructurales de las manifestaciones geotérmicas de alta entalpía asociadas

Abstract

Los campos geotérmicos localizados en orogenos vinculados a zonas de subducción, están estrechamente relacionados con áreas caracterizadas por la presencia de actividad magmática y tectónica joven, tanto en configuraciones de arco magmático como de retro-arco. La interacción espacio-temporal de complejos volcánicos cuaternarios con estructuras regionales extensivas y transtensivas, representan una configuración ideal para el desarrollo de un circuito hidrotermal integrado por agua meteórica y fluidos magmáticos. Este estudio abarca un análisis cinemático de las estructuras de falla presentes en el campo geotérmico del flanco occidental del cerro Domuyo, Argentina. Los resultados obtenidos sugieren que la dinámica de fluidos del campo geotérmico se encuentra directamente condicionada por estructuras de basamento preexistentes, posiblemente reactivadas como fallas normales desde fines del Mioceno hasta tiempos recientes. Dichas estructuras habrían actuado en primera instancia como fallas normales durante el Triásico tardío-Jurásico temprano, condicionando posiblemente la depositación de las secuencias sedimentarias de la Cuenca Neuquina. Entre ellas se destaca la falla Manchana Covunco, principal estructura de rumbo aproximado N-S presente en el flanco occidental del cerro Domuyo. Edades de enfriamiento de trazas de fisión en apatitas (TFA) y (U-Th)/He en apatitas (AHe), confirman la presencia del período compresivo cretácico tardío-paleógeno documentado en la región, integrado por un primer pulso compresivo que ya habría estado iniciado en el Cretácico tardío ( ̴89 Ma), seguido de un segundo pulso compresivo de mayor intensidad a partir del Eoceno ( ̴49 Ma), con sus últimos registros en el Oligoceno ( ̴29 Ma). Esta última fase compresiva habría sido responsable de la reactivación e inversión de la falla Manchana Covunco. También se identifican sistemas de lineamientos y fracturas conjugadas predominantes de orientación NO-SE/NE-SO, que tendrían una estrecha relación con el período compresivo cretácico tardío-paleógeno identificado. Por el contrario, la presencia de poblaciones de fracturas y lineamientos de orientación E-O y N-S, se vincularían a las estructuras de basamento mayores identificadas. Edades de enfriamiento TFA y AHe indican además, que la fase intrusiva del Complejo Volcánico Domuyo habría provocado una perturbación térmica en su roca de caja ya para el Plioceno ( ̴3,39 Ma), con duración hasta el Pleistoceno ( ̴0,36 Ma), y posiblemente afectada en sus últimas instancias de enfriamiento por los fuertes procesos de desglaciación pleistocenos; mientras que su fase volcánica cohesiva se habría enfriado en algún momento durante el Mioceno tardío y el Plioceno (6,5 ± 1,7 Ma). A partir de los cálculos de densidad de lineamientos se proponen a las unidades del basamento y Precuyano como el nivel reservorio potencial del campo geotérmico. La reactivación neógeno-cuaternaria de las estructuras podría estar vinculada a un régimen extensivo local motivado por la actividad del Complejo Volcánico Domuyo y actuante a lo largo de las estructuras preexistentes; o bien, a un ambiente extensivo regional interpretado para el antepaís andino durante este período.

Geothermal fields in subduction-related orogens are closely linked to areas characterized by young magmatic and tectonic activity, both in arc- and back-arc settings. The spatio-temporal interaction of quaternary volcanic complexes with regional extensional and transtensional structures might favor a hydrothermal circuit between meteoric water and magmatic fluids. This study covers a structural analysis of the geothermal field developed on the western flank of Cerro Domuyo, Argentina. The results suggest that the fluid dynamic of the Domuyo geothermal field is directly conditioned by pre-existing basement structures, possibly reactivated as normal faults from the Late Miocene to recent times, and giving rise to the development of the Domuyo geothermal field. These structures would have been generated as normal faults during the Late Triassic-Early Jurassic, conditioning the geometry of the sedimentary sequences of the Neuquén Basin. Among them is the Manchana Covunco fault, the main N-S structure present on the western flank of Cerro Domuyo. Fission track apatite (FTA) and (U-Th)/He in apatite (AHe) cooling ages confirmed the presence of the late cretaceous-paleogene compressive period documented in the region, characterized by a first compressive pulse that would have been started in the Late Cretaceous ( ̴89 Ma); followed by a stronger second compressive pulse initiated during the Eocene ( ̴49 Ma), with its last records of activity in the Oligocene ( ̴29 Ma). This last phase would have been responsible for the reactivation and inversion of the Manchana Covunco fault. The predominance of lineaments and conjugated fractures orientated NO-SE/NE-SO, would have a close relationship with the late cretaceous-paleogene compressive period identified. By contrast, populations of fractures and lineaments orientated E-O and N-S would be linked to the major structures of the basement identified. FTA and AHe cooling ages also suggest that the intrusive phase of Domuyo Volcanic Complex would have caused a thermal disturbance already for the Pliocene ( ̴3,39 Ma), and lasting until the Pleistocene ( ̴0,36 Ma), possibly affected by strong post-glacial pleistocene processes; while its volcanic phase would have cooled some time between Late Miocene and Pliocene (6,5 ± 1,7 Ma). Based on the lineament density analysis, basement and Precuyano units are proposed as the potential reservoir level for the geothermal field. The Neogene to Quaternary reactivation of the faults and their associated fracture systems is probably linked to an extensive local regime related to the beginning of Domuyo Volcanic Complex activity and concentrated along previous structures; or associated with a regional extensive regime interpreted for the foreland during this period.