MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS
DIRECCIÓN GENERAL DE ELECTRICIDAD Y RECURSOS RENOVABLES
Dirección de Geotermia
Reconocimiento geológico del área Macuelizo
Informe Final de Campo
Elaborado por: Sigurdur G. Kristinsson – ISOR Robertha Quintero Román – MEM Juana Ruiz Mendieta – MEM
2
Resumen
La litología mayormente predominante en la zona de estudio pertenece al grupo de rocas metamórficas del tipo esquistos cuarzo moscovítico y alguna exposición de cuarcitas encontradas, que han sido instruidas por varios pequeños diques de origen ígneo, además de la intrusión mayor por un cuerpo granítico (Batolito de Dipilto).
En toda el área se pudo notar una alteración en las rocas de media a alta, dando como resultado la destrucción de las rocas en material metasedimentario que forman terrazas de grandes espesores principalmente en la orilla de los ríos.
Los esquistos del área presentan una dominante foliación y bandeo composicional, se pudo observar elementos estructurales que marcan las presiones a la que estuvieron sometidos los minerales en la roca original (Boundinage, pequeños plegamientos en los esquistos).
Se encontró solamente una zona de alteración hidrotermal en toda el área de estudio ubicada en la parte central de la zona de estudio, en el cerro llamado Aguas Calientes. El agua caliente fluye de algunos deslizamientos provenientes del cerro, pero no se localizó una fractura visible, dique o alguna otra estructura que nos indicara el nacimiento de la fuente, aunque por los rasgos estructurales vistos en campo, como el hundimiento visible entre los dos materiales circundante en las paredes del riachuelo donde circula el agua, nos indica una zona de falla buzando hacia el Oeste.
Las rocas aledañas están altamente alteradas y no se puede definir con exactitud el tipo de roca, pero se infirió que eran esquistos, instruidos por un dique de composición posiblemente basáltica, se encontraron incrustaciones de calcita a la orilla del riachuelo. La fuente de calor que alimenta la manifestación geotérmica en el área está asociada al proceso de aportes de calor producto de la intrusión del batolito de dipilto y que dio resultado a procesos metamórficos regionales y de contacto propios de la evolución estructural - mineralógica de la zona.
Los rangos de temperatura en varios punto del riachuelo varían de 54.5º - 73.3ºC con un caudal aproximado de 20 l/s, en algunos puntos de la corriente se puede observar burbujas que ascendiendo a la superficie.
3
Contenido
Resumen……….………...2 Tabla de contenido………3 Introducción………4 Geología Regional………5 Geología Local……….……… 7 Manifestaciones geotérmicas……….10 Conclusiones……….…11 Referencias………12 Anexo A………..13 Anexo B………..144
Introducción
Una de las tareas en el marco del proyecto actual de la cooperación Islandia-Nicaragua es llevar a cabo estudios de reconocimiento geológicos y geoquímicos a escala semidetalle en diferentes sitios del país para identificar posibles potenciales geotérmicos de media o baja entalpia para un futuro aprovechamiento. El presente informe describe los resultados de una campaña de campo de prospección geotérmica en el área de Macuelizo. Ver Figura 1.
El tiempo de duración de la gira de campo a ésta área en estudio, fue de una semana aproximadamente, previo al trabajo de campo, el área fue estudiada a través de fotografías aéreas a escala 1:40,000 utilizando un estereoscopio de espejos modelo MS-3 para identificar las principales formaciones geológicas y lineamientos estructurales, se analizaron imágenes satelitales, mapas topográficos y se hizo una revisión de los estudios previos del área.
Se seleccionó esta área para estudio considerando la historia estructural evolutiva de la zona, marcada principalmente por un metamorfismo regional y de contacto que produjo incrementos en las condiciones de temperatura y presión en los sistemas rocosos siendo un ambiente propicio para la presencia de zonas geotérmicas.
Localización
El Municipio de Macuelizo se encuentra ubicado en el sector Oeste del Departamento de Nueva Segovia, tiene una extensión territorial de 250 Km², está ocupado por 19 localidades rurales y una localidad urbana. La cabecera departamental (Ocotal) se localiza a 246 Km de Managua.
