Contribución de la modelización analógica al estudio de procesos tectónicos de gran escala

La tectónica experimental o modelización analógica de procesos tectónicos es una técnica experimental que estudia los agentes que intervienen en los procesos tectónicos que se producen en la naturaleza mediante modelos dimensionados realizados en el laboratorio. El objetivo de estos modelos no es simplemente reproducir observaciones naturales, sino comprobar, mediante experimentos controlados, hipótesis sobre los mecanismos y las fuerzas que impulsan los procesos tectónicos. Un modelo correctamente dimensionado permite observar las condiciones necesarias para la formación de las estructuras tectónicas, así como su evolución en el tiempo. En este trabajo se presentan los fundamentos de dicha técnica y se muestran algunos ejemplos de modelos analógicos de procesos tectónicos a gran escala que han permitido avanzar en el conocimiento y comprender los mecanismos causantes de los mismos. Estos ejemplos incluyen la colisión de la India con el continente euroasiático, el inicio de un proceso de subducción, el plegamiento litosférico de la placa Iberia, la extensión litosférica y las grandes fallas de desgarre y cuencas de pull-apart asociadas

Geometry and kinematics of the Río Grío fault zone: Evidence of Alpine transpression in the Iberian Chain

La falla de Río Grío constituye uno de los principales accidentes que segmentan la Cordillera Ibérica.Mantiene dirección NNW-SSE, y está caracterizada por la presencia de una zona de falla con rocas asociadas (harinas y brechas de falla), con un espesor de decenas de metros. En este trabajo se presenta el análisis a escala mesoestructural de la zona de falla. Esta falla discurre próxima al cabalgamiento de Datos, la principal estructural Varisca de este sector de la Cordillera Ibérica. La cartografía detallada realizada revela que la zona de falla de Río Grío está compuesta por lentículas hectométricas, que muestran una geometría anastomosada y fuerte buzamiento hacia el sur. La estructura interna de las lentículas presenta elementos triásicos y ordovícicos, con pliegues apretados, zonas brechificadas y foliación. Los sentidos de movimiento deducidos a escala meso- (ejes de pliegues, estrías...) y microestructural (foliación, estructuras S/C) tienen fuerte componente inversa y direccional dextra, indicando una partición de la deformación entre las diferentes lentículas. El conjunto de la estructura se interpreta como el resultado de la reactivación durante la compresión cenozoica NNE-SSW a NE-SW de zonas de debilidad probablemente formadas durante la época tardihercínicaThe Río Grío fault is one of the main structures that cut across the Iberian Chain (NE Spain). It shows a NW-SE strike, and constitutes a fault zone with associated fault rocks (fault gauge, fault breccia), with thickness of tens of meters. In this work,we present the analysis at mesostructural scale of the fault zone.At the map scale, the Río Grío fault is nearly parallel to the Datos thrust, the main Variscan structure in this sector of the Iberian Chain. A detailed map of the fault zone shows that the Río Grío fault zone consists of several hectometre-scale anastomosing lenses strongly dipping to the South. The internal structure of these lenses shows Triassic and Ordovician fragments, with tight folds, brechified zones and widespread foliation. Displacement senses inferred from meso- (fold axis, striations...) and micro-structures (foliation, S/C structures) show strong reverse, dip-slip and dextral, strikeslip components, indicating strain partitioning between the different lenses. The whole structure is interpreted as the result of the re-activation, during the NNE-SSW to NE-SW Cenozoic compression, of weakness areas probably formed during the Late-Variscan stag

Geometría y cinemática de la zona de falla de Río Grío: evidencias de transpresión alpina en la Cadena Ibérica

La falla de Río Grío constituye uno de los principales accidentes que segmentan la Cordillera Ibérica.Mantiene dirección NNW-SSE, y está caracterizada por la presencia de una zona de falla con rocas asociadas (harinas y brechas de falla), con un espesor de decenas de metros. En este trabajo se presenta el análisis a escala mesoestructural de la zona de falla. Esta falla discurre próxima al cabalgamiento de Datos, la principal estructural Varisca de este sector de la Cordillera Ibérica. La cartografía detallada realizada revela que la zona de falla de Río Grío está compuesta por lentículas hectométricas, que muestran una geometría anastomosada y fuerte buzamiento hacia el sur. La estructura interna de las lentículas presenta elementos triásicos y ordovícicos, con pliegues apretados, zonas brechificadas y foliación. Los sentidos de movimiento deducidos a escala meso- (ejes de pliegues, estrías...) y microestructural (foliación, estructuras S/C) tienen fuerte componente inversa y direccional dextra, indicando una partición de la deformación entre las diferentes lentículas. El conjunto de la estructura se interpreta como el resultado de la reactivación durante la compresión cenozoica NNE-SSW a NE-SW de zonas de debilidad probablemente formadas durante la época tardihercínica

