Model geològic en 3D de la Fossa del Vallès
Modelització 3D per a l’avaluació dels recursos geotèrmics profunds disponibles de la Fossa del Vallès
L’ICGC genera informació de base sobre la naturalesa i estructura del subsol en 3D per contribuir als futurs reptes que els escenaris de canvi climàtic ens plantegen en termes d’abastament d’aigua i descarbonització.
És per això que en el marc del projecte GeoEnergia: Geotèrmia Profunda (GeoEnergia-GP) que té per objectiu avançar cap a la quantificació dels recursos energètics de base disponibles a Catalunya ha desenvolupat i publicat el Model geològic en 3D de la Fossa del Vallès.
Aquest àmbit és conegut per l’existència de recursos geotèrmics d’origen profund i està identificat i classificat en el document "Recursos Geotèrmics d'Origen Profund a Catalunya (RGOPCat): síntesi del seu potencial" (ICGC, 2025). S’hi reconeixen tres tipus principals de recursos potencials:
- Recursos associats a anomalies hidrotermals relacionats amb les zones de falla al marge de la conca (Falla del Vallès) detectats a la Garriga, amb aigües termals a 61°C; a Caldes de Montbui, on es localitzen surgències i captacions termals com la Font del Lleó amb aigües termals a 71°C; i a Cànoves i Samalús, on els antics pous d’investigació geotèrmica van registrar aigües fins 89°C, a 1000m de profunditat (SA-6).
- Recursos associats a l’aqüífer en basament granític potencialment fracturat al centre de la conca extensional.
- Recursos associats als reservoris sedimentaris profunds com són els aqüífers terciaris del centre de la conca extensional neògena i, al sector SW de la fossa, els aqüífers mesozoics (materials carbonatats triàsics).
El Model geològic en 3D de la Fossa del Vallès que es presenta, comprèn la modelització del subsol del sector centre i est, des de la vertical de Sabadell fins a Sant Celoni, amb especial focus en la delimitació del marge nord – falla del Vallès-Penedès i la làmina encavalcant de la Garriga – i en la geometria del basament granític. El principal objectiu és fer una síntesi de la informació disponible i generar un model com a base per la futura avaluació del potencial geotèrmic profund dels reservoris associats als aqüífers del centre de la conca així com l’anomalia hidrotermal associada a la falla del Vallès–Penedès al marge de la conca.
Els reservoris de la Fossa del Vallès
La Fossa del Vallès forma part d'un conjunt de conques extensionals amb una orientació SW-NE i que configuren l’eix central de les Serralades Litorals Catalanes. La conca té una geometria de semi-graben fortament desenvolupada cap al seu marge NW, on està limitada per la falla del Vallès-Penedès.
A l’àmbit del model, el rebliment sedimentari miocè de la conca es disposa discordant sobre el substrat paleozoic constituït per materials metasedimentaris del Cambroordovicià i unitats intrusives del Varisc tardà. Al bloc inferior de la falla Vallès–Penedès, l’estructura predominant és l’encavalcament de la Garriga amb un desplaçament cap al NNW i edat paleògena, i implica la superposició dels materials paleozoics, de tipus granític majoritàriament, sobre les cobertores mesozoica i paleògena de rebliment de la Conca de l’Ebre.
En aquest sector, per les seves característiques hidrogeològiques favorables a la seva explotació, s’han considerat els següents reservoris potencials:
- Aqüífers terciaris profunds al centre de la conca extensional. A la Fossa del Vallès, aquests reservoris es relacionen amb els materials detrítics d’edat miocena superior.
- Aqüífer associat als nivells del basament granític potencialment fracturat: el batòlit granític del Vallès conforma un potencial reservori petrotermal, amb finalitats geotèrmiques, tenint en compte la potencialment elevada fracturació del cos granític, producte de la complexa evolució estructural de la zona a través de successius esdeveniments de compressió i extensió.
- Finalment, els recursos associats a sistemes de circulació hidrotermal convectiva des de les zones més profundes de la conca i a través d'una zona fracturada, amb permeabilitat millorada, a causa de la intersecció de múltiples conjunts de falles. S’assumeix que en profunditat es troba el batòlit granític del Vallès amb una fracturació i un rang de profunditat considerable i la zona fracturada correspon a la intersecció de la falla del Vallès-Penedès amb altres estructures geològiques, com pot ser l’encavalcament de la Garriga.
