Towards 3D databases and harmonized 3D models at IGME-CSIC

IGME-CSIC has a highly relevant geological and geophysical database that includes a continuous digital geological cartography at 1:50000; 1:200000 and 1:1000000 scales and a fair amount of geophysical data: gravity, magnetic, well-logs in tiff and LAS format, seismic lines in tiff and SEG-Y format, borehole and petrophysical data, together with other geophysical and geological studies. Since the 2004, an important effort has been done to undertake 3D geological and geophysical modelling ranging from local studies (mineral exploration or CO2 storage sites) to regional geology for a better understanding of the subsurface structure and its geodynamic evolution as a base for other studies on natural hazards or mineral resources. These studies were ¿stand alone¿ and now IGME is designing a new strategy. It includes the available data and models harmonization (stratigraphy sequences, structural interpretations, faults distribution, seismic velocity models, spatial distribution of physical properties such as density and magnetic susceptibility, workflows, methodologies, evaluation of uncertainties, visualization, etc.) to comply with the FAIR (Findable, Accessible, Interoperable and Reusable) data standardization. In this way, the new 3D models will be easily integrated and available from the databases. This strategy includes collaboration with the Bureau de Recherches Géologiques et Minières of France (BRGM) and Laboratório Nacional de Energia e Geologia of Portugal (LNEG) in order to harmonize the Spanish geological data and models with their neighbours across national borders. The first step is being done in the framework of GeoERA projects. Plain-language Summary IGME-CSIC owns a large database that includes a highly valuable geological and geophysical data and geophysical studies containing the interpretation of some of the data of Spain (onshore and offshore) Since 2004 the authors of this work have been working in 3D geological and geophysical modelling that includes local (mineral exploration or CO2 storage sites) and regional studies. The goal is to improve our understanding of the subsurface structures and processes as a base for deepening our knowledge in how the natural hazards occur, how to improve the exploration for mineral resources, etc. These studies were made ad hoc within different projects and now IGME-CSIC is designing a workflow to harmonize these models in order to comply with the FAIR (Findable, Accessible, Interoperable and Reusable) data standardization so the models will be available to being used beyond the initial objectives that generated their creation. This strategy includes collaboration with other European institutions like the Bureau de Recherches Géologiques et Minières of France (BRGM) and Laboratório Nacional de Energia e Geologia of Portugal (LNEG) in order to harmonize the models across national borders. The first step is already being done in the framework of the GeoERA projects

Caracterización de las fallas extensionales y de los movimientos verticales que deforman a la plataforma de coral Plio-Pleistocena del este de República Dominicana. Implicaciones para el riesgo sísmico

Congreso Internacional de Geología Aplicada (1º. 2017. Santo Domingo)Existen hoy claras evidencias de que en el este de la República Dominicana (RD) coexiste el deslizamiento sísmico por cizalla consecuencia de la colisión de Bahamas, con una menos conocida extensión activa que afecta a amplias áreas de la corteza del arco caribeño. Este estudio describe éstas últimas deformaciones y argumenta sobre un modelo tectónico integrado como premisa para la evaluación del riesgo sísmico.Instituto Geológico y Minero de España, EspañaPeer reviewe

Geology of the Cotiella thrust sheet, southern Pyrenees (Spain)

This paper presents a geological map and cross-sections of the Cotiella thrust sheet at 1:25,000 and 1:50,000 scale, respectively. The map covers an area of 225 km2 in the southern Pyrenees. The structure of the studied area is dominated by an upper Santonian – lower Miocene thrust system, which transported a middle Coniacian-lower Santonian extensional basin, the Cotiella Basin, 10 s of kilometres southwards during the Pyrenean orogeny. The map focuses on the internal structure of the Cotiella Basin, its partially inverted extensional faults and its up to 6.5 km of upper Albian – lower Santonian sediments that unconformably overlie Upper Triassic salts. The map and cross-sections, together with outcrop-scale observations, have led us to interpret the rising of passive diapirs in the area. This newly recognized salt tectonic event in the Cotiella Basin is important because of the insights it can provide for the paleogeographic reconstruction of the Upper Cretaceous paleomargin of the northern parts of the Iberian Peninsula.Innovative and Independent Geological Research in Sedimentary Basins, Reino UnidoInstitut de Recerca Geomodels, Universitat de Barcelona, EspañaInstituto Geológico y Minero de España, Españ

Compilación de las fallas Cuaternarias en la Cordillera Septentrional y área marina adyacente, República Dominicana: implicaciones para el análisis del riesgo sísmico

