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Geología Asociada a la Exploración Geotermia
Maynor Ruiz
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Que es la geotermia?
• Es el calor que proviene del interior de la Tierra y que se ha concentrado en cierto sitios del subsuelo conocidos como Yacimientos Geotérmicos.
• La fuente de calor puede ser una cámara magmática o un cuerpo ígneo que desprende calor.
• Generalmente se ubica en una unidad acuífera que tiene un permeabilidad que facilita la circulación de fluidos hidrotermales.
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De lo general a lo especifico
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Que es un mineral?
• Son solidos homogéneos, inorgánicos y de origennatural con una composición quimia definida y unaestructura cristalina definida.
• Están formados por la unión de dos o máselementos químicos, los hay mono mineral.
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Las propiedades físicas de los minerales dependen de su estructura:
• Color
• Brillo
• Exfoliación
• Dureza
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Ciclo dela Roca
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Composición de la corteza terrestre
El oxigeno y sílice componen aproximadamente el 75% de lacorteza terrestre.
El resto de lo conforman elementos metálicos; Fe, Al y elementosbases .
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• Los elementos de la corteza terrestre que son combinados concompuestos inorgánicos son llamados minerales.
• Estos minerales son mezclados en varias proporciones formandolos diferentes tipos de rocas.
• Las rocas de la corteza terrestre son agrupadas en tres tiposimportantes;
• Rocas Ígneas.
• Rocas Sedimentarias.
• Rocas Metamórficas.
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LAS ROCAS
Rocas metamórficas
Las rocas metamórficas se for-
man mediante un proceso de
transformación (metamorfismo)
de rocas ya existentes, en el que
estas son sometidas a presiones
y temperaturas altas en el inte-
rior de la corteza.
se clasifican en
Rocas sedimentarias
Las rocas sedimentarias se
forman por la acción de los pro-
cesos geológicos exógenos,
en los que intervienen la energía
solar y la gravedad. Por esa
razón, también se llaman rocas
exógenas.
Tipos de rocas
Rocas magmáticas
Las rocas magmáticas se for-
man a partir de magmas que
ascienden hacia la superficie a
través de la corteza y se enfrían.
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Rocas
metamórficas
pueden ser
Rocas
de metamorfismo dinamotérmico
Proceden de rocas que, además de sufrir un
aumento de temperatura, son aplastadas por las
fuerzas del interior de la corteza.
En estas rocas, los minerales sufren recrista-
lización y, además, debido a la intensa presión,
se disponen en láminas aplastadas con aspecto
de hojaldre o en bandas (estas disposiciones se
denominan foliación).
De este modo, se forman las pizarras, los
esquistos y los gneises, que proceden del
metamorfismo dinamotérmico más o menos
intenso de las arcillas.
Rocas
de metamorfismo térmico
Proceden de rocas que se ponen en con-
tacto con masas de magma que ascien-
den a través de ellas.
El intenso calor hace que los minerales de
estas rocas sufran una recristalización
(aumentan mucho de tamaño y varían
ligeramente su composición química).
Así se forman el mármol, que procede de
las calizas, o las cuarcitas, que proceden
de areniscas.
Tipos de rocas
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Detríticas
Arcillas
Sus clastos
(llamados lodos o
limos) tienen un
diámetro inferior
a 0,06 mm (son
microscópicos).
Rocas
carbonatadas
Las más abundantes
son las calizas, que
están formadas
calcita y las
dolomías, por
dolomita.
Rocas salinas
o evaporitas
Se componen de sales
disueltas que precipita-
ron en las cuencas
sedimentarias cuando
el agua se evaporó.
Por ejemplo, el yeso, la
halita y la silvina.
Conglomerados
Sus clastos (llamados
gravas) tienen un
diámetro mayor de 2
mm.
Tipos de rocas
No detríticas
Las rocas
sedimentarias
se clasifican en
Sus clastos
(llamados arenas)
tienen un diámetro
comprendido
entre 0,06 mm y 2
mm.
Areniscas
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Discontinuidades: tipos, genéticos Relaciones y significado
• Discontinuidad es un término colectivo utilizadoaquí para incluir juntas, fracturas, camas, planos,escisión de rocas, foliación, zonas de corte, fallas yotros contactos, etc. En este discusión utilizando unenfoque genético, agrupamos discontinuidades enlas siguientes categorías:
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• Plano de capa
• 2. Foliación incluyendo escisión
• 3. Fracturas (articulaciones)
• 4. Fallas y zonas de corte
• 5. Otras discontinuidades geológicas.
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La inclinación primaria y capas son las primeras en
formarse con las rocas.
Es la discontinuidad más importante, imparte anisotropía y
tiene una profunda influencia en flujo de agua subterránea en la
zona vadosa. El agua subterránea el flujo es por inmersión
descendente
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La foliación es propiedad de las rocas, por lo que se rompen a lo
largo de superficies aproximadamente paralelas. El término es
restringido a los planos de origen secundario que ocurren en rocas
metamórficas La foliación se desarrolla debido al paralelismo.
alineación plana de granos minerales laminados a la derecha
ángulos a la dirección del estrés, que imparte fisura.
FOLIACION
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Identificación en imágenes
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Tipos de fracturas
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Etapas de exploración geotérmica
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Mapeo Regional de zonas de interés
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2. Selección del área de interés
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Mapeo o cartografía geológica
• Es la representación esquemática de la disposición de las unidades de rocas
que se observan sobre la superficie de la Tierra, si se cuenta con
perforaciones se complementa mejor.
