Características Geoquímicas de las Aguas del Sistem a Magmático-Hidrotermal del Complejo Volcánico Copahu e Caviahue (Neuquen, Argentina). Mariano Agusto 1, Alberto Caselli 1, María dos Santos Afonso 2, Ana Fazio 3, Silvia Farias 4, María Clara Lamberti 3, Nicolas Vigide 3 1: IDEAN-GESVA, Dpto. Cs. Geológicas, FCEN, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pab.2, 1428, Buenos Aires, Argentina. 2: INQUIMAE, FCEN, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pab.2, 1428, Buenos Aires, Argentina. 3: Dpto. Cs. Geológicas, FCEN, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pab.2, 1428, Buenos Aires, Argentina. 4: Centro Atómico Constituyentes, Comisión Nacional de Energía Atómica. Av. Gral. Paz 1499. B1650KNA- San Martín. Pcia. de Buenos Aires. Argentina. * E-mail: magusto@gl.fcen.uba.ar Resumen. El Complejo Volcánico Copahue Caviahue aloja un importante sistema magmático hidrotermal, cuyas expresiones superficiales son las manifestaciones fluidas del volcán Copahue y de una serie de áreas geotermales aledañas al volcán. De acuerdo a las características geoquímicas, las manifestaciones se dividieron según aguas del Sistema Volcánico-Hidrológico (SVH) con alta acidez y bajos valores en la relación SO4/Cl, Aguas Calentadas por Vapor (ACV) con alta acidez y altos valores SO4/Cl y Aguas de Deshielo (AD) neutras. Las aguas SVH presentan además altos valores relativos de F, señalando que actúan como condensadores directos de gases volcánicos. Las ACV se encuentran y enriquecidas en NH4, señalando el fuerte control en la composición por parte del sistema hidrotermal subsuperficial. Mediante esta caracterización se aporta información acerca del posible origen y los procesos involucrados en la formación de estas aguas. Palabras Claves: geoquímica de fluidos, volcán Copahue, áreas geotermales, sistema magmático-hidrotermal. 1 Introducción El Complejo Volcánico Copahue Caviahue (CVCC: 37,9ºS-71,2ºO) conforma el rasgo geomorfológico conocido como Caldera del Agrio o Caviahue, y se encuentra localizado en la provincia de Neuquén (Argentina) sobre la Cordillera de los Andes en el límite con Chile. El CVCC presenta un desarrollado sistema magmático hidrotermal, donde las manifestaciones superficiales más relevantes se encuentran en el edificio del volcán Copahue (37º45’S - 71º10.2’O, 2977 m s.n.m.) y en una serie de áreas geotermales aledañas al volcán dentro de la caldera (figura 1). El volcán Copahue es un estratovolcán basáltico-andesítico activo, emplazado en el sector occidental de la caldera, con una historia eruptiva reciente caracterizada por erupciones freáticas (1992-1995) y freatomagmáticas (2000) de baja magnitud (Delpino and Bermúdez, 1993 y 2002; Naranjo y Polanco, 2004). El sistema asociado al edificio del volcán presenta una laguna cratérica ácida (pH 0,3 – 0,8) con temperaturas entre 30 y 50°C (Varekamp et al., 2001; Caselli et al., 2005), y

vertientes calientes ácidas (pH entre 1-2, temperaturas hasta 81° C) que aguas abajo confluyen para formar el río Agrio con pH entre 2-3 (Tassi et al., 2007). Las diferentes áreas geotermales se encuentran al noreste del edificio del volcán (figura 1) por encima de un importante reservorio geotérmico (Panarello, 2002; Mas et al, 2005), y presentan manifestaciones de tipo boiling pools y bubbling pools de hasta 96º C, y fumarolas de hasta 135º C enriquecidas en H2S y CH4 (Agusto et al., 2007). En el presente trabajo se analizan las características geoquímicas de las distintas aguas superficiales de la región, termales y de deshielo (representativas de la recarga del sistema), realizada a partir de 213 muestras tomadas periódicamente entre los años 2003 y 2009. 2 Características composicionales de las

aguas Las manifestaciones fluidas del CVCC pueden asociarse y de acuerdo con rasgos superficiales y características geoquímicas (Agusto, 2011) según: a) aguas del Sistema Volcánico-Hidrológico (SVH), que involucran la laguna cratérica alojada en el cráter activo del volcán, las vertientes que emanan del flanco externo este del edificio volcánico, el río Agrio superior que se forma a partir de la confluencia de las vertientes, el lago Caviahue que recibe las aguas del río Agrio superior, y el río Agrio inferior que es el único efluente del lago Caviahue. Estas son aguas ácidas sulfato-cloruradas (figura 2) con bajos valores en la relación SO4/Cl (entre 2 y 9), altas concentraciones de floruros (F) y muy altos valores de conductividad (SC, hasta 100 mS/cm). b) aguas Calentadas por Vapor (ACV), pertenecientes a las distintas áreas geotermales (Las Máquinas, Las Maquinitas, Termas de Copahue, Anfiteatro y Chancho-Co), asociadas a aguas burbujeantes (“boiling, bubbling y mud pools”). Estas son fundamentalmente aguas ácidas sulfatadas (figura 2) con altos valores SO4/Cl (entre 100 y