Congreso Internacional de Geología Aplicada (1º. 2017. Santo Domingo)En el marco de un Proyecto FONDOCYT se está realizando una compilación de las fallas activas o Cuaternarias en la Cordillera Septentrional de la República Dominicana y su área marina adyacente. El conocimiento de la extensión y carácter de estas zonas de falla es un elemento crítico en el análisis del riesgo sísmico de la región. La creación de un mapa digital de fallas Cuaternarias y la base de datos relacionada podrán extender el corto registro de la sismicidad histórica e instrumental a tiempos prehistóricos, ya que representa el registro paleosísmico de la deformación superficial, así como una mejor evaluación de las fallas potencialmente activas.Instituto Geológico y Minero de España, EspañaServicio Geológico Nacional, República DominicanaPeer reviewe

Seismic evidence for ductile necking of the mid-lower crust beneath the Columbrets Basin (Western Mediterranean)

[EN] The Columbrets Basin is the largest Mesozoic rift basin of the Valencia Trough in the Western Mediterranean. The analysis of a seismic-reflection survey makes it possible to reconstruct the tectonic fabric underlying the sedimentary basin, including the structure of the top of the lower crust and the Moho. It is proposed that the ductile deformation of the mid-lower crust was the main mechanism controlling the basin geometry, with the radial flow of mid-lower crust coeval with the reactivation of two large-offset SW-dipping normal faults, inherited from the precursor Permian–Triassic rifting. Mid-lower crustal necking occurred below the major depocenters, immediately before hyperextension. Our results provide new insight into the formation of circular-shaped basins and the evolution of depth-dependent extensional processes during rifting.This work is part of the projects REViSE-Betics-PID2020-119651RBI00 (Spanish Science Ministry) and FIPS, PY20-01387 (Junta de Andalucía), also funded by the ‘Ayudas Extraordinarias Menciones Excelencia Severo Ochoa’ (IGME-CSIC).Peer reviewe

Caracterización de estructuras geológicas en el margen continental Cantábrico para evaluar la capacidad de almacenamiento de CO2 e integridad del sello: El Sondeo MCJ-1 (España)

El Margen Continental Cantábrico fue elegido en el marco del proyecto ALGECO2 como una zona potencial de almacenamiento de CO2. Una de las zonas seleccionadas se localiza en torno al sondeo Mar Cantábrico J-1 (MCJ-1), situado a 1,5 km de la costa de Santander, donde han sido interpretados 30 perfiles de sísmica de reflexión multicanal. Este sondeo se sitúa en la charnela de un anticlinal de dirección NE-SO, cuyo origen está relacionado como la inversión de un sistema de semicuencas desarrolladas durante el Cretácico inferior. Esta estructura es la continuación en el margen continental de la Banda de Pliegues y Cabalgamientos de Nansa (BPCN). La BPCN está constituida por pliegues de propagación de falla vergentes al sur, que involucran al basamento varisco, y una cobertera Cretácico-Terciaria solidaria, que definen el borde norte y oeste de una provincia salina denominada Bloque Costero de Santander (BCS). La BPCN y el BCS se conectan mediante una compleja zona triangular de deformación. La interpretación de los perfiles sísmicos de reflexión multicanal, las diagrafías del sondeo y la realización de cuatro cortes geológicos seriados que unen la estructura anticlinal estudiada con los datos de la zona emergida ha sido determinante para evaluar la geometría del sello y el almacén.Unidad de Tres Cantos, Instituto Geológico y Minero de España, Españ

Timing of magnetization and vertical-axis rotations of the Cotiella massif (Late Cretaceous, South Central Pyrenees)

The Cotiella thrust sheet in the South Central Pyrenees is a well-studied example of an extensional basin that formed at the northern Iberian rift margin during the Late Cretaceous, and was inverted in the Late Cretaceous and Cenozoic on top of the South Pyrenean Central Unit. A palaeomagnetic study of the thick sequence of shallow marine syn-extensional carbonates filling the Cotiella Basin reveals the presence of a widespread secondary magnetization of both normal and reversed polarities. Neither in situ nor bedding tilt correction provides a satisfactory grouping of the palaeomagnetic directions, thus suggesting syn-deformational magnetization. Best clustering of palaeomagnetic vectors is obtained after unfolding into a post-extensional precompressional stage, coherent with an acquisition age between Santonian and Paleocene. Strong magnetic enhancement and very distinct magnetic properties with depth suggest a link with burial diagenesis of organic matter, precipitation of iron sulphides and subsequent oxidation to SD finegrained magnetite. The secondary magnetizations of the Cotiella record significant vertical axis rotations ranging from 14° to 52° clockwise, coherent with the scenario of the Cotiella thrust sheet transported piggy-back and bent during the emplacement of the lower Gavarnie-Sierras Exteriores thrust sheet.This is a contribution of the Research Group of Geodinàmica i Anàlisi de Conques 2014SGR467, Secretaria d’Universitat i Recerca del Departament d’Economia i Coneixement de la Generalitat de Catalunya, and the Spanish project CGL2014-55900-P.Peer Reviewe

