Abstract The Pathé geothermal zone, in the central portion of the Trans-Mexican Volcanic Belt, attracted a variety of scientists and explorers since late 18th century. Joseph Burkart (1798-1870), a German mining engineer and a contemporary of Alexander von Humboldt (1769-1859), provided in 1836 a geological description of the zone because of which Pathé was the first geothermal system to be studied in Mexico under modern science principles. At the beginning of the 20th century, this zone was investigated by the Mexican geologist José Guadalupe Aguilera Serrano (1857-1941), who described in 1907 the local volcanic rocks and their alteration. His main interest were the kaolin deposits of Yexthó, located one km to the west of the geothermal manifestations. By the middle of the century, the area was already explored for geothermal energy, which resulted in the first geothermal power plant in all America, operating between 1959 and 1972 with a nominal capacity of 3.5 MW. The thermal manifestations of Pathé are located at the junction of two regional normal fault systems, striking N-S and E-W, and are hosted by a volcanic unit (tuff and lava) of basic to intermediate composition and Upper Miocene age. Surficial hydrothermal alteration is conspicuous and largely controlled by faults of these two systems. Associated with the N-S faults is a calcite-gypsum alteration assemblage, indicating oxidized, alkaline sulfate-rich hydrothermal fluids. On the other hand, linked to the later E-W faults are the kaolin deposits; they are the product of an advanced argillic alteration that is characteristic of a steam-heated environment and indicates acidic conditions (pH: 2 to 3) and temperatures around 100 °C. Because of its unambiguous relation to faults and the absence of recent (Quaternary) volcanism, Pathé is likely to be a fault-controlled geothermal system (non-magmatic, extensional domain type). The successive alteration events suggest that the hydrothermal activity is long-lived and dates back to before the Pliocene.
Resumen La zona geotérmica de Pathé, en el sector central de la Faja Volcánica Transmexicana, ha atraído la atención de exploradores y científicos desde finales del siglo XVIII. El ingeniero de minas alemán Joseph Burkart (1798-1870), contemporáneo de Alexander von Humboldt (1769-1859), elaboró en 1836 una descripción geológica de campo por la cual esta zona geotérmica puede considerarse la primera en México en haber sido investigada bajo los paradigmas de la ciencia moderna. A inicios del siglo XX la zona fue estudiada por el ingeniero José Guadalupe Aguilera Serrano (1857-1941), quien en 1907 describió las rocas eruptivas y sus productos de alteración. Su interés eran los yacimientos de caolín de Yexthó, situados a un km de las manifestaciones termales. A mediados del siglo XX la zona ya se prospectaba como fuente de energía geotérmica, lo que culminó en la primera planta geotermoeléctrica del continente americano, en operación entre 1959 y 1972 con una capacidad instalada de 3.5 MW. Las manifestaciones termales de Pathé se ubican en la intersección de dos sistemas regionales de fallas normales, con rumbos N-S y E-W, y están encajonadas en una unidad volcánica (toba y lava) de composición básica a intermedia y edad Mioceno superior. Las alteraciones hidrotermales superficiales son conspicuas y su distribución está igualmente controlada por fallas pertenecientes a ambos sistemas. Asociada a las fallas N-S ocurre la asociación de alteración calcita-yeso, que involucra fluidos oxidados y alcalinos ricos en sulfato. Por otro lado, ligados a las fallas E-W ―más tardías― se hallan los depósitos de caolín, producto de una alteración argílica avanzada, característica de zonas de condensación de vapor. Las condiciones del fluido indicadas por esta alteración son un pH muy ácido (2-3) y temperaturas cercanas a los 100 °C. Por su clara asociación con las fallas, así como por la ausencia de vulcanismo reciente (Cuaternario) cercano, Pathé se considera como un sistema geotérmico convectivo controlado por fallas. La sucesión de eventos de alteración sugiere que la actividad hidrotermal inició antes del Plioceno.