• Mapas geológicos permiten una interpretación rápida de un sector de interés.
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Etapas del mapeo geológico
• Antecedentes.
• Fotointerpretación de imágenes y fotos aéreas.
• Estratigrafía regional.
• Definición de unidades de mapeo.
• Mapeo en el terreno.
• Mapeo litológico.
• Mapeo estructural.
• Confección del mapa.
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Antecedentes● Mapas topográficos● Mapas geológicos antiguos● Mapas geológicos de gran escala● Publicaciones en revistas geológicas● Fotos aéreas● Imágenes satelitales (Google Earth)
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Fotointerpretación
• Es el estudio de elementos de la superficie terrestre baso en técnicas fotográficas.
• Las fotos aéreas apoyan un mapeo en varias partes:
a) Detección de límites litológicosb) Detección de sectores geológicamente interesantesc) Detección de fallas y otras estructuras tectónicasd) Acceso al sector
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Definición de unidades de mapeo
• En un mapeo normalmente es una generalización delos informaciones litológicos necesario.
• Es decir tenemos que juntar un grupo de estratoslitológicamente parecidas para definir un techo ypiso de la unidad del mapeo.
• Un perfil litológico o columna litológica representagráficamente la estratigrafía generalizada de unsector.
• Abajo se dibuja los estratos más antiguos arriba losestratos más jóvenes.
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Mapeo Litológico• a) Mapeo por material suelto
b) Mapeo por morfologíac) Mapeo en regiones cubiertas de vegetaciónd) Morfología y capas inclinadase) Comportamiento de fallas tectónicas, diques y vetas en terreno
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Mapeo Estructural
• Indicadores indirectos son indicadores de fallas conun cierto incertidumbre.
• Es decir los indicadores indirectos no nos dan unavisión cien porciento completa.
• Un conjunto de indicadores indirectos que muestranel mismo resultado (falla o diaclasa) afirman laobservación.
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UNIDAD
8Tipos de acuíferos
¿Qué son los acuíferos?
• Los acuíferos son rocas permeables situadas bajo la superficie
terrestre, cuyos poros y fisuras están totalmente saturados de agua.
• Es decir, los acuíferos son acumulaciones de agua subterráneas, la
cual circula libremente pero de manera lenta en la dirección de la
pendiente.
• El nivel de saturación de agua que se alcanza en la roca permeable se
denomina nivel freático.
• Existen varios tipos de acuíferos:
Acuíferos libres Acuíferos confinados
Acuíferos colgados
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UNIDAD
8Tipos de acuíferos
Acuíferos libres
Lago o río
PozosRoca
impermeable
Areniscas
acuíferas
permeables
Nivel freático
• Son aquellos en los que las rocas que lo constituyen se encuentran
dispuestas sobre una sola capa impermeable.
• El acuífero se encuentra abierto (en forma de ríos o lagos, lagunas, etc), de
forma que sólo está sometido a la presión atmosférica.
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UNIDAD
Tipos de acuíferos
Acuíferos confinados
Lago o río
PozosRoca
impermeable
Areniscas
acuíferas
permeables
Nivel freático
• Son aquellos en los que la roca permeable se encuentra entre dos capas
impermeables que impiden su salida natural, favoreciendo su confinamiento.
• En este caso, el agua está sometida tanto a la presión atmosférica como a
la presión del volumen que tenga por encima.
Cuando se rompe el confinamiento
por la construcción de un pozo,
siempre que se sitúe por debajo del
nivel freático del acuífero, el agua
fluye sola de forma natural.
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UNIDAD
8Tipos de acuíferos
Acuíferos colgados
Lago o río
PozosRoca
impermeable
Areniscas
acuíferas
permeables
Nivel freático
•Son acuíferos que se sitúan por encima del acuífero principal debido a la
presencia de capas impermeables en posición superior respecto del nivel
freático principal.
•Por ello, los acuíferos colgados tienen un nivel freático propio y suelen dar
lugar a manantiales.
Manantial
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52
Parámetros Hidráulicos de un acuífero
Nivel Piezométrico (h):Superficie virtual formada por agua a presión 0 (presión atmosférica)
h (m) = p/ɣ+zP= Presiónɣ= peso específico del fluidoZ= altura del punto
Para cualquier punto del acuífero Define el nivel energético del fluido= Carga Hidráulica
Gradiente Hidraúlico (i):Las diferencias de carga hidráulica (h) marcan diferencias energéticas que se traducen a movimiento. ha > hb el agua se moverá hacia la zonas de menor carga Gradiente (No sólo menor presión, sino también menor posición)
i = Δh / ΔL
Máxima pendiente de la superficie piezométrica Δh
ΔL
L
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53
Ley de Darcy
Transmisividad (T – m2/día)Caudal que atraviesa una franja vertical del acuífero, bajo un ancho, gradiente y temperatura
dado, y por altura la altura saturada del acuífero (“b”)T = k · b en Ley de Darcy Q= k · S · i; S= b · L (superficie= espesor por longitud) Q = T · L
· iSuele determinarse este parámetro y no el de permeabilidad
Aproximación de Galofré T (m2/día) = 100· Q(l/s) / s (m)s (m): descenso del nivel del pozo