Seismogenic characterization of active faults in Colombia for seismic hazard assessment of the city of Bogotá: Formal agreement between the Colombian Geological Survey and the Centro Nacional Instituto Geológico y Minero de España (CSIC)

[EN] The recent update of the Colombian seismic hazard model by Dirección de Geoamenzas of the Colombian Geological Survey (CGS), has identified the necessity of considering fault geological data in future successive updates of the hazard map. At the same time, the faultbased seismic hazard studies developed in the Centro Nacional IGME-CSIC have also identified the need of increasing the available knowledge on recent activity and paleoseismology of Spanish active faults in preparation for a future update of the national seismic hazard. In this frame, both CGS and IGME-CSIC, have formally agreed to collaborate in active faults research as well as their modelling for seismic hazard calculations to improve seismic risk provisions. It has been program firstly a pilot study in the transfer zone between the Algeciras and Guaicaramo faults (Colombia) that could also serve to provide the methodological framework for studying other faults in the country.Peer reviewe

Geodinámica, neotectónica, sismotectónica y tectónica activa en la Cordillera Septentrional de la República Dominicana: implicaciones para la evaluación del riesgo sísmico

VI, 149 p.Debido a su localización geográfica y características geotectónicas, la República Dominicana está expuesta a un importante riesgo sísmico. El país tiene una larga historia de terremotos destructivos, entre los que destacan: 1551, 1562 (destruyó Santiago y La Vega), 1673 (destruyó Santo Domingo), 1691, 1751 (destruyó Azua y Port-Au-Prince), 1761, 1770, 1842, 1860, 1910, 1911, 1915, 1916, 1918, 1946 (generó un tsunami en Bahía Escocesa), 2003 (Puerto Plata) y 2010 (Port-Au-Prince). El riesgo sísmico en la República Dominicana es consecuencia de su situación geodinámica en un borde de placas tectónicas, el cual se caracteriza geológicamente por la existencia de varias zonas de desgarre activas de centenares de kilómetros de longitud, como la zona de Falla Septentrional en la Cordillera Septentrional. La liberación súbita de energía elástica acumulada en estas zonas de falla puede producir terremotos de magnitud 7,5 y afectar a amplios sectores de Puerto Plata y valle del Cibao, en donde se concentra buena parte de la población y riqueza del país.En este contexto, el objetivo general del Proyecto ha sido contribuir a la reducción de la amenaza y el riesgo sísmico en la Cordillera Septentrional y Península de Samaná de la República Dominicana a través de la generación de conocimiento sobre la geodinámica, la neotectónica, la sismotectónica y las fallas activas.El Proyecto ha integrado tres actividades esenciales: 1. La obtención del conocimiento geocientífico sobre fallas activas generadoras de terremotos. 2. La implementación y el almacenamiento de los datos multidisciplinares obtenidos de manera geo referenciada en un Sistema de Información Geográfica (SIG). 3. La evaluación de la amenaza sísmica en la Cordillera Septentrional y Península de Samaná, así como sectores adyacentes de la Cuenca del Cibao, mediante un método de modelización probabilístico a una escala regional. Estas actividades han sido realizadas e interpretadas de forma conjunta por el Servicio Geológico Nacional de la República Dominicana (SGN) y el Instituto Geológico y Minero de España (IGME). El cumplimiento del objetivo general del Proyecto ha sido posible a través de la obtención de los siguientes resultados específicos: 1. Haber creado una base de conocimiento científico-técnico sobre el contexto geodinámico, neotectónico, sismotectónico y de fallas activas en la Cordillera Septentrional de la República Dominicana. 2. Haber realizado una clasificación de las principales zonas de falla en la Cordillera Septentrional y Península de Samaná, junto con sectores adyacentes del valle del Cibao y área marina septentrional, haciendo énfasis en las fallas activas de mayor longitud, su segmentación tectónica, y su carácter sismogénico como generadoras de grandes terremotos. 3. Haber traducido la información geológica de las zonas de falla a parámetros sísmicos, los cuales describen su ciclo sísmico. Estos parámetros dan cuenta de la ciclicidad o recurrencia de cada falla co-sismica y constituyeron datos de entrada en la evaluación de la amenaza sísmica mediante un modelo probabilístico. 4. Haber integrado todos los datos de forma geo-referenciada en un SIG como plataforma gubernamental para la realización de investigaciones a escala más local, mapas temáticos e informes técnicos de carácter neotectónico, paleosísmico y sismotectónico. 5. Haber modelizado probabilísticamente la amenaza sísmica (PSHA: Probabilistic Seismic Hazard Assessment) a partir de la base de datos SIG implementada para la Cordillera Septentrional y Península de Samaná, junto con sectores adyacentes del valle del Cibao. Los resultados de la amenaza sísmica se expresan en mapas de aceleración pico (PGA) y espectral SA (T= 1s) para la zona estudiada para un periodo de retorno (PR) de 475 años. La modelización también permitió estimar los espectros de peligrosidad uniforme (UHS) y sismos de control mediante desagregación de la peligrosidad, para PR de 475 años en las principales ciudades de la zona. Estos resultados facilitan la toma de decisiones para la reducción del riesgo sísmico y el ordenamiento del territorio. Finalmente, el Proyecto ha supuesto un fortalecimiento de las capacidades institucionales nacionales y regionales para la toma de decisiones en cuanto a la gestión del riesgo, la regulación del diseño sismo-resistente, el ordenamiento del territorio, y la respuesta a desastres. Estas capacidades tienen un gran impacto en el aumento de la resiliencia urbana y de la población de la República Dominicana, minimizando las pérdidas de vidas humanas, bienes materiales y económicos frente a grandes eventos sísmicosInstituto Geológico y Minero de España, EspañaServicio Geológico Nacional, República Dominican