Els recursos hidrotermals han estat detectats al llarg del marge nord de la Fossa del Vallès i són objecte d’explotació a Caldes de Montbui i a la Garriga. A més, a l’àmbit de la Fossa del Vallès, s’han realitzat diverses campanyes d’exploració geotèrmica donant lloc a la perforació de sondeigs i pous d’exploració que també han detectat aigües a temperatures de fins a 89°C, a 1000m de profunditat (SA-6).
(A) Mapa geològic regional de la Fossa del Vallès, esquema geològic.; (B) Tall esquemàtic de la zona de Caldes de Montbui; (C) Aflorament de granit en una cantera amb perfil d’alteració; (D) Columna litològica del pou/sondatge d’exploració S-6 (modificada de APEX, 1976).
Construcció del model geològic en 3D
La construcció del model geòlògic s’ha desenvolupat seguint les fases de treball següents:
Recopilació de la informació disponible, interpretació de les dades i realització de noves campanyes de camp per corroborar la geologia de superfíce. Obtenció de noves mesures geofísiques (quocient espectral H/V i dades gravimètriques) que permet densificar les dades existents i ampliar el coneixement del subsol.
(A) Mapa de distribució de les dades geofísiques existents i les noves obtingudes a partir de la campanya 2026; (B) Anomalia residual obtinguda de l’àmbit del model.
(A) Vista 3D amb les dades puntuals de H/V, superfície del basament sísmic interpretat i perfils magnetotel·lúrics (MT) sobre la superfície de base del Neogen sup.; (B) Detall de la vista 3D amb el perfil de síntesis de dades geofísiques al sector de Samalús; (C) perfil de síntesis dades geofísiques al sector de Samalús amb el model MTII, model gravimètric i fondària H/V.
- Integració de la informació geològica prèvia disponible per la creació d’un primer model geològic en 3D de l’àmbit d’estudi utilitzant el programari Aspen SKUA v.15 (5.0.0.0) by Aspentech per construir les principals superfícies litològiques i estructurals i diversos talls geològics.
- Integració de dades gravimètriques per l’ajust i validació del model geològic voxet en 3D mitjançant la inversió de dades geofísiques. Aquesta fase, realitzada amb el programari 3DGeomodeller® (versió 4.2.0, Intrepid Geophysics) consisteix en calcular iterativament la probabilitat per cada cel.la del model voxet de correspondre a una determinada unitat litològica en funció de les propietats petrofísiques assignades inicialment fins aconseguir el millor ajust amb les dades geofísiques mesurades. Aquest procediment estocàstic permet la validació del model geològic.
Finalment, el programari Aspen SKUA v.15 (5.0.0.0) s’ha utilitzat per obtenir el model geològic complet en 3D, les superfícies estratigràfiques i estructurals i els sòlids de les unitats litoestratigràfiques.
Imatges de la construcció del model geològic 3D de partida: model preliminar de superfícies previ a la inversió geofísica (esquerra) i obtenció del model geològic més probable un cop realitzada la inversió (dreta).
Resultats i conclusions
El model geològic en 3D incloent les superfícies litològiques i estructurals, la distribució dels tres reservoris modelitzats es poden consultar i visualitzar al Geoíndex - Visor 3D de recursos geològics.
- Aqüífers terciaris profunds al centre de la conca extensiva. A la Fossa del Vallès, els materials detrítics d’edat miocena sup. assoleixen fins un gruix màxim d'uns 1500 m. Segons el model obtingut, es reconeixen dos depocentres: al sector de Sabadell – Sentmenat (1500 m de profunditat màxima) i al sector de Cardedeu.
- Aqüífer en basament granític potencialment fracturat: el batòlit granític del Vallès conforma la major part del subsol de la Fossa. un potencial reservori petrotermal, amb finalitats geotèrmiques, tenint en compte l’alta fracturació del cos granític, producte de la complexa evolució estructural de la zona a través de successius esdeveniments de compressió i extensió.
Recursos
Visualització i format de les dades
Referències
- Arnó, G.; Herms, I.; Colomer, M.; Fleta, J.; Camps, V.; Conesa, A. (2025). Recursos Geotèrmics d’Origen Profund a Catalunya (RGOPCat): síntesi del seu potencial. ICGC Geoíndex – Geotèrmia profunda (Versió v2.0; ICGC, 2025). Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya.
- ICGC (2023). Base de Dades Geofísica de Catalunya. 2013. Accessible online: Geoíndex - Tècniques geofísiques (darrer accés el 7 de juliol de 2023).
- Piris, G., Herms, I., Griera, A., Colomer, M., Arnó, G., & Gomez-Rivas, E. (2021). 3DHIP-calculator—A new tool to stochastically assess deep geothermal potential using the heat-in-place method from voxel-based 3D geological models. Energies, 14(21), 7338.