Procesos hidrogeoquímicos vinculados a un ambiente volcánico activo: el caso del sistema río Agrio-volcán Copahue

Autores/as

  • Joaquin Llano
  • Mariano Agusto
  • Alcira Trinelli
  • Ana Tufo
  • Sebastián García
  • Gabriela Velásquez
  • Claudia Bucarey-Parra
  • Antonio Delgado Huertas
  • Vanesa Litvak

Palabras clave:

Geoquímica de aguas, Complejo volcánico Copahue-Caviahue, Schwertmannita, Basaluminita

Resumen

El presente trabajo fue desarrollado en el Complejo volcánico Copahue-Caviahue en la provincia de Neuquén, Argentina. El objetivo principal es analizar el proceso de dilución de las aguas ácidas del sistema volcánico hídrico por el ingreso al mismo de las aguas de deshielo y la posterior precipitación de hidroxisulfatos de hierro y aluminio, schwertmannita y basaluminita, respectivamente, cuando se alcanzan ciertos valores de pH. Estos minerales son típicamente encontrados en ambientes de alta acidez, ya sea vinculados a volcanes activos o a drenaje ácido de minas o rocas. Para ambos minerales, han sido previamente definidas constantes de solubilidad, pero en ambientes específicamente de drenaje ácido de minas. Sin embargo, dadas las características que presentan estos sistemas naturales, las constantes pueden variar significativamente según el pH, las condiciones redox y las concentraciones iónicas del sistema analizado. En este trabajo, se definieron, por primera vez constantes de solubilidad para ambientes vinculados a un volcán activo (volcán Copahue). Para ello se obtuvo un log(Kps) para la schwertmannnita de 17.7 ± 1.29 y de 21.40 ± 2.04 para la basaluminita, utilizando la variación de las actividades de hierro (III) y aluminio, respectivamente, en función del pH. A su vez, a partir del promedio del producto de la actividad iónica en función del pH, se obtuvieron log(Kps) para la schwertmannita de 17.64 ± 3.42 y de 23.95 ± 1.26 para la basaluminita.

Citas

Adams, F. y Rawajfih, Z. 1977. Basaluminite and alunite: a possible cause of sulfate retention by acid soils. Soil Science Society of America Journal 41: 686-692.

Agusto, M. 2011. Estudio geoquímico de los fluidos volcánicos e hidrotermales del Complejo volcánico Copahue Caviahue y su aplicación para tareas de seguimiento. Tesis doctoral, Universidad de Buenos Aires (inédita), 270 p., Buenos Aires.

Agusto, M., Caselli, A., Tassi, F., Dos Santos Afonso, M. y Vaselli, O. 2012. Seguimiento geoquímico de las aguas ácidas del sistema volcán Copahue-Río Agrio: Posible aplicación para la identificación de precursores eruptivos. Revista de la Asociación Geológica Argentina 69: 481-495.

Agusto, M., Tassi, F., Caselli, A., Vaselli, O., Rouwet, D., Capaccioni, B., Caliro, S., Chiodini, G. y Darrah, T. 2013. Gas geochemistry of the magmatic-hydrothermal fluid reservoir in the Copahue-Caviahue Volcanic Complex (Argentina). Journal of Volcanology and Geothermal Research 257: 44-56.

Agusto, M. y Varekamp, J. 2016. The Copahue Volcanic-Hydrotermal System and Applications for Volcanic Surveillance. En: Tassi, F., Vaselli, O. y Caselli, A. (eds.), Copahue Volcano, Active Volcanoes of the world Book Series. Springer, 199-238, Berlin-Heidelberg.

Agusto, M. y Velez, L. 2017. Avances en el conocimiento del sistema volcánico-hidrotermal del Copahue: a 100 años del trabajo pionero de don Pablo Groeber. Revista de la Asociación Geológica Argentina 74(1): 109-124.

