HIDROQUÍMICA Y GEOTERMOMETRÍA DE LOS TONATICO (ESTADO DE MÉXICO) MANANTIALES TERMALES DE IXTAPAN DE LA SAL Y

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1 HIDROQUÍMICA Y GEOTERMOMETRÍA DE LOS MANANTIALES TERMALES DE IXTAPAN DE LA SAL Y TONATICO (ESTADO DE MÉXICO) Logo de Dependencia, Institución, Empresa Autores: Martínez-Florentino Teresa Ana Karen 1, Ma Vicenta Esteller 1, José Luis Expósito 1 Eloisa Dominguez Mariani 2 1 CIRA-Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma del Estado de México 2 Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Lerma Puebla de Zaragoza, octubre de 2017

2 CONTENIDO INTRODUCCIÓN ZONA DE ESTUDIO MATERIALES Y MÉTODOS RESULTADOS CONCLUSIONES

3 INTRODUCCIÓN Pozos Manantiales Uso Recreativo Terapéutico Energético El agua subterránea Agua termal Es empleada para consumo humano, industrial, agrícola y energético. Proviene Estratos sedimentarios Ambientes volcánicos Los estudios hidroquímicos, permiten entender los procesos del agua subterránea y la interacción con el medio geológico.

4 INTRODUCCIÓN En México las investigaciones se han enfocado principalmente en campos geotérmicos (Los Azufres Mich., Los Humeros Pue, Cerro Prieto BC,Los cerritos BC ). En México se han identificado 918 sistemas geotérmicos de intermediabaja temperatura, el 5% de estos sistemas tienen temperaturas entre 36 y 60 C. En el Estado de México Ixtapan de la Sal-Tonatico (Importancia Económica)

5 ZONA DE ESTUDIO Ixtapan de la Sal-Tonatico Fisiográficamente, la zona se ubica en el límite entre FVT y la Sierra Madre del Sur. Laguna Verde En La relación temperatura con la oscila precipitación 25 y 27 C. media anual es de 1,136 mm con una concentración del 75% en los meses de junio a septiembre. Ixtamil La temperatura de 33 a 36 C El elemento más antiguo lo compone el complejo Metamórfico. Balneario Municipal de Ixtapan de la Sal La temperatura 36 hasta 39 C. El segundo elemento, consiste en rocas Balneario calizas laminadas Municipal de color de Tonatico gris (Periodo La Cretácico). temperatura va de 35 y 37 C. El El Obispado tercer elemento - Olincalli constituido por una Posee secuencia una temperatura de depósitos entre derivados 34 y de 36 C rocas volcánicas. Además de Travertinos y Aluvion

6 Realizar un estudio hidroquímico de las manifestaciones hidrotermales de Ixtapan de la Sal y Tonatico, con el fin de conocer sus características físico-químicas y realizar una evaluación geotermométrica.

7 MATERIALES Y MÉTODOS Paso 1 Recopilación de bibliografía Consulta investigaciones hidrotermales. de Paso 2 Integración geológica, Paso 3 hidrológica Inventario, muestreo y medición in situ. Rasgos geológicos, hidrológicos, usos del suelo, entre otros. Características de los manantiales Entorno hidrológico y geológico Ubicación Paso 4 Análisis fisicoquímicos de muestras. Cationes Aniones Paso 5 Interpretación hidroquímica y geotermometría

8 Interpretación hidroquímica a) Propiedades fisicoquímicas b) Geotermómetros Base de datos Error electronegatividad -Datos de campo -Concentraciones de iones mayoritarios minoritarios Error <5% c) Índice de Saturación Gráficas Diagramas triangulares (FAMILIAS DE AGUA)

9 Interpretación hidroquímica a) Propiedades fisicoquímicas Geotermómetro Importancia Son ecuaciones analíticas (temperatura y química) Estimar la temperatura del reservorio. b) Geotermómetros c) Índice de Saturación Consideraciones 1. La interacción agua-roca en función de la temperatura. 2. Suministro de especies minerales. 3. La reacción alcanza el equilibrio en el reservorio. 4. No ocurre un reequilibrio cuando el agua sale del acuífero. 5. No ocurre mezcla entre aguas ni dilución durante la circulación.

10 Interpretación hidroquímica a) Propiedades fisicoquímicas Índice de saturación Constantes de equilibrio b) Geotermómetros Indica El IS indica si una solución está en equilibrio con la fase sólida o si es sobresaturada (+0.2) subsaturada (-0.2) en relación con la fase sólida c) Índice de Saturación Equilibrio multimineral Para estimar la temperatura de los sistemas geotermales con base en la temperatura en que las fases minerales se encuentran en equilibrio (IS=0)

11 RESULTADOS a) Aspectos generales de la hidroquímica Mayo TDS superior a 7000 mg/l Agosto TDS 6000 mg/l. Temperatura: Laguna Verde (M1) inferior de 30 C.