Geodinámica y neotectónica de la Cordillera Septentrional y Península de Samaná, República Dominicana: implicaciones sismotectónicas y para la evaluación de la amenaza sísmica

Texto en español, con resumen y palabras claves en inglés y español, y con versión resumida en inglés.La República Dominicana está expuesta a una elevada amenaza sísmica debido a su localización geodinámica entre dos márgenes activos de convergencia oblicua. Los nuevos datos geodinámicos, neotectónicos y sismotectónicos de la Cordillera Septentrional y Península de Samaná, así como del área submarina de la microplaca Septentrional, han permitido localizar las principales zonas de falla sismotectónicas. La información estructural, estratigráfica y morfotectónica obtenida de las zonas de falla a diversas escalas ha permitido interpretar su cinemática y su consistencia con el tensor de esfuerzos regional deducido mediante métodos dinámicos inversos. Esta información, complementada con el registro de sismicidad histórica e instrumental, velocidades de desplazamiento y parámetros sísmicos de las zonas de falla han permitido evaluar la amenaza sísmica de la zona estudiada. El método utilizado para la evaluación de la amenaza sísmica es probabilístico y considera tres tipos de fuentes sísmicas: la zona de subducción, las principales zonas de falla de desgarre y las áreas situadas entre ellas. Este método permite calcular las iso-líneas de aceleración con una resolución de 0,05º y evalúa la probabilidad de excedencia de la máxima aceleración del terreno (PGA; Peak Ground Acceleration) del 10% en 50 años (equivalente a un periodo de retorno de 475 años). Las bandas de PGA resultantes se disponen subparalelas a la Zona de Falla de la Española Norte, la Septentrional, la del Camú y a los principales sistemas de falla de dirección ONO-ESE, detectándose un máximo de PGA hacia el SE de la zona modelizada. En consecuencia, las ciudades con menor riesgo sísmico son las situadas hacia el NO de la zona estudiada. = The Dominican Republic is exposed to a high seismic hazard due to its geodynamic location between two active margins of oblique convergence. New geodynamic, neotectonic and seismotectonic data of the Cordillera Septentrional and Samaná Peninsula, and also the onshore area of the northern microplate, have allowed the location of the main seismotectonic fault zones. Structural, stratigraphic and morphotectonic information obtained from the fault zones at several scales has allowed us to interpret their kinematics and consistency with the obtained regional stress tensor deduced from dynamic inverse methods. This information, complemented by the record of historical seismicity, displacement velocity and seismic parameters of the fault zones has allowed us to evaluate the seismic hazard of the studied area. The method used for the evaluation of the seismic hazard is probabilistic and considers three types of seismic sources: the subduction zone, the main strike-slip fault zones and the areas located between them. This method allows us to calculate the iso-lines of peak ground acceleration (PGA) with a resolution of 0.05º for an exceedance probability of 10% (50 years) and a return period of 475 years. Resulting PGA bands are arranged sub-parallel to the North Hispaniola, Septentrional and Camú Fault Zones, as well as the main ONO-ESE-trending faults systems, detecting a maximum of PGA towards the SE of the modelled area. Consequently, the cities with the lowest seismic hazard are those located towards the NW of the maximum PGA zoneUnidad de Tres Cantos, Instituto Geológico y Minero de España, EspañaServicio Geológico Nacional, República Dominican