Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Estudio hidrogeoquímico de las aguas superficiales del Complejo Volcánico Copahue-Caviahue |
| Título alternativo: | Hydrogeochemistry study of the Copahue-Caviahue Volcanic Complex superficial waters |
| Autor: | Llano, Joaquín |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Lugar de trabajo: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Estudios Andinos "Don Pablo Groeber" (IDEAN)
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| Publicación en la Web: | 2023-11-09 |
| Fecha de defensa: | 2023-05-16 |
| Fecha en portada: | 2023 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Geológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Geología |
| Director: | Agusto, Mariano Roberto |
| Director Asistente: | D’Alessandro, Walter |
| Consejero: | Litvak, Vanesa Dafne |
| Jurado: | Carol, Eleonora Silvina; Ostera, Héctor Adolfo; Remesal, Marcela Beatriz |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | VOLCAN COPAHUE; HIDROGEOQUIMICA; ELEMENTOS TRAZA; FLUIDOS MAGMATICOS; HODROTERMALES; AGUAS ACIDASCOPAHUE VOLCANO; HYDROGEOCHEMISTRY; TRACE ELEMENTS; MAGMATIC-HYDROTERMAL FLUIDS; ACID WATERS |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7382_Llano |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7382_Llano.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7382_Llano |
| Ubicación: | GEO 007382 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Llano, Joaquín. (2023). Estudio hidrogeoquímico de las aguas superficiales del Complejo Volcánico Copahue-Caviahue. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7382_Llano |
Resumen:
La presente tesis doctoral busca aportar al conocimiento de la geoquímica de las aguas presentes en el complejo volcánico Copahue-Caviahue. El sistema magmático profundo que alimenta al complejo volcánico tiene como principales expresiones superficiales al volcán Copahue y a las zonas geotermales aledañas al mismo. La mayoría de los estudios geoquímicos llevados a cabo en este sistema han estado enfocados a la variación de los componentes mayoritarios. El objetivo de este trabajo fue investigar el comportamiento de los elementos traza y determinar los procesos que controlan su composición, buscando de esta manera mejorar el modelo propuesto de funcionamiento del sistema estudiado al incorporar elementos que no han sido tomados en cuenta previamente. A su vez, la variación en las concentraciones de ciertos elementos traza pueden servir de indicadores precursores de procesos eruptivos. Para el desarrollo de este trabajo se realizaron campañas de muestreo durante los meses de febrero y marzo entre los años 2017 y 2020, donde se midieron parámetros de campo (temperatura, pH y conductividad) y se tomaron muestras de aguas para análisis químicos de laboratorio de elementos mayoritarios, traza y tierras raras y precipitados. Las aguas del sistema fueron divididas en tres grupos: i) aguas pertenecientes al sistema volcánico- hidrotermal, ii) aguas calentadas por vapor, y iii) aguas de deshielo. Las primeras, son aguas sulfato-cloruradas y con relaciones catiónicas intermedias que nacen en el sistema hidrotermal ubicado en la cima del volcán Copahue. Las aguas calentadas por vapor son aquellas vinculadas a las zonas geotermales aledañas a la localidad de Copahue. Estas aguas son ácidas sulfatadas con bajos contenidos de Mg. Por último, las aguas de deshielo, que son aquellas originadas por el derretimiento de nieve acumulada durante el invierno y las lluvias, de composiciones sulfatadas a sulfato-bicarbonatadas y bicarbonatadas con relaciones catiónicas intermedias. El sistema volcánico-hidrotermal nace en la cima del volcán Copahue y hasta su salida del complejo volcánico escurre a través del río troncal del sistema, el río Agrio. En todo su trayecto, este curso aumenta desde valores de pH ácidos hasta neutros y disminuye constantemente su conductividad y las concentraciones de los componentes químicos. Este cambio se debe al ingreso constante de cursos de aguas de deshielo al río troncal, trayendo aparejado la precipitación de hidroxisulfatos de Fe y Al en el sistema. Para estos precipitados fueron calculados los log(Kps) por primera vez para un sistema volcánico activo en Argentina. El análisis detallado del comportamiento de los elementos traza y los elementos de tierras raras permitió determinar que el principal origen está vinculado al proceso de interacción agua-roca, donde son lixiviados de la roca para pasar a solución. Sin embargo, se reconoció que los elementos As, Cd, Tl, Sb, B y Te, posiblemente Pb y Se, ingresan a las aguas del sistema volcánico-hidrotermal no solo por lixiviación, sino también como aerosoles a partir de los gases magmáticos emitidos desde el área cratérica. En cambio, en las aguas calentadas por vapor la incorporación a través de los gases magmáticos solo se reconoció para el B y Cd. Para el caso de los elementos As, Cr y V, posiblemente el Pb y U, se determinó que sus contenidos responden a procesos de precipitación o co-precipitación en conjunto con los hidroxisulfatos de Fe y Al a lo largo del curso troncal del sistema volcánico-hidrotermal. Este último proceso también involucra a los elementos de tierras raras. A partir del estudio geoquímico realizado se aportó a expandir y complejizar el modelo conceptual volcanológico definido por otros autores para el complejo volcánico Copahue-Caviahue, incorporando por primera vez a los elementos traza y elementos de tierras raras a dicho modelo conceptual.