Alexander, E. 2014. Aqueous geochemistry of an active magmato-hydrothermal system: Copahue Volcano, Río Agrio and Lake Caviahue, Neuquén, Argentina. Tesis de licenciatura, Wesleyan University (inédita), 111 p., Middletown, Connecticut.

Bigham, J.M. y Nordstrom, D.K. 2000. Iron and Aluminum Hydroxusulfates from Acid Sulfate Waters. En: Alpers, C.N, Jambor, J.L., Nordstrom, D.K. (eds), Sulfate Minerals: Crystallography, Geochemistry and Environmental Significance. Mineralogy and Geochemistry 40: 351-403, Chantilly.

Bigham, J.M, Schwertmann, U., Traina, S., Winland, R. y Wolf, M. 1996. Schwertmannite and the chemical modeling of iron in acid sulfate waters. Geochimica et Cosmochimica Acta 60: 2111-2121.

Caraballo, M., Rimstidt, D., Macías, F., Nieto, J.M. y Hochella Jr., M. 2013. Metastability, nanocrystallinity and pseudo-solid solution effects on the understanding of schwertmannite solubility. Chemical Geology 360-361: 22-31.

Daga, R., Caselli, A., Ribeiro Guevara, S. y Agusto, M. 2017. Tefras emitidas durante la fase inicial hidromagmática (julio de 2012) del ciclo eruptivo 2012-actual (2016) del volcán Copahue (Andes del sur). Revista de la Asociación Geológica Argentina 74(2): 191-206.

Delmelle, P. y Bernard, A. 2000. Volcanic Lakes. En: Sigurdsson, H. (ed.), Encyclopedia of Volcanoes: 877-896, Academic Press, California.

Delpino, D. y Bermúdez, A. 1993. La actividad del volcán Copahue durante 1992. Erupción con emisión de azufre piroclástico. Provincia de Neuquén. 12° Congreso Geológico Argentino, Actas 4: 292-301, Mendoza.

Delpino, D. y Bermúdez, A. 2002. La erupción del volcán Copahue del año 2000. Impacto social y al medio natural. Provincia del Neuquén, Argentina. 15° Congreso Geológico Argentino, Actas 3: 365-370, El Calafate.

Folguera, A. y Ramos, V. 2000. Control estructural del volcán Copahue (38°S-71°O): implicancias tectónicas para el arco volcánico cuaternario (36°S-39°S). Revista de la Asociación Geológica Argentina 55: 229-244.

Forte, P. 2013. Geología del flanco oriental del volcán Copahue, provincia de Neuquén. Tesis de Licenciatura, Universidad de Buenos Aires (inédita), 138 p., Buenos Aires.

Galván, F., Murray, J., Chiodi, A., Pereyra, R. y Kirschbaum, A. 2018. Drenaje ácido natural en la caldera Negra Muerta y su influencia en las nacientes del río Calchaquí, provincia de Salta, NO Argentina. Revista de la Asociación Geológica Argentina 75: 80-94.

Gammons, C.H., Wood, S.A., Pedrozo, F., Varekamp, J., Nelson, B.J., Shope, C. y Baffico, G. 2005. Hydrogeochemistry and rare earth element behavior in a volcanically acidified watershed in Patagonia, Argentina. Chemical Geology 222: 249-267.

Gaviria Reyes, M.A., Agusto, M., Trinelli, M.A., Caselli, A., dos Santos Afonso, M. y Calabrese, S. 2016. Estudio hidrogeoquímico de las áreas termales del complejo volcánico Copahue-Caviahue. Revista de la Asociación Geológica Argentina 73: 256-269.

Jönsson, J., Persson, P., Sjöberg, S y Lövgren, L. 2005. Schwertmannite precipitated from acid mine drainage: phase transformation, sulfate release and surface properties. Applied Geochemistry 20: 179-191.