Macuelizo tiene una población total de 5,237 habitantes de los cuales el 6.87% se ubica en el casco urbano y el 93.13% se ubica en el casco rural (INIFOM, 2000), no cuenta con carreteras pavimentadas, y está unido a la cabecera departamental por un camino de todo tiempo (20 km).
5 El municipio de Macuelizo limita al Norte con Honduras, al Sur con el municipio de Somoto y Totogalpa, al Este con el municipio de Dipilto y Ocotal y al Oeste con el municipio de Santa María.
El clima de Macuelizo se caracteriza por ser de sabana tropical de altura, con temperaturas que oscilan entre los 24° C y 25° C. Con una precipitación anual de 1,000 mm.
La actividad productiva del municipio se basa específicamente en la agricultura (granos básicos) y la ganadería, aunque últimamente el abigeato ha consumido el hato ganadero. Los principales cultivos básicos son: Frijoles, maíz, sorgo y café; contando el municipio con un total de 1,550 manzanas sembradas.
Extensión del área en estudio
El área en estudio tiene una extensión aproximada de 35 km2; incluye mayormente el casco rural de Macuelizo y los sitios de El Paraisito, Ocote Raspado, Aguas Calientes. El área se encuentra en la hoja topográfica a escala 1:50 000: Macuelizo (2856-1)
Geología Regional
Tectónica de placas
La interacción entre las Placas Cocos, Nazca y Caribe con las Placas Norte y Suramericana producen un complicado patrón estructural de la corteza terrestre en Centro América. Varios eventos geotectónicos se superponen desde el Jurásico, la triangular Placa de Cocos limita en el Oeste con la parte Este de la Placa Pacífico, hacia el Sur con la Placa de Nazca esta parte es conocida como la grieta de Galápagos, en el Norte con la Placa Norteamericana y en el Noreste con la Placa Caribe por Centro América en la zona de subducción a lo largo de la Fosa Mesoamericana. Ver Figura 2.
El territorio de Nicaragua representa la parte Sur del Bloque Chortis, que limita por la parte Noroeste de la falla sinestral Polochic-Motagua (incluyendo la Fosa Caimán) y en la parte sureste por el Escarpe de Hess.
Figura 2: Esquema Tectónico de la Región Centroamericana. (CNE, 2001)
6 La estructura de la corteza de Nicaragua es el resultado de la interacción de varias placas, comenzando desde la ruptura de Pangea at 250 Ma (Burke et al., 1984), seguido por la colisión de la Placa Farallón con la corteza Protocaribeña (Arco de islas primitivas toleitas) en el tiempo Albiano al Santoniano (Seyfried et al., 1991).
La corteza oceánica del mar Caribe fue considerada como remanente de la meseta basáltica oceánica, la cual es una cuña entre las Placas Norte y Suramericanas. Para el Mioceno inferior la Placa Farallón fue rota y formó la Placa Cocos y la Placa de Nazca. De medio a bajo grado en parte rocas metamórficas altamente deformadas de edad paleozoica probablemente, incluyendo rocas graníticas a rocas intrusivas intermedias está envuelta en la evolución del arco magmático de la corteza a lo largo del límite con Honduras (Bermúdez et al., 1992).
La Llanura Costera del Atlántico está formada principalmente por depósitos del Mioceno al Cuaternario Superior correspondiente a depósitos del Holoceno, superponiendo al Terciario, sucesión sedimentaria- magmática que continua hacia el Este de la cresta de Nicaragua debajo del mar Caribe. En las Tierras Altas del Interior de Nicaragua las rocas volcánicas son de edad Terciaria y generalmente se van haciende más jóvenes de Este a Oeste y paralela a la Fosa Mesoamericana.
El cinturón volcánico se extiende alrededor de 1100 km desde México hasta Costa Rica, hasta una distancia aproximadamente de 200 km de la Fosa Mesoamericana que está formada por la subducción de la Placa Cocos debajo de la Placa Caribe. La actividad volcánica en Centro América está registrada desde antes del Cuaternario. El arco magmático consiste principalmente de rocas volcánicas basáltico-andesíticas (predominantemente de piroclastos con lavas sólidas subordinadas). Por otra parte el cinturón sigue el eje de la Depresión de Nicaragua.