Abstract:
This thesis aims to contribute to the knowledge of the waters geochemistry of the Copahue-Caviahue volcanic complex. The deep magmatic system that feeds the volcanic complex has as the main superficial features the Copahue volcano and the geothermal zones close to it. Most of the geochemical studies that were made in this system were focus on the variation of the major components. The goal of this work was to investigate the trace elements behavior and to determine the processes that control they composition, trying to improve the proposed functioning model of the study system when the elements that have not been previously taken into account are incorporated. Likewise, the concentration variation of some trace elements can function of precursors of eruptive processes. To develop this work sampling campaigns were made during February and March between the years 2017 to 2020, where field parameters were measured (temperature, pH and conductivity) and water samples were taken for chemistry laboratory analysis of main cations, main anions, trace and rare earth elements and precipitates. The system waters were divided in three groups: i) waters belonging to the volcanic-hydrological system, ii) steam heated waters, and iii) melting waters. The first ones, are sulfate-clorated with intermediate cations relations and have its headwaters in the hydrotermal system located in the top of the Copahue volcano. The steam heated waters are those related to the geothermal zones located near Copahue town. These waters are sulfated acidic waters with low Mg contents. At last, the melting waters, those originated by rain and snow melting accumulated during the winter season, with sulfated to sulfate-bicarbonated to bicarbonated compositions with intermediate cations relations. The volcanic-hydrological system rise in the Copahue volcano summit and from here to its exit of the volcanic complex drains the system stem river, the Agrio river. In all of its path, this course raises its pH from acidic to neutral values and constantly decreases its conductivity and the chemical components concentrations. This change is dew to the constant income to the main river of melting waters, which develops the precipitation of Fe and Al hydroxisulfates. For these precipitates were calculated the log(Kps) for the first rime in an active volcanic system in Argentina. The detailed analysis of the trace and rare earth elements behavior allowed to identify that the main origin is related to the water-rock iteration process, where are lixiviated from the rock to enter the solution. Nevertheless, it was recognized that the elements As, Cd, Tl, Sb, B and Te, possibly Pb and Se, enters the volcanic-hydrological system waters not only by this process, but also as aerosols from the magmatic gases deeply emitted from the crater area. Instead, in the steam heated waters this is only seen for the B and Cd. While the As, Cr and V, possibly Pb and U, it was described that their contents respond to a precipitating or co-precipitate process ensemble with the Fe and Al hydroxisulfates along the main river of the volcanic-hydrological system. This last process also involves the rare earth elements. From this geochemical study it was expanded and become more complex the volcanological conceptual model defined by others authors for the Copahue-Caviahue volcanic complex, incorporating for the first time the trace and rare earth element to the model.
Citación:
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Llano, Joaquín. (2023). Estudio hidrogeoquímico de las aguas superficiales del Complejo Volcánico Copahue-Caviahue. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7382_Llano
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Llano, Joaquín. "Estudio hidrogeoquímico de las aguas superficiales del Complejo Volcánico Copahue-Caviahue". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2023.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7382_Llano
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