Zonas de relevo de falla en el margen oriental de la fosa del jiloca (Cordillera Ibérica): Geometría, cinemática y modelización analógica

El margen oriental de la fosa del Jiloca (Cordillera Ibérica) es el resultado de la disposición escalonada diestra de tres fallas normales de dirección NW-SE: las fallas de Calamocha, Sierra Palomera y Concud. Junto con la falla de Teruel, delimitan tres zonas de relevo con evidencias de fracturación reciente. El análisis de la deformación a escala cartográfica y de afloramiento, y su comparación con la fracturación desarrollada en varios modelos analógicos, ha permitido inferir su relación geométrica, cinemática y dinámica con las macroestructuras, en el marco del campo de esfuerzos de extensión radial o ‘multidireccional’ activo en la región de estudio. En los modelos analógicos se han estudiado las variaciones en el patrón de fracturación resultante, en función de las velocidades de extensión en dos direcciones ortogonales y de la orientación de las fallas principales respecto a dichas direcciones de extensión. Tanto en el área de estudio como en los modelos, la fracturación es longitudinal a las macroestructuras que delimitan los relevos. Está controlada por la dirección de las fallas y, en mayor medida, por la dirección de extensión ENE-WSW dominante en el campo de esfuerzos regional. Todo ello permite definir un nuevo tipo de interacción en zonas de relevo de falla extensionales, denominada en este trabajo relevo con fracturación longitudinal distribuida. The eastern sector of the Jiloca basin (Iberian Chain) developed due to the right-relay arrangement of three NW-SE striking normal faults: the Calamocha, Sierra Palomera and Concud faults. Together with the Teruel fault, they all bound three relay zones where evidence of recent fracturing has been found. Thanks to the analysis of brittle deformation, at both map and outcrop scales, and to its comparison with results from analogue modelling, we are able to infer its geometrical, kinematical and dynamical relationship with the macrostructures, within the framework of the near-multidirectional extension regime active in the studied area. During analogue modelling it was important to analyse possible variations in the resulting fractures, controlled by different extension velocities in two orthogonal directions and by the orientation of the main faults within both directions of extension. The fractures, both in the studied area and in analogue models, show a mostly parallel orientation to the macrostructures that bound the relay zones. They are controlled by the main fault strikes and, to a greater extent, by the dominant ENE-WSW direction of dominant extension within the regional stress field. All this has allowed us to define a new kind of interaction within extensional fault relay zones, called in this study relay with along-strike distributed fractures

Análisis de la fábrica magnética en modelos analógicos de arcillas

Este estudio presenta el análisis de la fábrica magnética en una serie de modelos analógicos realizados con arcillas rojas comerciales. A partir de la disgregación de la arcilla en agua y su posterior decantación conseguimos reproducir la adquisición de una fábrica magnética deposicional (geometría oblata del elipsoide magnético con el eje mínimo de susceptibilidad perpendicular al plano de depósito). En un modelo de deformación de desgarre (experimento de Riedel), la lineación magnética se dispone paralela a la dirección de estiramiento. En el modelo de acortamiento, la lineación magnética se orienta perpendicular a la dirección de acortamiento. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto el gran potencial de la arcilla roja comercial para ser utilizada en este tipo de modelos analógicos, así como su capacidad de registrar una fábrica magnética coherente en cada caso. This study shows the magnetic fabric analysis applied to several analogue models developed with common commercial red clays. By dispersing the clays in water and after allowing their subsequent decantation, we were able to reproduce the acquisition of a depositional magnetic fabric (oblate geometry of the magnetic ellipsoid with the minimum susceptibility axis perpendicular to the deposit plane). In a strike-slip deformation model (Riedel experiment), magnetic lineation is parallel to the stretching direction. In the shortening model, magnetic lineation orients perpendicular to the shortening direction. The obtained results illustrate the great potential of these commercial red clays to be used in this type of analogue models, as well as their capacity to register a coherent magnetic fabric in each case

Estudio estructural del anticlinal del Basa (Cuenca de Jaca)

