Physico-chemical and environmental controls on siliceous sinter formation at the high-altitude el Tatio geothermal field, northern Chile

Los depósitos de sínter silíceo son rocas formadas por la evaporación y enfriamiento de aguas termales alcalinas cloruradas, de pH cercano a neutro y ricas en sílice disuelta. Las texturas y morfología que muestran estos depósitos están fuertemente influenciadas por las condiciones ambientales de formación, y por las características hidrodinámicas del agua termal. La ocurrencia en superficie de depósitos sínter revela la existencia de sistemas hidrotermales de alta temperatura en profundidad, y, por lo tanto, su estudio se relaciona a la exploración geotérmica y mineral. A pesar de que actualmente existen numerosos proyectos de exploración en la Zona Volcánica Central de Los Andes, poco se han estudiado las características particulares de los depósitos de sínter que se han formado en este ambiente. El campo geotermal El Tatio, que se ubica en el Altiplano del norte de Chile a gran elevación, se caracteriza por presentar condiciones climáticas extremas (gran oscilación térmica y alta tasa de evaporación) y una geoquímica de aguas termales particular (alta concentración de sílice disuelta, arsénico y boro). Estas características hacen que El Tatio sea un lugar ideal para estudiar la influencia de las condiciones ambientales y la geoquímica de aguas termales sobre las características de los sínteres silíceos. En el presente estudio se presentan análisis de laboratorio (ICP-OES, ICP-MS, SEM and DRX) y mediciones en terreno, las características mineralógicas, químicas y texturales de los depósitos de sínter silíceo de El Tatio, y las características hidrodinámicas de las aguas termales a partir de las cuales ellos se forman. Adicionalmente, se desarrolla un experimento in situ para estimar la tasa de precipitación de sílice en El Tatio. Los sínteres silíceos de El Tatio están formados por micro- y nano-esferas de ópalo-A, y presentan un alto grado de desorden estructural, evidenciado por altos valores de FWHM (7.8-12.5 °2Ɵ), que se atribuye a la incorporación de cationes como Ca2+ y Na+ en su estructura. Otras fases cristalinas, como la halita y el yeso, también son comunes en El Tatio. Minerales de calcio y arsénico, como la cahnita, ocurren como relleno de cavidades y formando laminaciones continuas dentro del sínter. La ocurrencia de estas fases minerales se debe a la alta concentración de elementos como boro, arsénico y calcio en las aguas termales, y su formación se relaciona con el proceso de formación de los sínteres silíceos a través de procesos de evaporación total. Los depósitos de sínter de El Tatio se caracterizan también por presentar texturas asociadas a temperaturas bajo cero, y relacionadas a las condiciones hidrodinámicas y a la temperatura del flujo de agua termal. Estas características contrastan con las de los sínteres formados a baja elevación, lo que resalta la importancia de comprender el origen de la mineralogía y texturas particulares de los sínteres formados a alta elevación para poder utilizarlos exitosamente como herramienta de exploración. El estudio integrativo de los sínteres formados en campos geotermales activos del norte de Chile, que incluya tanto la caracterización mineralógica y textural de los depósitos, como la caracterización de las aguas termales y la estimación de tasas de precipitación de sílice, proporciona nuevos conocimientos acerca de los procesos que influyen en la formación de los depósitos de sínter silíceo en el contexto andino.