Expositores: Matsuda, Koji; Vargas, Victor; Cruz, Vicentina / XV Congreso Peruano de Geología 01/10/2010

1. CARACTERIZACIÓN
GEOQUÍMICA DE LAS FUENTES
TERMALES EN LA ZONA
GEOTERMAL DE BORATERAS,
TACNA
Vicentina Cruz1, Victor Vargas1,
Koji Matsuda2
1 Instituto Geológico
Minero y Metalúrgico
2 West Japan Engineering
Consultants, INC

2. INTRODUCCIÓN
Los estudios geoquímicos nos
permiten determinar la
composición química e isotópica
de los fluidos geotermales
proporcionando información a
cerca de la composición y Aguas termales
distribución de los fluidos en
profundidad, su temperatura,
presión y estado físico (vapor o
agua), rocas subsuperficiales
asociadas, origen y tiempo de
residencia del fluido, dirección de
circulación, permeabilidad y flujo
Geiser natural de calor.
Gases

3. Por lo tanto, el método geoquímico es una herramienta
muy útil que nos permite entender la química de los
fluidos geotermales, el cual es esencial para el
desarrollo de un recurso geotérmico.
Asimismo los estudios geoquímicos están implicados
en todas las etapas de la exploración, la evaluación y la
producción de un campo geotérmico (Marini L., 2000).
En la ZGB se realizó los estudios de exploración
superficial, que consistió en la recopilación de
información geológica, geoquímica y geofísica.
En el presente trabajo se presenta los resultados
obtenidos de los estudios geoquímicos.

4. Manifestaciones
geotermales (fuentes
termales con T° desde 47 a
86°C)
Mapa de ubicación de la zona geotermal de
Borateras .
Altura: 4300 msnm

5. Localización de las
fuentes termales y frías
en la zona de Borateras.

6. Metodología
1.La tarea de campo, que consistió en la toman
muestras de agua, mediciones de los
parámetros de temperatura, pH, conductividad y
caudal, entre las más importantes.
2.Análisis de laboratorio (determinación de la
composición química e isotópica).
3.Procesamiento e interpretación de los datos.

7. Mapa de isovalores
de temperaturas de
Putina Grande
(izquierda) y Putina
Chico (derecha)
Tprom PG de 64.2 ºC
Tprom PC de 71.6 ºC
Se puede observar que las zonas laterales de Putina Grande son las que
presentan temperaturas más altas, mientras que hacia la parte central y
norte las temperaturas disminuyen, en comparación con la zona de Putina
Chico, estas temperaturas son bajas.

8. Mapa de
isovalores de pH
de Putina Grande
(izquierda) y
Putina Chico
(derecha)
En la zona de Putina Grande se presentan pH desde ácido a neutro, mientras que
en Putina Chico, se muestran pH desde neutro a ligeramente alcalino. Las fuentes
localizadas a lo largo del rio Maure desde Kovire hasta Calachaca presentan pH de
7.6.

9. Mapa de isovalores
de Conductividad
Eléctrica de Putina
Grande (izquierda) y
Putina Chico
(derecha)
Los valores de CE en Putina Grande no superan los 510 µS/cm, asimismo se observa
valores altos en las manifestaciones ubicadas en la parte central, y valores bajos en
las manifestaciones ubicadas en las zonas laterales.
En Putina Chico se muestra valores altos, entre 1500 y 7000 µS/cm.

10. El estudio de la composición química de las aguas posibilita la identificación de las mismas con el propósito de diferenciar acuíferos, detectar las po
Composición Química (mg/L) e Isotópico de las Fuentes Termales en la ZGB
Código de Na K Ca Mg Cl SO4 HCO3 B
muestras
54111-035 0.38 47.6 21.0
Muestras 54111- 54111- 54111- 54111-
54111-001 1310 91.0 68.0 0.48 2150 71.9 86.0 95.4
Isotopos 001 009 017 015
54111-009 1020 96.3 44.4 2.84 1630 70.3 93.0 72.7
54111-017 253 29.5 36.8 17.0 350 37.1 224 16.5 δ D(H2O) -106 -109 -119 -114
54111-015 643 77.2 40.1 9.17 981 73.3 128 43.4 δ 18O(H2O) -11.1 -12.3 -15.8 -13.9
54111-016 592 68.1 45.2 13.0 874 66.3 184 39.6 δ 34S(SO4) 9 4.5
54113-001 0.88 δ 18O(SO4) -5.7 -1
54114-001 510
Fuentes en Putina Grande: 54111-035 (72.2°C)
Fuentes en Putina Chico: 54111-001 (86°C) y 54111-009 (82.5°C)
Fuentes en la zona del rio Maure: 54111-015 (59°C) , 54111-016 (47.3°C) y 54111-017 (43.6°C)
Fuentes frías: 541113-001 (12.4°C) y 54114-001 (25.2°C)

11. Cl + SO4
50 25 0
0
Cl 100
50 0 Fuentes de agua
54111-009
54111-001 asociadas a la zona
54111-015
54111-016 geotermal de
Borateras
54111-017
20 80
Fuentes de agua
asociada a la
zona geotermal 54111-017
de Borateras
40 60
Ca + Mg
Na + K
25 25
60 40
80 20
100 54111-035 0
0 50
SO4 HCO3
0 25 50
HCO3 0 20 40 60 80 100
Diagrama de Langelier. Diagrama ternario (Giggenbach, 1998).

