Geophysics for geothermal exploration. Directional-derivatives-based computational filters applied to geomagnetic data at lake Cuitzeo, Mexico

Abstract

Para el desarrollo de un campo geotérmico, el conocimiento de la distribución de fracturas, la hidrología y la evolución tectónica del sitio a través de la caracterización estructural del sistema natural es un requisito previo a la perforación de pozos exploratorios. Fallas y fracturas representan vías preferenciales por el flujo de fluidos en el subsuelo y pueden ser detectadas mediante investigaciones geológicas en la superficie y geofísicas en el subsuelo. Una anomalía magnética positiva y de forma sub-circular en planta se encuentra en el medio del lago Cuitzeo, México. A través de un levantamiento geomagnético dentro y alrededor del área que comprende la anomalía tratamos caracterizar el reservorio geotérmico que, al sur del lago, está notificado por manifestaciones hidrotermales. Utilizando filtros computacionales basados sobre el uso de operaciones con las derivadas de valores de campo a los datos magnéticos grabados, hemos puesto en luz algunas de las estructuras que influencian la circulación de los fluidos en el sistema geotermal. Nuestra atención se focalizó sobre fallas ~N-S and E-W, pertenecientes respectivamente a la tectónica Básin & Range (B&R) y a la del Cinturón Volcánico Mexicano (CVM). Según nuestra interpretación, la interacción de dos o mas estructuras de diferentes orígenes (B&R y CVM), además del entorno geodinámico específico (subducción de zona de fracturas), facilitó el surgimiento de cuerpos magmáticos básicos del profundo que, bloqueados por la capa argilosa de sedimentación lacustre del Cuitzeo, dieron lugar, enfriándose lentamente, al sistema geotermal y contribuyeron a la formación de la anomalía magnética.

Deformación frágil en rocas del Mioceno de la región Morelia-Cuitzeo, Michoacán: implicaciones en el sistema geotérmico local

“…En la región de Morelia-Cuitzeo, estudios detallados de la estra- tigrafía y de las estructuras que afectan a las sucesiones volcánicas del Mioceno al Holoceno (Garduño-Monroy et al, 2009;Trujillo-Hernández, 2017;Bermejo-Santoyo, 2018;Mazzoldi et al, 2020) indican el registro de dos eventos de actividad tectónica extensional relacionada con las abundantes fracturas que se observan en dicha región (Garduño-Monroy et al, 2009).…”

“…El SFMA se considera activo debido a la actividad sísmica reciente en la región de Acambay (Urbina y Camacho, 1913) y Maravatío (Astíz-Delgado, 1980;Rodríguez-Pascua et al, 2017), y a los trabajos de paleosismología y tectónica realizados en los últimos años (Langridge et al, 2000;2013;Garduño-Monroy et al, 2009;Sunye-Puchol et al, 2015;Ortuño et al, 2015;Suter, 2015;Lacan et al, 2018, Soria-Caballero et al, 2019, aunque su actividad probablemente inició desde el Mioceno Tardío (Garduño-Monroy et al, 2009). En la región de Morelia-Cuitzeo, las estructuras del SFMA cortan a las fallas NNW-SSW y basculan hacia el sur a la sucesión volcánica del Mioceno (Garduño-Monroy et al, 2009;Mazzoldi et al, 2020).…”

“…Nuestro trabajo se enfocó en el estudio de las estructuras frágiles que afectan a las rocas andesíticas de la secuencia Tarímbaro, debido a que son un análogo expuesto de las rocas que representan el yacimiento geotérmico del área del lago Cuitzeo (Bermejo-Santoyo, 2018), donde tienen un espesor de aproximadamente 2 km (Mazzoldi et al, 2020).…”

“…línea (cm) mico de baja entalpia (Vigil-Barrientos et al, 2017;Del Razo González, 2017;Bermejo-Santoyo, 2018;Mazzoldi et al, 2020;Pérez-Martínez et al, 2021). La disposición en el espacio de las manifestaciones hidrotermales, así como la presencia de fracturas rellenas con material precipitado de actividad hidrotermal (Bermejo-Santoyo, 2018), sugiere que el sistema geotérmico está asociado con las estructuras (fallas NNW-SSE y ENE-WSW) desarrolladas por los eventos de deformación frágil: D1 y D2 (Bermejo-Santoyo, 2018;Mazzoldi et al, 2020). Algunos autores han sugerido que la intersección entre estructuras mayores (fallas kilométricas) puede ayudar a explicar la localización de las manifestaciones hidrotermales (Figura 2.…”

“…Algunos autores han sugerido que la intersección entre estructuras mayores (fallas kilométricas) puede ayudar a explicar la localización de las manifestaciones hidrotermales (Figura 2. Mazzoldi et al, 2020); aunque también es posible que las fallas ENE-WSW (evento D2) jueguen un papel importante en el flujo de fluidos del sistema geotérmico, debido a la orientación ~E-W que tienen las manifestaciones hidrotermales en el flanco sur del lago de Cuitzeo (Bermejo-Santoyo, 2018; Mazzoldi et al, 2020). Sumado a los estudios tectónicos, estructurales y estratigráficos realizados en los últimos años en el área del lago de Cuitzeo (Trujillo-Hernández, 2017;Bermejo-Santoyo, 2018;Mazzoldi et al, 2020), nuestros resultados sugieren que las rocas andesíticas de la secuencia Tarímbaro, la cual tiene aproximadamente 2 km de espesor y se encuentra a ~1 km de profundidad en la zona del lago de Cuitzeo (Mazzoldi et al, 2020), tienen el potencial para formar parte de la capa permeable del sistema geotérmico de Cuitzeo (reservorio).…”