La Región Costera del Pacífico se compone de un conjunto de anti arcos del Cretáceo Superior al Terciario con un espesor de hasta 8000 m (Kuan, 1971). En el Pre-plioceno está deformado en los pliegues abiertos con una tendencia aproximada NW-SE, con ejes horizontales y sobrepuesto discordantemente desplegado, areno-conglomerática y calcárea del Plioceno tardío y andesíticas a riodacíticas del Plioceno temprano (Dengo, 1985). Según Cruden (1989) el empuje y las fallas inversas indican una orientación NE a E por lo que hubo un transporte dirigido del material.
La evolución estructural Neotectónica del Oeste de Nicaragua, a raíz de la deformación asociada con el metamorfismo superior con esquistos verdes a la facies anfibolítica del complejo Paleozoico de la parte Norte de Nicaragua fue subdividida en tres partes por Weinberg:
1. La región costera del Pacífico tiene una estructura de pliegues producto de la compresión con tendencia NO-SE con edades del Mioceno superior al Plioceno inferior, que está asociada con la actividad volcánica del Mioceno al Plioceno en las Tierras Altas del Interior.
7 2. La deriva NE del Bloque Chortis se relacionó en el Plioceno-Pleistoceno a un régimen extensional, que a su vez dio lugar a la formación de la Depresión de Nicaragua. Simultáneamente, el incremento de la profundidad del ángulo de la subducción de la Placa Cocos causó la migración hacia el SO de la actividad volcánica formando la Cadena Volcánica de Los Marrabios (Jarrad, 1986). Debido a la relación inversa entre el descenso y la tasa de convergencia de las Placas, la inmersión de la placa subducida es cada vez mayor requiriendo una disminución en la convergencia (Luyendyk).
3. A principios del Pleistoceno hasta el presente, la formación estructural de pull-apart, por ejemplo, la dirección N-S del graben de Managua, es causada debido a un acortamiento horizontal con orientación N-S.
Geología Local
Geológicamente, la parte Norte de Nicaragua que cubre todos los municipios de Nueva Segovia, está representada por una corteza continental asentada en rocas metamórficas Paleozoicas sobre las cuales yacen rocas sedimentarias del Paleozoico, Mesozoico, Terciario y rocas plutónicas. El Terciario fue escenario de actividad volcánica continental, durante la cual gran parte de ella fue cubierta por extensos depósitos de rocas volcánicas. El área de Macuelizo fue estudiada principalmente en los años 60-70 por geólogos que conformaban el servicio geológico nacional (Zoppis& Garayar, Klaus, Hodgson). Dichos autores realizaron estudios preliminares en la zona de manera regional con principal objetivo en la búsqueda de oro y plata para explotación.
La litología encontrada en la zona de estudio, está compuesta por unidades estratigráficas principales, las cuales están conformadas primeramente por el complejo de rocas metamórficas de edad Paleozoica, representadas por esquistos moscovítico; y un pequeño afloramiento de cuarcita, la segunda unidad son los depósitos aluviales que corresponden a sedimentos de edad Cuaternaria, los cuales cubren la mayor parte de las exposiciones rocosas en el área de estudio, la tercera unidad es la roca intrusiva representada por el granito y la cuarta unidad son las rocas volcánicas como basalto (andesita), ver Figura 3.
Las rocas metamórficas en todo el sitio de estudio se identificaron como esquistos moscovíticos, los cuales presentan características homogéneas en la mayoría de los afloramientos, se presentan con bandeo composicional y una definida foliación en algunos puntos donde se pueden observar un poco más masivo y compacto por la gran cantidad de cuarzo en su composición los cuales pueden variar de un punto a otro.
Sobre el Rio Macuelizo se encontraron exposiciones de esquistos moscovíticos con un bandeo composicional definido de cuarzo, moscovita y grafito (visto en secciones delgadas, Anexo II); macroscópicamente, se observó el cuarzo formando estructuras de boudinage que se forman por segmentación de las capas rocosas o de venas de
8 minerales (cuarzo) más competentes que las rocas circundantes (esquistos), así mismo formaban pequeños plegamientos siguiendo la foliación de las capas del esquisto. Ver foto 1y 2.