12. 1000
a
in
Las aguas geotermales en la ZGB
0 ar
7 as
.0 m
.0 ic
-0 án
presentan elevada concentración
-1 ia
07 r
02 lc
100
0. t a
0. o
l= en
l= v
de Boro (16.5 a 95.5 mg/L), así
/C as
/C m
oc
B ed i
como la proporción atómica B/Cl,
R
s
Granito:
B
a
oc
10
es alrededor de 0.15, lo que B/Cl~0.01
B (mg/L)
R
sugiere que el reservorio
geotérmico, posiblemente estaría 1 B/Cl=1
desarrollándose a profundidad en
los detritos de rocas sedimentarias
0.1 B/Cl=0.1
marinas (Mesozoico), el cual
probablemente tiene alta porosidad
y permeabilidad con abundantes 0.01
B/Cl=0.01 B/Cl=0.001
fracturas (Shigeno, 1993). 1 10 100
Cl (mg/L)
1000 10000 100000
Diagrama Boro vs Cloruro (Shigeno, 1993)

13. Na*0.001 Leyenda
C 54111-016
El diagrama ternario Na-K-Mg
C 54111-015
C 54111-017 define el equilibrio de las aguas
C 54111-009
geotermales. En este diagrama se
20
80 C 54111-001
observa que la fuente 54111-001
se encuentra sobre la línea de
40
60
equilibrio total, en el caso de la
fuente 541111-009 se ubica dentro
C del equilibrio parcial muy cercano a
60
40
la línea de equilibrio total, esto es
160
C característico de aguas
80
80
20 240
provenientes de reservorios
320 C C geotermales profundos.
C
K*0.01 Mg Las demás fuentes se ubican
80
60
40
20
dentro de las aguas inmaduras con
Diagrama ternario (Giggenbach, 1983) elevadas concentraciones de Mg.

14. 280
El geotermómetro de isotopo de
240 oxigeno (T δ18O (SO4-H2O), muestra
una temperatura de 276 °C para las
200 aguas de la fuente 54111-001. La
temperatura calculada con los
T (°C)
160
geotermómetros de Na/Li (T-Na/Li)
120
indican rangos desde 220 a 250°C y
T - 1 8 O H 2 O - S O 4 Na/K (T-Na/K) muestran rangos de
M i z u t a n i a n d R a ft e r, 1 9 6 9 150 a 200°C respectivamente,
︵
︶
80
T - N a / L i
︵
︶
F o u ill a c a n d M ic h a r d , 1 9 8 1 dependiendo de la variación de la
40
T - N a / K temperatura de sílice. Entonces la
︵
︶
T r u e s d e ll, 1 9 7 6
temperatura estimada del recurso
︵
︶
0
0 50 100 150 200 250 300 geotérmico a profundidad puede ser
T SiO2(°C) mayor a los 200°C.
T-Na/Li, T-18O(H20-SO4), T-Na/K vs T-SiO2

15. En la figura observamos que las fuentes
de menor temperatura (43.6 y 59 °C) se
l
W oca
0
(L ca L
localiza cerca a la Línea Meteórica
L)
-20 Agua
i
M
15 eór
O+ et
Andesítica
Local-LML, lo que indicaría que estas
.3 aguas están siendo diluidas
* 18 ua M
-40
principalmente por agua meteórica .
8. Ag
-60
D= de
2H(‰)
15
a
ne
Por otro lado observamos que las
-80
Li
-100
dilución por
fuentes termales (86 y 82.5°C) se alejan
agua subterranea
Leyenda
relativamente de la LML, lo que muestra
-120
Fuentes termales
Fuente fría
claramente que estas aguas se originan
-140 Recarga LMWL (Cortecci et al., 2005)
Recarga de agua meteórica para el
de la mezcla entre el agua meteórica y
de agua
-160 meteórica
sistema hidrotermal peruano
(Cortecci et al., 2005) magmática, siendo el principal
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 componente el agua meteórica
18O(‰) proveniente de la superficie (Craig et al.,
1956; Craig 1963).
δD vs ∆18 O

16. Modelo
geoquímico
conceptual
de la zona
geotermal
de
Borateras
WEST JEC & INGEMMET, 2008

17. CONCLUSIONES
La caracterización geoquímica de las aguas termales en
Borateras son de tipo clorurada – alcalina (Na-Cl).
Por otro lado, los isotopos estables 18O y δD, indican que
las aguas termales se originan por la mezcla entre agua
meteórica y magmática.
Finalmente, la geotermometría química en fase líquida
estima que la temperatura a profundidad del recurso
geotérmico de la ZGB posiblemente sea superior a los 200°C.

18. MUCHAS GRACIAS POR SU
ATENCIÓN