12 a) Aspectos generales de la hidroquímica Diagrama de Pipper 40 Cl + SO4=> <=Ca + Mg 40 M3-A M1-A M1-E M1-J M1-M M3-E M3-J M3-M M4-A M4-E M5-J M5-M M2-J Mg SO4 M2-A M2-E M2-M M4-J M4-M M5-E Aguas Cloruradas Sódicas Cl 2000 mg/l Ca Na+K HCO3+CO3 Cl

13 Iones mayoritarios Diagrama de Giggenbach Esta clasificación permite interpretar los procesos que ha sufrido el fluido geotermal en su ascenso. Las aguas cloruradas neutras (mature waters) indican fluidos geotermales bien equilibrados. Las aguas sulfatadas (volcanic waters) es común encontrarlas en sistemas geotermales volcánicos. Las aguas bicarbonatadas (peripheral waters) representan aguas de reciente infiltración. - Aguas clasificadas como maduras - Aguas periféricas - Posible proceso de mezcla entre un agua clorurada y un agua bicarbonatada

14 b) Geotermómetro: Sílice Solubilidad de los minerales de sílice es controlada por la temperatura Calcedonia ( C) Cristobalita α ( C) Sílice amorfa Cuarzo < 180 C SiO 2 : No presentan un equilibrio con los minerales de sílice.

15 b) Geotermómetro: cationes DiagramaTriangular Na-K-Mg Un método para evaluar el grado de equilibrio agua roca que ha alcanzado el fluido. equilibrio total parcialmente equilibrado e inmaduro Permite la evaluación simultánea de los efectos de la disolución de roca y del equilibrio en el sistema. Se encuentran cercanas al extremo de Mg: por lo que presentan un mayor grado de dilución. Las muestras no están equilibradas.

16 b) Geotermómetros Geotermómetros químicos : temperatura en profundidad en un sistema geotérmico. Confiables: (Na-K-Ca) y (K-Mg) son confiables entre 90 y 150 C Amorphous Alpha Beta Chalcedony Quartz Na-K-Ca Na-K-Ca Silica Cristobalite Cristobalite conductive adiabatic Cor-Mg K/Mg M1-M M2-M M3-M M4-M M5-M M1-A M2-A M3-A M4-A M1-E M2-E M3-E M4-E M5-E M1-J M2-J M3-J M4-J M5-J ID Geotermómetros de Sílice: no presentan un equilibrio con los minerales de sílice K 2 /Mg : responde rápidamente a reequilibrios del agua: C Na-K-Ca corregido: estimar temperatura y condiciones de equilibrio: C

17 c) Índice de Saturación Minerales Carbonatada Calcita Dolomita Sobresaturados Precipitación Sílice Cuarzo Sílice gel Otros minerales Celestina Estroncianita Subsaturados Disolución

18 IS Log (Q/K) IS Log (Q/K) IS Log (Q/K) IS Log (Q/K) IS Log (Q/K) c) Índice de Saturación M1- Enero M3- Enero M5- Enero si_calcite si_celestite si_dolomite si_quartz si_chalcedony si_silicagel si_cristobalite Temperature ( C) Temperature ( C) Temperature ( C) si_strontianite M2- Enero M4- Enero Este método estima las temperaturas a través del equilibrio entre el fluido y minerales en funcion de la temperatura Temperature ( C) Temperature ( C) Indica la temperatura del último equilibrio con la roca.

19 CONCLUSIONES La temperatura del agua se encuentra alrededor de los C. Según el diagrama de Pipper el agua termal es del tipo es Cl-Na. Según el diagrama ternario de Giggenbach, es agua madura mezclada con agua bicarbonatada. Los geotermómetros que mejor se ajustaron son los de cationes (Na-K-Ca corregido Mg). La temperatura es de C La minerales como celestina indica la presencia roca sedimentaria evaporítica y la estroncianita indican que es un sistema termal de baja temperatura en calizas. IS de los diferentes minerales indican una temperatura probable de equilibrio alrededor de los C. La similitud en la química de las muestras analizadas indica que es un mismo sistema termal.

20 AGRADECIMIENTOS Universidad Autónoma del Estado de México Proyecto 3716 Ayuntamiento de Ixtapan de la Sal y Tonatico

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