En algunos casos el esquisto se encontraba fracturado con orientación N-S, estas fracturas habían sido rellenas por segregaciones del cuarzo secundario.
Siguiendo con el recorrido sobre el camino hacia la comarca el paraisito se encontró un paquete de rocas basálticas altamente alteradas y fracturadas buzando hacia el SE. Ver foto 3.
Sobre la quebrada Ocote Raspado se nota una disminución del contenido de cuarzo en los esquistos disminuyendo el bandeo composicional en la roca y tornándose un poco más grafitoso.
Asimismo, se encontró la presencia de diques (de composición basáltica) que cortan las litologías predominantes (esquisto o granito) en algunos casos de grandes espesores, con diferentes direcciones de fracturas (E-O, N-S), macroscópicamente se observa una textura afanítica melanocrática de composición básica y altamente fracturados. Ver foto 4. Las roca intrusiva de tipo granítico afloró en casi todos los puntos visitados en la zona de estudio, contiene abundante contenido de
Foto: 4- Dique de composición basáltica
4
3
Foto 3.- Rocas basálticas altamente alteradas y fracturadas. Fotos: 1-Esquisto cuarzo-moscovítico con marcada foliación, formando pequeños plegamientos de las capas; 2- Estructuras de boundinage de cuarzo.
Boundinage
9 cuarzo, feldespatos, plagioclasas y biotita (ver anexo II), macroscópicamente se presenta como una roca cristalina con cristales pequeños, en algunos puntos visitados sobre el río se pudo notar la erosión que ha producido el agua del río en las rocas graníticas del basamento de este, convirtiendo muchas
veces en arena que forman terrazas de grandes espesores en las orillas o en el mismo lecho del río.
Siguiendo la quebrada de Ocote Raspado se pudo observar una zona de contacto entre el granito y el esquisto siguiendo una zona de falla de dirección N-S, rellena con material brechoso de aproximadamente 1-1.5 m de diámetro emplazada en la fractura y el granito se encontraba
fuertemente alterado. Ver foto 5.
Así mismo se identificó un pequeño afloramiento de cuarcita con dirección N-S, macroscópicamente se presenta con textura masiva y un 80-90% de contenido de cuarzo,
a esta fracturada no se le dio seguimiento puesto que no afloró en ninguno de los otros puntos visitados. Ver foto 6
Los depósitos aluviales afectan toda la zona formando terrazas de grandes espesores, la composición mineralógica de la roca básicamente es cuarzo, feldespatos y algunos líticos de diversas composiciones. Ver foto 7.
Las fallas en la zona fueron difíciles de observar debido a que la mayoría están sepultadas por espesores grandes de aluviones y las que se encontraron generalmente están emplazadas por algunos diques de composición posiblemente básica.
Zona de contacto
Zona de Contacto
Foto: 6- Afloramiento de Cuarcita con dirección N-S
6
Foto 5.- Contacto litológico entre el granito y el esquisto
5
Foto: 7- Grandes depósitos aluviales formando terrazas.
10
Manifestaciones geotérmicas
Las manifestaciones geotérmicas se encontraron en un sólo sitio, en la parte central de la zona de estudio, localizada al Sureste de Macuelizo en el cerro Aguas Calientes, no se pudo determinar claramente el origen de estas aguas.
El agua caliente fluye de algunos deslizamientos en el cerro, pero no se localizó una fractura visible, dique o alguna otra estructura que nos indicara el nacimiento de la fuente; esta se une a un riachuelo que podría indicar una zona de falla ya que presenta un hundimiento entre los dos materiales circundantes (esquisto y material de color café producto de la erosión) con buzamiento hacia el Oeste. Ver Foto 8.
El color del agua del riachuelo, se caracteriza por tener un color verde producto de material orgánico, la roca circundante es un esquisto alterado y en la parte donde brota el agua se encuentra
Foto 8: Puntos de donde emana el agua caliente proveniente del cerro del mismo nombre.
Puntos de salida del agua caliente
8
11 un dique posiblemente de composición basáltica como los anteriormente encontrados. En esta parte se puede notar incrustaciones de sales moderadamente distribuidas. Ver Foto 9. Los rangos de temperatura en varios punto del riachuelo varían de 54.5-73.3C° con un caudal aproximado de 20l/s, en algunos puntos de la corriente se puede observar burbujas que ascendiendo a la superficie.
