Nuevo doctor en geología combina metodologías para avanzar en el conocimiento de recursos energéticos y minerales

lunes, 26 de septiembre

Pablo Sánchez obtuvo el grado de Doctor en Ciencias mención Geología tras defender un trabajo de tesis que estudia cómo se vinculan procesos químicos y estructurales en la formación de sistemas geotermales  y la precipitación de oro

Terremotos y volcanes son dos características geológicas distintivas de Chile. Normalmente son palabras que se vinculan con desastres naturales, pero también es posible asociarlas con elementos más positivos como riqueza mineral y energía geotermal.  “El estudio de sistemas  geotermales activos nos ayuda a comprender los mecanismos por los cuales se concentraron los metales, y en particular el oro, que es típico de este tipo de sistemas”, explica el Dr. Pablo Sánchez, quien obtuvo su más alto grado académico el pasado 01 de julio tras defender su trabajo “Interplay between brittle deformation, fluid rock interaction and mineralization in hydrothermal systems from the southern Andes”. El estudio del Dr. Sánchez se concentró entre las regiones del Biobío y Los Lagos, donde las manifestaciones termales y el volcanismo activo están controlados por la zona de falla Liquiñe Ofqui.

En su tesis, el Dr. Sánchez  relacionó disciplinas que usualmente no se asocian en el estudio de la geología, analizando la interrelación entre la tectónica activa, el flujo de fluidos  y la precipitación mineral en los niveles más someros de la corteza. Al respecto, su profesor guía, Dr. Martin Reich opina: “Pablo combina de manera novel descripciones de campo, datos de la química actual de pozos geotermales y análisis de inclusiones fluidas con cálculos termodinámicos y modelos numéricos, para así determinar las condiciones óptimas de precipitación minerales en campos geotermales. Este trabajo no sólo tiene implicancias para el estudio y exploración de sistemas geotermales, sino que los resultados son también aplicables para una mejor comprensión del efecto de los sismos en la formación de depósitos epitermales de oro”.

La comisión evaluadora estuvo compuesta por el Dr. Martin Reich, Profesor Guía; Dra. Gloria Arancibia (UC), Profesora Co-Guía; Dr. Diego Morata, Profesor Integrante; Dr. José Cembrano (UC), Profesor Invitado. Durante su periodo de estudios de doctorado Pablo Sánchez fue alumno del Centro de Excelencia en Geotermia de Los Andes y tras su titulación se incorporará con investigador postdoctoral en el Núcleo Milenio Trazadores de Metales.

RESUMEN
INTERACCIÓN ENTRE DEFORMACIÓN FRÁGIL, INTERACCIÓN FLUIDO-ROCA Y MINERALIZACIÓN EN LOS SISTEMAS HIDROTERMALES DE LOS ANDES DEL SUR
Las interacciones entre la actividad sísmica, el flujo de fluidos y precipitación mineral ejercen un control de primer orden en la resistencia y permeabilidad de la corteza y juegan un rol fundamental en el desarrollo de los sistemas hidrotermales y la formación de depósitos de minerales. Sin embargo, el rol de estas interacciones en la evolución de los sistemas hidrotermales y sus efectos transientes en la mineralización es poco limitada. Esta tesis contribuye a establecer la naturaleza de la interacción dinámica entre la deformación frágil, la interacción calor-fluido-roca y la mineralización de los sistemas hidrotermales en arcos volcánicos. El laboratorio natural utilizado para estudiar dicha interacción es la Cordillera de los Andes en la zona centro-sur de Chile, donde los sistemas hidrotermales ocurren en estrecha relación espacial con el volcanismo activo y los principales sistemas de fallas sísmicamente activos.
La combinación del análisis estructural a escala regional de áreas geotérmicas activas con la modelación geoquímica de aguas termales en la zona de Villarrica-Chihuio en el sur de Chile revela el rol de la deformación cortical en facilitar e inhibir el desarrollo de los sistemas geotérmicos. Los resultados revelan la presencia de dos dominios magmático-tectónico-geotérmales e indican que la evolución química de los fluidos hidrotermales en el área es dependiente de los mecanismos de transferencia de calor controlados por los sistemas de falla. Esta contribución proporciona conduce hacia estrategias de exploración más eficientes de los recursos geotérmicos en el sur de los Andes.
El sistema geotermal Tolhuaca al norte de Villarrica es de alta entalpía y tiene un alto contenido de metales, lo que permitió su estudio detallado con el fin de: (1) abordar cómo la interacción entre la actividad sísmica, la interacción calor-fluido-roca, flujo de fluidos y precipitación mineral controla la evolución físico-química de los sistemas hidrotermales en la región y (2) analizar los efectos transientes en la solubilidad del metales y en la mineralización producidos por las fluctuaciones de presión gatilladas por terremotos. Para lograr esto, se combinaron los análisis estructurales y mineralógicos a escala de terreno y de sondaje, con datos geoquímicos, y medidas de la temperatura en el pozo y de inclusiones fluidas obtenidas con microtermometría. Esta información fue integrada con simulaciones numéricas de la evolución física y química de los fluidos y de las condiciones de fallamiento de la roca. Los resultados obtenidos para el sistema geotermal Tolhuaca revelan que la alteración hidrotermal modifica la respuesta de las rocas a la deformación, produce una compartimentación vertical del sistema y promueve el desarrollo de una zona de baja permeabilidad rica en arcilla. Además, indican que la duración de la vida y la estructura termal de este sistema fueron altamente afectadas por la zona de baja permeabilidad desarrollada en la parte superior. Además, los modelos termodinámicos de la solubilidad mineral (cuarzo) y de metales (oro) en Tolhuaca revelan que el ambiente óptimo para la precipitación de metales se alcanza en condiciones de líquido saturado con una temperatura menor a 310°C, bajo el cual pequeños cambios en la presión gatillados por terremotos disminuyen la solubilidad en varios órdenes de magnitud. Las observaciones resultantes de esta tesis no sólo proporcionan nuevos conocimientos sobre cómo los reservorios hidrotermales se desarrollan a través de una combinación de calor sostenido y condiciones de alta permeabilidad que están fuertemente condicionados por la actividad tectónica, sino que también revelan cómo los sistemas hidrotermales evolucionan para maximizar la eficiencia de la precipitación de metales gatilladas por terremotos.