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10000) y altas concentraciones de amonio (NH4), y altos valores de conductividad (SC, hasta 10 mS/cm). Sin embargo, se puede reconocer en el área de Termas de Copahue un grupo menor de aguas termales neutras bicarbonatadas. c) aguas de deshielo (AD), que involucran a las lagunas Las Mellizas, el arroyo Pucón Mahuida, el río Dulce, el río Hualcupén y el río Trolope. Estas son todas aguas neutras, frías, con composiciones intermedias (figura 2) y muy bajos valores de conductividad (SC, inferiores a 0,3 mS/cm).

Figura 2. Diagrama ternario SO4-Cl-HCO3 para las aguas superficiales del CVCC: 1) aguas ácidas sulfato-cloruradas (SVH), 2) aguas ácidas sulfatadas (ACV), 3) aguas neutras bicarbonatadas (ACV), 4) aguas neutras de composición intermedia (AD). 3 Discusión, origen y control de las

composiciones Las características geoquímicas de las aguas SVH estarían controladas por la composición del flujo de origen magmático que alimenta la cabecera del sistema, en el edificio del volcán Copahue. Este es un proceso de acidificación característico de sistemas hidrotermales y lagos cratéricos alojados en volcanes activos (Delmelle y Bernard, 1994; Kempter y Rowe, 2000; Varekamp et al., 2000). De esta manera, el flujo de origen magmático rico en gases ácidos altamente solubles como SO2-H2S, HCl y HF, se incorporarían rápidamente a la fase líquida (compuesta por vapor condensado en ascenso y aguas meteóricas ingresadas) en la zona hidrotermal vapor-líquido que se encuentra en el interior del edificio volcánico. Esto daría lugar a las soluciones con altos contenidos de SO4, Cl y F y bajo pH que alimentan la laguna cratérica, las vertientes y el sistema hidrológico asociado (Agusto, 2011). El CO2, el otro gas ácido magmático de relevancia, está inhibido para solubilizarse y aportar iones HCO3 a la solución debido a la alta acidez del sistema, ya que esta especie comienza a ser soluble en

forma significativa a partir de valores de pH de 5,5 en adelante. Las ACV están enriquecidas en SO4 como consecuencia de una importante pérdida de Cl y F dentro del sistema hidrotermal profundo. Los procesos que dan lugar a la formación de estas manifestaciones involucran, además de los fluidos profundos de origen magmático y las aguas meteóricas superficiales, el desarrollo de un importante ambiente hidrotermal subsuperficial correspondiente al reservorio geotérmico, que participa de manera significativa en el control de las manifestaciones superficiales. Los gases acidos magmáticos mas solubles como el HCl y HF quedan retenidos en el ambiente hidrotermal subsuperficial. Los gases ricos en H2S, típicos de estos ambientes hidrotermales reductores, al llegar a superficie se oxidan a SO4, enriqueciendo este compuesto en solución y acidificando sus aguas. Los altos contenidos de NH4 son consistentes con las características reductoras de estos ambientes hidrotermales subsuperficiales. Las ACV enriquecidas en HCO3 corresponden a las aguas termales neutras que se encuentran en el área Termas de Copahue. Los altos valores relativos de bicarbonato y temperaturas sugieren que estas aguas meteóricas someras-superficiales estarían recibiendo el aporte de un flujo caliente enriquecido en CO2 con una escasa o nula presencia de otros gases ácidos más fuertes. Las características composicionales de las AD pertenecientes a los cursos y cuerpos de aguas que no presentan ninguna relación con el sistema volcánico o las áreas geotermales, son coherentes con el origen a partir de la fusión del manto de nieve acumulado durante la etapa invernal y precipitaciones en general (nieve y lluvia). Estas aguas de origen meteórico serían representativas de las aguas que recargan el sistema. Referencias Agusto, M., Tassi, F., Caselli, A., Vaselli, O., Tedesco D., Poreda, R.,

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Figura 1. Ubicación del CVCC y volcán Copahue, y detalle de las distintas áreas y puntos de muestreo de las manifestaciones.

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