Conclusiones
La litología predominante en la zona de estudio pertenece al grupo de rocas metamórficas del tipo esquistos cuarzo-moscovítico y alguna exposición de cuarcitas encontradas, que han sido intruidas por varios pequeños diques de origen ígneo, además de la intrusión mayor por un cuerpo granítico (Batolito de Dipilto).
En toda el área se pudo notar una alteración en las rocas de media a alta, dando como resultado la destrucción de las rocas en material metasedimentario que forman principalmente en la orilla de los ríos, terrazas de grandes espesores.
Los esquistos del área presentan una dominante foliación y bandeo composicional, se pudo observar elementos estructurales que marcan las presiones a la que estuvieron sometidos los minerales en la roca original (Boundinage, pequeños plegamientos).
Se observó solamente una zona de alteración hidrotermal en toda el área de estudio ubicada en la parte central del área en mención en el cerro llamado Aguas Calientes Los rangos de temperatura en varios punto del riachuelo varían de 54.5º a 73.3ºC con un caudal aproximado de 20 l/s, en algunos puntos de la corriente se puede observar burbujas que ascendiendo a la superficie.
La fuente de calor que alimenta la manifestación geotérmica en el área está posiblemente asociada al proceso de convección en la zona, aportes de calor que ascienden por medio de fracturas o fallas, estas asociadas a la intrusión de diques.
El agua caliente fluye por en medio de algunos deslizamientos en el cerro de Aguas Calientes, pero no se localizó una fractura visible, aunque por los rasgos estructurales vistos en campo, como el hundimiento visible entre los dos materiales circundante en las paredes del riachuelo donde circula el agua nos indica una zona de falla buzando hacia el Oeste.
Foto 9: El color del agua es un verde intenso producto de material orgánico, en las orillas del rio se encuentran incrustaciones de sales.
12
Referencias
Franzson, H., 2010: Borehole geology. UNU-GTP, Iceland, unpubl. lecture notes.
Mann, P., Rogers, R. and Gahagan, L., 2007 – Central America: Geology, Resources and Hazards. Chapter 8: “Overview of Plate Tectonic History and its Unresolved Tectonic Problems” .Vol. 2. Pp 205 – 241.
Reyes, A.G., 2000: Petrology and mineral alteration in hydrothermal systems: from diagenesis to volcanic catastrophes. UNU-GTP,Iceland, report 18-1998, 77 pp.
Weinberg, R., 1992: Neotectonic development of western Nicaragua. Tectonics, 11, 1010-1017.
13
Anexo A
Descripción de las manifestaciones geotérmicas de Macuelizo.
MEM – Proyecto Geotérmico
Descripciones del Campo Geotérmico
Nombre Cerro Aguas Calientes - Mc-M4A
Municipio Macuelizo
Localización Zona Este Norte
NAD-27 16 N 547061 1507955
Altitud (m) Medida Método
674 GPS
Temperatura (°C) Suelo Agua
Máximo 73.3 Mínimo 51.5 Parámetros físicos Campo Caudal (l/s) pH Conductividad (µS/cm) 15-20 7.96 1497
Muestra de Agua No. Muestra de Roca No. 1
Referencia Número Origen
MEM
Acceso: Al sureste de Macuelizo, en el cerro de nombre Aguas Calientes.
Entorno Geológico: El tipo de roca circundante se pudo inferir como esquisto (presentaba alto grado de destrucción) con un intrusivo de origen basáltico, se encontraba deposiciones de sales en la orilla del riachuelo.
Manantiales: M-4A: Caliente de 51.5-73.3ºC.
Gases: No hay
Utilización: Ninguna
Alteración: Moderada a alta, color blanquecino
de la roca, deposición de sales en la roca.
Minerales secundarios: Calcita.
Manantial caliente Mc-M4A en el Cerro Aguas Calientes.
