Flujo de Calor en Chile Con Enfasis en las Areas de el Tatio y de la Cuenca de Santiago

Abstract

Results concerning heat flow determinations by conventional method in Chile as obtained previously by others workers are briefly exposed; also, estimates based upon the location in depth of the phase of gas hydrates in the area of the Chile Ridge are indicated. The application of the geochemical thermometry (SiO2, Na-K-Ca, Na-Li) has allowed an estimation of the fluid temperature at depth in 33 areas with hot spring activity; these areas are distributed between latitudes 18°12'S and 40°12'S, and many of them are situated in the Andes Cordillera. Estimates indicate fluid temperatures at depth between 64°C and 259°C. Most of the hot springs are related to active volcanic zones, and the convective heat transfer there involved should lessen significance to heat flow estimates based mainly upon results of geochemical thermometry. In the area El Tatio, where other data are available, the estimated combined heat flow (conductive and convective) yields a value of 35 HFU (1465 mW/m²), with water circulating within 1 km of an underlying magmatic intrusion at a depth 5 to 7 km from the surface. In the Santiago Basin, 257 analyses for groundwater result in a mean and standard deviation of the silica geotemperature of 77.4 ± 10.4 (°C), which correspond to a circulation depth of 1 to 2 km. The equivalent heat flow Q is 92.5 ± 16.6 (mW/m2). In the anomalous zones water temperature at these depths may reach nearly 94°C (Q ≈ 117 mW/m2). In the intrabasin locality of La Africana Mine, where a conventional determination of heat flow gives a value of 78.7 mW/m², the silica geothermometer indicates a value of Q = 80.8 mW/m². The results show that the Santiago basin is characterized by high values of heat flow. Remarks made through this paper are well intended as proposals of future work, and are mainly concerned to the assessment of geothermal resources. The study by Muffler & Cataldi (1978) is briefly quoted in this context as a fundamental piece for pursuing geothermal research related to the energy problem.

Neste trabalho são apresentados, de forma resumida, os resultados obtidos por outros pesquisadores na determinação do fluxo de calor no Chile, utilizando o método convencional. No caso da Dorsal do Chile, são indicadas as estimativas existentes a partir da localização em profundidade da fase dos hidratos de gás nos sedimentos marinhos. A aplicação da termometria química (SiO2, Na-K-Ca, Na-Li) permitiu estimativas da temperatura do fluido em profundidade em 33 localidades de fontes termais distribuídas entre 18°12'S e 40°12'S, a maioria delas na Cordilheira dos Andes, obtendo-se valores entre 64°C e 259°C. A vinculação da maioria dessas fontes termais a zonas de vulcanismo ativo e os processos de transferência de calor por convecção ali existentes, fazem com que as estimativas de fluxo de calor, utilizando somente a termometria química, não sejam significativas na descrição da estrutura termal dessas localidades. Na área de El Tatio, onde existem numerosos dados adicionais, foi estimado o fluxo combinado de calor (condutivo e convectivo) em 35 UFC (1465 mW/m²), devido a circulação profunda da água, até quase 1 Km do teto de uma intrusão magmática localizada entre 5 e 7km de profundidade. Na bacia de Santiago, a análise de 257 amostras de água subterrânea, utilizando o geotermômetro SiO2, indica uma temperatura de 77,4 ± 16,6 mW/m². Nas zonas anômalas a temperatura nessas profundidades pode ser da ordem de 94°C (com Q ~ 117 mW/m³). No setor da Mina La Africana, no interior da bacia, onde existe uma determinação do fluxo de calor pelo método convencional, com Q = 78,7 mW/m2, a termometria química indica para QUE um valor de 80,8 mW/m². Os resultados mostram que a bacia de Santiago apresenta valores altos de fluxo de calor. São feitas algumas observações propondo, direta ou indiretamente, alguns problemas específicos a serem investigados no futuro, principalmente com relação a utilização dos recursos geotermais. O trabalho de Muffler & Cataldi (1978) é citado neste contexto como peça fundamental para a continuação de pesquisas geotermais vinculadas a questões energéticas.