Kawano, M. y Tomita, K. 2001. Geochemical modeling of bacterially induced mineralization of schwertmannite and jarosite in sulfuric acid spring water. American Mineralogist 86: 1156-1165.

Kirschbaum, A., Murray, J., Arnosio, M., Tonda, R. y Cacciabue, L. 2012. Pasivos ambientales mineros en el noroeste de Argentina: Aspectos mineralógicos, geoquímicos y consecuencias ambientales. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas 29: 248-264.

Lamberti, M.C., Vigide, N., Venturi, S., Agusto, M., Yagupsky, D., Winocur, D., Barcelona, H., Velez, M.L., Cardellini, C. y Tassi, F. 2019. Structural architecture releasing deep-sourced carbon dioxide diffuse degassing at the Caviahue-Copahue Volcanic Complex. Journal of Volcanology and Geothermal Research 374: 131-141.

Lecomte, K., Maza, S., Sarmiento, A. y Depetris, P. 2017. Geochemical behavior of an acid drainage system: the case of the Amarillo River, Famatina (La Rioja, Argentina). Environmental Science and Pollution Research 24: 1630-1647.

Linares, E., Ostera, H. y Mas, L. 1999. Cronología K-Ar del Complejo Efusivo Copahue-Caviahue, Provincia del Neuquén. Revista de la Asociación Geológica Argentina 54: 240-247.

Llano, J. 2016. Hidrogeoquímica de las aguas ácidas el río Agrio inferior, provincia de Neuquén. Tesis de Licenciatura, Universidad de Buenos Aires (inédita), 113 p., Buenos Aires.

Mas, G.R., Mas, L.C. y Bengochea, L. 1996. Alteración ácido-sulfática en el Campo Geotérmico Copahue, Provincia del Neuquén. Revista de la Asociación Geológica Argentina 51: 78-86.

Maza, S.N., Collo, G., Astini, R.A., Nieto, F. y Nieto, J.M. 2014. Holocene ochreous lacustrine

sediments within the Famatina Belt, NW Argentina: A natural case for fossil damming of an acid drainage system. Journal of South American Earth Sciences 52: 149-165.

Melnick, D., Folguera, A. y Ramos, V. 2006. Structural control on arc volcanism: The Caviahue-Copahue complex, Central to Patagonian Andes transition (38°S). Journal of South American Earth Science 22: 66-88.

Murray, J., Kirschbaum, A., Dold, B., Guimaraes, E.M. y Pannunzio Miner, E. 2014. Jarosite versus Soluble Iron-Sulfate Formation and Their Role in Acid Mine Drainage Formation at the Pan de Azúcar Mine Tailings (Zn-Pb-Ag), NW Argentina. Minerals 4: 477-502.

Naranjo, J. y Polanco, E. 2004. The 2000 AD eruption of Copahue Volcano, Southern Andes. Revista Geológica de Chile 31: 279-292.

Nordstrom, D.K. y Ball, J.W. 1986. The geochemical behavior of aluminum in acidified surface waters. Science 232: 54-56.

Ohsawa, S., Sugimori, K., Yamauchi, H., Koeda, T., Inaba, H., Kataoka, Y. y Kagiyama, T. 2014. Brownish discoloration of the summit crater lake of Mt. Shinmoe-dake, Kirichima Volcano, Japan: volcanic-microbial coupled origin. Bulletin of Volcanology 76: 809-819.

Palmer, S., van Hinsberg, V., McKenzie, J. y Yee, S. 2011. Characterization of acid river dilution and associated trace element behavior through hydrogeochemical modeling: A case study of the Banyu Pahit River in East Java, Indonesia. Applied Geochemistry 26: 1802-1810.

Panarello, H. 2002. Características isotópicas y termodinámicas de reservorio del campo geotérmico Copahue-Caviahue, provincia de Neuquén. Revista de la Asociación Geológica Argentina 57: 182-194.