14
Anexo B
Descripción Petrográfica de Láminas Delgadas
Descripciones Secciones Delgadas
Muestra de Roca Mc-P4
Municipio Macuelizo
Localización Zona Este Norte
NAD-27 16 N 544124 1508195
Clasificación de la roca: Esquisto Moscovítico
Mineralogía Primaria
Opacos Olivino Plagioclasas Pyroxeno
√ √
Mineralogía Secundaria Grado de alteración de la
muestra
Cuarzo Moscovita Biotita
Bajo √ √ √
Grafito Andalucita
√ √
Alteración Mineralógica
La roca presenta una foliación marcada por la moscovita que se ordenan en bandas de cristales alargados, intercalados con grafito y cuarzo, la presencia de biotita es abundante se ordenan de manera caótica, dentro de la foliación de la moscovita se pudo reconocer un cristal de andalucita incoloro y de forma romboédrica.
Fotos tomadas a 4X y nicoles cruzados Foto1: Microplegamientos de bandas de grafito con moscovita.
Foto2: Cristal de
andalucita en medio de la foliación del grafito y la moscovita.
15
Descripciones Secciones Delgadas
Muestra de Roca Mc-P5
Municipio Macuelizo
Localización Zona Este Norte
NAD-27 16 N 544197 1508127
Clasificación de la roca: Granito
Mineralogía Primaria
Opacos Olivino Plagioclasas Pyroxeno
√ √ √
Mineralogía Secundaria Grado de alteración de la
muestra
Cuarzo Micas Biotita
bajo √ √ √
Feldespato √
Alteración Mineralógica
En esta lámina se muestra un granito de grano fino, textura cristalina, formado por una asociación mineral de cuarzo, feldespato potásico, plagioclasa, biotita. Los cristales de plagioclasa son alargados y finos. Los cristales de cuarzo presentan un aspecto fresco con colores de interferencia de primer orden. También se pone de manifiesto la abundancia de minerales accesorios opacos.
Fotos tomadas a 4X y nicoles cruzados
Textura cristalina de grano fino con presencia de biotitas, cuarzo y algunos feldespatos.
16
Descripciones Secciones Delgadas
Muestra de Roca Mc-P7
Municipio Macuelizo
Localización Zona Este Norte
NAD-27 16 N 544870 1509686
Clasificación de la roca: Granodiorita
Mineralogía Primaria
Opacos Olivino Plagioclasas Anfibol
√ √ √
Mineralogía Secundaria Grado de alteración de la
muestra
Cuarzo Micas Biotita
√
media Feldespatos
√
Alteración Mineralógica
Esta lámina muestra una granodiorita, roca plutónica intermedia está formada por una asociación de plagioclasas, cuarzo y feldespato alcalino, con la presencia de anfíbol (Horblenda), tiene una proporción mayor de plagioclasas que cuarzo y feldespato. El anfíbol se caracteriza por su color amarillento a luz natural y colores oscuros a luz polarizada aparece con hábito romboédrico. La roca se encuentra en un estado de alteración media, alterándose a sericitación, los cristales se tornan grandes y alargados de las plagioclasas, pero algunos alterados con enmascaramiento de sus colores normales (lamelas).
Fotos tomadas a 4X y nicoles cruzados Foto1: Cristal de
Plagioclasas, con fuerte alteración de arcillas. Foto2: Nótese el clivaje en el Anfíbol y la forma romboédrica del cristal.
17
Descripciones Secciones Delgadas
Muestra de Roca Mc-P8
Municipio Macuelizo
Localización Zona Este Norte
NAD-27 16 N 545410 1510357
Clasificación de la roca: Cuarcita
Mineralogía Primaria
Opacos Olivino Plagioclasas Pyroxeno
√ √ √
Mineralogía Secundaria Grado de alteración de la
muestra
Cuarzo Moscovita Biotita
bajo √ √
Feldespato
Alteración Mineralógica
La Muestra es una cuarcita la cual se clasifica como roca metamórfica con un protolito de composición pelítica. La asociación mineralógica está compuesta por cuarzo en su mayoría, moscovita, en menor proporción piroxeno y algunos opacos y plagioclasas alteradas. Se observan texturas de orientación preferencial y una graduación en el tamaño de los cristales de cuarzo.
Fotos tomadas a 4X y nicoles cruzados Foto1: Cristales de
plagioclasas alterados, se puede notar algunos pequeños cristales de moscovitas circundantes. Foto2: Cristal de cuarzo en la muestra se da una graduación de tamaños en los granos.