En este trabajo se presenta una descripción en profundidad del proceso de creación del modelado 3D y la realización de un modelo estructural de la cuenca de Jaca, en el sector del anticlinal de Basa. La zona de estudio se sitúa en Yebra de Basa, comprendiendo la zona central del anticlinal, y una parte del sinclinal de Cancias y el Sinclinorio del Guarga. El trabajo parte de una revisión bibliográfica, que se fue actualizando y expandiendo a lo largo de la mayoría de las etapas del trabajo. Se continuó con trabajos de campo y estudios de imágenes de satélite, a partir de los que se ha hecho un procesamiento, revisión e interpretación de los datos, para la realización de un mapa geológico de la zona estudiada. También se ha llevado a cabo la interpretación de un perfil sísmico, un análisis detallado de la macroestructura y la realización de un corte geológico. Finalmente, se ha completado el estudio con el análisis a escala mesoestructural, a partir del estudio detallado de orientaciones de estratificación, planos de falla, y pliegues. Todo ello ha permitido la realización del modelo estructural 3D. Las herramientas informáticas utilizadas han sido Excel, Arguis, Rockworks y Stereonet. El anticlinal es un pliegue volcado hacia el sur de ángulo interflanco medio de 35º, con asimetría en la potencia de los estratos de este a oeste de la zona, que sugiere la posición del depocentro de la cuenca al Oeste de la zona estudiada, teniendo las formaciones un mayor grosor en el oeste. Se han podido diferenciar tres poblaciones de fracturas y se ha percibido un cambio en la localización del depocentro desde el Bartoniense al Priaboniense, a partir de los sentidos de paleocorriente, con sentido suroeste durante el Bartoniense y sentido oeste en el Priaboniense.<br /

Estudio geológico y geofísico del contacto entre la Cordillera Ibérica y la Cuenca del Ebro en el somontano del Moncayo

La falla noribérica es una falla inversa con dirección WNW-ESE dominante que buza unos 30º S. Causa que los materiales de la Sierra del Moncayo formen un pliegue de propagación a la par que los eleva hasta 1 Km, representando el contacto entre la Cadena Ibérica y la Cuenca del Ebro. Se presenta un modelo de la geometría del contacto basado en un nuevo perfil gravimétrico que muestra una anomalía de Bouguer cuya parte central es un mínimo local interpretado como causa del contraste entre las rocas de la Sierra del Moncayo y el Somontano del Moncayo, seguido por una suave cuesta con un pequeño descenso modelado como el pliegue de propagación causado por la falla Noribérica en los materiales de la Cadena Ibérica, indicando que la localización de la falla en superficie se encuentra entre los pueblos de Cunchillos y Vierlas.<br /

Prospección magnética aplicada al estudio de valles de fondo plano en los alrededores de Zaragoza

En la zona central de la cuenca del Ebro, los valles de fondo plano o “vales” constituyen la forma de relieve más abundante y característica. Estas vales presentan una morfología meandriforme y un relleno cuaternario compuesto de limos, arenas y gravas. El objetivo de este trabajo ha sido la caracterización de los valles de fondo plano, en concreto obtener más información sobre ciertos aspectos como su evolución, la geometría de los rellenos o la geometría del sustrato basal sobre el que se disponen. Para ello, se ha llevado a cabo una prospección geofísica y un análisis de la susceptibilidad magnética en un valle de fondo plano situado al sureste de Zaragoza. Con dichas técnicas se han creado mapas de intensidad de campo magnético, de gradiente y de susceptibilidad. Finalmente, se ha realizado una modelización 2.5D. Los resultados muestran cómo los elementos antrópicos de alta susceptibilidad, como en este caso el gaseoducto, pueden afectar negativamente a las prospecciones magnéticas que tienen por objeto caracterizar los materiales que conforman el terreno. <br /

Correlación entre propiedades petrofísicas de distintos tipos de rocas.

Desde el punto de vista físico, las rocas presentan diferentes propiedades que derivan de características petrográficas. Estos caracteres petrográficos varían en función del tipo de roca y de su petrogénesis. Las variaciones de las propiedades físicas de las rocas (densidad, susceptibilidad magnética y velocidad de propagación de las ondas sísmicas) permiten la identificación de la geología del subsuelo, mediante métodos de exploración geofísica. En este sentido, podemos definir la Petrofísica como una disciplina científica que caracteriza y modeliza el comportamiento físico de las rocas, encuadrándola dentro de las Ciencias Geológicas. Para el estudio de sus propiedades físicas, las muestras fueron sometidas al análisis de su susceptibilidad magnética con tres distintos susceptómetros, se calcularon las velocidades de propagación de ondas sísmicas primarias y sus densidades por medio del método de Arquímedes.El objetivo principal del presente trabajo es realizar un estudio para analizar las características petrofísicas de las distintas muestras, discutir si presentan una relación con sus características litológicas y estudiar si existe algún tipo de correlación entre las tres propiedades medidas.<br /