Parker, S., Gammons, C., Pedrozo, F. y Wood, S. 2008. Diel changes in metal concentrations in a geogenically acidic river: Río Agrio, Argentina. Journal of Volanology and Geothermal Research 178: 213-223.

Parkhurst, D. y Appelo, C. 2013. Description of input and examples for PHREEQC version 3-A computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport and inverse geochemical calculations. U.S. Geological Survey Techniques and Methods 6, 497 p., Denver.

Petrinovic, I., Villarosa, G., D’Elia, L., Guzman, S., Paez, G., Outes, V., Manzoni, C., Delmenico, A., Balbis, C., Carniel, R. y Hernando, I. 2014. La erupción del 22 de diciembre de 2012 del volcán Copahue, Neuquén, Argentina: Caracterización del ciclo eruptivo y sus productos. Revista de la Asociación Geológica Argentina 71: 161-173.

Regenspurg, S. y Peiffer, S. 2005. Arsenate and chromate incorporation in schwertmannite. Applied Geochemistry 20: 1226-1239.

Regenspurg, S., Brand, A. y Peiffer, S. 2004. Formation and stability of schwertmannite in acidic pit lakes. Geochimica et Cosmochimica Acta 68: 1185-1197.

Rodriguez, A., Varekamp, J., van Bergen, M., Kading, T., Oonk, P., Gammons, C. y Gilmore, M. 2016. Acid rivers and lakes at Caviahue-Copahue volcano as potential terrestial analogues for aqueous paleo-envionments on mars. En: Tassi, F., Vaselli, O. y Caselli, A. (eds.), Copahue Volcano, Active Volcanoes of the world Book Series. Springer: 141-172, Berlin-Heidelberg.

Sánchez-España, J., Yusta, I. y Diez-Ercilla, M. 2011. Schwermannite and hydrobasaluminite: A re-evaluation of their solubility and control on the iron and aluminium concentration in acidic pit lakes. Applied Geochemistry 26: 1752-1774.

Sanchez-España, J., Yusta, I. y López, G.A. 2012. Schwertamannite to jarosite conversion in the water column of an acidic mine pit lake. Mineralogical Magazine 76: 2659-2682.

Stern, C.R. 2004. Active Andean volcanism: its geologic and tectonic setting. Revista Geológica de Chile 31: 161-206.

Tassi, F., Agusto, M., Lamberti, C., Caselli, A., Pecoraino, G., Caponi, C., Szentiványi, J., Venturi, S. y Vaselli, O. 2017. The 2012-2016 eruptive cycle at Copahue volcano (Argentina) versus the peripheral gas manifestations: hints from the chemical and isotopic features of fumarolic fluids. Bulletin of Volcanology 79(10): 1-14.

Theobald Jr., P.K., Lakin, H. y Hawkins, D. 1962. The precipitation of aluminum, iron and manganese at the junction of Deer Creek with the Snake River in Summit County, Colorado. Geochimica et Cosmochimica Acta 27: 121-132.

Varekamp, J., Ouimeete, A., Herman, S., Flynn, K., Bermúdez, A. y Delpino, D. 2009. Naturally acid waters from Copahue volcano, Argentina. Applied Geochemistry 24: 208-220.

Yu, J., Heo, B., Choi, I. y Chang, H. 1999. Apparent solubilities of schwertmannite and ferrihydrite in natural stream waters polluted by mine drainage. Geochimica et Cosmochimica Acta 63: 3407-3416.

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Publicado

2020-12-28

Cómo citar

Llano, J., Agusto, M., Trinelli, A., Tufo, A. ., García, S., Velásquez, G., Bucarey-Parra, C., Delgado Huertas, A., & Litvak, V. (2020). Procesos hidrogeoquímicos vinculados a un ambiente volcánico activo: el caso del sistema río Agrio-volcán Copahue. Revista De La Asociación Geológica Argentina, 77(4), 490-504. Recuperado a partir de https://revista.geologica.org.ar/raga/article/view/224

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