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 Volume 4 Chapter 4

Chapter 4

Paipa Geothermal System, Boyacá: Review of Exploration Studies and Conceptual Model   

Claudia María ALFARO–VALERO, Jesús Bernardo RUEDA–GUTIÉRREZ, Jhon Camilo MATIZ–LEÓN, Miguel Angel BELTRÁN–LUQUE, Gilbert Fabián RODRÍGUEZ–RODRÍGUEZ, Gina Z. RODRÍGUEZ–OSPINA, Carlos Eduardo GONZÁLEZ–IDÁRRAGA, and Jaison Elías MALO–LÁZARO

https://doi.org/10.32685/pub.esp.38.2019.04


Citation is suggested as: 

Alfaro–Valero, C.M., Rueda–Gutiérrez, J.B., Matiz–León, J.C., Beltrán–Luque, M.A., Rodríguez–Rodríguez, G.F., Rodríguez–Ospina, G.Z., González–Idárraga, C.E. & Malo–Lázaro, J.E. 2020. Paipa geothermal system, Boyacá: Review of exploration studies and conceptual model. In: Gómez, J. & Pinilla–Pachon, A.O. (editors), The Geology of Colombia, Volume 4 Quaternary. Servicio Geológico Colombiano, Publicaciones Geológicas Especiales 38, 36 p. Bogotá. https://doi.org/10.32685/pub.esp.38.2019.04


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Abstract 


The Paipa geothermal system is located at 2525 masl in a terrain tilted from south to north towards the Chicamocha River, where the geology is dominated by sedimentary rocks intruded by felsic magmas. The Miocene and Pleistocene volcanic activity produced pyroclastic deposits and dome complexes. A deep saline sodium sulfate water, presumably originating from the infiltration of meteoric water followed by dissolution of an evaporite, mixes with geothermal fluid. This process masks the chemical and isotopic composition of the geothermal component of fluid discharge in hot springs, the temperatures of which reach 76 °C. Organic and magmatic/mantle contributions also affect the composition of the gas phase discharges. High concentrations of radioactive elements are found in the area, mainly in El Durazno Intrusive, a highly altered intrusion located to the west. Extensive outcrops of the Une Formation at high elevation (2900 masl) in the Tibasosa–Toledo Anticline represent the main recharge zone. High angle faults (Las Peñas, Paipa–Iza, and Agua Tibia Faults) and the contacts between the magmatic intrusions and the surrounding metamorphic and sedimentary rocks control the permeability of the fractured reservoir. Northward, rising hot water encounters elevated permeability in sedimentary rocks, mainly in the Une Formation, forming a sedimentary reservoir. The subsequent fluid outflow is facilitated by a normal subvertical NW fault (Cerro Plateado Fault). Two main discharge zones, Instituto de Turismo de Paipa–Lanceros and La Playa, are controlled by intersections between faults and permeable rocks.

​ 

Keywords: geothermal exploration, hot springs, geothermal conceptual model, Paipa geothermal system.



Resumen


El sistema geotérmico de Paipa se encuentra a 2525 m s. n. m. en un terreno inclinado de sur a norte hacia el río Chicamocha, donde la geología está dominada por rocas sedimentarias intruidas por rocas magmáticas félsicas. La actividad volcánica del Mioceno y Pleistoceno produjo depósitos piroclásticos y complejos de domos. Un circuito profundo de agua salina sulfatada sódica, presumiblemente originado por la infiltración de agua meteórica seguida por la disolución de una evaporita, se mezcla con fluido geotérmico. Este proceso de mezcla enmascara la composición química e isotópica de la descarga acuosa de los manantiales termales, cuya temperatura alcanza los 76 °C. Aportes de fuente orgánica y magmática/man­télica también afectan la composición de las descargas en fase gaseosa. Concentra­ciones altas de elementos radiactivos se encuentran en el área, principalmente en El Durazno, una intrusión con alteración intensa ubicada al oeste. Extensos aflora­mientos de la Formación Une localizados a mayor elevación (2900 m s. n. m.) en el Anticlinal de Tibasosa–Toledo conforman la principal zona de recarga. Fallas de alto ángulo (fallas de Las Peñas, Paipa–Iza y Agua Tibia) y los planos de contacto entre intrusiones magmáticas y las rocas metamórficas y sedimentarias que las rodean controlan la permeabilidad del reservorio fracturado. Más al norte, el flujo ascendente causado por flotabilidad del agua caliente encuentra alta permeabilidad en rocas sedimentarias, principalmente de la Formación Une, formando un reservorio sedimentario. La circulación lateral posterior del fluido es favorecida por una falla normal subvertical NW (Falla de Cerro Plateado). Dos zonas de descarga principales, Instituto de Turismo de Paipa–Lanceros y La Playa, son controladas por la intersección entre fallas y rocas permeables.

 

Palabras clave: exploración geotérmica, fuentes termales, modelo conceptual geotérmico, sistema geotérmico de Paipa.



Abbreviations 

AMT                                          Audio–magnetotellurics

ITP                                              Instituto de Turismo de Paipa

MT                                              Magnetotellurics

SGC                                          Servicio Geológico Colombiano

TDS                                          Total dissolved solids

VAG                                         Volcanic arc granites

VES                                           Vertical electrical soundings

XRD                                         X–ray diffraction



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